第12卷 工程中常见结构简介 河北省（对口招生）《土木工程力学基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

河北省（对口招生）考纲百套卷 第12卷 工程中常见结构简介 单元过关卷《土木工程力学基础》建筑类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 一条支撑铁索的主塔高40m，与水平线的夹角为60°，铁索的水平高度为多少（ ） A. 20m B. 30m C. 35m D. 40m 【答案】B 【解析】铁索的水平高度等于主塔高度乘以sin60°，即40×sin60°≈34.64≈30m。 2. 下列不属于铰接三角形规则的是（ ） A. 二元体规则 B. 二刚片规则 C. 三元体规则 D. 三刚片规则 【答案】C 【解析】组成几何不变体系最基本的规则是铰接三角形规则。这一规则可表达为二元体规则、两刚片规则、三刚片规则。 3. 下图属于铰接三角形规则的（ ） A. 二元体规则 B. 两刚片规则 C. 三元体规则 D. 三刚片规则 【答案】A 【解析】在铰接三角形中，将一根杆视为刚片，则铰接三角形就变成一个刚片上用两根不共线的链杆在一端铰接成一个结点，这种结构称为二元体结构。 4. 在建筑工程中，主要由梁和柱组成承重骨架，并将楼面荷载传递给基础的结构形式是（ ） A. 砖混结构 B. 框架结构 C. 剪力墙结构 D. 拱式结构 【答案】B 【解析】框架结构以梁和柱组成承重骨架，楼面荷载经梁、柱传递至基础。砖混结构主要由墙体和楼板等承重，剪力墙结构以剪力墙承重，拱式结构主要依靠拱的受力特点承担荷载。 5. 对于一个超静定结构，下列哪个说法是正确的（ ） A. 结构内部力平衡条件不足以确定所有力 B. 结构内部力平衡条件足以确定所有力 C. 结构支撑点数量等于杆件数量 D. 结构的自由度不受材料影响 【答案】A 【解析】A 正确。超静定结构的内部力平衡条件不足以确定所有力，因为支撑点数量多于杆件数量。 6. 在几何组成分析中，下列哪个公式用于表示铰接三角形规则（ ） A. ΣFx = 0 B. ΣFy = 0 C. ΣM = 0 D. ΣFx = ΣFy 【答案】D 【解析】D正确。铰接三角形规则可以用ΣFx = ΣFy来表示，即在一个静定结构中，三个节点或杆件的水平方向力的总和等于竖直方向力的总和。 7. 下图属于（ ） A. 两铰拱 B. 三铰拱 C. 四铰拱 D. 无铰拱 【答案】B 【解析】三铰拱是由两根曲杆与基础用不在一直线上的三个铰两两相连组成的。 8. 在平面结构中，一般使用哪种方法来表示结构中的未知力（ ） A. 线性代数 B. 梁柱节点图 C. 有限元法 D. 自由体图 【答案】D 【解析】平面结构中常用自由体图来表示结构中的未知力，这有助于分析结构的静力平衡。 9. 桁架结构中，杆件主要承受（ ） A. 弯矩 B. 剪力 C. 轴力 D. 扭矩 【答案】C 【解析】桁架中的杆件主要承受轴力。 10. 三铰刚架的尺寸及所受荷载如图所示，已知F = 10kN，则铰C处的相互作用力大小为（ ） A. 2.50kN B. 3.54kN C. 7.50kN D. 5.00kN 【答案】B 【解析】将三铰刚架作为整体或分别取构件进行受力分析，根据图示几何尺寸和荷载条件列平衡方程，先求出铰C处相互作用力的水平分量和竖向分量。由图示数据可得两分量均为2.50kN，因此铰C处相互作用力的合力为：RC=√(2.50²+2.50²)=3.54kN。故选B。 11. 下列结构形式中，主要利用墙体承受竖向荷载和水平荷载的是（ ） A. 框架结构 B. 排架结构 C. 剪力墙结构 D. 桁架结构 【答案】C 【解析】剪力墙结构主要利用钢筋混凝土墙体承受竖向荷载和水平荷载，墙体同时具有较强的抗侧移能力。框架结构主要由梁柱承重，排架结构常用于单层大空间建筑，桁架结构由杆件组成并以轴向受力为主。 12. 超静定结构设计中，如何提高结构的受力性能（ ） A. 增加结构刚度 B. 减小结构尺寸 C. 增加外力作用 D. 减小结构质量 【答案】A 【解析】提高结构的刚度可以有效提高超静定结构的受力性能，减小结构的变形，提高结构的承载能力。 13. 超静定结构在长期荷载作用下的表现通常比静定结构（ ） A. 更差 B. 更好 C. 一样 D. 无法确定 【答案】B 【解析】超静定结构在长期荷载作用下的表现通常比静定结构更好，因为它们具有更多的约束来抵抗荷载引起的变形和损伤。 14. 图示等截面梁的截面极限弯矩Mu=120KN.m（ ） A. 120Kn B. 100kN C. 80kN D. 40kN 【答案】C 【解析】根据图示等截面梁的受力和支承条件，先由静力平衡方程求出控制截面的弯矩，再与截面极限弯矩Mu=120kN·m进行比较。按图示计算，所求结果为80kN，故选C。题干及选项中的单位应按原图所示物理量理解，弯矩量应使用kN·m，力应使用kN。 15. 无铰拱的合理拱轴线是（ ） A. 二次抛物线 B. 圆弧线 C. 悬链线 D. 与荷载作用下的弯矩图形状一致 【答案】D 【解析】无铰拱的合理拱轴线是在给定荷载作用下，拱内各截面弯矩为零的轴线，与荷载作用下的弯矩图形状一致。 16. 超静定结构在受到突然荷载时的反应通常比静定结构（ ） A. 更剧烈 B. 较温和 C. 一样 D. 无法确定 【答案】B 【解析】由于超静定结构具有更多的约束，它们在受到突然荷载时的反应通常比静定结构更温和。 17. 用位移法求解图示结构时，基本未知量的个数是（ ） A. 8 B. 10 C. 11 D. 12 【答案】B 【解析】位移法的基本未知量包括结点的独立转角和独立线位移。根据图示结构，逐个检查各结点的转动自由度和可能发生的结点线位移，扣除由支座约束、刚性连接或结构对称性所确定的位移后，共有10个独立基本未知量。因此选B。 18. 超静定结构的维修和改造通常比静定结构（ ） A. 更简单 B. 更复杂 C. 一样 D. 无法确定 【答案】B 【解析】超静定结构的维修和改造通常比静定结构更复杂，因为需要考虑更多的约束和内力重分布。 19. 静定结构相比超静定结构的设计更容易的主要原因是（ ） A. 结构成本更低 B. 结构形状更简单 C. 内力分布更均匀 D. 不需要考虑约束条件 【答案】D 【解析】静定结构由于不需要考虑额外的约束条件，设计相对更容易一些。 20. 超静定结构计算中，如何确定结构的内力大小（ ） A. 分析支座受力 B. 分析结构形状 C. 通过弹性平衡方程 D. 通过结构分布荷载 【答案】C 【解析】超静定结构的内力大小可以通过弹性平衡方程求解得出。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 铰接三角形规则要求每个节点的荷载必须得到平衡和合理分配。（ ） 【答案】正确 【解析】正确，铰接三角形规则确保结构中每个节点的荷载分配合理，以防止结构失稳或失效。 22. 在温度变化或支座位移的作用下，静定结构有内力产生 。（ ） 【答案】错误 【解析】静定结构的支座反力和内力可以仅由静力平衡方程确定。当发生温度变化或支座位移时，静定结构能够通过自身的刚体位移或变形适应这种变形，不会因约束不足而产生附加内力。因此，在理想条件下，温度变化或支座位移通常不引起静定结构的内力变化。故题干说法错误。 23. 图示桁架结构中不包括支座链杆，有5个杆件轴力为0 。（ ） 【答案】错误 【解析】判断桁架中的零杆件，需结合结点平衡条件：当某结点仅连接两根不共线杆件且无外力或支座反力作用时，两杆均为零杆；当某结点连接三根杆件、其中两根共线且结点无外力作用时，第三根杆件为零杆。逐一按上述规则检查图示桁架，并且不计支座链杆后，图中零杆件的实际数量不是5根。因此题干说法错误。 24. 在计算静定多跨梁的内力时，应先弄清梁的基本部分和附属部分，再将梁从铰接处拆成若干个单跨梁，从附属部分开始，逐步计算到基本部分。（ ） 【答案】正确 【解析】在计算静定多跨梁的内力时，应先弄清梁的基本部分和附属部分，再将梁从铰接处拆成若干个单跨梁，从附属部分开始，逐步计算到基本部分。 25. 框架结构主要由梁、柱组成承重骨架，墙体通常不作为主要承重构件。（ ） 【答案】正确 【解析】框架结构的主要承重构件是梁和柱，楼面及屋面荷载通常通过梁、柱传递至基础。墙体一般用于围护或分隔空间，通常不承担结构主体的主要荷载。 26. 超静定结构的力法基本结构是唯一的。（ ） 【答案】错误 【解析】力法的基本结构是将原超静定结构中的多余约束去掉，并以相应的未知力代替，使所得结构成为静定且几何不变的结构。对于同一超静定结构，所去除的多余约束可以有不同选择，只要基本结构满足静定、几何不变和计算方便等条件即可。因此，力法基本结构通常不是唯一的。故题干说法错误。 27. 图a为一对称结构，用位移法求解时可取半边结构如图b所示。（ ） 【答案】错误 【解析】对称结构只有在荷载、支承、材料和截面等条件也对称时，才能利用对称性取半边结构计算。取半边结构时，还必须在对称轴处施加正确的对称边界条件：对称轴处的水平位移或转角约束应根据结构类型确定，不能仅因结构外形对称就直接采用图b所示的半结构。图a的对称性不足以推出图b的取法必然正确，因此题干说法错误。 28. 连续梁中，支座的主要作用是限制梁的弯矩，以确保结构稳定。（ ） 【答案】错误 【解析】支座在连续梁中的作用是限制梁的伸缩，并允许梁在垂直方向上的移动，以适应外部荷载引起的变形和变位。 29. 超静定梁在结构设计上更简单，因为它不需要考虑额外的约束条件。（ ） 【答案】错误 【解析】超静定梁相比静定梁在结构设计上更复杂，因为需要考虑超过力学平衡所需的约束条件，以保持结构稳定。 30. 超静定结构的设计主要考虑结构的形状和荷载条件，而不需要考虑结构的受力情况。（ ） 【答案】错误 【解析】超静定结构的设计需要兼顾结构的形状、荷载条件和受力情况，三者综合考虑才能确保结构的稳定性。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述内力与位移。 【答案】“静定”与“超静定”的区分，源于计算方法的不同。比如，用“力法”解出超静定 结构的多余未知力之后，才能进行静力平衡计算。 【解析】主要考查内力与位移。 32. 三铰拱的组成及内力特征？ 【答案】三铰拱是由两根曲杆与基础用不在一直线上的三个铰两两相连组成的。由几何组成分析可知，无铰拱和两铰拱都是超静定的，三铰拱是静定的。三铰拱的内力图全为曲线，若与同跨度简支梁比较，其弯矩和剪力小很多，而轴向压力则比简支梁（简支梁的轴力为0）大，这就是拱的内力特征。 【解析】查阅教材（三铰拱的内力特征） 33. 超静定结构在地震荷载下有什么优势？ 【答案】超静定结构在地震荷载下具有更好的抗震性能，因为多余的约束可以提供额外的抗侧力能力，减少结构的侧向变形，提高结构的整体稳定性。 【解析】超静定结构具有多余约束和多条传力途径，地震作用下具有一定的冗余性。当局部构件进入塑性阶段或个别构件承载能力降低时，内力可以在其他构件之间重新分配，从而避免结构发生突然的整体破坏；同时，合理设计的超静定结构能够形成较完善的抗震传力体系，提高整体性和抗连续倒塌能力。但超静定并不意味着抗震性能必然更好，还必须结合结构布置、延性、耗能能力、节点构造及抗震设计要求综合判断。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 静定多跨梁的内力特征。 【答案】静定多跨梁由伸臂梁和短梁组合而成。短梁的跨度小于简支梁，所以弯矩也小；伸臂梁由于外伸部分的负弯矩，使跨中弯矩也小于相同跨度的简支梁（如下图所示）。因此，一般来说，静定多跨梁的用料比较节省，但构造比较复杂，需要全面考虑。 【解析】静定多跨梁通常由若干伸臂梁和短梁组成，各部分之间通过铰或相应的静定连接传递荷载。短梁的跨度一般小于同条件下的简支梁跨度，因此其弯矩较小；伸臂梁的外伸部分会产生负弯矩，该负弯矩能够抵消一部分跨中正弯矩，使其跨中弯矩通常小于相同跨度的简支梁。由此，静定多跨梁在合理布置下可减小弯矩峰值、节省材料并降低梁高。但其受力关系和构造连接较为复杂，设计时必须综合考虑各跨及伸臂部分的内力、支座反力、连接构造和施工要求。 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 $ 河北省（对口招生）考纲百套卷 第12卷 工程中常见结构简介 单元过关卷《土木工程力学基础》建筑类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 一条支撑铁索的主塔高40m，与水平线的夹角为60°，铁索的水平高度为多少（ ） A. 20m B. 30m C. 35m D. 40m 2. 下列不属于铰接三角形规则的是（ ） A. 二元体规则 B. 二刚片规则 C. 三元体规则 D. 三刚片规则 3. 下图属于铰接三角形规则的（ ） A. 二元体规则 B. 两刚片规则 C. 三元体规则 D. 三刚片规则 4. 在建筑工程中，主要由梁和柱组成承重骨架，并将楼面荷载传递给基础的结构形式是（ ） A. 砖混结构 B. 框架结构 C. 剪力墙结构 D. 拱式结构 5. 对于一个超静定结构，下列哪个说法是正确的（ ） A. 结构内部力平衡条件不足以确定所有力 B. 结构内部力平衡条件足以确定所有力 C. 结构支撑点数量等于杆件数量 D. 结构的自由度不受材料影响 6. 在几何组成分析中，下列哪个公式用于表示铰接三角形规则（ ） A. ΣFx = 0 B. ΣFy = 0 C. ΣM = 0 D. ΣFx = ΣFy 7. 下图属于（ ） A. 两铰拱 B. 三铰拱 C. 四铰拱 D. 无铰拱 8. 在平面结构中，一般使用哪种方法来表示结构中的未知力（ ） A. 线性代数 B. 梁柱节点图 C. 有限元法 D. 自由体图 9. 桁架结构中，杆件主要承受（ ） A. 弯矩 B. 剪力 C. 轴力 D. 扭矩 10. 三铰刚架的尺寸及所受荷载如图所示，已知F = 10kN，则铰C处的相互作用力大小为（ ） A. 2.50kN B. 3.54kN C. 7.50kN D. 5.00kN 11. 下列结构形式中，主要利用墙体承受竖向荷载和水平荷载的是（ ） A. 框架结构 B. 排架结构 C. 剪力墙结构 D. 桁架结构 12. 超静定结构设计中，如何提高结构的受力性能（ ） A. 增加结构刚度 B. 减小结构尺寸 C. 增加外力作用 D. 减小结构质量 13. 超静定结构在长期荷载作用下的表现通常比静定结构（ ） A. 更差 B. 更好 C. 一样 D. 无法确定 14. 图示等截面梁的截面极限弯矩Mu=120KN.m（ ） A. 120Kn B. 100kN C. 80kN D. 40kN 15. 无铰拱的合理拱轴线是（ ） A. 二次抛物线 B. 圆弧线 C. 悬链线 D. 与荷载作用下的弯矩图形状一致 16. 超静定结构在受到突然荷载时的反应通常比静定结构（ ） A. 更剧烈 B. 较温和 C. 一样 D. 无法确定 17. 用位移法求解图示结构时，基本未知量的个数是（ ） A. 8 B. 10 C. 11 D. 12 18. 超静定结构的维修和改造通常比静定结构（ ） A. 更简单 B. 更复杂 C. 一样 D. 无法确定 19. 静定结构相比超静定结构的设计更容易的主要原因是（ ） A. 结构成本更低 B. 结构形状更简单 C. 内力分布更均匀 D. 不需要考虑约束条件 20. 超静定结构计算中，如何确定结构的内力大小（ ） A. 分析支座受力 B. 分析结构形状 C. 通过弹性平衡方程 D. 通过结构分布荷载 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 铰接三角形规则要求每个节点的荷载必须得到平衡和合理分配。（ ） 22. 在温度变化或支座位移的作用下，静定结构有内力产生 。（ ） 23. 图示桁架结构中不包括支座链杆，有5个杆件轴力为0 。（ ） 24. 在计算静定多跨梁的内力时，应先弄清梁的基本部分和附属部分，再将梁从铰接处拆成若干个单跨梁，从附属部分开始，逐步计算到基本部分。（ ） 25. 框架结构主要由梁、柱组成承重骨架，墙体通常不作为主要承重构件。（ ） 26. 超静定结构的力法基本结构是唯一的。（ ） 27. 图a为一对称结构，用位移法求解时可取半边结构如图b所示。（ ） 28. 连续梁中，支座的主要作用是限制梁的弯矩，以确保结构稳定。（ ） 29. 超静定梁在结构设计上更简单，因为它不需要考虑额外的约束条件。（ ） 30. 超静定结构的设计主要考虑结构的形状和荷载条件，而不需要考虑结构的受力情况。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述内力与位移。 32. 三铰拱的组成及内力特征？ 33. 超静定结构在地震荷载下有什么优势？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 静定多跨梁的内力特征。 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 $