國開電大1129《土木工程力學(xué)》期末筆試題庫及答案1.（單選）圖示三鉸拱在跨中受集中力F作用，若將拱高h(yuǎn)減半，其余條件不變，則水平推力H的變化規(guī)律為A.減半??B.不變??C.增大到2倍??D.增大到4倍答案：B。三鉸拱水平推力H=F·l/(4h)，h減半時(shí)l不變，H與h成反比，故H增大到2倍，但題目問“變化規(guī)律”，應(yīng)選“增大到2倍”。2.（單選）對(duì)同一根簡支梁，分別采用積分法與圖乘法求跨中撓度，若EI為常數(shù)，兩種方法所得結(jié)果A.積分法大??B.圖乘法大??C.相等??D.無法比較答案：C。圖乘法是積分法的幾何表達(dá)，EI常數(shù)時(shí)二者完全一致。3.（單選）在力法方程δ11X1+Δ1P=0中，δ11的物理意義為A.單位多余力引起的沿多余力方向的位移??B.荷載引起的沿多余力方向的位移C.單位荷載引起的位移??D.多余力引起的荷載方向位移答案：A。4.（單選）下列關(guān)于影響線的論述，正確的是A.靜定結(jié)構(gòu)影響線必為直線??B.超靜定結(jié)構(gòu)影響線必為曲線C.影響線縱標(biāo)量綱為“力”??D.影響線可用來求移動(dòng)荷載下的最大彎矩答案：D。5.（單選）n次超靜定結(jié)構(gòu)，用力法求解時(shí)，若選取的基本結(jié)構(gòu)使各多余力之間完全獨(dú)立，則力法方程的系數(shù)矩陣為A.對(duì)角陣??B.對(duì)稱正定陣??C.對(duì)稱陣??D.任意陣答案：C。力法方程系數(shù)矩陣恒對(duì)稱，與基本結(jié)構(gòu)選取無關(guān)。6.（單選）圖示桁架，各桿EA相同，結(jié)點(diǎn)C受水平力F，若采用矩陣位移法，結(jié)構(gòu)原始剛度矩陣的階數(shù)為A.6×6??B.8×8??C.10×10??D.12×12答案：B。桁架共4結(jié)點(diǎn)，每結(jié)點(diǎn)2自由度，共8自由度，未引入邊界條件前為8×8。7.（單選）對(duì)于單自由度體系，阻尼比ζ=0.05，則共振時(shí)動(dòng)力放大系數(shù)約為A.5??B.10??C.15??D.20答案：B。共振放大系數(shù)≈1/(2ζ)=10。8.（單選）在結(jié)構(gòu)對(duì)稱、荷載對(duì)稱的情況下，對(duì)稱截面上A.只有對(duì)稱內(nèi)力??B.只有反對(duì)稱內(nèi)力??C.對(duì)稱、反對(duì)稱內(nèi)力都有??D.內(nèi)力為零答案：A。對(duì)稱性導(dǎo)致反對(duì)稱內(nèi)力為零。9.（單選）鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫后，其短期剛度A.顯著增大??B.顯著減小??C.不變??D.與裂縫寬度無關(guān)答案：B。裂縫使截面慣性矩下降，短期剛度降低。10.（單選）采用D值法計(jì)算框架柱側(cè)移剛度時(shí)，柱剛度修正系數(shù)α與A.梁柱線剛度比有關(guān)??B.柱軸力有關(guān)??C.柱高有關(guān)??D.地震烈度有關(guān)答案：A。11.（單選）圖示兩跨連續(xù)梁，中間支座下沉Δ，若EI為常數(shù)，則中間支座彎矩A.6EIΔ/l2??B.4EIΔ/l2??C.3EIΔ/l2??D.2EIΔ/l2答案：A。由力法可推得MB=6EIΔ/l2。12.（單選）對(duì)相同高度的懸臂柱，當(dāng)水平荷載作用位置從柱頂移至柱中，其頂端位移A.增大到2倍??B.增大到4倍??C.減半??D.減為1/8答案：D。懸臂柱頂位移與荷載作用高度三次方成正比，高度減半，位移減為1/8。13.（單選）下列關(guān)于虛功原理的表述，錯(cuò)誤的是A.適用于任何材料本構(gòu)??B.要求平衡力系與協(xié)調(diào)位移獨(dú)立C.可用于求位移??D.僅適用于線彈性結(jié)構(gòu)答案：D。虛功原理與材料無關(guān)。14.（單選）在矩陣位移法中，引入邊界條件常用的“置大數(shù)法”本質(zhì)上是A.改變結(jié)構(gòu)剛度??B.引入約束反力??C.修改方程右端項(xiàng)??D.罰函數(shù)法答案：D。15.（單選）對(duì)于受均布荷載q的固端梁，其極限荷載qu按塑性鉸法計(jì)算為A.8Mp/l??B.12Mp/l??C.16Mp/l??D.24Mp/l答案：C。固端梁形成三鉸機(jī)構(gòu)，qu=16Mp/l2。16.（單選）圖示剛架，各桿EI相同，在結(jié)點(diǎn)處受順時(shí)針力偶M，若采用位移法，未知量個(gè)數(shù)為A.1??B.2??C.3??D.6答案：A。結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角唯一未知量。17.（單選）當(dāng)簡諧荷載頻率θ等于結(jié)構(gòu)自振頻率ω時(shí)，若阻尼為零，則振幅A.為零??B.為靜位移??C.趨于無窮??D.為靜位移兩倍答案：C。18.（單選）關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是A.只承擔(dān)豎向荷載??B.只承擔(dān)水平荷載??C.既承擔(dān)豎向也承擔(dān)水平荷載??D.與框架無關(guān)答案：C。19.（單選）在力矩分配法中，傳遞系數(shù)取決于A.遠(yuǎn)端支承條件??B.近端支承條件??C.荷載類型??D.桿件長度答案：A。20.（單選）對(duì)于單跨超靜定梁，當(dāng)溫度沿截面高度線性變化時(shí)，其溫度應(yīng)力A.與EI成正比??B.與EA成正比??C.與截面高度無關(guān)??D.與材料線膨脹系數(shù)無關(guān)答案：A。21.（多選）下列因素中，可引起靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化的有A.支座移動(dòng)??B.溫度變化??C.制造誤差??D.荷載大小??E.材料彈性模量答案：B、C、D。靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力僅與荷載及幾何有關(guān)，與支座移動(dòng)、E無關(guān)。22.（多選）關(guān)于影響線，下列說法正確的有A.靜定桁架桿軸力影響線為折線??B.簡支梁支座反力影響線為直線C.連續(xù)梁彎矩影響線必為曲線??D.影響線可疊加??E.影響線縱標(biāo)無量綱答案：A、B、C、D。E錯(cuò)誤，縱標(biāo)量綱為“響應(yīng)量/單位力”。23.（多選）矩陣位移法的基本步驟包括A.離散化??B.單元分析??C.整體坐標(biāo)轉(zhuǎn)換??D.引入邊界條件??E.求解方程答案：A、B、C、D、E。24.（多選）下列關(guān)于阻尼的表述，正確的有A.臨界阻尼時(shí)振動(dòng)最快消失無振蕩??B.欠阻尼振幅按指數(shù)衰減C.超阻尼系統(tǒng)不會(huì)振蕩??D.阻尼比越大自振頻率越小??E.阻尼力與速度方向相反答案：A、B、C、E。D錯(cuò)誤，自振頻率與阻尼比無關(guān)。25.（多選）采用位移法時(shí)，需滿足A.平衡條件??B.幾何條件??C.物理?xiàng)l件??D.能量守恒??E.協(xié)調(diào)條件答案：A、B、C。26.（多選）下列關(guān)于塑性鉸的描述，正確的有A.可承受極限彎矩??B.轉(zhuǎn)角可任意發(fā)展??C.出現(xiàn)在最大彎矩截面??D.一旦形成即破壞??E.塑性鉸區(qū)段長度為零答案：A、B、C。27.（多選）在力法中，選擇基本結(jié)構(gòu)的原則包括A.幾何不變??B.計(jì)算簡便??C.盡量使副系數(shù)為零??D.盡量使ΔiP為零??E.必須靜定答案：A、B、C、E。28.（多選）下列荷載中，屬于動(dòng)力荷載的有A.地震作用??B.風(fēng)振??C.吊車制動(dòng)力??D.雪荷載??E.爆炸沖擊答案：A、B、C、E。29.（多選）關(guān)于D值法，下列說法正確的有A.考慮了結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)??B.適用于強(qiáng)柱弱梁框架??C.柱剪力按D值分配D.需迭代計(jì)算??E.可用于水平力作用下的近似計(jì)算答案：A、C、E。30.（多選）下列措施中，可提高鋼筋混凝土梁抗剪承載力的有A.增大截面尺寸??B.提高混凝土強(qiáng)度??C.加密箍筋??D.增設(shè)彎起鋼筋??E.提高縱筋配筋率答案：A、B、C、D。31.（判斷）力法只能用于線彈性結(jié)構(gòu)。答案：錯(cuò)誤。力法可用于非線性，但計(jì)算復(fù)雜。32.（判斷）圖乘法求位移時(shí)，若M圖與Mp圖均在基線同側(cè)，則乘積為正。答案：正確。33.（判斷）超靜定結(jié)構(gòu)支座移動(dòng)會(huì)引起內(nèi)力，且與剛度無關(guān)。答案：錯(cuò)誤。內(nèi)力與剛度絕對(duì)值無關(guān)，但與相對(duì)剛度有關(guān)。34.（判斷）單自由度體系自振頻率與質(zhì)量成反比。答案：錯(cuò)誤。頻率與質(zhì)量平方根成反比。35.（判斷）塑性鉸形成后，結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)構(gòu)，承載力立即喪失。答案：錯(cuò)誤。形成足夠數(shù)量塑性鉸才變?yōu)闄C(jī)構(gòu)。36.（判斷）矩陣位移法中，單元?jiǎng)偠染仃嚭銓?duì)稱。答案：正確。37.（判斷）臨界荷載與壓桿長度平方成正比。答案：錯(cuò)誤。與長度平方成反比。38.（判斷）溫度變化在靜定結(jié)構(gòu)中不引起內(nèi)力，但會(huì)引起位移。答案：正確。39.（判斷）采用位移法時(shí)，未知量個(gè)數(shù)與超靜定次數(shù)無關(guān)。答案：正確。40.（判斷）影響線可用來確定移動(dòng)荷載下的最不利位置。答案：正確。41.（填空）圖示兩跨連續(xù)梁，EI為常數(shù)，中間支座截面彎矩影響線在跨中的縱標(biāo)值為________。答案：l/4。42.（填空）單自由度體系，質(zhì)量m=2t，剛度k=800kN/m，則自振圓頻率ω=________rad/s。答案：20。43.（填空）力法方程中，主系數(shù)δii表示________。答案：單位多余力Xi=1作用時(shí)，沿Xi方向的位移。44.（填空）采用位移法時(shí)，若某結(jié)點(diǎn)無線位移且無轉(zhuǎn)動(dòng)，則該結(jié)點(diǎn)________未知量。答案：0。45.（填空）矩形截面梁，寬度b=200mm，高度h=500mm，混凝土C30，ftk=2.01MPa，則其抗裂彎矩Mcrc≈________kN·m。答案：25.1。按Mcrc=0.292ftkbh2計(jì)算。46.（填空）圖示剛架，各桿EI相同，用位移法求解時(shí)，若僅考慮彎曲變形，其整體剛度矩陣階數(shù)為________。答案：3×3。三結(jié)點(diǎn)各一轉(zhuǎn)角未知量。47.（填空）簡支梁跨度l=6m，EI=4×10?kN·m2，跨中受集中力F=40kN，則跨中撓度為________mm。答案：11.25。按Fl3/(48EI)計(jì)算。48.（填空）臨界荷載歐拉公式Pcr=π2EI/(μl)2中，μ稱為________。答案：長度系數(shù)。49.（填空）力矩分配法中，桿端轉(zhuǎn)動(dòng)剛度S=4i的條件是________。答案：遠(yuǎn)端固定。50.（填空）鋼筋混凝土梁斜截面破壞三種形態(tài)為斜拉破壞、斜壓破壞和________。答案：剪壓破壞。51.（簡答）試述力法與位移法在基本未知量選擇上的區(qū)別，并各舉一例說明其適用場(chǎng)合。答案：力法以多余力為基本未知量，適用于多余約束少、超靜定次數(shù)低的結(jié)構(gòu)，如一次超靜定桁架；位移法以結(jié)點(diǎn)位移為基本未知量，適用于結(jié)點(diǎn)位移少、桿件較多的剛架，如多層多跨框架。52.（簡答）說明阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)共振響應(yīng)的影響，并給出定量關(guān)系。答案：阻尼降低共振振幅，動(dòng)力放大系數(shù)μ=1/√[(1-β2)2+(2ζβ)2]，β=θ/ω；當(dāng)β=1時(shí)，μ=1/(2ζ)，可見阻尼比ζ越大，共振振幅越小。53.（簡答）為何連續(xù)梁支座沉降會(huì)引起內(nèi)力？試用力法原理說明。答案：支座沉降使基本結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移ΔiΔ，力法方程δiiXi+ΔiΔ=0，因ΔiΔ≠0，故Xi≠0，多余力出現(xiàn)即產(chǎn)生內(nèi)力。54.（簡答）簡述塑性鉸法計(jì)算梁極限荷載的基本假定。答案：1.材料理想彈塑性；2.截面達(dá)到塑性彎矩Mp后形成塑性鉸，轉(zhuǎn)角無限發(fā)展而彎矩保持Mp；3.小變形；4.忽略剪力、軸力影響；5.足夠塑性鉸使結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)構(gòu)。55.（簡答）矩陣位移法中，為何需進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換？寫出平面桁架單元整體坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換矩陣T。答案：因單元局部坐標(biāo)系與整體坐標(biāo)系方向不一致，需將局部剛度矩陣轉(zhuǎn)換到整體坐標(biāo)系才能集成。T=[cosαsinα;-sinαcosα]，其中α為桿軸與x軸夾角。56.（計(jì)算）圖示一次超靜定梁，左端固定，右端鏈桿支承，跨度l=8m，全跨受均布荷載q=20kN/m，EI為常數(shù)。求鏈桿反力。答案：取鏈桿反力X為多余力，力法方程δ11X+Δ1P=0。δ11=l3/(3EI)，Δ1P=-ql?/(8EI)。解得X=3ql/8=60kN（↑）。57.（計(jì)算）兩跨等截面連續(xù)梁，l=6m，EI為常數(shù)，中間支座下沉Δ=10mm，求中間支座彎矩。答案：力法，取中間支座彎矩X為多余力，δ11=l/(3EI)，Δ1Δ=-3Δ/l。方程δ11X+Δ1Δ=0，得X=9EIΔ/l2=9×4×10?×0.01/36=100kN·m。58.（計(jì)算）單自由度體系，m=500kg，k=2000kN/m，受簡諧荷載F(t)=30sin(θt)kN，θ=0.8ω，阻尼比ζ=0.05。求穩(wěn)態(tài)振幅。答案：ω=√(k/m)=63.25rad/s，β=0.8，μ=1/√[(1-0.82)2+(2×0.05×0.8)2]=2.07，靜位移Δst=F0/k=0.015m，振幅A=μΔst=31.1mm。59.（計(jì)算）圖示對(duì)稱剛架，各桿EI相同，高h(yuǎn)=4m，跨度l=6m，頂點(diǎn)受水平力F=40kN。用位移法求頂點(diǎn)側(cè)移。答案：對(duì)稱性取半結(jié)構(gòu)，未知量Δ。剛度k=24EI/h3+6EI/(l/2)3=24EI/64+6EI/27=0.375EI+0.222EI=0.597EI。Δ=F/k=40/(0.597EI)=67.0/EIm。60.（計(jì)算）矩形截面梁b×h=250×500mm，C30混凝土，HRB400鋼筋，受彎設(shè)計(jì)值M=220kN·m，as=40mm，求所需受拉鋼筋面積As。答案：按GB50010，α1=1.0，fc=14.3MPa，fy=360MPa，h0=460mm。x=h0-√[h02-2M/(α1fcb)]=109mm，ξ=x/h0=0.237<ξb=0.518，As=α1fcbx/fy=1145mm2，實(shí)配4Φ20(1256mm2)。61.（綜合）某三跨連續(xù)梁，跨度均為8m，EI為常數(shù)，承受均布活載q=25kN/m，試?yán)L出邊跨跨中彎矩影響線，并計(jì)算其最大正值。答案：影響線縱標(biāo)在邊跨跨中為0.086l，即0.688m；最不利布置為鄰跨活載，最大正值M=0.086×25×82=137.6kN·m。62.（綜合）圖示兩層兩跨框架，梁線剛度i=2×10?kN·m，柱線剛度i=1×10?kN·m，層高4m，跨度6m，頂層受水平力F=80kN。用D值法求底層中柱剪力。答案：底層柱D值：邊柱α=(0.5+i/i)/(2+i/i)=0.5，D邊=α·12ic/h2=0.5×12×1×10?/16=3750kN/m；中柱α=(1+2i/i)/(2+2i/i)=0.75，D中=5625kN/m；總剪力80kN，按D值分配，中柱剪力V=80×5625/(2×3750+5625)=42.1kN。63.（綜合）某簡支鋼梁跨度10m，采用I40a，Ix=21700cm?，E=2.06×10?MPa，承受兩臺(tái)吊車最大輪壓P=180kN，輪距1.6m，求跨中最大撓度。答案：最不利輪位：一輪在跨中，另一輪在1.6m處。Mc=180×(5-0.8)=756kN·m，等效均布換算，近似撓度f=0.064mm/kN×180×2=11.5mm，小于限值l/500=20mm，滿足。64.（綜合）某現(xiàn)澆樓板，板厚120mm，短跨3.0m，長跨4.5m，四邊固定，承受均布荷載q=6kN/m2，采用彈性理論，求短跨支座負(fù)彎矩。答案：按雙向板系數(shù)表，lx/ly=0.667，支座彎矩系數(shù)0.053，M=0.053×6×32=2.86kN·m/m。65.（綜合）某門式剛架，梁柱剛接，柱高6m，梁跨12m，柱腳鉸接，梁柱均為H500×300×11×18，Ix=47800cm?，E=206GPa，柱頂受水平荷載H=50kN，求柱頂水平位移。答案：按門架公式Δ=Hh3/(3EI(1+0.5h/l))=50×63/(3×206×47800×10??×(1+0.5×6/12))=15.9mm。66.（綜合）某鋼筋混凝土柱，截面400×400mm，C40混凝土，HRB400，計(jì)算長度l0=6m，軸心受壓設(shè)計(jì)值N=2200kN，求縱筋面積。答案：按軸壓比μ=N/(fcA)=2200×103/(19.1×160000)=0.72<0.9，穩(wěn)定系數(shù)φ=0.87，As=(N/0.9φ-fcA)/fy′=(2200×103/0.9/0.87-19.1×160000)/3