《结构力学》典型习题与解答

结构力学习题及答案结构力学习题及答案结构力学是工程学中的重要学科之一，它研究物体在外力作用下的变形和破坏。

在工程实践中，结构力学的应用广泛，涉及到建筑、桥梁、航空航天等领域。

在学习结构力学时，练习解答一些习题是非常重要的，下面我将给大家提供一些常见的结构力学习题及其答案。

题目一：简支梁的弯矩计算已知一根长度为L的简支梁，两端受到均布载荷q。

求梁的中点处的弯矩M。

解答一：根据简支梁的受力分析，可以得出梁的弯矩与距离中点的距离x之间的关系为M=qL/8-x^2/2，其中x为距离中点的距离。

因此，中点处的弯矩M=qL/8。

题目二：悬臂梁的挠度计算已知一根长度为L的悬臂梁，端部受到集中力F作用。

求梁的端部挠度δ。

解答二：根据悬臂梁的受力分析，可以得出梁的端部挠度与力F之间的关系为δ=FL^3/3EI，其中F为作用力，E为梁的杨氏模量，I为梁的截面惯性矩。

因此，梁的端部挠度δ=FL^3/3EI。

题目三：刚度计算已知一根长度为L的梁，截面形状为矩形，宽度为b，高度为h，梁的杨氏模量为E。

求梁的刚度K。

解答三：梁的刚度可以通过计算梁的弯曲刚度和剪切刚度得到。

弯曲刚度Kb可以通过梁的截面惯性矩I和杨氏模量E计算得到，即Kb=E*I/L。

剪切刚度Ks可以通过梁的剪切模量G和梁的截面面积A计算得到，即Ks=G*A/L。

因此，梁的刚度K=Kb+Ks=E*I/L+G*A/L。

题目四：破坏载荷计算已知一根长度为L的梁，截面形状为圆形，直径为d，梁的杨氏模量为E。

求梁的破坏载荷P。

解答四：梁的破坏载荷可以通过计算梁的破坏弯矩和破坏挠度得到。

破坏弯矩Mf可以通过梁的截面惯性矩I和杨氏模量E计算得到，即Mf=π^2*E*I/L^2。

破坏挠度δf可以通过梁的破坏弯矩Mf和梁的刚度K计算得到，即δf=Mf/K。

因此，梁的破坏载荷P=Mf/L=π^2*E*I/L^3。

结构力学是一门综合性较强的学科，掌握结构力学的基本原理和解题方法对于工程师来说非常重要。

结构力学考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 梁的弯曲正应力公式为：A. σ=M/IB. σ=M/yIC. σ=M/IyD. σ=M/Iz答案：C2. 梁的剪力图在梁的某一段上是一条水平线，则该段梁的弯矩为：A. 零B. 常数C. 线性变化D. 非线性变化答案：A3. 梁在纯弯矩作用下，其截面上的最大正应力出现在：A. 截面中心B. 截面边缘C. 截面中性轴D. 截面中心与边缘之间答案：B4. 以下哪种情况下梁的挠度最大？A. 固定梁B. 简支梁C. 悬臂梁D. 连续梁答案：C5. 梁的剪力和弯矩之间的关系是：A. 线性关系B. 二次关系C. 一次关系D. 非线性关系答案：B二、计算题（每题10分，共20分）1. 某简支梁，长度为L，两端均受集中载荷P作用，求梁的最大弯矩和最大挠度。

答案：最大弯矩Mmax=PL/4，最大挠度vmax=PL^3/48EI。

2. 某悬臂梁，长度为L，自由端受集中载荷P作用，求梁的固定端弯矩和自由端挠度。

答案：固定端弯矩M=PL，自由端挠度v=PL^3/3EI。

三、简答题（每题5分，共10分）1. 什么是梁的剪力和弯矩？它们在梁的受力分析中有何作用？答案：梁的剪力是指梁上任意截面两侧外力的代数和，它反映了梁在该截面处的受剪情况。

弯矩是指梁上任意截面两侧外力力矩的代数和，它反映了梁在该截面处的受弯情况。

在梁的受力分析中，剪力和弯矩是描述梁受力状态的基本量，通过它们的分布规律可以判断梁的受力情况，进而计算梁的应力和变形。

2. 梁的挠度和转角与哪些因素有关？如何减小梁的挠度？答案：梁的挠度和转角与梁的载荷大小、分布方式、支承条件、截面形状、材料性质等因素有关。

减小梁的挠度可以通过以下方法：增加梁的截面惯性矩、选用弹性模量较大的材料、合理布置支点、增加梁的截面高度、采用预应力等。

结构力学考试题及答案一、选择题1. 结构力学中，下列哪项不是结构的基本概念？A. 结构的刚度B. 结构的稳定性C. 结构的强度D. 结构的美观性答案：D2. 简支梁受均布荷载作用时，最大弯矩出现在：A. 跨中B. 支点处C. 任意截面D. 四分之三跨长处答案：A3. 在结构力学中，剪力和弯矩的方向约定为：A. 剪力向上为正，弯矩顺时针为正B. 剪力向下为正，弯矩逆时针为正C. 剪力向上为正，弯矩逆时针为正D. 剪力向下为正，弯矩顺时针为正答案：B4. 确定结构的内力分布情况通常采用的方法是：A. 能量法B. 虚功原理C. 弯矩分配法D. 刚度法答案：D5. 连续梁与简支梁相比，其特点是：A. 刚度更高B. 跨越能力更强C. 造价更低D. 所有上述选项答案：D二、填空题1. 结构力学中的__________是指结构在荷载作用下不发生位移的能力。

答案：刚度2. 结构的__________是指结构在荷载作用下不发生翻转的能力。

答案：稳定性3. 在进行结构分析时，通常首先需要确定结构的__________和反力。

答案：内力4. 结构力学中，__________是指构件截面上所有外力的集合效果。

答案：截面剪力5. 对于简支梁，当荷载作用在离支点一定距离处时，该点处的弯矩可以通过__________计算得出。

答案：剪力乘以距离三、简答题1. 请简述结构力学中的虚功原理及其应用。

答：虚功原理是指在一个平衡系统中，任何微小的位移或变形所对应的虚功等于该系统内力对该变形所做的功。

这个原理在结构力学中用于分析静不定结构，通过假设结构的位移或变形，计算出相应的虚功，然后根据虚功原理建立平衡方程，求解未知的反力或内力。

2. 描述简支梁受集中荷载作用时的弯矩图和剪力图。

答：简支梁受集中荷载作用时，弯矩图在荷载作用点会出现一个突变，即弯矩值突然增大到最大值，然后随着距离的增加逐渐减小回到零。

剪力图则显示在荷载作用点两侧的剪力值相反，一边为正值，另一边为负值，且随着距离的增加，剪力值逐渐减小到零。

构造力学习题第2章平面体系的几何组成分析2-1～2-6 试确定图示体系的计算自由度。

题2-1图题2-2图题2-3图题2-4图题2-5图题2-6图2-7～2-15 试对图示体系进展几何组成分析。

假设是具有多余约束的几何不变体系，那么需指明多余约束的数目。

题2-7图题2-8图题2-9图题2-10图题2-11图题2-12图题2-13图题2-14图题2-15图题2-16图题2-17图题2-18图题2-19图题2-20图题2-21图2-11=W2-1 9-W=2-3 3-W=2-4 2-W=2-5 1-W=2-6 4-W=2-7、2-8、2-12、2-16、2-17无多余约束的几何不变体系2-9、2-10、2-15具有一个多余约束的几何不变体系2-11具有六个多余约束的几何不变体系2-13、2-14几何可变体系为2-18、2-19 瞬变体系2-20、2-21具有三个多余约束的几何不变体系第3章静定梁和静定平面刚架的内力分析3-1 试作图示静定梁的内力图。

〔a〕〔b〕(c) (d)习题3-1图3-2 试作图示多跨静定梁的内力图。

〔a〕〔b〕(c)习题3-2图3-3～3-9 试作图示静定刚架的内力图。

习题3-3图习题3-4图习题3-5图习题3-6图习题3-7图习题3-8图习题3-9图3-10 试判断图示静定构造的弯矩图是否正确。

(a)(b)(c)(d)局部习题答案3-1〔a 〕m kN M B ⋅=80〔上侧受拉〕，kN F RQB 60=，kN F L QB 60-=〔b 〕m kN M A ⋅=20〔上侧受拉〕，m kN M B ⋅=40〔上侧受拉〕，kN F RQA 5.32=，kN F L QA 20-=，kN F LQB 5.47-=，kN F R QB 20=(c)4Fl M C =〔下侧受拉〕，θcos 2F F L QC =3-2 (a)0=E M ，m kN M F ⋅-=40〔上侧受拉〕，m kN M B ⋅-=120〔上侧受拉〕〔b 〕m kN M RH ⋅-=15(上侧受拉)，m kN M E ⋅=25.11〔下侧受拉〕〔c 〕m kN M G ⋅=29(下侧受拉)，m kN M D ⋅-=5.8(上侧受拉)，m kN M H ⋅=15(下侧受拉) 3-3 m kN M CB ⋅=10〔左侧受拉〕，m kN M DF ⋅=8〔上侧受拉〕，m kN M DE ⋅=20〔右侧受拉〕 3-4 m kN M BA ⋅=120〔左侧受拉〕3-5 m kN M F ⋅=40〔左侧受拉〕，m kN M DC ⋅=160〔上侧受拉〕，m kN M EB ⋅=80(右侧受拉) 3-6 m kN M BA ⋅=60〔右侧受拉〕，m kN M BD ⋅=45〔上侧受拉〕，kN F QBD 46.28=3-7 m kN M C ⋅=70下〔左侧受拉〕，m kN M DE ⋅=150〔上侧受拉〕，m kN M EB ⋅=70(右侧受拉) 3-8 m kN M CB ⋅=36.0〔上侧受拉〕，m kN M BA ⋅=36.0〔右侧受拉〕 3-9 m kN M AB ⋅=10〔左侧受拉〕，m kN M BC ⋅=10〔上侧受拉〕 3-10 〔a 〕错误 〔b 〕错误 〔c 〕错误 〔d 〕正确第4章 静定平面桁架和组合构造的内力分析4-1 试判别习题4-1图所示桁架中的零杆。

结构力学的考试题型及答案一、选择题1. 以下哪个选项是结构力学中的基本假设？A. 结构是连续的B. 结构是刚性的C. 结构是弹性的D. 结构是塑性的答案：C2. 梁在受到弯矩作用时，其截面上的应力分布规律是什么？A. 线性分布B. 抛物线分布C. 正弦分布D. 均匀分布答案：B二、填空题3. 在结构力学中，_______是指结构在受到外力作用时，其内部各点的位移和内力满足平衡条件和变形条件。

答案：结构分析4. 悬臂梁自由端受到集中荷载作用时，其最大弯矩为_______。

答案：P*L/2三、简答题5. 简述结构力学中虚功原理的基本思想。

答案：虚功原理的基本思想是，当一个结构处于平衡状态时，任何虚位移所做的虚功都等于零。

这意味着结构在受到任何虚位移时，外力所做的虚功等于内力所做的虚功。

6. 描述梁的剪力和弯矩之间的关系。

答案：梁的剪力是弯矩随梁长度变化的导数，即剪力等于弯矩对梁长度的一阶导数。

具体来说，弯矩是剪力的积分，而剪力是弯矩的微分。

四、计算题7. 已知一简支梁，跨中集中荷载为P，求梁的跨中挠度。

答案：跨中挠度可以通过弯矩方程和挠度方程计算得出，对于简支梁跨中集中荷载的情况，跨中挠度公式为δ_max = (PL^3) / (48EI)，其中L为梁长，E为材料的弹性模量，I为截面惯性矩。

8. 计算一端固定一端简支梁在固定端集中荷载作用下的固定端弯矩。

答案：固定端弯矩可以通过弯矩分配法或弯矩方程计算得出。

对于一端固定一端简支梁在固定端集中荷载作用的情况，固定端弯矩公式为M_fixed = (P*L) / 2，其中P为集中荷载，L为梁长。

结构力学试题及答案
试题1
题目
一根长度为L的均匀杆，两端固定，其自由悬挑端有质量为m
的物体悬挂，求杆上的内力分布。

解答
根据结构力学的原理，对于静力平衡的条件，杆上的内力分布
可以通过平衡方程求解。

以物体悬挂端点为起点，沿杆的长度方向建立坐标系。

设杆的
一小段长度为ds，杆的质量线密度为σ，杆上内力的水平分量为N，垂直分量为V。

根据平衡方程，可以得出以下两个方程：
1. 在杆的水平方向上，根据牛顿第二定律，有：dN = -σgds
2. 在杆的竖直方向上，杆上的内力必须平衡，有：dV = -σgds
通过求解上述方程组，可以得到杆上的内力分布情况。

试题2
题目
一根弹性悬挂的杆，水平放置在两个固定的支点上，两端各有质量为m的物体，求悬挂杆上的弯曲曲率。

解答
根据弹性力学的原理，弹性杆的弯曲曲率可以通过弯曲方程求解。

设悬挂杆的长度为L，其弹性模量为E，截面面积为A，力学矩形矩为I，以及弯曲曲率为κ。

根据悬挂杆的受力分析，可以得到弯曲方程：
EκI = M
其中，M是悬挂杆在某一截面上的弯矩。

根据受力平衡条件，可以得到弯矩M为：
M = mgL/4
将上述方程代入弯曲方程中求解，即可得到悬挂杆上的弯曲曲率。

注意：以上解答仅为示例，实际的解答过程可能因具体问题的条件不同而有所变化。

结构力学试题及答案一、选择题1. 以下哪种情况下，梁的弯矩图不会发生突变？A. 集中力作用点B. 集中力偶作用点C. 铰链反作用力作用点D. 悬挂点答案：C2. 连续梁与简支梁相比，其特点是：A. 刚度更大B. 弯矩分布更均匀C. 受力更为复杂D. 所有上述选项答案：D3. 在结构力学中，剪力和弯矩的关系是：A. 剪力的积分得到弯矩B. 弯矩的微分得到剪力C. 剪力和弯矩相互独立D. 剪力是弯矩的函数答案：B4. 确定结构的稳定性通常需要考虑哪些因素？A. 材料性质B. 几何形状C. 载荷大小D. 所有上述选项答案：D5. 动态荷载对结构的影响主要体现在：A. 引起结构振动B. 改变结构的应力分布C. 影响结构的使用寿命D. 所有上述选项答案：D二、填空题1. 在结构力学中，________是用来描述梁在受到载荷时抵抗弯曲变形的能力的物理量。

答案：抗弯刚度2. 当一个结构体系受到外部载荷作用时，其内部会产生两种基本类型的内力：________和________。

答案：轴力；剪力3. 在进行结构分析时，通常需要考虑材料的________和________两种力学行为。

答案：弹性；塑性4. 结构的静定性分析主要依赖于________原理和________原理。

答案：平衡；兼容性5. 对于简支梁，其最大弯矩出现在________。

答案：跨中的支点附近三、简答题1. 请简述梁的弯曲变形特点及其影响因素。

答：梁的弯曲变形是指在梁受到横向载荷作用时，梁身产生弯曲的现象。

其特点是梁的变形曲线通常呈抛物线形状，且在支点附近变形最小，在跨中附近变形最大。

影响因素包括载荷大小、梁的长度、截面形状、材料的弹性模量等。

2. 描述剪力图和弯矩图的基本绘制步骤。

答：剪力图和弯矩图的绘制步骤通常包括：确定梁的支撑条件和载荷分布；根据梁的受力情况，计算各段梁的剪力和弯矩；根据计算结果，绘制剪力图和弯矩图。

剪力图表示沿梁长度方向剪力的变化情况，弯矩图表示弯矩随梁长度方向的变化情况。

《结构力学》经典习题及详解一、判断题（将判断结果填入括弧内，以 √表示正确 ，以 × 表示错误。

）1．图示桁架结构中有3个杆件轴力为0 。

（×）2．图示悬臂梁截面A 的弯矩值是ql 2。

(×)ll3．静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与所承受的荷载无关。

（√ ） 4．一般来说静定多跨梁的计算是先计算基本部分后计算附属部分。

（× ） 5．用平衡条件能求出全部内力的结构是静定结构。

（ √ ）6．求桁架内力时截面法所截取的隔离体包含两个或两个以上的结点。

（√ ） 7．超静定结构的力法基本结构不是唯一的。

（√）8．在桁架结构中，杆件内力不是只有轴力。

（×）9．超静定结构由于支座位移可以产生内力。

（√ ） 10．超静定结构的内力与材料的性质无关。

（× ）11．力法典型方程的等号右端项不一定为0。

（√ ）12．计算超静定结构的位移时，虚设力状态可以在力法的基本结构上设。

（√）13．用力矩分配法计算结构时，汇交于每一结点各杆端分配系数总和为1，则表明分配系数的计算无错误。

（× ）14．力矩分配法适用于所有超静定结构的计算。

（×）15．当AB 杆件刚度系数i S AB 3 时，杆件的B 端为定向支座。

(×)二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。

不选、错选或多选者，该题无分。

）1．图示简支梁中间截面的弯矩为（ A ）qlA．82qlB．42qlC．22qlD．2 ql2．超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（B）A．无关 B．相对值有关C．绝对值有关 D．相对值绝对值都有关3．超静定结构的超静定次数等于结构中（B ）A．约束的数目 B．多余约束的数目C．结点数 D．杆件数4．力法典型方程是根据以下哪个条件得到的（C）。

A．结构的平衡条件B．结构的物理条件C．多余约束处的位移协调条件D．同时满足A、B两个条件5．图示对称结构作用反对称荷载，杆件EI为常量，利用对称性简化后的一半结构为（A ）。

结构力学章节习题及参考答案第1章绪论（无习题）第2章平面体系的机动分析习题解答习题2.1 是非判断题(1) 若平面体系的实际自由度为零，则该体系一定为几何不变体系。

( )(2) 若平面体系的计算自由度W=0，则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。

( )(3) 若平面体系的计算自由度W＜0，则该体系为有多余约束的几何不变体系。

( )(4) 由三个铰两两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。

( )(5) 习题2.1(5) 图所示体系去掉二元体CEF后，剩余部分为简支刚架，所以原体系为无多余约束的几何不变体系。

( )习题2.1(5)图(6) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体ABC后，成为习题2.1(6)(b)图，故原体系是几何可变体系。

( )(7) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体EDF后，成为习题2.1(6)(c)图，故原体系是几何可变体系。

()(a)(b)(c)习题2.1(6)图习题2.2 填空(1) 习题2.2(1)图所示体系为_________体系。

习题2.2(1)图(2) 习题2.2(2)图所示体系为__________体系。

习题2-2(2)图(3) 习题2.2(3)图所示4个体系的多余约束数目分别为_______、________、__________、__________。

习题2.2(3)图(4) 习题2.2(4)图所示体系的多余约束个数为___________。

习题2.2(4)图(5) 习题2.2(5)图所示体系的多余约束个数为___________。

习题2.2(5)图(6) 习题2.2(6)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。

习题2.2(6)图(7) 习题2.2(7)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。

习题2.2(7)图习题2.3 对习题2.3图所示各体系进行几何组成分析。

(a)(b)(c)(d)(e)(f)习题2.3图(h)第3章(g)静定梁与静定刚架习题解答习题3.1 是非判断题(1) 在使用内力图特征绘制某受弯杆段的弯矩图时，必须先求出该杆段两端的端弯矩。