工程力学与建筑结构复习题.docx

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工程力学与建筑结构复习题

工程力学与建筑结构复习J

（20080323）

一、选择题

1•作用在同一刚体上的两个力大小相等、方向相反、且沿着同一条作用线，这两个力是：

（）

A•作用力与反作用力B.平衡力C.力偶

2•既能限制物体转动，乂能限制物体移动的约束是：

（）

A.柔体约束B.固定端约束C.活动狡链约束

3•三种不同的截面形状（圆形、正方形、空心圆）的等截面直杆，承受相同的轴向拉力匕比较材料用量，则o（）

A.正方形截面最省料B.圆形截面最省料

C.空心圆截面最省料D.三者用料相同

4.拉杆的最危险截面一定是全杆中的截面。

（）

A.轴力最大B.面积最小C.应力o■最大D.不能确定

5.为了保证杆件在外力作用下有足够的强度，杆件内任何截面的工作应力应小于等于（）。

A•危险应力B•最小应力C•允许应力D•最大应力

6.梁的内力主要有。

A・弯矩和剪力B.轴力和扭矩C.弯矩和扭矩D.轴力和剪力

7.若梁的截面是T形截面，则截面上的最大拉应力和最大压应力的数值_。

A•不同B.相同C.不一定（）

8.截面大小相等的两根细长压杆，形状一为圆形，另一为圆环形，其它条件相

同，为形的临界力大。

A.圆形的柔度大B.圆形的回转半径大

C.圆形的临界力大D.圆形的临界应力大

9.两端支承情况和截面形状沿两个方向不同的压杆，总是沿着值大

的方向失稳。

A.强度B.刚度C.柔度D.惯性矩

10.下列说法正确的是：

二

A.荷载标准值要大于荷载设计值

B.荷载标准值要小于荷载设计值

C.强度标准值要小于强度设计值

D•强度标准值要大于强度设计值

11•混凝土保护层厚度是指,

A.箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离

B.纵向受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离

C.纵向受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离

D.箍筋的截面形心至混凝土外边缘的距离

一.选择题答案

l.B2.B3.D4.C5.C6.A7.A8.B9.A10.C11.BD12.B

二•填空题

I.平面汇交力系的合力对平面内任一点之矩，等于的代数

和。

这就是合力矩定理。

2•平面一般力系平衡的充分和必要条件是：

二

3•设计构件需满足、、三个方面的要求。

4•强度条件能进行三方面的计算：

①:

②；③.

5•内力图的规律是：

①没有外力作用的梁段，剪力图为,弯矩图为o

②有集中力作用的截面，剪力图有，弯矩图有o③有集中力偶作用的截面，剪力图，弯矩图有3④均布荷载作用的梁段，剪力图

为，弯矩图为o⑤剪力为零的截面，弯矩图有.

6•弯曲正应力沿截面高度按规律分布：

中性轴上。

距中性轴

最远的上下边缘。

.

7.热轧钢筋是将钢材在下轧制而成的。

根据其,分为I,II,

III,IV四个级别。

随着级别的提高，强度塑性o

8.软钢从开始加载到拉断，有、、、4

个阶段。

9.永久荷载标准值用符号表示；可变荷载标准值用符号表示。

10•结构的极限状态分为极限状态和极限状态两种。

安全性是由结构构件的极限状态计算来保证的；适用性是由

极限状态验算来保证的。

II.梁的单筋截面是指仅在配置纵向受力钢筋的截面，双筋截面是

指和都配置纵向受力钢筋的截面。

T形截面梁一般都是单筋

截面，其原因是T形梁很大，混凝土足够承担,不必再

加受压钢筋。

12•矩形梁的截面高宽比h/b一般为,T形梁的h/b一般

为o

13.混凝土保护层的作用是防止,并保证牢固粘结在

—起。

14•受弯构件正截面承载力计算时，要求gWgb是为了防止二

13•双筋截面设计时，基本公式应满足适用条件式§W§「为了;为保证受压钢筋应力能够达到抗压强度，基本公式适用条

件为;当此条件不满足时可近似地取计算，此时受拉钢筋截

面面积As二o

16.双筋矩形截面中，配置受压钢筋的作用是o

17.T形截面梁由和两部分组成。

T形截面连续梁在负弯矩

段，由于翼缘处在受拉区，应按截面计算；在正弯矩段，按截

面计算。

在弯起纵向钢筋时，为了保证斜截面有足够的受弯承载力，必须把弯起钢筋伸过其充分利用点至少后方可弯起。

19•当轴心受压构件的长细比人//＞时，可不考虑向弯曲的影响，称为

柱；当柱过分细长时，受压容易发生破坏。

20.影响钢筋混凝土轴心受压柱稳定系数＜!

＞的主要因素是,当它

时，可以不考虑纵向弯曲的影响，称为o当时，＜!

＞值随—

的增大而・

21•区别大、小偏心受圧的关键是远离轴向压力一侧的钢筋先，还是黑

近轴向压力一侧的混凝土先O钢筋先者为大偏心受压，混凝土

先者为小偏心受压。

这与区别受弯构件中和的界限

相类似。

22；大偏心受压破坏的主要特征是,因此也称其为受拉破坏。

二•填空题答案

1.各个分力对同一点的力矩的代数和

2.EFx=O,EFy=O,Em=O

3.强度、刚度、稳定性

4.强度校核、截面设计、确定许可荷载

5.平行x轴的直线、斜直线、突变、转折、不变、突变、斜直线、抛物线、极值

6.三角形、=0、最大

7.高温状态、强度、提高、降低

8.弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段

9•G》、Q；c

10.承载能力极限状态、正常使用极限状态

11.受拉区、受拉区、受压区、受压区、压力

12.2〜3、2.5〜4

13.钢筋锈蚀、钢筋和混凝土

14.超筋破坏

15.避免发生超筋破坏、小2心、x=2心、人=一空一

人（仏-心）

16.

（1）承受较大的弯矩；

（2）承受异号弯矩用；（3）充分利用已预先配置的受压区钢筋

17.梁肋和翼缘、矩形、T形

18.0.5ho

19.W8、短、压弯

20.长细比、W8、短柱、＞8、l0/b.减小

21.屈服、压碎、屈服、压碎、适筋梁、超筋梁

22.受拉钢筋先达到屈服强度，混凝土圧区被压碎，受圧钢筋也达到屈服强度三・作图题

1.用力的平行四边形法则求以下两力的合力。

2.试画岀如图所示小球的受力图

3.分别画岀图中三个物体系中各杆件的受力图和各物体系整体的受力图。

（注意有二力杆时的画法。

）

4.

杆件受力如图所示，试求杆内的轴力并作出轴力图。

四•计算题

1.杆A0和杆B0相互以狡0相连接，两杆的另一端均用较连接在墙上。

较0处挂一个重物Q=50kN,如图所示。

试用解析法求杆AO和杆BO所受的力・

2•求图示各梁的支座反力。

3.图示各刚架的支座反力。

E

2m」2m

»■

4・图示桁架的支座反力。

片10kN

2（n

2m嚣

3•作图示阶梯状直杆的轴力图，如横截面的面积Al=200mm2,A2=300mm2,A3=400mm2,求各横截面上的应力.

6•图示雨篷结构简图，水平粱AB上受均布荷载q=10kN/m的作用，B端用圆钢杆BC拉住，钢杆的许用应力［。

］=160MPa,试选择钢杆的直径.

7•计算下列图形对形心Zc轴的惯性矩。

8.用截面法求图示各梁指定截面上的内力。

9.

画岀图示各梁的剪力图和弯矩图。

10.

图示矩形截面悬臂梁，受均布荷栽作用，材料的容许应力[o]=10MPa,其高宽比为h：

b=3：

2,试确定此梁横截面尺寸。

11•图示外伸粱,由工字钢20b制成,已知L=6m,P=30kN,q=6kN/m,材料的容许应力[o]=160MPa,[t]=90MP/试校核梁的强度.

12・对以下各体系做儿何组成分析。

13.试作图示刚架的M、Q、N图。

14.试判断图示杆架中的零杆。

13・用截面法计算图示桁架中指定杆件的内力。

4d

16•两端较支圧杆，材料为Q235钢，具有图示四种截面形状，截面面积均为4.0X10W,试比较它们的临界力。

其中d2=0.7（1x0

17.已知矩形截面简支梁，截面尺寸（200*550），持久承受跨中弯矩设计值125KN.M。

求钢筋截面面积As并绘出截面配筋图。

（资料：

II级安全级别Y。

二1.0、一类环境条件c二25mm,磴等级为C20,fc=10n/mm:

钢筋等级II级,fy=310n/mm:

Cb=O.544,结构系数Yd二1.20）。

18.已知矩形截面简支梁，截面尺寸（200*450），持久承受跨中弯矩设计值180KN.Mo求钢筋截面面积As并绘出截面配筋图。

（资料：

II级安全级别丫。

二1・0、一类环境条件c二25mm,磴等级为C25,钢筋等级］［级，g尸0・544,结构系数丫

d=l.20）o

19•某偏心受圧柱bh=300X450mm,1。

二4・5m,在使用期间承受永久荷载产生的轴向力标准值N^150kN,可变荷载产生的轴向力标准值NQK=200kN,偏心矩e。

二300mm。

采用对称配筋，试对该截面进行配筋设计。

（资料：

Yc=1.05,YQ=1.20,I［级安全级别Yo=1.0.持久设计状况血=1.0,-类环境条件c二25mm,栓等级为C20,钢筋等级II级,20.544,结构系数丫尸1.20）。

四•计算题答案

1.Nao=11.55KN（拉）Nso=5.77KN（压）

2.

3.

4.

（a）&二Rb二F

（a）Xx二-20KN（

XA=-40KN（廿

（b）Rx=V3ql/4Ry=3ql/4nrqF

廿Ya=26.67KN（f）Y3=13.33KN（f）

t

Ya二0Xs=40KN（t）

5.ol=一50MPa

o2=—200MPao3=—lOOMPa

6・d=17mm

7.（a）I==10045.4cm1

8.（b）Mi=0Q：

=Pb/lPab/1Q：

=Pb/1M3=Pab/1Q3=-Pa/1

10.取h=420mmb二280mm

11.o=156W[o]=：

160MPt二9.9W[t]二90MP安全

12.皆为儿何不变体系

16.圆形：

正方形：

长方形：

圆环形=1:

1.05:

2.10:

5.72

17.答案：

A5=1133mm:

解题提示：

取彳二33mm,4=550—35=515mm。

/dM_1.20xl25xl06febh^10x200x5152

=0.2828

歹=1一Jl一2a、=1一Jl一2x0.2828=0.3409CU=0.544P=§£/力=0.3409X10/310=1.1%>P^=0.15%

A=Pbh=l.l%X200X515=1133mm2

18.答案：

A尸2305.5mm'

解题提示：

（1）取企二60mm,则厶=450—60=390mm。

（2）验算是否需要配双筋：

1.2x180

12.5x200x3902

=0.5680>a$b=0.396

（查表9-1）

故须按双筋截面配筋。

（3）取§=參二0.544,即as=asb=0.396o

1.2x180x106-0.396x12.5x200x3902

广y（力0一a's）

310x（390-35）

=594.5〃〃”'

（4）4=—（/t.^/20+f\A's）=（0.544X12.5X200X390+310X594.5）fy

/310

—230o.omni-

19.答案：

A尸As二765mm'

解题提示：

⑴资料：

620混凝土fc=\0N/mm2；II级钢筋

fy=fy=3\0N/mnr；取=a；=40〃〃”,则=h—a5=

450—40二410mm。

（2）内力计算：

柱所承受的轴向压力设计值

=1.0xl.0x（1.05xl50+1.20x200）=397.5KN

（3）偏心距s及偏心距增大系数〃的确定：

10/h=4500/450=10〉8,应考虑纵向弯曲的影响。

0=300mm>/?

/30=450/30=15mm,按实际偏心距6>0=300mm计算。

取4=1;

尸_0.5feA_0.5x10x300x450_t八（

JI===1・4〉19

ydN1.2x397500

由于/0/A=10<15,故取

压区高度7=常需2=159呦<轨=0.544x410=223.04讪

所以按大偏心受压构件计算。

（5）配筋计算：

x=159〃〃”>2“：

=80〃〃”

e=阻+2-匕=1.098x300+450/2-40=514.4nun

2

y

YdNe-fcbxy\}--

1.2x397500x514.4-10x300x159（410-159/2）

310（410-40）

=765mm2>/9min/?

/?

0=0.2%x300x410=246mnr

编者按：

大地涵藏万物，孕育生命，被誉为人类的母亲。

但是，近年来，伴随我国工业化的快速发展，大地不断遭到各种污染的伤害。

仅仅因土壤污染防治不足、环境监管乏力，导致的食品药品安全事件就频频发生，2008年以来，全国已发生百余起重大污染事故。

目前我国大地污染现状严峻，成因十分复杂，形成令人扼腕的“大地之荡“。

《经济参考报》以此为主题，探寻大地污染背后所触及的我国农业、工业、城市化进程中关于生存与发展的一系列深层矛盾与两难抉择，并以“大地之荡“系列报道的形式在“深度”版推出，敬请关注。

大地之荡一•黑土地之悲

占全国粮食总产五分之一的东北黑土区是我国最重要的商品粮基地，但一个并不为多数人了解的严峻事实是，支撑粮食产量的黑上层却在过去半个多世纪里减少了50%,并在继续变薄，几百年才形成一厘米的黑土层正以每年近一厘米的速度消失。

照此速度，部分黑上层或将在几十年后消失殆尽，东北这一中国最大粮仓的产能也将遭受无法挽回的损失。

口记者孙彬管建涛连振祥吉哲鹏娄辰李松

南京哈尔滨兰州昆明济南重庆报道

毒土：

GDP至上的恶果

当前，我国丄壤污染出现了有毒化工和重金属污染由工业向农业转移、由城区向农村转移、由地表向地下转移、由上游向下游转移、由水土污染向食品链转移的趋势，逐步积累的污染正在演变成污染事故的频繁爆发。

日益加剧的污染趋势可能还要持续30年

“目前，我国土壤污染呈日趋加剧的态势，防治形势十分严峻。

"多年来，中国土壤学会副理事长、中国农业科学院研究员张维理教授一直关注我国上壤污染问题“我国土壤污染呈现一种十分复杂的特点，呈现新老污染物并存、无机有机污染混合的局面。

“

“现在我国丄壤污染比各国都要严重，日益加剧的污染趋势可能还要持续30年。

”中国上壤学专家，南京农业大学教授潘根兴告诉《经济参考报》记者，这些污染包括随经济发展日益普遍的重金属污染、以点状为主的化工污染、塑料电子废弃物污染及农业污染等。

国土资源部统汁表明，目前全国耕种上地而积的10%以上已受重金属污染。

环保部南京环科所研究员单艳红说，华南部分城市约有一半的耕地遭受镉、呻、汞等有毒重金属和石汕类有机物污染：

长三角有的城市连片的农田受多种重金属污染，致使10%的上壤基本丧失生产力，成为“毒土“。

农药化肥污染同样严重。

张维理说，我国农药使用量达130万吨，是世界平均水平的2.5倍。

黑龙江农业监测站杜桂徳站长说：

“目前，农药和化肥的实际利用率不到30%,英余70%以上都污染环境了。

“云南农业大学测算，每年大量使用的农药仅有0.1%左右可以作用于目标病虫，99.9%的农药则进入生态系统，造成大量土壤重金属、激素的有机污染。

“不仅污染加重，而且还在转移扩散。

"潘根兴说，当前，我国上壤污染还岀现了有毒化工和重金属污染由工业向农业转移、由城区向农村转移、由地表向地下转移、由上游向下游转移、由水土污染向食品链转移的趋势，逐步积累的污染正在演变成污染事故的频繁爆发。

2008年以来，全国已发生百余起重大污染事故，包括去申、镉、铅等重金属污染事故达30多起。

苴中浏阳镉污染事件不仅污染了厂区周边的农出和林地，还造成2人死亡，500余人镉超标。

频繁爆发的污染事故损失惨重，不仅增加了环境保护治理成本，也使社会稳左成本大增，而上壤污染修复所需的费用更是天价。

常州农药厂土壤修复需2亿元，无锡胡埔电镀厂重金属貉污染修复费用890万元，苏州化工厂需数亿至数十亿元。

每年因土壤污染致粮食减产100亿公斤

污染的加剧导致上壤中的有益菌大量减少，上壤质量下降，自净能力减弱，影响农作物的产量与品质，危害人体健康，甚至出现环境报复风险。

潘根兴教授说“许多土壤污染地区已超过上壤的自净能力，没有外来的治理T•预，千百年后土壤也无法自净，有的地块永远都无法自净，甚至出现环境报复。

“

一是生态关系失衡，引起生态环境恶化。

中国科学院地理科学与资源研究所在长江三角洲等地调査的主要农产品，农药残留超标率高达16%以上，致使稻IH生物多样性不断减少，系统稳定性不断降低。

“吃土吐土，净化土壤，作为土壤的'义工'，蚯蚓的存在是土壤重要的环境指标，对土壤具有重大意义。

”令潘根兴教授忧心的是，现在，土壤中的蚯蚓、上鳖及各种有益菌等大量消失，农作物害虫的天敌青蛙的数量大减，自然生态而临危机。

云南农业大学副教授周江鸿等人在湖北、安徽等地的农出里发现，杀虫剂的使用对稻田节肢动物物种有损害作用，使得稻田天敌和害虫的平衡关系被打破。

二是土壤质量下降，使农作物减产降质。

重金属污染的增加，农药、化肥的大量使用，造成土壤有机质含量下降，土壤板结，导致农产品产量与品质下降。

农业部全国农技推广中心髙级农艺师陈志群认为，由于农药、化肥和工业导致的土壊污染，我国粮食每年因此减产100亿公斤。

环保部门估算，全国每年因重金属污染的粮食髙达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。

三是重金属病开始出现，人们身体健康和农业可持续发展构成严重威胁。

汞、镉、铅、铭、碑五种重金属被称为重金属的“五毒"，对人有致命的危害。

苏州环境科学研究所所长杨积徳说“这些污染严重影响儿童发疗，使人致病、致癌，危及人体生命健康。

上世纪70年代，日本曾出现“痛痛病“，是镉对人类生活环境的污染而引起的，影响而很广，受害者众多，所以被公认为是“公害病“。

潘根兴教授在全国各地市场上进行的调查也显示，约有10%的大米存在重金属镉超标。

他说：

“这些镉米对自产自食的农民来说无疑是致命的风险。

"令人担忧的是，一些“痛痛病“初期症状已开始在我国南方部分地区出现“土壤污染导致的疾病将严重威胁人类健康和农业可持续发展，最终危害中华民族的子孙未来。

“

“宁愿毒死也要GDP”？

产业模式亟待反思

上壤污染如隐形“杀手“，难以察觉却可能直接危害人体健康，特别是重金属在蔬菜、粮食中的累积，将处于食物链顶端的人类苣于危险境地，甚至产生环境报复。

“土壤污染的加剧原因有天灾，但更多是人祸，不科学的发展是环境恶化的主要原因。

”南京农业大学教授潘根兴认为，上壤污染主要一来自矿山采冶、工业“三废“、污灌、固废堆放等，基本上都属于人为因素，表明近年来的产业发展模式亟待反思。

当前，令人忧心的是各地以追求GDP为核心的政绩观，不科学的产业发展模式和大量违法排污、超量排污。

记者在调研中发现，一些地方发展心切，抱着“宁愿毒死也要GDP"的心态，有意无意地忽视环境保护，导致“引进企业就是引进污染，发展经济就是破坏环境“的恶果。

而对企业违法排污，一些地方政府成为企业的保护伞，通过变通政策打擦边球，甚至开绿灯，最终大事化小，小事化了。

保护环境不被污染，是各级政府的法宦职责。

污染事件暴露了各地环保意识薄弱，政府监督缺失，是整个社会的耻辱。

“不断发生的污染事件告诉人们，缺乏对自然环境的敬畏与呵护，对公共利益和公众生命漠不关心，無需岀企业环境意识薄弱和地方政府责任缺失。

"江苏省小康发展研究中心主任、江苏省委党校教授冯治指岀，必须反思髙歌猛进的产业发展模式，貞•正落实转变发展方式的政策，实现社会经济可持续发展。

黑土层流失危及中国最大粮仓

黑土层变薄，是指黑土地的有效耕层变薄，直接导致支撑粮食产能的有机质含量降低,土壤肥力下降。

然而，农业科技进步和髙产作物增加作用下的粮食增产，在一立程度上“掩盖”了黑土层日渐变薄、耕地质量下降的严峻现实，导致农民和相关部门放松对耕地质量的保护。

有关专家建议，应尽早完善耕地质量建设法规，扩大保护性耕作技术应用，用最小代价守住我国最大“粮仓”的产粮之本。

“一两黑土换二两油”的日子再不会有了

“以前挖两锹深还是黑土，现在一锹后就基本看不到了。

"黑龙江省依兰县三道岗镇三逍岗村农民程先粟从自己地里抓起一把黑上，“你瞅瞅，黑上都不太'黑'了，’一两黑土换二两油'的日子再也不会有了。

”

作为世界三大黑土区之一，东北黑土区总而积约3523.3万公顷，分布在黑龙江、吉林、辽宁省和内蒙古自治区境内，粮食年产量约占全国五分之一，是我国重要的玉米、粳稻等商品粮供应地，粮食商品量、调出量均居全国首位。

由中国科学院、东北农业大学、吉林省农业科学院等院所专家联合调研形成的“东北黑土资源利用现状及发展战略研究“指出，东北黑土地初垦时黑上厚度一般在60至80厘米，开垦20年的黑土层则减至60至70厘米，开垦70至80年的黑土层只剩下20至30厘米。

“建国初期，黑龙江省黑土层大都一米多厚，现在找半米深的都难了，水上流失严重地区只剩下表皮薄薄一层，颜色也由黑变黄。

"黑龙江省土肥管理站站长胡瑞轩有些感慨，形成1厘米的熟化黑土层大约需要50年，半米就得上千年，而现在东北黑土区平均每年流失0.3至1厘米的黑土层。

有。

家担心，“如果不及早治理，部分黑土层或将在几十年后消失殆尽。

“

“黑土层变薄，就是指黑丄地的有效耕层变薄，宜接导致支撑粮食产能的有机质含量降低，土壤肥力下降。

"中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员韩晓增断詳，这势必影响我国粮食安全。

黑龙江省丄肥管理站对肇东、讷河等县市区的耕地检测显示，从1982年第二次土壤普查到2007年的25年间，耕地土壤有机质已相对下降两成，严重地区下降六成。

地越来越没劲儿，想增产就得大量用化肥。

最近几年，45岁的张艳峰感觉自家水稻田患上了“化肥依赖症”。

老张是吉林省前郭县平凤乡黑岗子村农民，“10年前一亩水稻就用60多斤肥，如今已经翻番到120斤了，不施肥就得减产一半“。

老张还有些担心，现在能靠化肥增产，这地要是越来越没劲儿，以后可能化肥也无能为力了。

据了解，吉林省位于东北黑土区中部“十一五“期间完成小流域综合治理840条，治理水土流失而积5600多平方公里，但黑上地水上流失还没有得到有效控制，全省仍有3.15万平方公里的水土流失而积亟须治理。

“几年后就不是自己的地了，谁还愿意投入保护？

"

《经济参考报》记者在辽宁、吉林、黑龙江三省粮食主产区了解到，当地一些土地已连续十几年种玉米、水稻等同一种作物，吸收养分单一，加上盲目施肥普遍，上壤养分失衡加剧。

由于土地分散，不少农民常年使用小型农机具耕作，耕层越来越浅板结严重“睛天硬邦邦，雨天不渗汤"就是真实写照。

由于高产作物而积增加、农田