四川省（对口招生）土木水利类 《土木工程力学基础》项目六任务一 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》 项目六：工程结构 任务一：工程中常见结构简介 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. 某单层厂房采用梁柱刚性连接的承重体系，该结构属于（ ） A. A.刚架结构 B. B.桁架结构 C. C.拱式结构 D. D.网架结构 2. 屋盖桁架在理想受力状态下，各杆件的主要受力形式是（ ） A. A.轴向拉力或压力 B. B.横向剪力或弯矩 C. C.扭转载荷或弯矩 D. D.局部压力或弯曲 3. 石拱桥承受桥面竖向荷载时，拱脚处除产生竖向反力外，还会产生（ ） A. A.水平推力 B. B.水平位移 C. C.竖向弯矩 D. D.扭转反力 4. 铰接三角形的表达方式中，通常使用的符号是（ ） A. △ABC B. ▲ABC C. ▼ABC D. ΔABC 5. 下列哪个选项最恰当地描述了几何组成分析的概念（ ） A. 对结构的材料成分进行分析 B. 分析结构各部分的几何形状、尺寸、位置关系 C. 研究结构的静力学特性 D. 计算结构的最大荷载能力 6. 下列关于悬索结构主要受力构件的说法，正确的是（ ） A. A.主缆主要承受拉力 B. B.主缆主要承受压力 C. C.主缆主要承受剪力 D. D.主缆主要承受扭矩 7. 下列哪种情况可能导致一个超静定结构失去超静定性（ ） A. 减少支撑点数量 B. 增加支撑点数量 C. 减少杆件数量 D. 增加杆件数量 8. 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 9. 某雨篷一端与墙体牢固连接，另一端没有设置支承构件，该雨篷可简化为（ ） A. A.悬臂梁结构 B. B.简支梁结构 C. C.三铰拱结构 D. D.平面桁架结构 10. 大跨度体育馆屋盖采用由许多杆件按空间方向连接而成的体系，以提高整体刚度，该体系通常称为（ ） A. A.空间网架结构 B. B.平面刚架结构 C. C.单跨梁结构 D. D.砖石拱结构 11. 在几何组成分析中，下列哪个因素对结构的超静定性影响最大（ ） A. 结构几何形状 B. 结构材料 C. 结构受力情况 D. 结构支撑条件 12. 平面结构中，如果一个刚片通过三个链杆与另一个刚片连接，并且这三个链杆不共线，但其中两个链杆平行，这种结构是（ ） A. 几何不变的 B. 有多余约束的 C. 几何可变的 D. 几何瞬变的 13. 以下哪种情况可能导致结构失去超静定性（ ） A. 减少支撑点数量 B. 增加支撑点数量 C. 减少杆件数量 D. 增加杆件数量 14. 薄壳屋盖能够覆盖较大空间，其承受荷载的主要特点是（ ） A. A.利用曲面传递荷载 B. B.利用梁柱传递荷载 C. C.利用拉杆传递荷载 D. D.利用基础传递荷载 15. 一座悬索桥的主梁和悬索组成了一个什么类型的结构（ ） A. 静定结构 B. 超静定结构 C. 动态结构 D. 不稳定结构 16. 在平面结构的设计中，为了减小结构的变形，通常应考虑增加哪些因素（ ） A. 结构的长度 B. 结构的重量 C. 结构的材料刚度 D. 结构的表面积 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 在理想平面桁架的受力分析中，杆件通常按两端铰接处理，杆件主要承受轴向拉力或压力。（ ） 18. 平面结构的几何组成分析不涉及结构的安全性和可靠性。（ ） 19. 几何可变体系在荷载作用下，不考虑材料的应变时，体系的形状和位置是可以改变的。（ ） 20. 图示结构的超静定次数是，z=3。（ ） 21. 铰接三角形规则用来确定结构的稳定性。（ ） 22. 三铰刚架和悬臂刚架几何不变且无多余联系，是静定结构。（ ） 23. 没有多余约束的几何不变体系称为静定结构。（ ） 24. 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）（ ） 25. 组成几何不变体系最基本的规则是二元体规则。（ ） 26. 瞬变体系属于几何不变体系。（ ） 27. 刚架结构中的梁柱节点通常按铰接处理，因此节点不能传递弯矩。（ ） 28. 在工程中，有不少结构的厚度远小于其他两个方向上的尺寸，这些结构称为平面结构。（ ） 三、综合应用题（本大题共4小题，共28分） 29.（6分）某施工单位安装一榀平面钢屋架，屋架采用铰接杆件连接，共有8个节点，现布置12根杆件。该屋架两端采用一个铰支座和一个滚动支座支承。（1）计算该平面桁架满足几何不变条件时所需的最少杆件数。（2）判断现有杆件布置是否满足平面桁架的几何不变条件。（3）若屋架存在一个四边形区域未设置斜杆，说明应采取的加固措施。 30.（6分）某施工单位搭设一榀平面钢屋架，其节点为 A、B、C、D、E、F 共 6 个。杆件包括 AB、BC、AD、BD、BE、CE、DE、DF、EF 共 9 根。A 点采用固定铰支座，提供两个约束；C 点采用可动铰支座，提供一个约束。已知各杆件连接后形成 ABD、BDE、BCE、DEF 四个三角形单元。（1）计算该平面铰接桁架的几何自由度，并判断其杆件数是否满足无多余约束的几何不变体系条件。（2）结合杆件布置情况，判断该屋架是否为几何不变体系。（3）施工检查发现杆件 DF 因漏装而缺失。分析此时结构的几何组成状态，并提出一种改进措施。 31.（6分）某厂房入口雨篷可视为一个平面刚性板，刚性板在A点通过铰支座与墙体连接，在C点通过拉杆与墙体B点连接。已知坐标为A（0，0）、C（6，4）、B（8，0），单位为m。（1）计算A点铰支座和BC拉杆对雨篷刚性板提供的约束数，并计算该刚性板剩余的自由度数。（2）计算A点到拉杆BC作用线的距离。（3）判断该雨篷支承体系是否为几何不变体系。若将墙体锚固点改为B′（12，8），应说明可能产生的问题及改进措施。 32.（10分）某施工现场搭设一榀平面脚手架支撑框架，框架四个节点构成宽6m、高4m的矩形。框架四边均采用铰接杆件连接，现拟在矩形内增设1根斜撑杆。斜撑杆连接左下节点与右上节点。（1）计算该斜撑杆的长度，并计算该框架满足几何不变条件所需的最少杆件数。（2）判断增设1根斜撑杆后的框架是否满足几何不变的必要条件。（3）若该斜撑杆只能承受拉力，分析脚手架在风荷载方向改变时可能出现的风险，并提出改进措施。 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》 项目六：工程结构 任务一：工程中常见结构简介 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. 某单层厂房采用梁柱刚性连接的承重体系，该结构属于（ ） A. A.刚架结构 B. B.桁架结构 C. C.拱式结构 D. D.网架结构 【答案】A 【解析】刚架结构由梁和柱通过刚性节点连接形成，梁柱共同承受竖向荷载和水平荷载。 2. 屋盖桁架在理想受力状态下，各杆件的主要受力形式是（ ） A. A.轴向拉力或压力 B. B.横向剪力或弯矩 C. C.扭转载荷或弯矩 D. D.局部压力或弯曲 【答案】A 【解析】桁架通常由直杆在节点处连接而成，荷载主要作用于节点，各杆件主要承受轴向拉力或压力。 3. 石拱桥承受桥面竖向荷载时，拱脚处除产生竖向反力外，还会产生（ ） A. A.水平推力 B. B.水平位移 C. C.竖向弯矩 D. D.扭转反力 【答案】A 【解析】拱结构将竖向荷载传递到两端支承处时，会在拱脚产生向外的水平推力，因此需要可靠的基础或拉杆抵抗该推力。 4. 铰接三角形的表达方式中，通常使用的符号是（ ） A. △ABC B. ▲ABC C. ▼ABC D. ΔABC 【答案】D 【解析】铰接三角形通常用希腊字母 Δ 表示。 5. 下列哪个选项最恰当地描述了几何组成分析的概念（ ） A. 对结构的材料成分进行分析 B. 分析结构各部分的几何形状、尺寸、位置关系 C. 研究结构的静力学特性 D. 计算结构的最大荷载能力 【答案】B 【解析】几何组成分析关注结构中各部分的几何形状、尺寸和位置关系，以及它们对结构整体性能的影响。 6. 下列关于悬索结构主要受力构件的说法，正确的是（ ） A. A.主缆主要承受拉力 B. B.主缆主要承受压力 C. C.主缆主要承受剪力 D. D.主缆主要承受扭矩 【答案】A 【解析】悬索结构中的主缆具有柔性，在荷载作用下主要承受轴向拉力，并通过吊杆支承桥面或屋盖。 7. 下列哪种情况可能导致一个超静定结构失去超静定性（ ） A. 减少支撑点数量 B. 增加支撑点数量 C. 减少杆件数量 D. 增加杆件数量 【答案】A 【解析】A 正确。减少支撑点数量会减少结构受到的约束，增加结构的运动自由度，从而使超静定次数降低；当减少到一定程度时，原超静定结构可能变为静定结构或几何可变结构，因此可能失去超静定性。 8. 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。 9. 某雨篷一端与墙体牢固连接，另一端没有设置支承构件，该雨篷可简化为（ ） A. A.悬臂梁结构 B. B.简支梁结构 C. C.三铰拱结构 D. D.平面桁架结构 【答案】A 【解析】悬臂梁的一端为固定端，另一端为自由端。题中雨篷只有与墙体连接的一端提供约束，符合悬臂梁的受力特点。 10. 大跨度体育馆屋盖采用由许多杆件按空间方向连接而成的体系，以提高整体刚度，该体系通常称为（ ） A. A.空间网架结构 B. B.平面刚架结构 C. C.单跨梁结构 D. D.砖石拱结构 【答案】A 【解析】空间网架结构由较多杆件组成空间受力体系，具有整体刚度大、受力较均匀的特点，常用于大跨度屋盖。 11. 在几何组成分析中，下列哪个因素对结构的超静定性影响最大（ ） A. 结构几何形状 B. 结构材料 C. 结构受力情况 D. 结构支撑条件 【答案】D 【解析】D 正确。结构的超静定性主要受支撑条件的影响，支撑点的数量与结构的超静定性直接相关。 12. 平面结构中，如果一个刚片通过三个链杆与另一个刚片连接，并且这三个链杆不共线，但其中两个链杆平行，这种结构是（ ） A. 几何不变的 B. 有多余约束的 C. 几何可变的 D. 几何瞬变的 【答案】A 【解析】两刚片之间的相对运动有3个自由度，三根链杆各提供1个约束。根据两刚片规则，当三根链杆不全平行且不交于同一点时，三约束相互独立，体系为几何不变且无多余约束。本题中虽有两个链杆平行，但第三个链杆不与它们平行，因此三链杆不全平行；两平行链杆不可能与第三链杆相交于同一点，因此满足几何不变条件，故选A。 13. 以下哪种情况可能导致结构失去超静定性（ ） A. 减少支撑点数量 B. 增加支撑点数量 C. 减少杆件数量 D. 增加杆件数量 【答案】A 【解析】A 正确。减少支撑点数量会减少结构受到的约束，增加结构的运动自由度，从而使超静定次数降低；当减少到一定程度时，原超静定结构可能变为静定结构或几何可变结构，因此可能失去超静定性。 14. 薄壳屋盖能够覆盖较大空间，其承受荷载的主要特点是（ ） A. A.利用曲面传递荷载 B. B.利用梁柱传递荷载 C. C.利用拉杆传递荷载 D. D.利用基础传递荷载 【答案】A 【解析】壳体结构利用曲面形状传递荷载，使结构以面内受力为主，因此可用较薄的构件覆盖较大空间。 15. 一座悬索桥的主梁和悬索组成了一个什么类型的结构（ ） A. 静定结构 B. 超静定结构 C. 动态结构 D. 不稳定结构 【答案】B 【解析】B正确。悬索桥的主梁、悬索及其锚固和支承体系之间存在多余约束，结构内力不能仅由静力平衡方程唯一确定，还需要结合变形协调条件求解，因此属于超静定结构。 16. 在平面结构的设计中，为了减小结构的变形，通常应考虑增加哪些因素（ ） A. 结构的长度 B. 结构的重量 C. 结构的材料刚度 D. 结构的表面积 【答案】C 【解析】增加结构的材料刚度可以有效减小结构的变形，提高其刚度和稳定性。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 在理想平面桁架的受力分析中，杆件通常按两端铰接处理，杆件主要承受轴向拉力或压力。（ ） 【答案】正确 【解析】理想平面桁架假定荷载作用于节点、杆件两端为铰接，因此杆件内力主要表现为轴向拉力或压力。 18. 平面结构的几何组成分析不涉及结构的安全性和可靠性。（ ） 【答案】错误 【解析】错误，几何组成分析旨在确保结构在承载外力时的安全性和可靠性，以满足设计要求。 19. 几何可变体系在荷载作用下，不考虑材料的应变时，体系的形状和位置是可以改变的。（ ） 【答案】正确 【解析】几何不变体系在荷载作用下，不考虑材料的应变时，体系的形状和位置是不能改变的。几何可变体系在荷载作用下，不考虑材料的应变时，体系的形状和位置是可以改变的。 20. 图示结构的超静定次数是，z=3。（ ） 【答案】正确 21. 铰接三角形规则用来确定结构的稳定性。（ ） 【答案】正确 【解析】铰接三角形规则是判断平面结构几何稳定性的基本规则。三个铰接点不在同一直线上时，所组成的三角形不能发生相对运动，属于几何不变体系。因此，题干说法正确。 22. 三铰刚架和悬臂刚架几何不变且无多余联系，是静定结构。（ ） 【答案】正确 【解析】三铰刚架由三个铰支连接组成，结构几何不变且没有多余约束，支座反力可由静力平衡方程唯一确定，因此是静定结构。悬臂刚架通过一个固定端与基础连接，几何不变且固定端提供的约束没有多余联系，支座反力同样可由静力平衡方程确定，因此也是静定结构。 23. 没有多余约束的几何不变体系称为静定结构。（ ） 【答案】正确 【解析】没有多余约束的几何不变体系称为静定结构。有多余约束的几何不变体系称为超静定结构。 24. 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】错误 25. 组成几何不变体系最基本的规则是二元体规则。（ ） 【答案】错误 【解析】题干说法错误。在平面体系的几何组成规则中，三刚片规则是判定三个刚片通过三个不在同一直线上的铰相互连接后组成几何不变体系的基本规则。二元体规则是组成几何不变体系的一种简化规则，通常用于在已有几何不变体系上增加由两根不共线杆件组成的二元体；它并非题干所说的唯一或最基本规则。二元体规则也不是指每个节点最多只能连接两个杆件。 26. 瞬变体系属于几何不变体系。（ ） 【答案】错误 【解析】题干说法错误。瞬变体系属于几何可变体系的一种特殊情况，其几何形状在某一瞬间具有暂时稳定性，但在微小荷载作用下可能发生较大的位移，因而不能作为几何不变体系。几何不变体系在理想刚性假设下不会发生机构运动，且其约束能够保持体系的几何形状。因此，瞬变体系不属于几何不变体系。 27. 刚架结构中的梁柱节点通常按铰接处理，因此节点不能传递弯矩。（ ） 【答案】错误 【解析】错误点在于刚架的梁柱节点通常为刚性连接，能够传递弯矩。若节点均按铰接处理，结构的受力性能将更接近平面桁架或铰接体系。 28. 在工程中，有不少结构的厚度远小于其他两个方向上的尺寸，这些结构称为平面结构。（ ） 【答案】正确 【解析】一个尺寸忽略不计，只有两个方向有尺寸，为平面结构。 三、综合应用题（本大题共4小题，共28分） 29.（6分）某施工单位安装一榀平面钢屋架，屋架采用铰接杆件连接，共有8个节点，现布置12根杆件。该屋架两端采用一个铰支座和一个滚动支座支承。（1）计算该平面桁架满足几何不变条件时所需的最少杆件数。（2）判断现有杆件布置是否满足平面桁架的几何不变条件。（3）若屋架存在一个四边形区域未设置斜杆，说明应采取的加固措施。 【答案】（1）平面桁架满足几何不变的必要条件为 。代入 ，得 。该屋架最少需要13根杆件。（2）现有杆件数为12根，小于13根，计算得 。因此，该屋架杆件数不足，可能形成可变体系。（3）应在未加固的四边形区域增设1根斜杆，将四边形划分为两个三角形，使屋架形成稳定的三角形单元。 【解析】铰、滚支座共提供3个约束，平面桁架必要条件为m=2j-3。j=8时m=13；现有12根，W=16-(12+3)=1，可能可变。四边形内应增设1根斜杆，分成两个三角形。 30.（6分）某施工单位搭设一榀平面钢屋架，其节点为 A、B、C、D、E、F 共 6 个。杆件包括 AB、BC、AD、BD、BE、CE、DE、DF、EF 共 9 根。A 点采用固定铰支座，提供两个约束；C 点采用可动铰支座，提供一个约束。已知各杆件连接后形成 ABD、BDE、BCE、DEF 四个三角形单元。（1）计算该平面铰接桁架的几何自由度，并判断其杆件数是否满足无多余约束的几何不变体系条件。（2）结合杆件布置情况，判断该屋架是否为几何不变体系。（3）施工检查发现杆件 DF 因漏装而缺失。分析此时结构的几何组成状态，并提出一种改进措施。 【答案】（1）节点总自由度为2j=2×6=12。A点固定铰支座提供2个约束，C点可动铰支座提供1个约束，支座约束总数为r=3；杆件约束数为m=9。因此，几何自由度为W=2j-(m+r)=12-(9+3)=0。无多余约束的平面铰接桁架应满足m=2j-3=2×6-3=9，现有杆件数满足该条件。（2）杆件连接形成ABD、BDE、BCE和DEF四个三角形单元，各单元通过公共杆件连接，且支座约束能够限制结构整体的刚体运动，因此该屋架为几何不变体系。（3）漏装DF后，杆件数变为m=8，几何自由度为W=2×6-(8+3)=1，结构存在一个自由度，成为几何可变体系。应补装杆件DF，使D、E、F三节点重新形成三角形；也可增设一根将F节点与稳定节点连接并形成三角形的斜杆。 【解析】j=6、m=9、r=3，W=2j-(m+r)=12-12=0，且m=2j-3=9。各杆构成并连接为三角形单元，支座限制整体刚体运动，体系不变。缺DF后m=8、W=1，应补装DF或增设斜杆形成三角形。 31.（6分）某厂房入口雨篷可视为一个平面刚性板，刚性板在A点通过铰支座与墙体连接，在C点通过拉杆与墙体B点连接。已知坐标为A（0，0）、C（6，4）、B（8，0），单位为m。（1）计算A点铰支座和BC拉杆对雨篷刚性板提供的约束数，并计算该刚性板剩余的自由度数。（2）计算A点到拉杆BC作用线的距离。（3）判断该雨篷支承体系是否为几何不变体系。若将墙体锚固点改为B′（12，8），应说明可能产生的问题及改进措施。 【答案】（1）平面刚性板有3个自由度。A点铰支座提供2个约束，BC拉杆提供1个约束。约束总数为 ，剩余自由度为 。（2）拉杆BC所在直线方程为 。A点到该直线的距离为。（3）拉杆BC作用线不通过A点，约束相互独立，雨篷为几何不变体系。当锚固点改为B′（12，8）时，拉杆CB′作用线通过A点，雨篷可能绕A点转动。应调整锚固点位置，使拉杆作用线不通过A点，或增设方向不同的拉杆。 【解析】刚性板有3个自由度，A铰支座提供2个约束，BC拉杆提供1个，剩余自由度为0。BC方程为2x+y-16=0，A到其距离d=16/=7.16m。作用线不经A，约束独立；改为B′后作用线经A，应调整锚点或增设异向拉杆。 32.（10分）某施工现场搭设一榀平面脚手架支撑框架，框架四个节点构成宽6m、高4m的矩形。框架四边均采用铰接杆件连接，现拟在矩形内增设1根斜撑杆。斜撑杆连接左下节点与右上节点。（1）计算该斜撑杆的长度，并计算该框架满足几何不变条件所需的最少杆件数。（2）判断增设1根斜撑杆后的框架是否满足几何不变的必要条件。（3）若该斜撑杆只能承受拉力，分析脚手架在风荷载方向改变时可能出现的风险，并提出改进措施。 【答案】（1）斜撑杆长度为，。框架节点数为4，最少杆件数为。（2）矩形四边共有4根杆件，增设1根斜撑后共有5根杆件。杆件数满足 ，且斜撑将矩形分成两个三角形，框架可形成几何不变体系。（3）风荷载反向时，单根拉杆可能受压而失效，框架稳定性降低。可设置交叉拉杆，或采用能够承受拉压力的斜撑杆，以保证不同受力方向下的稳定性。 【解析】斜撑长度L==7.21m。j=4时最少杆件数m=2j-3=5；矩形4杆加1根斜撑恰为5根，并分成两个三角形，满足几何不变条件。单拉杆遇反向风可能受压失效，应设交叉拉杆或采用可承压斜撑。 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 $