6.3 三铰拱与静定平面刚架（同步练习）-《土木工程力学基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

任务6.3 三铰拱与静定平面刚架 同步练习答案及解析 一、选择题 1.三铰拱在不均匀荷载作用下的内力分布是： A. 均匀分布 B. 非均匀分布 C. 只有轴向力 D. 只有弯矩 【答案】：B 【解析】：三铰拱在不均匀荷载作用下的内力分布是非均匀的，因为不均匀荷载会导致拱的内力沿长度方向变化。 2.静定平面刚架在不均匀荷载作用下的内力分布是： A. 均匀分布 B. 非均匀分布 C. 只有轴向力 D. 只有弯矩 【答案】：B 【解析】：静定平面刚架在不均匀荷载作用下的内力分布是非均匀的，因为不均匀荷载会导致刚架的内力沿长度方向变化。 3.三铰拱的合理设计需要考虑的因素包括： A. 材料强度 B. 荷载分布 C. 支座条件 D. 所有以上因素 【答案】：D 【解析】：三铰拱的合理设计需要考虑材料强度、荷载分布和支座条件，以确保结构的安全性和稳定性。 4.静定平面刚架的合理设计需要考虑的因素包括： A. 材料强度 B. 荷载分布 C. 支座条件 D. 所有以上因素 【答案】：D 【解析】：静定平面刚架的合理设计需要考虑材料强度、荷载分布和支座条件，以确保结构的安全性和稳定性。 5.三铰拱与静定平面刚架在实际工程中的应用分别是： A. 桥梁和建筑 B. 桥梁和塔架 C. 建筑和塔架 D. 所有以上因素 【答案】：A 【解析】：三铰拱常用于桥梁结构，而静定平面刚架常用于建筑结构，如工业厂房和屋顶支撑系统。 二、简答题 1.为什么三铰拱在实际工程中比较常见？ 【答案】：三铰拱在实际工程中比较常见，因为它可以有效地将荷载转化为轴向力，减少弯矩和剪力，降低材料使用量，同时具有较好的跨越能力，适用于大跨度结构。 2.静定平面刚架与三铰拱相比，其结构受力有何不同？ 【答案】：静定平面刚架除了承受轴向力外，还承受弯矩和剪力。这是因为刚架的支座通常不完全为铰接，能够提供弯矩和剪力的约束，使得结构可以承受更复杂的荷载情况。 3.在设计三铰拱时，为什么需要考虑拱的合理轴线形状？ 【答案】：在设计三铰拱时，需要考虑拱的合理轴线形状，因为这直接影响结构的内力分布和受力性能。合理的轴线形状可以使得荷载更均匀地分布，减少应力集中，提高结构的稳定性和经济性。 4.静定平面刚架在竖向荷载作用下，其内力分布特点是什么？ 【答案】：静定平面刚架在竖向荷载作用下，其内力分布特点是弯矩和剪力沿梁的长度变化，通常在支座处达到最大值。轴向力则主要取决于荷载的分布和梁的跨度。 5.三铰拱和静定平面刚架在温度变化下的内力响应有何不同？ 【答案】：三铰拱由于铰支座的存在，在温度变化下产生的热应力可以通过铰接点的转动释放，因此内力较小。而静定平面刚架由于其固定支座或刚接点的存在，不能自由伸缩，因此在温度变化下会产生较大的内力，需要特别设计以抵抗这些内力。 6.三铰拱的三个铰支座通常布置在什么位置？ 【答案】：三铰拱的三个铰支座通常布置在拱的两端和拱顶，这样可以减少弯矩和剪力，使拱主要承受轴向力，简化结构受力情况。 三、判断题 1.三铰拱由于存在铰支座，因此可以完全避免弯矩的产生。 【答案】：错误 【解析】：三铰拱虽然减少了弯矩的产生，但并不能完全避免。在荷载作用下，尤其是在非对称荷载或偏心荷载作用下，三铰拱仍然会产生一定的弯矩。 2.静定平面刚架在任何情况下都不会产生侧向弯矩。 【答案】：错误 【解析】：静定平面刚架在受到横向荷载或偏心荷载作用时，会产生侧向弯矩。刚架的稳定性和内力分布受多种因素影响，包括荷载类型和支座条件。 3.三铰拱和静定平面刚架都可以通过改变支座位置来调整结构的内力分布。 【答案】：正确 【解析】：支座位置的改变会直接影响结构的内力分布。对于三铰拱和静定平面刚架，合理布置支座位置是结构设计中的一个重要考虑因素。 4.静定平面刚架在竖向均布荷载作用下，跨中弯矩为零。 【答案】：错误 【解析】：在竖向均布荷载作用下，静定平面刚架的跨中弯矩不为零，而是达到最大值。这是因为均布荷载会在结构上产生恒定的弯矩。 5.三铰拱在温度变化时不会产生任何内力。 【答案】：正确 【解析】：由于三铰拱的铰支座允许结构在温度变化时自由伸缩，理论上不会产生由于温度变化引起的内力。然而，实际结构中可能存在摩擦或其他约束，这可能会产生一些内力，但从理想情况考虑，这个判断是正确的。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 任务6.3 三铰拱与静定平面刚架 同步练习 一、选择题 1.三铰拱在不均匀荷载作用下的内力分布是： A. 均匀分布 B. 非均匀分布 C. 只有轴向力 D. 只有弯矩 2.静定平面刚架在不均匀荷载作用下的内力分布是： A. 均匀分布 B. 非均匀分布 C. 只有轴向力 D. 只有弯矩 3.三铰拱的合理设计需要考虑的因素包括： A. 材料强度 B. 荷载分布 C. 支座条件 D. 所有以上因素 4.静定平面刚架的合理设计需要考虑的因素包括： A. 材料强度 B. 荷载分布 C. 支座条件 D. 所有以上因素 5.三铰拱与静定平面刚架在实际工程中的应用分别是： A. 桥梁和建筑 B. 桥梁和塔架 C. 建筑和塔架 D. 所有以上因素 二、简答题 1.为什么三铰拱在实际工程中比较常见？ 2.静定平面刚架与三铰拱相比，其结构受力有何不同？ 3.在设计三铰拱时，为什么需要考虑拱的合理轴线形状？ 4.静定平面刚架在竖向荷载作用下，其内力分布特点是什么？ 5.三铰拱和静定平面刚架在温度变化下的内力响应有何不同？ 6.三铰拱的三个铰支座通常布置在什么位置？ 三、判断题 1.三铰拱由于存在铰支座，因此可以完全避免弯矩的产生。 2.静定平面刚架在任何情况下都不会产生侧向弯矩。 3.三铰拱和静定平面刚架都可以通过改变支座位置来调整结构的内力分布。 4.静定平面刚架在竖向均布荷载作用下，跨中弯矩为零。 5.三铰拱在温度变化时不会产生任何内力。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$