四川省（对口招生）土木水利类 《土木工程力学基础》项目七任务一 45分钟专题训练卷

四川省（对口招生）土木水利类《土木工程力学基础》45分钟专题训练卷专辑，共105份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固土木水利类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加土木水利类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《建筑材料》《建筑工程测量》《土木工程识图》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）土木水利类 《土木工程力学基础》 项目七：工程中常见超静定结 任务一：工程中常见超静定结构简介 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共16小题，每题3分，共48分） 1. 下列属于超静定结构特点的是（ ） A. 无多余约束 B. 可单独由静力方程求出 C. 荷载作用下内力分布范围大 D. 温度变化不产生内力 【答案】C 【解析】超静定结构中，荷载作用下内力分布范围较大，内力最大值较小，刚度和稳定性较好。 2. 超静定结构中，哪种情况会导致结构失稳（ ） A. 结构内力均衡 B. 结构自重平衡 C. 结构变形受限 D. 结构自重不平衡 【答案】D 【解析】结构自重不平衡会导致结构的失稳，因此在设计超静定结构时需要注意结构的稳定性。 3. 平面结构的未知力数多于可列独立平衡方程数时，该结构属于（ ）。 A. 超静定结构 B. 静定结构 C. 瞬变结构 D. 常变结构 【答案】A 【解析】超静定结构的未知力数多于独立平衡方程数，仅利用静力平衡条件不能求出全部反力和内力，还需结合变形协调条件分析。 4. 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 5. 计算超静定结构时，选取的基本结构（ ） A. 必须是静定结构 B. 可以是超静定结构 C. 可以是任何结构 D. 没有限制 【答案】A 【解析】计算超静定结构时，选取的基本结构必须是静定结构，以便利用变形协调条件求解多余未知力。 6. 超静定结构的计算方法是什么（ ） A. 统一力法 B. 弹性力法 C. 弹性平衡法 D. 弹性力平衡法 【答案】C 【解析】超静定结构的计算方法主要采用弹性平衡法，即在满足结构静力平衡的基础上，结合结构内力的性质和变形规律求解。 7. 超静定结构相对于静定结构的特点是（ ） A. 结构更简单 B. 结构更复杂 C. 结构稳定性更低 D. 结构变形更大 【答案】B 【解析】超静定结构相比静定结构需要考虑额外的约束条件，因此在设计上更为复杂。 8. 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 9. 下列哪种情况不属于静定结构的失稳情况（ ） A. 内部力过大导致结构变形 B. 外部环境的变化引起结构变形 C. 支点受力不平衡导致结构倾斜 D. 结构几何尺寸不满足静定条件 【答案】D 【解析】结构的形状和尺寸不满足静定条件是属于静定结构的失稳情况，因为这将导致结构无法通过形状来平衡支撑力。所以答案为D。 10. 超静定结构的计算中，为什么需要确定受力大小（ ） A. 以便解算 B. 以便确定变形 C. 以便确定支座约束 D. 以便观察结构形态 【答案】A 【解析】确定受力大小是计算超静定结构的必要步骤，以便进行后续的解算工作。 11. 下列结构形式中，通常属于超静定结构的是（ ）。 A. 一端固定另一端自由的梁 B. 两端铰支且中间无支座的梁 C. 两铰支承并设三个铰的拱 D. 两端固定且无内部铰的梁 【答案】D 【解析】两端固定梁的支座反力未知数多于平面结构可列的三个独立平衡方程，因此属于超静定结构。悬臂梁、简支梁和三铰拱通常均可仅由平衡方程求解。 12. 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 13. 无铰拱在受力时，端部变形相对于三铰拱（ ） A. 更大 B. 更小 C. 相同 D. 不可比较 【答案】B 【解析】无铰拱的支座与结构整体约束较多，结构刚度通常大于三铰拱，在相同受力条件下整体变形较小。因此，无铰拱的端部变形相对于三铰拱更小，故选B。 14. 超静定结构的设计和分析通常需要使用（ ） A. 简单的计算工具 B. 复杂的计算工具 C. 任何计算工具 D. 专用的测量工具 【答案】B 【解析】超静定结构的设计和分析通常需要使用复杂的计算工具，如有限元分析软件，以准确模拟结构的内力和变形。 15. 三铰拱与无铰拱相比，受力时的内力分布（ ） A. 更集中 B. 更分散 C. 相同 D. 取决于外部荷载 【答案】D 【解析】三铰拱与无铰拱的内力分布取决于外部荷载的大小、方向和分布，以及拱的几何形状和支承条件等因素，不能笼统地判断为更集中或更分散。因此，受力时的内力分布取决于外部荷载，故选D。 16. 分析超静定结构时，除建立平衡方程外，还必须利用（ ）。 A. 位移协调条件 B. 荷载组合条件 C. 材料破坏条件 D. 施工安装条件 【答案】A 【解析】超静定结构存在多余约束，平衡方程不足以确定全部未知力。结合结构变形后的位移协调条件，才能建立补充方程并求解。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 框架结构一般需要考虑整体稳定性和局部强度的平衡。（ ） 【答案】正确 【解析】框架结构设计时需要综合考虑整体稳定性与局部强度的平衡，确保结构的稳定性和安全性。 18. 超静定梁的内力只取决于外荷载的大小和作用位置。（ ） 【答案】错误 【解析】超静定梁的内力不仅取决于外荷载，还与梁的约束条件和变形协调有关。 19. 超静定结构在支座移动时不会产生内力。（ ） 【答案】错误 【解析】超静定结构在支座移动时会产生内力。 20. 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。 21. 力矩分配法适用于所有超静定结构的计算。（ ） 【答案】错误 【解析】力矩分配法主要适用于连续梁和无侧移刚架等特定类型的超静定结构。对于存在侧移、复杂空间结构等情况，通常需要结合其他方法进行计算，因此该说法错误。 22. 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 23. 超静定刚架内部不会产生额外的内力，因为多余的支点能够平衡结构的变形。（ ） 【答案】错误 【解析】错误。超静定刚架由于存在多余的支点或支反力，在荷载作用或支座位移等情况下，为满足变形协调条件，结构内部会产生相应的内力；多余支点还会产生相应的支座反力。因此该说法错误。 24. 超静定结构在移除一个构件后，整个结构可能会失去稳定性。（ ） 【答案】正确 【解析】超静定结构依赖于其多余的约束来维持稳定性，移除一个构件可能会破坏这种稳定性，导致结构失去平衡。 25. 超静定结构的内力计算，运用静力平衡条件即可求出。（ ） 【答案】错误 【解析】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，除运用静力平衡条件外，还要利用变形条件。 26. 钢筋混凝土框架属于非静定结构。（ ） 【答案】正确 【解析】钢筋混凝土框架通常具有多个刚性节点和多余约束，其支座反力和杆件内力不能仅通过静力平衡方程求得，还需要结合变形协调条件和材料的物理关系进行计算。因此，钢筋混凝土框架一般属于超静定结构，即非静定结构，所以题干说法正确。 27. 超静定结构的设计仅需要考虑结构的外部荷载，不需要考虑内部受力情况。（ ） 【答案】错误 【解析】超静定结构的设计需要同时考虑结构的外部荷载和内部受力情况，以确保结构的稳定性。 28. 计算超静定结构的极限荷载只需使用平衡条件，不需考虑变形条件。（ ） 【答案】错误 【解析】计算超静定结构的极限荷载时，除应满足平衡条件外，还必须考虑结构的变形协调条件和材料的本构关系。仅使用平衡条件不能确定超静定结构的内力分布和极限荷载，因此该说法错误。 三、综合应用题（本大题共4小题，共28分） 29.（6分）某房屋楼盖采用两跨连续梁，梁跨布置为 A—B—C。A 端为铰支座，B、C 处均为滚动支座，梁与各支座连接可靠，忽略轴向变形。（1）该连续梁共有多少个支座反力？计算其静定次数。（2）判断该结构属于静定结构还是超静定结构，并说明超静定次数。（3）为采用力法计算，若将该梁转化为静定基本体系，应解除哪个约束？说明相应的变形协调条件。 【答案】（1）A 端铰支座有 2 个反力，B、C 处滚动支座各有 1 个反力。支座反力总数为 。平面结构有 3 个独立平衡方程，静定次数为 。（2）该梁为一次超静定结构，属于外部超静定结构。（3）可解除 B 支座的竖向约束，将连续梁转化为 A、C 两支座简支梁。协调条件为原结构中 B 点竖向位移为零。 【解析】A端铰支座提供两个反力，B、C滚动支座各提供一个反力，故r=4。平面结构有3个平衡方程，Ds=r-3=1，为一次外部超静定。力法可解除B点竖向约束，协调条件为B点竖向位移ΔB=0。 30.（6分）某厂房现浇钢筋混凝土连续梁由两个等跨组成，支座 A 为固定铰支座，支座 B、C 为活动铰支座，梁在 B 支座处连续。两跨跨度均为 ，全梁承受均布荷载 ，梁的抗弯刚度相同。忽略支座沉降，端支座弯矩为零。（1）采用三弯矩方程计算中间支座 B 的支座弯矩，并计算 B 支座的竖向反力。（2）判断该连续梁属于几次超静定结构，并说明其超静定次数的依据。（3）若施工后发现 B 支座发生不均匀沉降，分析该连续梁可能产生的影响，并提出两项处理或预防措施。 【答案】（1）均布荷载作用下，每跨简支梁弯矩图面积为：弯矩图形心至相邻支座的距离为：由三弯矩方程：代入 ： 左跨 A 支座反力为： 左跨 B 支座反力为：由于结构和荷载对称：因此，B 支座竖向反力为：。（2）该连续梁为一次超静定结构。平面结构共有 A 支座的水平、竖向反力以及 B、C 支座的竖向反力，共 4 个未知反力；平面静力平衡方程只有 3 个，因此有 1 个多余未知力。（3）B 支座沉降会破坏原有变形协调条件，使连续梁产生附加弯矩和附加支座反力，可能导致梁端开裂、挠度增大。应加强地基处理并控制支座沉降；施工和使用阶段应进行沉降观测，必要时按设计要求采取支座调整或设置沉降缝等措施。 【解析】由三弯矩方程，MA=MC=0，且每跨弯矩图面积A=qL3/12=180，形心距为3 m，得24MB=-1080，故MB=-45 kN·m。由静力平衡得B支座反力为75 kN。该梁4个反力、3个平衡方程，为一次外部超静定；B沉降会产生附加内力，应加固地基并监测、调整支座。 31.（6分）某施工单位承建的单层门式刚架由两根钢柱和一根钢梁组成，柱脚均采用刚接固定支座，梁柱节点均为刚节点。该刚架共有 4 个节点、3 根杆件，两个固定支座共提供 6 个支座反力。（1）计算该平面刚架的静定次数。（2）判断该刚架属于几次超静定结构，并指出其超静定性质。（3）若需将该刚架改造成几何不变的静定基本体系，应如何调整两个柱脚的约束条件？ 【答案】（1）平面刚架静定次数计算式为 。代入 、、，得，。（2）该刚架为三次超静定结构，且主要表现为外部超静定。（3）可将一侧固定柱脚改为铰支座，解除弯矩约束；另一侧固定柱脚改为滚动支座，解除水平反力和弯矩约束。此时结构保留 3 个支座反力，且几何不变。 【解析】平面刚架静定次数Ds=3m+r-3j=3×3+6-3×4=3，故为三次超静定，超静定性主要来自支座约束。改造基本体系时，将一侧固定柱脚改为铰支座，另一侧改为滚动支座，保留3个支座反力且结构几何不变。 32.（10分）某钢桁架人行桥采用平面铰接桁架结构，桥桁架共有 8 个节点、14 根杆件。左端支座为固定铰支座，右端支座为滚动支座，结构布置为稳定的三角形体系。经设计验算，拆除其中一根指定斜腹杆后，剩余桁架仍保持几何不变。（1）计算该桁架的静定次数，并判断其属于内部超静定还是外部超静定。（2）拆除指定斜腹杆后，计算剩余桁架的静定次数，并判断其是否可作为力法基本体系。（3）在力法分析原桁架时，说明应建立的变形协调条件，并简述指定斜腹杆作为多余未知力的原因。 【答案】（1）平面桁架静定次数计算式为 。支座反力数为 。代入 、、，得，。该桁架为一次内部超静定结构。（2）拆除一根斜腹杆后，杆件数为 。，。剩余桁架为静定且几何不变的体系，可作为力法基本体系。（3）协调条件为指定斜腹杆安装位置两节点间的相对位移，应等于该斜腹杆的轴向变形。该杆拆除后结构仍稳定，说明该杆为多余约束，可将其轴力作为力法未知力。 【解析】支座反力r=3，原桁架Ds=m+r-2j=14+3-2×8=1。支座反力未超过3个平衡方程，故为一次内部超静定。拆除斜腹杆后Ds=13+3-16=0，且仍几何不变，可作基本体系；协调该杆两端沿轴线相对位移与其轴向变形相等。 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）土木水利类《土木工程力学基础》45分钟专题训练卷专辑，共105份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固土木水利类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加土木水利类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《建筑材料》《建筑工程测量》《土木工程识图》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）土木水利类 《土木工程力学基础》 项目七：工程中常见超静定结 任务一：工程中常见超静定结构简介 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共16小题，每题3分，共48分） 1. 下列属于超静定结构特点的是（ ） A. 无多余约束 B. 可单独由静力方程求出 C. 荷载作用下内力分布范围大 D. 温度变化不产生内力 2. 超静定结构中，哪种情况会导致结构失稳（ ） A. 结构内力均衡 B. 结构自重平衡 C. 结构变形受限 D. 结构自重不平衡 3. 平面结构的未知力数多于可列独立平衡方程数时，该结构属于（ ）。 A. 超静定结构 B. 静定结构 C. 瞬变结构 D. 常变结构 4. 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 5. 计算超静定结构时，选取的基本结构（ ） A. 必须是静定结构 B. 可以是超静定结构 C. 可以是任何结构 D. 没有限制 6. 超静定结构的计算方法是什么（ ） A. 统一力法 B. 弹性力法 C. 弹性平衡法 D. 弹性力平衡法 7. 超静定结构相对于静定结构的特点是（ ） A. 结构更简单 B. 结构更复杂 C. 结构稳定性更低 D. 结构变形更大 8. 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 9. 下列哪种情况不属于静定结构的失稳情况（ ） A. 内部力过大导致结构变形 B. 外部环境的变化引起结构变形 C. 支点受力不平衡导致结构倾斜 D. 结构几何尺寸不满足静定条件 10. 超静定结构的计算中，为什么需要确定受力大小（ ） A. 以便解算 B. 以便确定变形 C. 以便确定支座约束 D. 以便观察结构形态 11. 下列结构形式中，通常属于超静定结构的是（ ）。 A. 一端固定另一端自由的梁 B. 两端铰支且中间无支座的梁 C. 两铰支承并设三个铰的拱 D. 两端固定且无内部铰的梁 12. 图示等截面梁的截面极限弯矩Mu=120KN.m（ ） A. 120Kn B. 100kN C. 80kN D. 40kN 13. 无铰拱在受力时，端部变形相对于三铰拱（ ） A. 更大 B. 更小 C. 相同 D. 不可比较 14. 超静定结构的设计和分析通常需要使用（ ） A. 简单的计算工具 B. 复杂的计算工具 C. 任何计算工具 D. 专用的测量工具 15. 三铰拱与无铰拱相比，受力时的内力分布（ ） A. 更集中 B. 更分散 C. 相同 D. 取决于外部荷载 16. 分析超静定结构时，除建立平衡方程外，还必须利用（ ）。 A. 位移协调条件 B. 荷载组合条件 C. 材料破坏条件 D. 施工安装条件 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 框架结构一般需要考虑整体稳定性和局部强度的平衡。（ ） 18. 超静定梁的内力只取决于外荷载的大小和作用位置。（ ） 19. 超静定结构在支座移动时不会产生内力。（ ） 20. 三铰拱由于存在铰支座，因此可以完全避免弯矩的产生。（ ） 21. 力矩分配法适用于所有超静定结构的计算。（ ） 22. 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。（ ） 23. 超静定刚架内部不会产生额外的内力，因为多余的支点能够平衡结构的变形。（ ） 24. 超静定结构在移除一个构件后，整个结构可能会失去稳定性。（ ） 25. 超静定结构的内力计算，运用静力平衡条件即可求出。（ ） 26. 钢筋混凝土框架属于非静定结构。（ ） 27. 超静定结构的设计仅需要考虑结构的外部荷载，不需要考虑内部受力情况。（ ） 28. 计算超静定结构的极限荷载只需使用平衡条件，不需考虑变形条件。（ ） 三、综合应用题（本大题共4小题，共28分） 29.（6分）某房屋楼盖采用两跨连续梁，梁跨布置为 A—B—C。A 端为铰支座，B、C 处均为滚动支座，梁与各支座连接可靠，忽略轴向变形。（1）该连续梁共有多少个支座反力？计算其静定次数。（2）判断该结构属于静定结构还是超静定结构，并说明超静定次数。（3）为采用力法计算，若将该梁转化为静定基本体系，应解除哪个约束？说明相应的变形协调条件。 30.（6分）某厂房现浇钢筋混凝土连续梁由两个等跨组成，支座 A 为固定铰支座，支座 B、C 为活动铰支座，梁在 B 支座处连续。两跨跨度均为 ，全梁承受均布荷载 ，梁的抗弯刚度相同。忽略支座沉降，端支座弯矩为零。（1）采用三弯矩方程计算中间支座 B 的支座弯矩，并计算 B 支座的竖向反力。（2）判断该连续梁属于几次超静定结构，并说明其超静定次数的依据。（3）若施工后发现 B 支座发生不均匀沉降，分析该连续梁可能产生的影响，并提出两项处理或预防措施。 31.（6分）某施工单位承建的单层门式刚架由两根钢柱和一根钢梁组成，柱脚均采用刚接固定支座，梁柱节点均为刚节点。该刚架共有 4 个节点、3 根杆件，两个固定支座共提供 6 个支座反力。（1）计算该平面刚架的静定次数。（2）判断该刚架属于几次超静定结构，并指出其超静定性质。（3）若需将该刚架改造成几何不变的静定基本体系，应如何调整两个柱脚的约束条件？ 32.（10分）某钢桁架人行桥采用平面铰接桁架结构，桥桁架共有 8 个节点、14 根杆件。左端支座为固定铰支座，右端支座为滚动支座，结构布置为稳定的三角形体系。经设计验算，拆除其中一根指定斜腹杆后，剩余桁架仍保持几何不变。（1）计算该桁架的静定次数，并判断其属于内部超静定还是外部超静定。（2）拆除指定斜腹杆后，计算剩余桁架的静定次数，并判断其是否可作为力法基本体系。（3）在力法分析原桁架时，说明应建立的变形协调条件，并简述指定斜腹杆作为多余未知力的原因。 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 $