第12卷 工程中常见结构简介 四川省（对口招生）《土木工程力学基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

四川省（对口招生） 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. 在平面桁架结构中，下列哪种构件常用来增加结构的稳定性（ ） A. 拉杆 B. 剪力墙 C. 压杆 D. 钢筋混凝土柱 【答案】B 【解析】剪力墙是用来增加平面桁架结构稳定性的常见构件，它能够有效地抵抗水平载荷。 2. 在进行几何组成分析时，下列哪一项不是必须考虑的因素（ ） A. 构件的截面形状 B. 构件的材料类型 C. 构件的连接方式 D. 构件的颜色 【答案】D 【解析】在进行几何组成分析时，构件的颜色并不是必须考虑的因素。截面形状、材料类型和连接方式都会影响结构的性能和分析结果。 3. 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。 4. 对于一个静定结构，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. 结构支撑点数量小于杆件数量 D. 结构内部力平衡条件与外部支撑无关 【答案】B 【解析】B 正确。静定结构的内部力平衡条件足以确定所有力，不需要外部支撑的干预。 5. 在平面结构的几何组成分析中，下列哪种方法可以帮助确定结构的几何稳定性（ ） A. 有限元分析 B. 模态分析 C. 动力学分析 D. 几何构造分析 【答案】D 【解析】几何构造分析可以帮助确定平面结构的几何稳定性，通过分析结构中各元素的相对位置和连接方式来判断结构的稳定性。 6. 静定结构的内力计算与（ ） A. EI无关 B. EI相对值有关 C. EI绝对值有关 D. E无关，I有关 【答案】A 【解析】内力只和外力有关。 7. 图示超静定结构独立结点角位移的个数是（ ） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】B 【解析】位移法中的独立结点角位移，是指在支座约束和结构几何关系确定后，各刚结点能够独立发生的转角位移。根据图示结构逐一检查结点的转动约束及结点之间的位移协调关系，可确定共有3个彼此独立的结点角位移。因此选B。 8. 静定多跨梁的内力特征主要包括哪些（ ） A. 弯矩、剪力、轴力 B. 弯矩、剪力、压力 C. 弯矩、剪力、扭矩 D. 剪力、轴力、扭矩 【答案】A 【解析】静定多跨梁的内力主要包括弯矩、剪力和轴力，这些内力是结构受力的基本特征。 9. 下列哪种直梁弯曲方式属于静定弯曲（ ） A. 梁的两端受到相等的力矩 B. 梁的两端产生相等大小的弯矩 C. 梁的一端固定，另一端受力 D. 梁的一端受力，另一端固定 【答案】C 【解析】在这种情况下，梁的弯曲是静定的。 10. 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是结构的独立结点位移，包括独立的结点转角和结点线位移。根据图示结构，扣除支座约束并考虑各杆件和结点之间的位移协调关系后，共有10个独立位移未知量。因此选B。 11. 桁架结构在受力时，节点通常会承受哪些类型的力（ ） A. 垂直力和水平力 B. 弯矩和扭矩 C. 剪力和轴力 D. 压力和拉力 【答案】A 【解析】节点通常会承受来自杆件的垂直力和水平力，这些力使得节点在连接中起到稳固作用。 12. 静定结构的定义是指（ ） A. 结构中支撑的力完全可以被结构自身的几何形状所平衡 B. 结构中支撑的力无法被结构自身的几何形状所平衡 C. 结构中支撑的力和结构自身的几何形状有一定关联 D. 结构中支撑的力和结构宽度的关系很大 【答案】A 【解析】静定结构是指结构中支撑的力完全可以被结构自身的几何形状所平衡。因此答案为A。 13. 静定钢架中，弯矩的正负号规定是（ ） A. 使杆件下侧受拉为正 B. 使杆件上侧受拉为正 C. 使杆件左侧受拉为正 D. 使杆件右侧受拉为正 【答案】A 【解析】静定钢架中，弯矩使杆件下侧受拉为正。 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荷载、支承条件和跨间尺寸，先由静力平衡条件求出各控制截面的弯矩，再将最大弯矩与截面极限弯矩Mu=120 kN·m进行比较。按图示结构的极限状态计算，所对应的极限荷载为80 kN，因此选C。 15. 桁架中的杆件在节点处一般假定为（ ） A. 铰接 B. 刚接 C. 半刚接 D. 以上都不是 【答案】A 【解析】桁架中的杆件在节点处一般假定为铰接。 16. 刚架本身为几何不变体系，且无多余约束，它用一个固定铰支座和一个可动铰支座与地基相连，称为（ ） A. 悬臂刚架 B. 简支刚架 C. 三铰刚架 D. 组合刚架 【答案】B 【解析】这种支座布置形式符合简支刚架的特点，悬臂刚架、三铰刚架、组合刚架的支座形式与题目描述不同。 17. 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】三铰刚架在铰C处可分为左右两个刚体分别进行受力分析。对其中一侧刚体取铰C为矩心列弯矩平衡方程，利用已知荷载F=10 kN及图示几何尺寸求得铰C处相互作用力的两个分量；再按合力公式计算其大小，得FC=3.54 kN。因此选B。 18. 在静定结构中，当力的作用线通过支点时，支点的反力（ ） A. 只有一个 B. 有两个 C. 可能有一个到两个 D. 不确定 【答案】B 【解析】在静定结构中，当力的作用线通过支点时，支点的反力有两个。因此答案为B。 19. 下列哪种结构属于静定结构（ ） A. 连续梁 B. 超静定刚架 C. 静定桁架 D. 以上都不是 【答案】C 【解析】静定桁架属于静定结构，连续梁和超静定刚架都属于超静定结构。 20. 一个悬臂梁上受力为3P的集中力，若支点反力为2P，则悬臂梁的长度与支点距离的比值为（ ） A. 1:2 B. 2:3 C. 1:3 D. 2:1 【答案】D 【解析】支点反力为2P，受力为3P，支点距离为悬臂梁的长度，所以长度与支点距离的比值为2:1。答案为D。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 如果一个平面结构可以分解为若干个二元体，那么这个结构一定是几何可变的。（ ） 【答案】B 【解析】二元体是由一个刚片和一条链杆组成的基本单元，如果结构中的所有二元体都能合理连接形成三角形或其他几何不变单元，结构可以是几何不变的。 22. 铰接三角形的所有节点都必须位于同一直线上。（ ） 【答案】B 【解析】错误，铰接三角形要求三个节点不能共线，以保证结构的稳定性和可靠性。 23. 图示体系有5个质点，其动力自由度为5。（设忽略直杆轴向变形的影响）（ ） 【答案】B 24. 静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与杆件的刚度有关。（ ） 【答案】B 【解析】静定多跨梁中基本部分和附属部分的划分，依据的是结构的几何组成及各部分之间的支承和约束关系，而不是杆件的刚度。杆件刚度会影响变形和内力分配，但不决定基本部分、附属部分的划分。因此题干说法错误。 25. 在竖向荷载作用下，拱结构存在着水平推力。（ ） 【答案】A 【解析】拱结构主要承受压力。竖向荷载作用下，拱圈内的压力沿拱轴传递，并在拱脚处产生水平分力，该水平分力称为水平推力。只有在特殊支承或受力条件下水平推力才可能为零，通常情况下拱结构存在水平推力。因此题干说法正确。 26. 屋面板承受着屋面上的荷载并传递给屋架，再由屋架传递给柱，由柱传递给基础，最后由基础传递给地基。（ ） 【答案】A 【解析】屋面板承受着屋面上的荷载并传递给屋架，再由屋架传递给柱，由柱传递给基础，最后由基础传递给地基。 27. 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】B 【解析】桁架零杆的判断应依据结点的平衡条件进行。在不计支座链杆的情况下，逐一检查图示各结点：若结点无外荷载或支座反力，且仅连接两根不共线杆件，则两杆均为零杆；若结点有三根杆件，其中两根共线且结点无外荷载，则不共线杆为零杆。按图示桁架逐结点判定，零轴力杆件数不是5根，因此题干说法错误。 28. 依据静力平衡条件可对静定结构进行受力分析，这样的分析结果是唯一正确的结果。（ ） 【答案】A 【解析】静定结构的支座反力和各截面内力均可仅依据静力平衡方程求得。对于满足几何不变和静定条件的结构，未知力的数量与独立平衡方程相匹配，方程组具有唯一解，因此受力分析结果是唯一的。因此题干说法正确。 29. 超静定结构的设计可以不考虑施工阶段的稳定性。（ ） 【答案】B 【解析】在设计超静定结构时，必须考虑施工阶段的稳定性，因为施工过程中结构的约束条件可能与使用阶段不同，影响结构的稳定性。 30. 梁柱节点处若发生弯矩和剪力，可视为非静定结构。（ ） 【答案】B 【解析】梁柱节点处的弯矩和剪力可以通过充分设计和加固来保证结构的静定性。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 静定多跨梁在实际工程中的应用有哪些？ 【答案】静定多跨梁在实际工程中应用广泛，如桥梁结构、工业厂房的屋顶梁、楼层梁、公路和铁路的高架梁等。它们用于支撑结构的荷载，并将荷载传递到支座或基础上。 【解析】静定多跨梁由多个跨段组成，且各部分通过合理的支承关系形成几何不变体系，支座反力和内力可直接由静力平衡方程求得。在实际工程中，静定多跨梁可用于桥梁结构、工业厂房屋面梁、楼层梁、平台梁、公路和铁路高架桥梁以及栈桥等。它们主要承担楼面、屋面、车辆或设备荷载，并将荷载传递给支座、墩台或基础。 32. 什么是结构的计算简图，它在结构分析中起什么作用？ 【答案】结构的计算简图是实际结构的简化表示，它通过忽略次要细节，突出主要特征，以便进行力学分析和计算。它的作用是简化实际结构的复杂性，使其能够用基本的力学原理进行分析。 【解析】结构的计算简图是根据实际结构的受力特点和分析目的，对结构进行合理抽象和简化后得到的力学模型。简化内容通常包括杆件的形状和尺寸、支座和连接方式、荷载作用位置及边界条件等，同时保留对受力和变形有主要影响的因素。计算简图能够将复杂的实际结构转化为便于建立平衡方程、变形协调方程和物理关系的理想模型，从而用于结构的内力、反力和变形分析。 33. 在设计超静定结构时，为什么需要特别注意结构的局部破坏对整体性能的影响？ 【答案】在设计超静定结构时，需要特别注意结构的局部破坏对整体性能的影响，因为超静定结构中的一个构件破坏可能会导致整个结构的内力重分布，影响结构的安全性和稳定性。 【解析】超静定结构具有多余约束，构件之间存在较强的整体性和内力重分布能力。当局部构件发生破坏、屈服或刚度明显降低时，原有内力平衡和变形协调条件会改变，内力将重新分配到其他构件。若剩余构件承载力或变形能力不足，可能引起连续破坏甚至整体失稳。因此设计超静定结构时，必须考虑局部破坏对整体承载力、刚度、稳定性和抗连续倒塌性能的影响，并采取必要的冗余和构造措施。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述静定结构和超静定结构的概念。 【答案】没有多余约束的几何不变体系称为静定结构。静定结构的支座反力和内力可通过静力平衡方程求得。有多余约束的几何不变体系称为超静定结构。超静定结构的支座反力和内力不能通过静力平衡方程全部求得。 【解析】静定结构是几何不变且没有多余约束的结构，其支座反力和杆件内力可以仅由静力平衡方程求得。超静定结构是几何不变但存在一个或多个多余约束的结构，其未知反力和内力数量超过独立静力平衡方程的数量，不能仅依靠静力平衡条件全部确定，还必须结合变形协调条件和材料的物理关系进行求解。 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 $ 四川省（对口招生） 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. 在平面桁架结构中，下列哪种构件常用来增加结构的稳定性（ ） A. 拉杆 B. 剪力墙 C. 压杆 D. 钢筋混凝土柱 2. 在进行几何组成分析时，下列哪一项不是必须考虑的因素（ ） A. 构件的截面形状 B. 构件的材料类型 C. 构件的连接方式 D. 构件的颜色 3. 下图属于（ ） A. 两铰拱 B. 三铰拱 C. 四铰拱 D. 无铰拱 4. 对于一个静定结构，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. 结构支撑点数量小于杆件数量 D. 结构内部力平衡条件与外部支撑无关 5. 在平面结构的几何组成分析中，下列哪种方法可以帮助确定结构的几何稳定性（ ） A. 有限元分析 B. 模态分析 C. 动力学分析 D. 几何构造分析 6. 静定结构的内力计算与（ ） A. EI无关 B. EI相对值有关 C. EI绝对值有关 D. E无关，I有关 7. 图示超静定结构独立结点角位移的个数是（ ） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 8. 静定多跨梁的内力特征主要包括哪些（ ） A. 弯矩、剪力、轴力 B. 弯矩、剪力、压力 C. 弯矩、剪力、扭矩 D. 剪力、轴力、扭矩 9. 下列哪种直梁弯曲方式属于静定弯曲（ ） A. 梁的两端受到相等的力矩 B. 梁的两端产生相等大小的弯矩 C. 梁的一端固定，另一端受力 D. 梁的一端受力，另一端固定 10. 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 11. 桁架结构在受力时，节点通常会承受哪些类型的力（ ） A. 垂直力和水平力 B. 弯矩和扭矩 C. 剪力和轴力 D. 压力和拉力 12. 静定结构的定义是指（ ） A. 结构中支撑的力完全可以被结构自身的几何形状所平衡 B. 结构中支撑的力无法被结构自身的几何形状所平衡 C. 结构中支撑的力和结构自身的几何形状有一定关联 D. 结构中支撑的力和结构宽度的关系很大 13. 静定钢架中，弯矩的正负号规定是（ ） A. 使杆件下侧受拉为正 B. 使杆件上侧受拉为正 C. 使杆件左侧受拉为正 D. 使杆件右侧受拉为正 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. 桁架中的杆件在节点处一般假定为（ ） A. 铰接 B. 刚接 C. 半刚接 D. 以上都不是 16. 刚架本身为几何不变体系，且无多余约束，它用一个固定铰支座和一个可动铰支座与地基相连，称为（ ） A. 悬臂刚架 B. 简支刚架 C. 三铰刚架 D. 组合刚架 17. 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 18. 在静定结构中，当力的作用线通过支点时，支点的反力（ ） A. 只有一个 B. 有两个 C. 可能有一个到两个 D. 不确定 19. 下列哪种结构属于静定结构（ ） A. 连续梁 B. 超静定刚架 C. 静定桁架 D. 以上都不是 20. 一个悬臂梁上受力为3P的集中力，若支点反力为2P，则悬臂梁的长度与支点距离的比值为（ ） A. 1:2 B. 2:3 C. 1:3 D. 2:1 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 如果一个平面结构可以分解为若干个二元体，那么这个结构一定是几何可变的。（ ） 22. 铰接三角形的所有节点都必须位于同一直线上。（ ） 23. 图示体系有5个质点，其动力自由度为5。（设忽略直杆轴向变形的影响）（ ） 24. 静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与杆件的刚度有关。（ ） 25. 在竖向荷载作用下，拱结构存在着水平推力。（ ） 26. 屋面板承受着屋面上的荷载并传递给屋架，再由屋架传递给柱，由柱传递给基础，最后由基础传递给地基。（ ） 27. 图示桁架结构中不包括支座链杆，有5个杆件轴力为0 。（ ） 28. 依据静力平衡条件可对静定结构进行受力分析，这样的分析结果是唯一正确的结果。（ ） 29. 超静定结构的设计可以不考虑施工阶段的稳定性。（ ） 30. 梁柱节点处若发生弯矩和剪力，可视为非静定结构。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 静定多跨梁在实际工程中的应用有哪些？ 32. 什么是结构的计算简图，它在结构分析中起什么作用？ 33. 在设计超静定结构时，为什么需要特别注意结构的局部破坏对整体性能的影响？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述静定结构和超静定结构的概念。 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 $