第5卷 直杆轴向拉、压在工程中的应用 浙江省（单独招生考试）《土木工程力学基础》（高教版） 单元过关卷

浙江省（单独招生考试）建筑类 《土木工程力学基础》（高教版） 直杆轴向拉、压在工程中的应用 单元过关卷 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2分，共40分） 1. 轴向受拉构件在工程中的应用不包括下列哪项（ ） A. 桥梁拉杆 B. 塔吊臂杆 C. 高层建筑支撑 D. 地基加固梁 【答案】D 【解析】地基加固梁主要是承受压力，不属于轴向受拉构件的应用范畴。 2. 对于轴向受压构件，下列哪种情况会增大其临界荷载（ ） A. 减小构件长度 B. 增加构件初始弯曲 C. 增大截面尺寸 D. 使用更轻的材料 【答案】C 【解析】增大截面尺寸能够提高构件的临界荷载。 3. 直杆轴向拉、压可以用于调整结构的哪种变形（ ） A. 扭曲变形 B. 横向变形 C. 立体变形 D. 轴向变形 【答案】D 【解析】直杆轴向拉、压可以通过调整受力状态来调整结构的轴向变形。 4. 下列哪种材料适合用于轴向受压构件（ ） A. 泡沫塑料 B. 高强度钢 C. 松散沙子 D. 木材 【答案】B 【解析】高强度钢具有良好的抗压性能，适合作为轴向受压构件材料。 5. 轴向受压构件在设计时应尽量减少哪种效应（ ） A. 应力集中效应 B. 热胀冷缩效应 C. 声波传播效应 D. 光辐射效应 【答案】A 【解析】应力集中效应可能导致材料提前破坏，因此设计时要尽量减少这种效应。 6. 如果轴向受拉构件在使用过程中发生断裂，最可能的原因是什么（ ） A. 腐蚀导致截面减弱 B. 材料疲劳 C. 设计超载 D. 温度升高导致的热膨胀 【答案】B 【解析】重复的动态荷载可能导致材料疲劳，最终引起断裂。 7. 直杆轴向拉、压在工程中的应用中，为了提高稳定性和安全性，需要考虑哪些因素（ ） A. 声音和振动 B. 作用力的大小 C. 材料的颜色 D. 结构的外形 【答案】B 【解析】在设计中需要考虑作用力的大小，以确保直杆的稳定性和安全性。 8. 在实际工程中，轴向受拉构件最常见的连接方式是（ ） A. 焊接 B. 铆接 C. 螺纹连接 D. 胶接 【答案】A 【解析】焊接提供了一种强度高且持久的连接方式，适用于轴向受拉构件。 9. 在建筑工程中，以下哪种材料不适合用于制作轴向受拉构件（ ） A. 钢筋 B. 木材 C. 钢管 D. 砖块 【答案】D 【解析】砖块抗拉强度低，不适合作为轴向受拉构件的材料。 10. 直杆轴向拉、压在工程中的应用中，为何要考虑直杆的长度（ ） A. 影响外观美观 B. 影响工作效率 C. 影响承载能力和刚度 D. 形成标准 【答案】C 【解析】直杆的长度会影响其承载能力和刚度，需要在设计中合理考虑。 11. 直杆轴向拉、压在工程中的应用中，以下哪项不是斜拉桥的特点（ ） A. 斜拉桥的桥面是固定的 B. 斜拉桥是将桥梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥 C. 斜拉索主要受轴向拉力 D. 斜拉索共126根，呈扇形布置 【答案】A 【解析】斜拉桥的桥面不是固定的，而是通过斜拉索与塔柱相连。 12. 在工程实践中，轴向拉伸构件的设计通常需要考虑其在哪些条件下的承载能力（ ） A. 静态条件 B. 动态条件 C. 静态和动态条件 D. 只考虑外观要求 【答案】C 【解析】轴向拉伸构件的设计需要考虑其在静态和动态条件下的承载能力，确保其安全可靠。 13. 下列关于轴向受压构件的叙述，哪项是错误的（ ） A. 可能因屈曲而失效 B. 必须进行稳定性验算 C. 不受温度变化的影响 D. 可能由细长杆件组成 【答案】C 【解析】温度变化会对材料的力学性质产生影响，从而影响轴向受压构件的性能。 14. 在动荷载作用下，轴向受压构件可能发生什么现象（ ） A. 振动 B. 腐蚀 C. 膨胀 D. 断裂 【答案】A 【解析】动荷载可能导致轴向受压构件产生振动。 15. 以下哪项不是直杆轴向拉伸和压缩的工程应用（ ） A. 斜拉桥的斜拉索 B. 铸铁污水管 C. 桥梁支柱 D. 飞机的机翼 【答案】D 【解析】飞机的机翼不是直杆轴向拉伸和压缩的工程应用，而是承受弯矩和扭矩。 16. 直杆轴向拉、压在工程中的应用需要注意哪些因素以确保结构的稳定性和安全性（ ） A. 颜色和外观 B. 材料和连接方式 C. 长度和尺寸 D. 温度和湿度 【答案】B 【解析】在应用中需注意直杆的材料和连接方式，避免结构失稳或破坏。 17. 在动荷载作用下设计轴向受压构件时，通常需要考虑哪种效应（ ） A. 波兹曼效应 B. 帕斯卡效应 C. 疲劳效应 D. 热胀冷缩效应 【答案】C 【解析】疲劳效应是在反复动荷载作用下材料可能出现损伤累积的现象。 18. 下列哪个不是轴向受压构件的特点（ ） A. 稳定性好 B. 易产生屈曲 C. 抗压能力强 D. 重量轻 【答案】B 【解析】选项B“易产生屈曲”是轴向受压构件需要避免的情况，而不是特点。 19. 对于轴向受压构件，下列哪种说法是正确的（ ） A. 它只承受压力，不承受任何弯矩或剪力 B. 它不需要有足够的稳定性，因为压力总是很小的 C. 它必须在任何时候都保持稳定，不能出现屈曲现象 D. 它只在构造物被完全加载后才起作用 【答案】C 【解析】轴向受压构件必须在任何情况下都保持稳定，以避免屈曲和其他失稳现象的发生。 20. 轴向受压构件设计时通常要防止的现象是（ ） A. 蠕变 B. 膨胀 C. 压缩 D. 松弛 【答案】A 【解析】蠕变是指在长期荷载作用下，材料发生的缓慢而持续的形变，是需要在设计中避免的现象。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直杆轴向拉、压常用于承受水平方向的荷载。（ ） 【答案】错误 【解析】直杆轴向拉、压常用于承受垂直方向的荷载，如支撑结构和柱子等 22. 对于轴向受压构件，增加截面尺寸可以提高其抗压能力。 （ ） 【答案】正确 【解析】增加截面尺寸可以增大构件的面积，从而提升其承受轴向压力的能力，因为压力等于力除以面积。 23. 轴向受拉构件的失效模式通常是由于材料的拉伸破坏。 （ ） 【答案】正确 【解析】轴向受拉构件在受到过大的拉力时，通常会发生拉伸破坏，即材料因过度拉伸而断裂。 24. 在工程中，钢丝绳通常被用作轴向受压构件。 （ ） 【答案】错误 【解析】钢丝绳由于其结构特性，更常用于承受轴向拉力而非压力。受压时，钢丝绳可能失去稳定性并发生屈曲。 25. 拱结构中常使用砖石等抗压强度高、适宜承受压力的材料。（ ） 【答案】正确 【解析】拱结构是一种古老的建筑形式，其特点是能够将外部施加的压力有效转换为拱内部的轴向压力。这种结构形式特别适合使用抗压强度高的材料，如砖、石和混凝土。这些材料在承受压力方面表现优异，但在拉伸状态下则较脆弱。因此，拱结构的设计通常会避免材料受到拉伸应力。由于砖、石和混凝土的这些特性，它们成为拱结构中常用的材料，能够有效地承担拱所受到的垂直荷载并将其传递到支座上。同时，拱结构的设计还需考虑水平推力，这是由于拱的几何形状导致其在承受压力时产生水平方向上的分力。因此，拱的支座必须足够坚固以抵抗这些水平推力。总体而言，拱结构因其独特的几何形状和材料选择而在建筑和工程领域中被广泛应用。 26. 在工程中应用直杆轴向拉、压时，需要注意连接方式以及受力分布。（ ） 【答案】正确 【解析】在应用直杆轴向拉、压时，需注意直杆的连接方式和受力分布，避免结构失稳或破坏。 27. 桥梁吊杆仅在承受轴向拉力时工作。 （ ） 【答案】正确 【解析】桥梁吊杆的主要作用是将桥面荷载传递到主塔或主梁上，它们主要承受来自桥面的垂直荷载，并将其转换为沿吊杆轴线方向的拉力。 28. 柱子是一种常见的轴向受压构件。 （ ） 【答案】正确 【解析】柱子在建筑中主要用来支撑上方结构的自重及其他荷载，通常处于轴向压缩状态，因此属于轴向受压构件。 29. 在设计轴向受压构件时，不必考虑构件的长细比对稳定性的影响。 （ ） 【答案】错误 【解析】长细比是影响轴向受压构件稳定性的一个重要参数。如果构件的长细比过大，它可能在没有达到材料强度极限的情况下因纵向弯曲引起屈曲失稳。 30. 直杆轴向拉、压可以用于调整结构的变形。（ ） 【答案】正确 【解析】直杆轴向拉、压可以通过调整受力状态来调整结构的变形，如张拉索桥等。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 31. 建筑工程中，常见的轴向受压构件包括______和柱子。 【答案】墙体 【解析】墙体和柱子是建筑中用来承受上部结构重量的受压构件。 32. 直杆轴向拉、压的应用不仅限于支撑结构，还可以用于______。 【答案】调整结构的变形 【解析】直杆轴向拉、压还可以用于调整结构的变形，如张拉索桥等。 33. 为了提高轴向受压构件的稳定性，通常在其上施加______。 【答案】预应力 【解析】通过预应力可以增强构件的稳定性，防止屈曲。 34. 在钢屋架中，受拉腹杆通常采用（ ）制作，以充分发挥材料的抗拉性能。 【答案】钢材 【解析】钢材抗拉性能较好，适合作为承受轴向拉力的直杆构件。钢屋架中的受拉腹杆主要受拉而不是受压，因此常选用钢材来充分发挥材料性能。 35. 直杆轴向拉、压在工程中的应用需要注意______，以确保结构的稳定性和安全性。 【答案】受力状态、连接方式以及受力分布 【解析】在应用中需要注意直杆的受力状态、连接方式以及受力分布，避免出现结构失稳或破坏的情况。 四、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 36. 简述直杆轴向拉伸压缩在建筑结构中的应用。 【答案】直杆轴向拉伸压缩在建筑结构中应用广泛，如在梁、柱、桁架等结构中。这些结构在承受荷载时，会产生轴向拉伸或压缩力，影响结构的稳定性和承载能力。工程师需要计算这些力以确保结构安全。 【解析】直杆轴向拉伸压缩在建筑结构中应用很广，主要体现在柱、支撑杆、拉杆、桁架杆件等构件上。这类构件主要承受轴向拉力或压力，用于传递荷载、维持整体稳定并保证结构安全。例如，柱通常承受轴向压力，拉杆和斜撑可承受轴向拉力或压力，桁架中的上弦、下弦和腹杆也常以轴力为主。工程设计中需要根据轴力计算应力、验算强度和稳定性，尤其是受压构件还要防止失稳屈曲，从而确保建筑结构满足承载与安全要求。 37. 说明建筑工程中轴向受压构件和轴向受拉构件在截面选择上的区别及原因。 【答案】（1）轴向受压构件通常选用截面较大、刚度较大的形式，以提高稳定性，防止失稳屈曲。 （2）轴向受拉构件主要满足抗拉强度要求，截面可相对较小，布置上也可较为灵活。 （3）因此，受压构件重在稳定，受拉构件重在强度，这是两者截面选择的基本原则。 【解析】受压直杆除了强度要求外，更重要的是稳定性问题，截面和刚度不足容易发生屈曲；受拉直杆主要承受拉力，关键是满足抗拉强度要求，所以一般不必做得过大。题目考查的是轴向拉、压构件在工程中的典型应用与选型原则。 38. 描述直杆轴向拉伸压缩在桥梁设计中的重要性。 【答案】在桥梁设计中，直杆轴向拉伸压缩对于评估桥梁的承载能力和稳定性至关重要。例如，桥梁的支柱和缆索在承受车辆和风载时，会经历轴向拉伸或压缩。设计时必须考虑这些力，以防止结构失效。 【解析】直杆轴向拉伸压缩在桥梁设计中非常重要，因为桥梁中的许多构件都以轴力为主工作。例如，桥梁的吊索、拉索和部分拉杆主要承受拉力，桥墩、支座附近的受力构件以及一些斜撑、立柱则可能主要承受压力。设计时必须准确分析这些轴向内力，计算构件应力并校核强度与稳定性，特别是受压构件要防止失稳，受拉构件要防止超应力破坏。只有充分考虑轴向拉压作用，才能保证桥梁在车辆荷载、风荷载及自重作用下具有足够的承载能力、刚度和耐久性，避免发生开裂、屈曲或整体失效。 五、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 39. 某施工现场采用一根圆钢拉杆临时固定模板，拉杆承受轴向拉力 24 kN，圆钢直径为 20 mm。已知钢材许用拉应力为 100 MPa，取 。试计算该拉杆横截面上的拉应力，并判断其强度是否满足要求。 【答案】拉杆横截面面积为 314 mm2，拉应力约为 76.43 MPa。因 76.43 MPa 小于 100 MPa，所以该拉杆强度满足要求。 【解析】按 得 mm2；按 得 MPa，再与许用应力比较判断。 40. 某钢结构支撑杆承受轴向压力 90 kN，杆件采用矩形截面，截面宽度为 60 mm，厚度为 20 mm。施工验算要求杆件压应力不超过 80 MPa。 【答案】（1）截面面积为 1200 mm2，实际压应力为 75 MPa。 （2）该截面满足强度要求。 （3）厚度至少应取 18.75 mm，工程选用时应取不小于 18.75 mm 的规格。 【解析】（1） mm2， MPa。 （2）75 MPa 小于 80 MPa，故强度满足要求。 （3）所需面积 mm2，厚度 mm。 六、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 41. 解释直杆轴向拉伸压缩在电力塔设计中的重要性。 【答案】在电力塔设计中，直杆轴向拉伸压缩对于评估塔的稳定性和承载能力至关重要。电力塔在承受风力、自重和其他荷载时，会经历轴向拉伸或压缩。设计时必须考虑这些力，以确保塔的结构安全。 【解析】直杆轴向拉伸压缩在电力塔设计中十分关键，因为电力塔属于典型的空间桁架或格构结构，塔腿、斜材和横杆等杆件主要承受轴向拉力或压力。电力塔在风荷载、导线拉力、自重和覆冰等作用下，会使不同杆件分别处于拉伸或压缩状态。设计时必须分析各杆件的轴力，计算拉压应力，并同时验算受压杆件的稳定性，防止发生屈曲失稳。对于受拉杆件，则要保证其强度满足要求，避免断裂或过度变形。只有合理控制轴向拉压效应，才能保证电力塔整体刚度、稳定性和安全运行，避免线路倾覆或结构破坏。 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 $ 浙江省（单独招生考试）建筑类 《土木工程力学基础》（高教版） 直杆轴向拉、压在工程中的应用 单元过关卷 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2分，共40分） 1. 轴向受拉构件在工程中的应用不包括下列哪项（ ） A. 桥梁拉杆 B. 塔吊臂杆 C. 高层建筑支撑 D. 地基加固梁 2. 对于轴向受压构件，下列哪种情况会增大其临界荷载（ ） A. 减小构件长度 B. 增加构件初始弯曲 C. 增大截面尺寸 D. 使用更轻的材料 3. 直杆轴向拉、压可以用于调整结构的哪种变形（ ） A. 扭曲变形 B. 横向变形 C. 立体变形 D. 轴向变形 4. 下列哪种材料适合用于轴向受压构件（ ） A. 泡沫塑料 B. 高强度钢 C. 松散沙子 D. 木材 5. 轴向受压构件在设计时应尽量减少哪种效应（ ） A. 应力集中效应 B. 热胀冷缩效应 C. 声波传播效应 D. 光辐射效应 6. 如果轴向受拉构件在使用过程中发生断裂，最可能的原因是什么（ ） A. 腐蚀导致截面减弱 B. 材料疲劳 C. 设计超载 D. 温度升高导致的热膨胀 7. 直杆轴向拉、压在工程中的应用中，为了提高稳定性和安全性，需要考虑哪些因素（ ） A. 声音和振动 B. 作用力的大小 C. 材料的颜色 D. 结构的外形 8. 在实际工程中，轴向受拉构件最常见的连接方式是（ ） A. 焊接 B. 铆接 C. 螺纹连接 D. 胶接 9. 在建筑工程中，以下哪种材料不适合用于制作轴向受拉构件（ ） A. 钢筋 B. 木材 C. 钢管 D. 砖块 10. 直杆轴向拉、压在工程中的应用中，为何要考虑直杆的长度（ ） A. 影响外观美观 B. 影响工作效率 C. 影响承载能力和刚度 D. 形成标准 11. 直杆轴向拉、压在工程中的应用中，以下哪项不是斜拉桥的特点（ ） A. 斜拉桥的桥面是固定的 B. 斜拉桥是将桥梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥 C. 斜拉索主要受轴向拉力 D. 斜拉索共126根，呈扇形布置 12. 在工程实践中，轴向拉伸构件的设计通常需要考虑其在哪些条件下的承载能力（ ） A. 静态条件 B. 动态条件 C. 静态和动态条件 D. 只考虑外观要求 13. 下列关于轴向受压构件的叙述，哪项是错误的（ ） A. 可能因屈曲而失效 B. 必须进行稳定性验算 C. 不受温度变化的影响 D. 可能由细长杆件组成 14. 在动荷载作用下，轴向受压构件可能发生什么现象（ ） A. 振动 B. 腐蚀 C. 膨胀 D. 断裂 15. 以下哪项不是直杆轴向拉伸和压缩的工程应用（ ） A. 斜拉桥的斜拉索 B. 铸铁污水管 C. 桥梁支柱 D. 飞机的机翼 16. 直杆轴向拉、压在工程中的应用需要注意哪些因素以确保结构的稳定性和安全性（ ） A. 颜色和外观 B. 材料和连接方式 C. 长度和尺寸 D. 温度和湿度 17. 在动荷载作用下设计轴向受压构件时，通常需要考虑哪种效应（ ） A. 波兹曼效应 B. 帕斯卡效应 C. 疲劳效应 D. 热胀冷缩效应 18. 下列哪个不是轴向受压构件的特点（ ） A. 稳定性好 B. 易产生屈曲 C. 抗压能力强 D. 重量轻 19. 对于轴向受压构件，下列哪种说法是正确的（ ） A. 它只承受压力，不承受任何弯矩或剪力 B. 它不需要有足够的稳定性，因为压力总是很小的 C. 它必须在任何时候都保持稳定，不能出现屈曲现象 D. 它只在构造物被完全加载后才起作用 20. 轴向受压构件设计时通常要防止的现象是（ ） A. 蠕变 B. 膨胀 C. 压缩 D. 松弛 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直杆轴向拉、压常用于承受水平方向的荷载。（ ） 22. 对于轴向受压构件，增加截面尺寸可以提高其抗压能力。 （ ） 23. 轴向受拉构件的失效模式通常是由于材料的拉伸破坏。 （ ） 24. 在工程中，钢丝绳通常被用作轴向受压构件。 （ ） 25. 拱结构中常使用砖石等抗压强度高、适宜承受压力的材料。（ ） 26. 在工程中应用直杆轴向拉、压时，需要注意连接方式以及受力分布。（ ） 27. 桥梁吊杆仅在承受轴向拉力时工作。 （ ） 28. 柱子是一种常见的轴向受压构件。 （ ） 29. 在设计轴向受压构件时，不必考虑构件的长细比对稳定性的影响。 （ ） 30. 直杆轴向拉、压可以用于调整结构的变形。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 31. 建筑工程中，常见的轴向受压构件包括______和柱子。 32. 直杆轴向拉、压的应用不仅限于支撑结构，还可以用于______。 33. 为了提高轴向受压构件的稳定性，通常在其上施加______。 34. 在钢屋架中，受拉腹杆通常采用（ ）制作，以充分发挥材料的抗拉性能。 35. 直杆轴向拉、压在工程中的应用需要注意______，以确保结构的稳定性和安全性。 四、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 36. 简述直杆轴向拉伸压缩在建筑结构中的应用。 37. 说明建筑工程中轴向受压构件和轴向受拉构件在截面选择上的区别及原因。 38. 描述直杆轴向拉伸压缩在桥梁设计中的重要性。 五、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 39. 某施工现场采用一根圆钢拉杆临时固定模板，拉杆承受轴向拉力 24 kN，圆钢直径为 20 mm。已知钢材许用拉应力为 100 MPa，取 。试计算该拉杆横截面上的拉应力，并判断其强度是否满足要求。 40. 某钢结构支撑杆承受轴向压力 90 kN，杆件采用矩形截面，截面宽度为 60 mm，厚度为 20 mm。施工验算要求杆件压应力不超过 80 MPa。 六、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 41. 解释直杆轴向拉伸压缩在电力塔设计中的重要性。 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 $