建筑力学-李前程第5章习题解答
国家开放大学《建筑力学》章节测试参考答案
国家开放大学《建筑力学》章节测试参考答案第1章绪论一、单项选择题（本题共10小题，每小题10分，共100分。
下列每小题给出的选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
）01.建筑力学在研究变形固体时，对变形固体做了什么假设？A.各向异性假设B.连续性假设C.大变形假设D.非均匀性假设02.杆件的基本变形包括（）A.剪切B.弯曲C.轴向拉压D.轴向拉压、剪切、扭转、弯曲03.杆件轴向伸长或缩短的变形称为（）A.剪切B.扭转C.弯曲D.轴向拉压04. 杆件轴线变为曲线的变形（）A.扭转B.剪切C.轴向拉压D.弯曲05.建筑力学的研究对象是（）A.混合结构B.板壳结构C.杆件结构D.实体结构06.工程结构必需满足以下哪种条件？（）A.强度条件、刚度条件、稳定性条件B.刚度条件C.强度条件D.稳定性条件07.一般认为以下哪种材料是不符合各向同性假设的？（）A.玻璃B.木材C.金属D.陶瓷08.基于（）假设，可假设构成变形固体的物质没有空隙地充满整个固体空间。
A.连续性假设B.各向同性假设C.小变形假设D.均匀性假设09.基于（）假设，可假设变形固体中各处的力学性能是相同的。
A.小变形假设B.连续性假设C.各向同性假设D.均匀性假设10.基于（）假设，可假设材料沿任意方向具有相同的力学性能。
A.均匀性假设B.连续性假设C.小变形假设D.各向同性假设第2章建筑力学基础一、单项选择题（本题共5小题，每小题10分，共50分。
下列每小题给出的选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
）1.根据荷载的作用范围不同，荷载可分为（）。
A.静荷载和动荷载B.恒荷载和活荷载C.集中荷载和分布荷载D.永久荷载和可变荷载2.关于柔索约束，以下说法正确的是（）。
A.只能承受拉力，不能承受压力和弯曲B.只能承受压力，不能承受拉力和弯曲C.只能承受压力，不能承受拉力D.既能承受拉力，又能承受压力和弯曲3.关于光滑圆柱铰链约束，以下说法不正确的是（）。
建筑力学(5章)
M eB 0.95kN m
M eC 1.27kN m
M eD 1.59kN m
第5章 扭转杆的强度计算
（2）计算扭矩 1 1 2 2
截面1-1：
Mx 0
T2 WP2 14 106 MPa 71.3MPa π 1003 16
比较上述结果，该轴最大切应力位于BC段内任一截面的 边缘各点处，即该轴最大切应力为τmax=71.3MPa。
第5章 扭转杆的强度计算
圆轴扭转的强度计算
一、圆轴的扭转破坏试验与极限应力 圆轴的扭转试件可分别用Q235钢、铸铁等材料做成， 扭转破坏试验是在扭转试验机上进行。试件在两端外力偶
T1 M eB 0
T1 M eB 0.95kN m
截面2-2：
Mx 0
T1
T2 M eB M eA 0
T2 M eA M eB 2.87kN m
T2
第5章 扭转杆的强度计算
3
截面3-3：
Mx 0
T3 M eD 0
3
T3 M eD 1.59kN m
式中：[σC]为材料的许用挤压应力，可查有关设计手册。
注意：若两个相互挤压构件的材料不同，应对挤压强度 小的构件进行计算。
第5章 扭转杆的强度计算
挤压强度条件在工程中同样可以解决三类问题。 但工程中构件产生单纯挤压变形的情况较少，挤压强
度的计算问题往往是和剪切强度计算同时进行。
第5章 扭转杆的强度计算
第5章 扭转杆的强度计算
当挤压面为平面时，挤压计算面积与挤压面面积相等。
建筑力学(习题答案)
建筑力学复习题一、判断题（每题1分，共150分，将相应的空格内，对的打“√”，错的打’“×”）第一章静力学基本概念及结构受力分析1、结构是建筑物中起支承和传递荷载而起骨架作用的部分。
（√）2、静止状态就是平衡状态。
（√）3、平衡是指物体处于静止状态。
（×）4、刚体就是在任何外力作用下，其大小和形状绝对不改变的物体。
（√）5、力是一个物体对另一个物体的作用。
（×）6、力对物体的作用效果是使物体移动。
（×）7、力对物体的作用效果是使物体的运动状态发生改变。
（×）8、力对物体的作用效果取决于力的人小。
（×）9、力的三要素中任何一个因素发生了改变，力的作用效果都会随之改变。
（√）10、既有大小，又有方向的物理量称为矢量。
（√）11、刚体平衡的必要与充分条件是作用于刚体上两个力大小相等，方向相反。
（×）12、平衡力系就是合力等于零的力系。
（√）13、力可以沿其作用线任意移动而不改变对物体的作用效果。
（√）14、力可以在物体上任意移动而作用效果不变。
（×）15、合力一定大于分力。
（×）16、合力是分力的等效力系。
（√）17、当两分力的夹角为钝角时，其合力一定小于分力。
（√）18、力的合成只有唯一的结果。
（√）19、力的分解有无穷多种结果。
（√）20、作用力与反作用力是一对平衡力。
（×）21、作用在同一物体上的三个汇交力必然使物体处于平衡。
（×）22、在刚体上作用的三个相互平衡力必然汇交于一点。
（√）23、力在坐标轴上的投影也是矢量。
（×）24、当力平行于坐标轴时其投影等于零。
（×）25、当力的作用线垂直于投影轴时，则力在该轴上的投影等于零。
（√）26、两个力在同一轴的投影相等，则这两个力相等。
（×）27、合力在任意轴上的投影，等于各分力在该轴上投影的代数和。
（√）28、力可使刚体绕某点转动，对其转动效果的度量称弯矩。
建筑力学与结构(5章)
适筋梁工作的三个阶段
第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段） 第Ⅲ阶段（破坏阶段）
适筋梁 延性破坏
5.3.1 钢筋混凝土受弯构件的破坏特征
1．受弯构件沿正截面的破坏特征
根据纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型， 不同类型的梁具有不同的破坏特征。配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。纵向受力钢筋 配筋率大于最大配筋率的梁称为超筋梁。配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋梁。
5.2.1 梁的正应力及其强度条件
图（a）
图（b）
5.2.1 梁的正应力及其强度条件
由此可知：梁弯曲时，各横截面绕中性轴做微小的转动，使梁发生了纵向伸长或缩短，而中性 轴上各点的变形为零，距中性轴最远的上、下边缘变形最大，其余各点的变形与该点到中性轴的 距离成正比。
在材料的弹性受力范围内，正应力与纵向应变成正比。可见，横截面上正应力的分布规律与各 点的变形规律一样：上、下边缘点的应力最大，中性轴上为零，其余各点的应力大小与到中性轴 的距离成正比，如图所示。
1．切应力的计算公式
如图所示，矩形截面梁横截面上的切应力 沿截面高度按二次抛物线规律分布，截面上、下边
缘处的切应力为零，中性轴处的切应力最大，最大切应力τmax是截面平均切应力的倍，即
max
1.5 V A
1.5 V bh
对其他形状（如工字形、T形）的等截面直梁某一截面的
最大切应力τmax可表示为
4．提高梁强度的措施
1）合理布置梁的载荷和支座
增设辅助梁 2）合理选择梁截面
合理布置支座 合理选择梁截面
5.2.1 梁的正应力及其强度条件
4．提高梁强度的措施
3）采用变截面梁
变截面梁
《建筑力学(上下册)》电子教案 第五章
1. 均匀连续性假设
假设物体在整个体积内都毫无空隙地充满着物质，是密实、连续的， 且任何部分都具有相同的力学性质。
有了这一假设，就可以从被研究物体中取出任一部分来进行研究，它 具有与材料整体相同的性质。还因为假定了材料是密实、连续的，材 料内部在变形前和变形后都不存在任何空隙，也不允许产生重叠，故 在材料发生破坏之前，其变形必须满足几何协调（相容）条件。
若上述理想的变形体的变形局限在弹性范围内，称其为理想弹性体。
上一页 返回
5.3 变形固体的几何分类
按照几何特征，变形固体构件可分为杆、板、壳和实体四大类。 杆的几何特征为长条形，长度尺寸远大于其他两个方向的尺寸（横截
面两个方向的尺寸）。杆横截面中心的连线称为轴线，轴线为直线的 杆称为直杆；轴线为曲线的杆称为曲杆。所有横截面的形状、大小均 相同者称为等截面杆。 板壳的厚度尺寸远小于其他两个方向的尺寸（长度和宽度），板的几 何特征为平面形，壳的几何特征为曲面形。 实体的几何特征为块体，其长、宽、高三个方向的尺寸大体相近，内 部大多为实体。 在本课程中，取等截面弹性直杆为主要研究对象。
下一页 返回
5.1变形固体的概念及变形固体静力学研 究的内容
5.1.2 变形固体静力学研究的内容
变形固体静力学研究的内容为，用变形固体制造成的结构构件或机械 零件（弹性杆件）的静力学响应——内力、应力、变形、变形能；以 及变形固体材料的宏观力学行为——变形、失效等。
上一页 返回
5.2 变形固体的基本假设
下一页 返回
5.4 变形固体的外力、内力及应力的概 念
要研究内力，要确定是变形体内部那部分对相邻部分的内力，最好的 办法是用一个面将这两部分分开，留下一部分研究，将内力暴露出来， 这种方法叫截面法。假想用一截面将如图5-1所示四个力作用下处于 平衡状态的变形固体体从指定截面出截开，分成两部分，若制造变形 固体的材料是均匀连续的，则在截开处的截面上，存在一分布内力系 （若制造变形固体的材料不是均匀连续的，如钢筋混凝土构件，则在 截开处的截面上，仍然存在一内力系，但此内力系就有可能不是分布 内力系）。这一分布内力系可看成上半部分施加给下半部分截面的力。
建筑力学05(学习版)
9.3.3 绘制剪力图和弯矩图的步骤 5.2 内力方程 ﹒内力图
例1：简支梁受均布荷载q作用，作此梁的内力图。
解： （1）计算支座反力 RA=RB=ql/2（↑） （2） 列内力方程 列出剪力方程和弯矩方程分别为 Q(x)=RA-qx=ql/2-qx （0＜x＜l） M(x)=RAx-qx2/2=qlx/2-qx2/2 （0≤x≤l） （3） 画剪力图和弯矩图
1. 杆件的内力
（2） 杆端内力的表示
MAB FNAB A FSAB B FSBA MBA FNBA
5.1 杆件的内力﹒截面法
2. 截面法 截面法：将杆件假想地切开以显示内力，并由平衡条件 建立内力与外力或由外力确定内力的方法。 截断 隔离 平衡
① 所取隔离体（结构整体、局部）周围的所有约束必须 全部切断并代以约束力、内力。 ② 对未知外力可先假定其方向，由计算后所得结果的正 负判断所求力的实际方向，并要求在计算结果后的圆括号 内用箭头表示实际方向。 ③ 计算截面的内力时，截面两侧的隔离体可任取其一， 一般按其上外力最简原则选择。截面内力均按规定的正方 向画出。
?
M A B l M A B l l M A l M B l 2M M M A B l l C C M C l M M C
M
第五章
静定结构的内力计算
5.4 静定平面刚架
5.4 静定平面刚架
刚架：一般是由直杆（如梁、柱）组成的具有 刚性结点的结构。
q FP FP q q
5.4 静定平面刚架
1.刚架的特点 （1） 内力：弯矩、剪力、轴力 （2） 变形
5.1 杆件的内力﹒截面法
1. 杆件的内力
F1
m
F3
Fn
F2 F1
工程力学第五章习题答案
工程力学第五章习题答案工程力学第五章习题答案工程力学是一门研究物体受力和变形的学科，它在工程实践中起着重要的作用。
第五章是工程力学课程中的重要章节，主要讲述了刚体平衡和平面力系的平衡。
在这一章中，有许多习题需要我们进行解答和分析。
下面我将为大家提供一些工程力学第五章习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 习题：一个悬臂梁的长度为L，梁的质量为m，质心距离支点的距离为a。
求悬臂梁在支点处的支反力和力矩。
答案：根据平衡条件，悬臂梁在支点处的支反力应该等于悬臂梁的重力，即F= mg。
而力矩可以通过计算重力的力矩和质心的力矩来求解。
重力的力矩为0，因为支点处的支反力通过支点，所以力臂为0。
质心的力矩为Ma，即力矩M = mga。
2. 习题：一个平面力系由三个力组成，分别是F1 = 10N，F2 = 5N，F3 = 8N。
已知F1与F2夹角为60度，F2与F3夹角为120度，求力系合力的大小和方向。
答案：首先，我们需要将力系中的三个力进行分解。
根据三角函数的知识，可以得到F1在x轴和y轴上的分量分别为F1x = 10N * cos60°，F1y = 10N *sin60°；F2在x轴和y轴上的分量分别为F2x = 5N * cos120°，F2y = 5N *sin120°；F3在x轴和y轴上的分量分别为F3x = 8N * cos0°，F3y = 8N * sin0°。
然后，将各个力在x轴和y轴上的分量相加得到合力的分量Fx和Fy。
最后，利用勾股定理可以求得合力的大小F和方向θ。
3. 习题：一个物体质量为m，放在一个斜面上，斜面的倾角为θ。
已知斜面的摩擦系数为μ，求物体在斜面上的静摩擦力的大小和方向。
答案：物体在斜面上的重力可以分解为垂直于斜面的分力mgcosθ和平行于斜面的分力mgsinθ。
根据静摩擦力的定义，静摩擦力的大小不超过μmgcosθ。
建筑力学第五章
该截面的弯矩为极
• (４)在梁上集中力作用处,剪力图有突变,突变值等于集中力值,此处弯 矩图则形成一个尖角.
• (５)在梁上受集中力偶作用处, 弯矩图有突变, 突变值等于集中力偶值.
上一页 下一页 返回
第一节 单跨梁
• ２. 微分关系法 • 结合上面总结的内力图的基本规律,可以根据作用在梁上的已知荷载
上一页 下一页 返回
第一节 单跨梁
• 根据上述正负号规定,图５-５(c)、(d)两种情况中,横截面m －m 上的 剪力和弯矩均为正.
• 用截面法计算梁指定截面上的内力,是计算梁内力的基本方法.其规律 如下:
• (１)梁上任一横截面上的剪力在数值上等于此截面左侧(或右侧)梁上 所有外力的代数和. 横向外力与该截面上负号剪力的方向相反时为正; 梁
• 工程中梁的横截面通常采用对称形状,如矩形、“工”字形、T 形以 及圆形等.横截面一般有一竖向对称轴,该轴与梁轴线构成梁的纵向对 称面.当梁上所有外力均作用在纵向对称面内时,变形后的梁轴线也仍 在纵向对称平面内,如图５-３所示.这种变形后梁的轴线所在平面与外 力作用面重合的弯曲称为平面弯曲.平面弯曲是弯曲变形中最简单和 最基本的情况,也是工程中最常见的.本课程主要讨论平面弯曲问题.
上一页 下一页 返回
第一节 单跨梁
• 左、右半段梁要保持平衡,在其右端横截面m—m 上必定有一个与FA 大小相等、方向相反的内力存在,这个内力用FS 表示,称为剪力, 如图 ５-５(b)所示.而此时的内力FS 与FA 不共线,构成一个力偶,根据力偶只 能与力偶平衡的性质可知,在梁的截面m—m 上,除了剪力FS 以外,必 定还存在一个内力组成的力偶与力偶(FS,FA )平衡,这个内力偶的力偶 矩用M 表示,称为弯矩, 如图５-５(b)所示.