2025年大學(xué)大二（土木工程）結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)階段測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請將正確答案填寫在答題區(qū)域內(nèi)。1.靜定結(jié)構(gòu)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.體系幾何不變有多余約束2.圖示結(jié)構(gòu)中，1桿的軸力為（）A.F/2B.FC.0D.-F3.位移法基本未知量的數(shù)目（）A.與結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)有關(guān)B.與結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)數(shù)有關(guān)C.與結(jié)構(gòu)的剛結(jié)點(diǎn)數(shù)有關(guān)D.等于結(jié)構(gòu)的獨(dú)立角位移和獨(dú)立線位移的數(shù)目總和4.力法典型方程是根據(jù)（）A.平衡條件建立的B.變形協(xié)調(diào)條件建立的C.物理?xiàng)l件建立的D.平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件建立的5.圖示結(jié)構(gòu)在荷載作用下，其彎矩圖形狀為（）A.均布矩形B.三角形C.二次拋物線D.折線6.超靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的內(nèi)力與（）A.各桿剛度相對值有關(guān)B.各桿剛度絕對值有關(guān)C.各桿剛度無關(guān)D.與結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)有關(guān)第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共15分）答題要求：本大題共5空，每空3分。請將正確答案填寫在答題區(qū)域內(nèi)。1.結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象是____________________。2.靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的反力和內(nèi)力，只與____________________有關(guān)。3.位移法的基本未知量是____________________。4.力法的基本未知量是____________________。5.圖示結(jié)構(gòu)中，A截面的轉(zhuǎn)角為____________________。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共2題，每題10分。請簡要回答問題，將答案寫在答題區(qū)域內(nèi)。1.簡述靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的區(qū)別。2.簡述位移法的基本思路。（三）計(jì)算題（共20分）答題要求：本大題共1題，20分。請寫出詳細(xì)的計(jì)算過程，將答案寫在答題區(qū)域內(nèi)。圖示結(jié)構(gòu)，EI為常數(shù)，求A端的轉(zhuǎn)角。（四）分析題（共15分）答題要求：本大題共1題，15分。根據(jù)所給材料，分析結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)問題，將答案寫在答題區(qū)域內(nèi)。材料：某橋梁結(jié)構(gòu)簡化模型如圖所示，承受車輛荷載作用。已知結(jié)構(gòu)各部分的剛度EI，試分析該結(jié)構(gòu)在荷載作用下的內(nèi)力分布情況，并提出優(yōu)化結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布的建議。（五）設(shè)計(jì)題（共20分）答題要求：本大題共1題，20分。根據(jù)給定的條件，設(shè)計(jì)一個簡單的結(jié)構(gòu)力學(xué)方案，將設(shè)計(jì)思路和計(jì)算過程寫在答題區(qū)域內(nèi)。條件：設(shè)計(jì)一個靜定梁結(jié)構(gòu)，承受均布荷載q，要求梁的最大彎矩最小。答案：第I卷：1.B2.B3.D4.D5.C6.B第II卷：（一）1.桿件組成的結(jié)構(gòu)體系2.結(jié)構(gòu)的幾何形狀、尺寸和荷載3.獨(dú)立的角位移和線位移4.多余未知力5.FL2/8EI（二）1.靜定結(jié)構(gòu)無多余約束，其反力和內(nèi)力可由平衡條件唯一確定；超靜定結(jié)構(gòu)有多余約束，僅靠平衡條件無法確定全部反力和內(nèi)力，還需考慮變形協(xié)調(diào)條件。2.位移法以結(jié)點(diǎn)位移為基本未知量，通過建立結(jié)點(diǎn)平衡方程求解。先確定基本未知量，再根據(jù)轉(zhuǎn)角位移方程建立各桿端力與結(jié)點(diǎn)位移的關(guān)系，最后利用結(jié)點(diǎn)平衡條件列方程求解未知位移，進(jìn)而求出內(nèi)力。（三）1.求固端彎矩：MAB=ql2/8，MBA=-ql2/8。2.列轉(zhuǎn)角位移方程：θA=0，θB=0。3.建立力法方程：δ11X1+Δ1P=0。4.計(jì)算系數(shù)和自由項(xiàng)：δ11=l3/3EI，Δ1P=-ql3/24EI。5.求解未知力：X1=ql/8。6.求A端轉(zhuǎn)角：θA=X1l/4EI=ql3/32EI。（四）1.分析：該結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)，可采用力法或位移法求解內(nèi)力。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和荷載分布，確定基本未知量，建立方程求解。通過計(jì)算可知，跨中彎矩較大。2.建議：可在跨中增加支座或調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度分布，如在跨中設(shè)置彈性支撐，減小跨中彎矩，優(yōu)化內(nèi)力分布。（五）1.設(shè)計(jì)思路：采用等強(qiáng)度梁設(shè)計(jì)，使梁在均布荷載作用下各截面彎矩相等。設(shè)梁長為L，均布荷載為q，根據(jù)最大彎矩公式