結(jié)構(gòu)力學(xué)模擬試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題1.下列哪種結(jié)構(gòu)是靜定結(jié)構(gòu)？A.超靜定剛架B.三鉸拱C.超靜定桁架D.連續(xù)梁答案：B2.結(jié)構(gòu)力學(xué)中，力法的基本未知量是？A.結(jié)點(diǎn)位移B.多余約束力C.桿端彎矩D.支座反力答案：B3.圖示結(jié)構(gòu)，不計(jì)軸向變形，A點(diǎn)的豎向位移為（）。（EI為常數(shù)）A.0B.Pl3/3EIC.Pl3/12EID.Pl3/8EI答案：A4.力矩分配法中的分配系數(shù)μAB與（）有關(guān)。A.桿AB的線剛度iABB.結(jié)點(diǎn)A處各桿的線剛度之和C.桿AB的抗彎剛度EID.A和B答案：D5.力法方程是根據(jù)（）建立的。A.平衡條件B.變形協(xié)調(diào)條件C.物理?xiàng)l件D.邊界條件答案：B6.位移法的基本未知量是（）。A.多余未知力B.結(jié)點(diǎn)位移C.桿端彎矩D.支座反力答案：B7.圖示簡(jiǎn)支梁，跨中承受集中力P，梁的最大彎矩值為（）。A.Pl/4B.Pl/2C.PlD.0答案：A8.結(jié)構(gòu)在溫度變化作用下（）。A.有內(nèi)力有位移B.有內(nèi)力無位移C.無內(nèi)力有位移D.無內(nèi)力無位移答案：C9.下列哪種結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)力計(jì)算與桿件的截面尺寸無關(guān)（）。A.靜定結(jié)構(gòu)B.超靜定結(jié)構(gòu)C.剛架D.桁架答案：A10.影響線是用來研究（）。A.結(jié)構(gòu)在移動(dòng)荷載作用下的內(nèi)力變化規(guī)律B.結(jié)構(gòu)在固定荷載作用下的內(nèi)力變化規(guī)律C.結(jié)構(gòu)在溫度作用下的內(nèi)力變化規(guī)律D.結(jié)構(gòu)在支座位移作用下的內(nèi)力變化規(guī)律答案：A二、多項(xiàng)選擇題1.以下屬于靜定結(jié)構(gòu)特性的有（）。A.內(nèi)力僅由平衡條件確定B.溫度變化時(shí)無內(nèi)力C.支座移動(dòng)時(shí)無內(nèi)力D.制造誤差時(shí)無內(nèi)力E.具有多余約束答案：ABCD2.力法的基本體系可以是（）。A.靜定結(jié)構(gòu)B.超靜定結(jié)構(gòu)C.幾何可變體系D.幾何瞬變體系E.幾何不變體系答案：AE3.位移法中，確定基本未知量時(shí)考慮的因素有（）。A.結(jié)點(diǎn)角位移B.結(jié)點(diǎn)線位移C.多余約束力D.桿端彎矩E.支座反力答案：AB4.影響靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力的因素有（）。A.荷載B.溫度變化C.支座移動(dòng)D.制造誤差E.材料性質(zhì)答案：A5.下列關(guān)于力矩分配法的說法正確的有（）。A.基于位移法原理B.不需要建立和解算聯(lián)立方程C.適用于連續(xù)梁和無側(cè)移剛架D.分配系數(shù)與桿件的線剛度有關(guān)E.傳遞系數(shù)與桿件的長(zhǎng)度有關(guān)答案：ABCD6.結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性包括（）。A.自振頻率B.振型C.阻尼比D.動(dòng)力系數(shù)E.最大動(dòng)位移答案：ABC7.下列結(jié)構(gòu)中，屬于平面桿件結(jié)構(gòu)的有（）。A.梁B.剛架C.拱D.桁架E.網(wǎng)架答案：ABCD8.超靜定結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)等于（）。A.多余約束的數(shù)目B.基本未知量的數(shù)目C.力法方程的個(gè)數(shù)D.位移法基本未知量的個(gè)數(shù)E.獨(dú)立的平衡方程數(shù)答案：ABC9.計(jì)算結(jié)構(gòu)位移的目的有（）。A.驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的剛度B.為超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算打基礎(chǔ)C.分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能D.檢查結(jié)構(gòu)的制造安裝質(zhì)量E.確定結(jié)構(gòu)的極限承載能力答案：ABCD10.下列關(guān)于虛功原理的說法正確的有（）。A.虛功原理包括虛位移原理和虛力原理B.虛位移原理用于求未知力C.虛力原理用于求位移D.虛功原理只適用于彈性結(jié)構(gòu)E.虛功原理只適用于靜定結(jié)構(gòu)答案：ABC三、判斷題1.靜定結(jié)構(gòu)在幾何構(gòu)造上一定是幾何不變且無多余約束的體系。（√）2.力法的基本結(jié)構(gòu)必須是靜定結(jié)構(gòu)。（√）3.位移法既可以用于靜定結(jié)構(gòu)，也可以用于超靜定結(jié)構(gòu)。（√）4.力矩分配法中，傳遞系數(shù)CAB表示的是遠(yuǎn)端B發(fā)生單位轉(zhuǎn)角時(shí)近端A的彎矩。（×）5.靜定結(jié)構(gòu)在溫度變化時(shí)，不產(chǎn)生內(nèi)力，但會(huì)有位移。（√）6.結(jié)構(gòu)的自振頻率只與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度有關(guān)。（√）7.超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與桿件的剛度比值有關(guān)，而與剛度的絕對(duì)值無關(guān)。（×）8.影響線的橫坐標(biāo)表示移動(dòng)荷載的作用位置。（√）9.用單位荷載法計(jì)算結(jié)構(gòu)位移時(shí)，虛擬狀態(tài)下的內(nèi)力是由虛擬單位荷載產(chǎn)生的。（√）10.平面剛架在節(jié)點(diǎn)荷載作用下，各桿的內(nèi)力只有軸力和剪力。（×）四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的區(qū)別。靜定結(jié)構(gòu)是幾何不變且無多余約束的體系，其內(nèi)力僅由平衡條件就能唯一確定，在溫度變化、支座移動(dòng)、制造誤差等因素作用下不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力。超靜定結(jié)構(gòu)是幾何不變但有多余約束的體系，其內(nèi)力不能僅由平衡條件確定，還需考慮變形協(xié)調(diào)條件，在溫度變化等因素作用下會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力。2.簡(jiǎn)述力法的基本思路。力法是以多余約束力作為基本未知量。首先去掉多余約束，得到靜定的基本結(jié)構(gòu)。根據(jù)基本結(jié)構(gòu)在多余約束力和原荷載共同作用下，在去掉多余約束處的位移與原結(jié)構(gòu)相應(yīng)位移相等的條件，建立力法方程。通過求解力法方程得到多余約束力，再由平衡條件計(jì)算原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。3.簡(jiǎn)述位移法的基本思路。位移法是以獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量。先確定結(jié)構(gòu)的基本未知量，再根據(jù)結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)條件和平衡條件建立位移法方程。在結(jié)點(diǎn)位移已知的情況下，利用轉(zhuǎn)角位移方程求出各桿的桿端力，進(jìn)而求出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。4.簡(jiǎn)述力矩分配法的基本步驟。首先計(jì)算各桿在結(jié)點(diǎn)處的分配系數(shù)。然后固定結(jié)點(diǎn)，計(jì)算各桿的固端彎矩。接著放松結(jié)點(diǎn)，將結(jié)點(diǎn)不平衡力矩反號(hào)后按分配系數(shù)分配給各桿近端，同時(shí)將近端分配彎矩乘以傳遞系數(shù)傳遞到遠(yuǎn)端。如此反復(fù)分配、傳遞，直到不平衡力矩足夠小，最后將各桿的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩疊加，得到各桿的最終彎矩。五、討論題1.討論在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景。靜定結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)力分析簡(jiǎn)單，僅靠平衡條件即可確定內(nèi)力，且在非荷載因素（如溫度、支座移動(dòng)等）作用下不產(chǎn)生附加內(nèi)力。缺點(diǎn)是一旦某一構(gòu)件破壞，結(jié)構(gòu)可能喪失承載能力。適用于承受荷載較簡(jiǎn)單、對(duì)內(nèi)力分析精度要求不高，且希望在一些特殊工況下結(jié)構(gòu)反應(yīng)明確的情況，如一些臨時(shí)性建筑。超靜定結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是具有多余約束，安全性高，在某一構(gòu)件破壞時(shí)仍可能維持一定承載能力，且剛度較大，變形較小。缺點(diǎn)是內(nèi)力分析復(fù)雜，需要考慮變形協(xié)調(diào)，且對(duì)溫度、支座移動(dòng)等敏感，會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力。適用于對(duì)結(jié)構(gòu)安全性和剛度要求高的建筑，如高層建筑、大型橋梁等。2.討論力法和位移法在計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)的適用范圍及局限性。力法適用于多余約束較少的超靜定結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)于有明顯多余約束且結(jié)構(gòu)形式較為簡(jiǎn)單的情況，容易確定基本結(jié)構(gòu)和建立力法方程。其局限性在于，當(dāng)多余約束較多時(shí)，力法方程的求解較為復(fù)雜，計(jì)算量大幅增加。位移法適用于各類超靜定結(jié)構(gòu)，尤其對(duì)于結(jié)點(diǎn)位移較少的結(jié)構(gòu)更為方便。它的優(yōu)點(diǎn)是基本未知量的物理意義明確，方程建立有規(guī)律可循。局限性在于，對(duì)于某些復(fù)雜結(jié)構(gòu)，確定獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)位移可能存在困難，而且當(dāng)結(jié)構(gòu)的剛度矩陣階數(shù)較高時(shí)，求解方程組的計(jì)算量也較大。3.討論影響結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的主要因素有哪些，以及在工程實(shí)際中如何考慮這些因素。影響結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的主要因素包括結(jié)構(gòu)自身的質(zhì)量分布、剛度特性、阻尼比，以及外界動(dòng)荷載的大小、頻率、作用時(shí)間等。在工程實(shí)際中，對(duì)于質(zhì)量分布和剛度特性，設(shè)計(jì)時(shí)要合理選擇結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)件尺寸，確保結(jié)構(gòu)有合適的自振頻率，避免與可能出現(xiàn)的動(dòng)荷載頻率接近而發(fā)生共振。對(duì)于阻尼比，可通過設(shè)置阻尼裝置等方式增加結(jié)構(gòu)阻尼，減小動(dòng)力響應(yīng)。對(duì)于動(dòng)荷載，要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其大小、頻率等特性，以便采取相應(yīng)的抗振措施，如設(shè)置隔振裝置等。4.討論在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，如何通過結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖和位移圖來評(píng)估結(jié)構(gòu)的性能。從內(nèi)力圖來看，彎矩圖可反映結(jié)構(gòu)各截面的彎曲受力情況，彎矩值較大的部位是結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)截面，需重點(diǎn)關(guān)注其強(qiáng)度是否滿足要求。剪力