考点6 建筑力学认知2《建筑工程基础》江苏省（职教高考）建筑类 知识点讲解

江苏省建筑职教高考《建筑工程基础》复习讲义 模块1 建筑概述 单元4 建筑力学认知 1—4—2 材料力学 【考纲要求】 1.理解轴向拉压杆的概念、绘制轴力图，能计算横截面应力。 2.理解梁构件的定义及其弯曲变形特点，了解剪力和弯矩，能绘制简单内力图。 【知识网络】 【知识和技能要点】 考点1 轴向拉伸和压缩 一、轴向拉伸与压缩的基本概念（理解） 1.定义：杆件受到沿轴线方向作用的外力，只产生轴向伸长（图b）或缩短（图c、d）的变形，称为轴向拉伸或轴向压缩。 2.受力特点 外力合力作用线与杆件轴线重合。 只受拉力或压力，无横向力、无弯矩。 属于二力构件（只受两个力且共线）。 3.变形特点 拉伸：杆件变长、变细。 压缩：杆件变短、变粗。 只发生轴向变形，无弯曲、无扭转。 4.适用构件 桁架结构中的腹杆、弦杆 建筑柱子、支撑、拉杆 吊索、螺栓、活塞杆 所有二力杆 二、轴力——轴向拉压的内力（理解） 1.轴力定义：横截面上沿轴线方向的内力，用符号FN表示，单位：N或kN。 2.轴力符号规定 拉力为正：杆件受拉，有分离趋势。 压力为负：杆件受压，有挤压趋势。 口诀：拉为正，压为负。 3.截面法求轴力 截开：在需求轴力的截面处，假想把杆截成两段。 代替：用轴力FN代替截开面的相互作用。 平衡：列平衡方程∑Fx=0，求解轴力。 判断：拉力为正，压力为负。 4.轴力计算规律：截面一侧所有外力的代数和即为该截面的轴力。 5.轴力图 作用：为表明轴力随截面位置的变化情况。 作法：（1）平行于杆轴线的坐标表示横截面位置；垂直坐标表示横截面上的轴力。 （2）正轴力画在轴的上方，负轴力画在轴的下方。 三、轴向拉压横截面上的应力（熟练应用） 1.应力的概念 定义：单位面积上的内力。 作用：应力反应了内力在截面上的分布集度。 单位：帕斯卡，简称“帕”，符号为“Pa”。 单位换算：1Pa=1N/m2、1MPa=106Pa=106N/m2、1MPa =106N/mm2 2.应力分布规律 横截面上只有正应力σ，无切应力τ 正应力均匀分布（与位置无关） 3.正应力公式： 4.应力符号 拉应力：正 压应力：负 【练习题】 一、单项选择题 1.轴向拉伸与压缩杆件的受力特点是外力作用线（▲） A.垂直于杆件轴线 B.与杆件轴线重合 C.任意方向 D.作用于端部 2.轴向拉压杆横截面上的内力称为（▲） A.剪力 B.弯矩 C.轴力 D.扭矩 3.轴力的符号规定为（▲） A.拉力为正，压力为负 B.压力为正，拉力为负 C.向左为正，向右为负 D.向上为正，向下为负 4.截面法求轴力的核心依据是（▲） A.变形协调 B.静力平衡 C.胡克定律 D.极限状态 5.轴向拉压杆横截面上的正应力分布为（▲） A.线性分布 B.均匀分布 C.抛物线分布 D.中间大两端小 6.正应力计算公式σ=FN/A中，A表示（▲） A.杆件总面积 B.横截面面积 C.净截面面积 D.受荷面积 7.杆件受轴向压缩时，横截面上产生（▲） A.拉应力 B.压应力 C.切应力 D.无应力 8.下列构件中，属于轴向拉压受力的是（▲） A.简支梁 B.桁架二力杆 C.悬臂梁 D.受扭圆轴 9.截面法求轴力的正确步骤是（▲） A.截开→平衡→代替 B.代替→截开→平衡 C.截开→代替→平衡 D.平衡→截开→代替 10.轴向拉压杆横截面上（▲） A.只有正应力 B.只有切应力 C.正应力与切应力都有 D.无应力 二、多项选择题 1.轴向拉伸和压缩的基本特点包括（▲） A.外力沿轴线作用 B.变形为轴向伸缩 C.无弯曲变形 D.横截面上有剪力 2.截面法求轴力时需要（▲） A.假想截开杆件 B.用轴力代替内力 C.列平衡方程求解 D.测量变形 3.轴向拉压杆横截面上的应力特点是（▲） A.只有正应力 B.无切应力 C.均匀分布 D.线性分布 4.下列关于轴力的说法正确的有（▲） A.轴力是轴向内力 B.拉为正、压为负 C.可用截面法求解 D.与横截面面积有关 5.属于轴向拉压构件的有（▲） A.建筑承重柱 B.桁架压杆 C.简支梁 D.拉杆螺栓 三、填空题 1.轴向拉压的外力作用线与杆件____重合。 2.轴向拉压杆的变形仅为轴向的____或缩短。 3.轴向拉压横截面上的内力称为____。 4.轴力的符号规定：____为正，____为负。 5.求轴力的基本方法是____。 6.轴向拉压杆横截面上只有____应力，无切应力。 7.轴向拉压正应力计算公式为σ=____。 8.横截面面积不变时，轴力越大，正应力越____。 9.轴向受拉杆横截面上产生____应力；受压杆产生____应力。 10.轴向拉压杆横截面上应力与截面各点的位置____（有关/无关）。 四、简答题 1.简述轴向拉伸和压缩的受力与变形特点。 2.什么是轴力?轴力的符号如何规定? 3.简述用截面法求轴力的步骤。 4.轴向拉压杆横截面上的应力分布规律是什么?写出计算公式。 5.说明轴力与正应力的关系，并说明正应力的分布特点。 五、计算题 1.如下图所示，已知A1=500mm2，A2=300mm2，受轴向力作用，试求杆中各段轴力和应力，并绘制轴力图。 2.如图所示铰接支架中，AB杆为直径d=12mm的圆钢，CB杆为边长a=60mm的正方形截面木杆，F=10kN。试计算各杆横截面上的正应力。 【答案】 一、单项选择题 1.B 2.C 3.A 4.B 5.B 6.B 7.B 8.B 9.C 10.A 二、多项选择题 1.ABC 2.ABC 3.ABC 4.ABC 5.ABD 三、填空题 1.轴线 2.伸长 3.轴力 4.拉力；压力 5.截面法 6.正 7.FN/A 8.大 9.拉；压 10.无关 四、简答题 1.答：①受力：外力合力作用线与杆件轴线重合； ②变形：杆件仅产生轴向伸长或缩短，无弯曲、无扭转。 2.答：轴力是轴向拉压杆横截面上沿轴线方向的内力；拉力为正，压力为负。 3.答：①在需求轴力处假想截开杆件；②用轴力代替截面间相互作用；③列静力平衡方程求解轴力。 4.答：横截面上只有正应力，且均匀分布；计算公式为σ=FN/A（FN为轴力，A为横截面面积）。 5.答：正应力由轴力与横截面面积共同决定，σ=FN/A；轴力越大，正应力越大；横截面上正应力均匀分布，与位置无关。 五、计算题 1.解：（1）用截面法计算各段轴力： ①取1-1截面左端为研究对象，如图所示，列平衡方程。 ②取2-2截面左端为研究对象，如图所示，列平衡方程。 ③取3-3截面左端为研究对象，如图所示，列平衡方程。 （2）计算各段应力 AB段： BC段： CD段： （3）轴力图如下图所示 2.解：（1）以B结点为研究对象，受力图如图所示，列平衡方程。 （2）计算各杆的正应力 考点2 直梁弯曲 一、平面弯曲与梁的形式（理解） 1.平面弯曲：外力作用在梁的纵向对称平面内，梁的轴线弯成平面曲线，是工程最常见的弯曲形式。 2.梁的形式 （1）简支梁：一端固定铰支，一端可动铰支（图a）。 （2）悬臂梁：一端固定，一端自由（图b、c）。 （3）外伸梁：简支梁向一侧或两侧伸出（图d）。 3.受力特点：受横向荷载（垂直于轴线、在纵向对称平面内），产生弯曲变形。 4.变形特点：轴线由直线变为曲线，横截面绕中性轴转动。 二、梁的内力（剪力、弯矩）（了解） 1.剪力Fs：横截面上切向内力，使微段错动。 2.弯矩M：横截面上力矩内力，使梁弯曲。 3.符号规定 （1）剪力：使微段顺时针转动趋势为正。 （2）弯矩：使梁下部受拉为正。 4.截面法求内力步骤 （1）截开：在需求内力处截开。 （2）代替：画出剪力、弯矩。 （3）平衡：ΣFy=0求剪力；ΣM=0求弯矩。 5.简捷法 （1）剪力=截面一侧所有竖向外力代数和。 （2）弯矩=截面一侧所有外力对该截面形心力矩代数和。 三、梁的内力图（剪力图、弯矩图）（熟练应用） 1.剪力图：横坐标为截面位置，纵坐标为剪力Fs；正剪力画在x轴的上方，负剪力画在x轴的下方。 2.弯矩图：横坐标为截面位置，纵坐标为弯矩M；画在受拉侧（正弯矩画在x轴的下方，负弯矩画在x轴的上方）。 注：将弯矩图画在梁轴线受拉一侧可以便于在混凝土梁中配置钢筋，因为混凝土梁的受力钢筋一般配照在梁受拉一侧。 3.内力图规律 （1）在无荷载作用区，当剪力图平行于轴时，弯矩图为斜直线。当剪力图为正时，弯矩图斜向右下方；当剪力图为负时，弯矩图斜向右上方。（剪力为水平线，弯矩为斜直线） （2）在均布荷载作用下的规律是：荷载朝下方，萌力图往右降，弯矩图往上凹。（剪力为斜直线，弯矩为二次抛物线。） （3）在集中力作用处，剪力图突变，突变的绝对值等于集中力值；弯矩图线发生转折。（剪力突变，弯矩折角。） （4）在集中力偶作用处弯矩图线突变.突变的绝对值等于该力偶的力偶矩；剪力图无变。（剪力不变，弯矩突变。） （5）在剪力为零的截面有弯矩的极值 表1-4简单荷载下基本梁的内力图 【练习题】 一、单项选择题 1.平面弯曲的外力作用在梁的（▲） A.横截面内 B.纵向对称平面内 C.斜截面内 D.任意平面内 2.一端固定、一端自由的梁称为（▲） A.简支梁 B.悬臂梁 C.外伸梁 D.连续梁 3.梁弯曲时横截面上的内力为（▲） A.轴力 B.剪力和弯矩 C.扭矩 D.拉力 4.剪力的符号规定是（▲） A.使微段顺时针转动为正 B.使微段逆时针转动为正 C.上部受拉为正 D.下部受拉为正 5.弯矩的符号规定是（▲） A.上部受拉为正 B.下部受拉为正 C.顺时针为正 D.逆时针为正 6.截面法求梁内力的核心是（▲） A.胡克定律 B.静力平衡 C.变形协调 D.叠加原理 7.无横向荷载作用段，梁的剪力图为（▲） A.水平线 B.斜直线 C.抛物线 D.曲线 8.均布荷载作用段，梁的弯矩图为（▲） A.水平线 B.斜直线 C.二次抛物线 D.折线 9.集中力作用点处，弯矩图会出现（▲） A.突变 B.折角 C.抛物线 D.光滑曲线 10.工程中弯矩图通常画在（▲） A.受压侧 B.受拉侧 C.任意一侧 D.截面内侧 二、多项选择题 1.属于基本静定梁的有（▲） A.简支梁 B.悬臂梁 C.外伸梁 D.连续梁 2.梁弯曲时横截面上的内力包括（▲） A.剪力 B.弯矩 C.轴力 D.扭矩 3.下列关于剪力图、弯矩图说法正确的有（▲） A.无荷载段剪力为水平线 B.均布荷载段弯矩为抛物线 C.集中力处剪力突变 D.集中力偶处弯矩突变 4.截面法求梁内力需要（▲） A.截开杆件 B.画出剪力、弯矩 C.列平衡方程 D.计算变形 5.平面弯曲的特点包括（▲） A.外力在纵向对称面 B.轴线弯成平面曲线 C.横截面发生转动 D.只产生轴向伸缩 三、填空题 1.梁发生平面弯曲时，外力作用在____平面内。 2.一端固定铰支、一端可动铰支的梁称为____。 3.梁弯曲横截面上的两种内力是____和____。 4.正弯矩使梁____部受拉。 5.截面法求剪力用____平衡方程。 6.截面法求弯矩用____平衡方程。 7.无荷载段梁的剪力图为____。 8.均布荷载段梁的弯矩图为____。 9.集中力作用点处剪力图发生____。 10.弯矩图应画在梁的____侧。 四、简答题 1.什么是平面弯曲?简述其受力与变形特点。 2.简述简支梁、悬臂梁、外伸梁的支座特点。 3.说明梁的剪力和弯矩的符号规定。 4.简述用截面法求梁内力的步骤。 5.简述无荷载段与均布荷载段的内力图规律。 五、计算题 1.简支梁如图所示，已知F1=40kN，F2=26kN试计算截面1-1上的剪力和弯矩。 2.简支梁的受力情况如图所示。已知F=80kN，q=40kN/m，Me=160kN•m，试应用内力图的规律画出该梁的剪力图和弯矩图。 【答案】 一、单项选择题 1.B 2.B 3.B 4.A 5.B 6.B 7.A 8.C 9.B 10.B 二、多项选择题 1.ABC 2.AB 3.ABCD 4.ABC 5.ABC 三、填空题 1.纵向对称 2.简支梁 3.剪力；弯矩 4.下 5.ΣFy=0 6.ΣM=0 7.水平线 8.二次抛物线 9.突变 10.受拉 四、简答题 1.答：平面弯曲：外力作用在梁的纵向对称平面内，轴线弯成平面曲线。受力：受横向荷载；变形：梁弯曲，横截面绕中性轴转动。 2.答：简支梁：一端固定铰支，一端可动铰支；悬臂梁：一端固定，一端自由；外伸梁：简支支座并向外伸出。 3.答：①剪力：使微段顺时针转动为正；②弯矩：使梁下部受拉为正。 4.答：①截开需求内力截面；②用剪力、弯矩代替内力；③列ΣFy=0求剪力，ΣM=0求弯矩。 5.答：①无荷载段：剪力为水平线，弯矩为斜直线；②均布荷载段：剪力为斜直线，弯矩为二次抛物线。 四、计算题 1.解：（1）以梁整体为研究对象，受力图如图，列平衡方程。 （2）取1-1截面左端为研究对象，如图所示，列平衡方程。 2.解；（1）以梁整体为研究对象，受力如图，列平衡方程。 （2）画剪力图和弯矩图 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 学科网（北京）股份有限公司 $