2025年大學土木工程（建筑力學與結構）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確選項前的字母填在題后的括號內。(總共10題，每題3分，每題的備選項中，只有1個最符合題意)1.力的作用線都匯交于一點的力系稱為（）。A.平面力系B.空間力系C.平行力系D.匯交力系2.平面一般力系向作用面內任一點簡化，主矢與簡化中心位置（）。A.有關B.無關C.關系不確定D.以上都不對3.靜定結構的幾何特征是（）。A.體系幾何可變B.體系幾何不變且無多余約束C.體系幾何瞬變D.體系幾何不變且有多余約束4.梁發(fā)生平面彎曲時，其橫截面繞（）旋轉。A.梁的軸線B.截面的對稱軸C.中性軸D.截面的上邊緣5.對于靜定結構，下列說法正確的是（）。A.溫度變化會產生位移B.支座移動會產生位移C.制造誤差會產生位移D.以上都是6.軸向拉壓桿橫截面上的正應力公式σ=N/A的應用條件是（）。A.應力必須小于比例極限B.桿件必須是等截面直桿C.外力合力作用線必須沿桿軸線D.同時滿足B和C7.矩形截面梁受彎曲變形，如果梁橫截面的高度增加一倍時，則梁內的最大正應力為原來的多少倍（）。A.1/2B.1/4C.1/8D.無法確定8.圖示結構中，1、2兩桿的材料相同，橫截面面積分別為A1、A2，長度分別為l1、l2，在軸向力F作用下，兩桿的伸長量相等，則（）。A.A1=A2B.A1/A2=l1/l2C.A1/A2=l2/l1D.無法確定9.圖示結構中，AB桿為剛性桿，CD桿為彈性桿，在力P作用下，CD桿的軸力為（）。A.P/2B.PC.2PD.010.圖示桁架中，桿1的內力為（）。A.F/√2（拉力）B.F/√2（壓力）C.F（拉力）D.F（壓力）第II卷（非選擇題共70分）11.簡答題(總共2題，每題10分，簡要回答下列問題)-簡述平面一般力系簡化的結果有哪些？-簡述梁的正應力強度條件及其應用。12.計算題(總共2題，每題15分，要求寫出詳細計算過程及答案)-圖示簡支梁，受均布荷載q作用，梁的跨度為l，截面為矩形，寬度為b，高度為h。試求梁跨中截面的最大正應力。-圖示桁架，各桿長度均為l，材料相同，橫截面面積均為A。在節(jié)點A作用一豎向荷載F。試求桿1、2的內力。13.案例分析題(1題，20分，根據所給案例進行分析解答)某工業(yè)廠房采用鋼筋混凝土排架結構，柱截面尺寸為400mm×600mm，基礎頂面到室內地坪的高度為1.5m，室內地坪到吊車梁頂面的高度為6m，吊車梁頂面到屋架下弦的高度為2m。已知吊車起重量為20t，最大輪壓標準值為Pmax=220kN，吊車橫行小車重量標準值為Q=20kN，吊車跨度為Lk=16m。試分析該排架柱在吊車豎向荷載作用下的內力。14.論述題(1題，10分，結合所學知識論述相關內容)論述靜定結構和超靜定結構的區(qū)別與聯系。答案：1.D2.B3.B4.C5.D6.D7.B8.C9.B10.A11.-平面一般力系簡化的結果有：主矢和主矩。主矢等于力系中各力的矢量和，它與簡化中心位置無關；主矩等于力系中各力對簡化中心之矩的代數和，它與簡化中心位置有關。簡化結果可能有以下幾種情況：當主矢等于零，主矩不等于零時，力系簡化為一個力偶；當主矢不等于零，主矩等于零時，力系簡化為一個合力；當主矢和主矩都不等于零時，力系簡化為一個力和一個力偶。-梁的正應力強度條件為：σmax=Mmax/Wz≤[σ]，其中σmax為梁內的最大正應力，Mmax為梁內的最大彎矩，Wz為梁的抗彎截面模量，[σ]為材料的許用應力。應用正應力強度條件可以解決以下三類問題：強度校核，即已知梁的材料、截面尺寸、荷載等，計算梁內的最大正應力，判斷梁是否滿足強度要求；截面設計，即已知梁的材料、荷載和許用應力，根據正應力強度條件確定梁的截面尺寸；確定許用荷載，即已知梁的材料、截面尺寸和許用應力，根據正應力強度條件計算梁所能承受的最大荷載。12.-（1）求梁的支座反力：對梁進行受力分析，由平衡方程ΣMA=0，可得：RB=ql/2由ΣMB=0，可得：RA=ql/2（2）求梁跨中截面的最大彎矩：梁跨中截面的彎矩為：Mmax=ql2/8（3）求梁的抗彎截面模量：矩形截面的抗彎截面模量為：Wz=bh2/6（4）求梁跨中截面的最大正應力：根據正應力強度條件，梁跨中截面的最大正應力為：σmax=Mmax/Wz=3ql2/4bh2-（1）求節(jié)點A的受力：對節(jié)點A進行受力分析，由平衡方程ΣFx=0，可得：F1x+F2x=0由ΣFy=0，可得：F1y+F2y-F=0（2）求桿1、2的內力：設桿1、2的內力分別為F1、F2，桿1與水平方向的夾角為45°，桿2與水平方向的夾角為45°。則有：F1x=F1cos45°F1y=F1sin45°F2x=F2cos45°F2y=F2sin45°將上述關系代入平衡方程可得：F1cos45°+F2cos45°=0F1sin45°+F2sin45°-F=0解得：F1=-F/√2（壓力）F2=F/√2（拉力）13.（1）計算吊車豎向荷載作用下柱的內力：-計算吊車最大輪壓產生的支座反力：RB=Pmax/2+Q/2=220/2+20/2=120kNRA=Pmax/2+Q/2=120kN-計算吊車豎向荷載作用下柱的內力：Mmax=RA×1.5=120×1.5=180kN·mN=RA=120kN（2）計算柱的截面應力：-計算柱的截面面積：A=400×600=240000mm2=0.24m2-計算柱的抗彎截面模量：Wz=400×6002/6=24000000mm3=0.024m3-計算柱的截面應力：σ=Mmax/Wz=180×103/0.024=7.5×10^6N/m2=7.5MPa[σ]=16MPa因為σ<[σ]，所以該排架柱在吊車豎向荷載作用下滿足強度要求。14.靜定結構是指僅用平衡方程可以確定全部內力和約束力的幾何不變結構。超