材料力学,平时作业2020秋华工答案

土木工程材料·随堂练习2020秋华南理工大学网络教育答案《土木工程材料》平时作业一、问答题(每题5分,共80分)1、材料在不同受力方式下的强度有几种？各有何功用？答：根据外力作用方式的不同，材料强度有抗压强度，抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度。

1,、抗压强度是岩体、土体在单向受压力作用破坏时，单向面积上所承受的荷载，可用于混凝土强度的评定；2、抗拉强度指材料在拉断前承受最大应力值，可用于钢筋强度的评定；3、抗弯强度是指材料抵抗弯曲不断裂的能力，可用于脆性材料强度的评定；4、抗剪强度是指外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的强度极限，可用于土体强度的评定；2、什么是材料的亲水性和憎水性？它们在土木工程中各有何用途？答：材料与水接触时能被水润湿的性质成为亲水性，材料与水接触时不能被水润湿的性质成为憎水性，建筑材料的亲水性在建筑工程中，可以帮助其他材料增强水的融合，材料的憎水性也可以利用其憎水性能，在建筑工程中起重要作用。

3、什么是集料的公称最大粒径？为什么要限制公称最大粒径？工程上如何确定公称最大粒径？答：1、公称最大粒径是指保留在最大尺寸的标准筛上的颗粒含量不超过10%（也就是指混合料中筛孔通过率为90～100%）的最小标准筛筛孔尺寸。

2、石子粒径太大，会降低与砂浆的握裹力，对混凝土强度不利。

石子粒径过大增加泵送砼的堵管几率。

3、最大粒径不得超过结构物最小截面，最小边长的1／4；且不得大于钢筋间最小净距的3／4；若为实心板，最大粒径不宜超过板厚的1／2；且不得超过50㎜。

4、请用石灰硬化原理解释石灰是气硬性胶凝材料。

答：只能够在空气中硬化，保持或发展其强度的胶凝材料称为气硬性胶凝材料。

石灰的硬化是靠干燥作用和碳化作用来完成的，二种作用都必须在空气中进行，因此石灰是一种气硬性的胶凝材料。

5、什么是水泥的体积安定性？体积安定性不良的原因及危害有哪些？答：水泥在凝结硬化后因内部化学反应产生局部膨胀而导致水泥石结构破坏就是所谓体积安定性不良。

第一章测试1【判断题】(10分)强度问题为构件抵抗破坏的能力。

A.错B.对2【判断题】(10分)材料力学的基本任务为强度、刚度和稳定性。

A.对B.错3【判断题】(10分)杆件的四种基本变形为轴向受拉、轴向受压、扭转和弯曲。

A.对B.错4【判断题】(10分)外力作用在杆件轴线上时发生轴向拉压变形。

A.错B.对5【单选题】(10分)材料力学的研究对象为？A.质点系B.刚体C.质点D.可变形固体6【单选题】(10分)在荷载作用下，构件应不至于破坏（断裂或失效），即具有抵抗破坏的能力。

这一问题属于？A.稳定性问题B.刚度问题C.强度问题7【单选题】(10分)在荷载作用下，构件所产生的变形应不超过工程上允许的范围，即具有抵抗变形的能力。

这一问题属于？A.稳定性问题B.强度问题C.刚度问题8【单选题】(10分)承受荷载作用时，构件在其原有形态下的平衡应保持为稳定的平衡。

这一问题属于？A.刚度问题B.强度问题C.稳定性问题9【单选题】(10分)构件的强度、刚度和稳定性问题均与所用材料的什么有关？A.受力状态B.构件体系特点C.力学性能10【多选题】(10分)材料力学的基本任务为？A.强度问题B.稳定性问题C.刚度问题第二章测试1【判断题】(10分)杆件轴力图的绘制方法可采用截面法，截面法步骤可分为一截二代三平衡，其中平衡方程中力的正负号与轴力正负号规定准则一致。

A.错B.对2【判断题】(10分)轴力图可以清晰展示轴力沿着杆件各个横截面内力的分布规律。

A.对B.错3【判断题】(10分)弹性模量的单位为帕A.错B.对4【判断题】(10分)拉压超静定问题求解过程中需补充变形协调方程。

A.错B.对5【判断题】(10分)静定结构构件体系在温度作用下也会产生温度内力和应力。

A.错B.对6【单选题】(10分)轴向拉压变形时，哪个截面上的切应力最大。

A.45度斜截面上B.横截面C.60度斜截面上D.30度斜截面上7【单选题】(10分)屈服阶段的强度指标为?A.屈服应力B.比例极限C.弹性极限D.强度极限8【单选题】(10分)轴向拉压变形会在横截面上产生何种应力分量？A.正应力B.全应力C.切应力9【多选题】(10分)轴向拉压变形时，斜截面应力分量包含有？A.切应力B.正应力10【多选题】(10分)低碳钢单轴拉伸时，应力应变关系曲线的弹性阶段包含？A.非比例阶段B.强化阶段C.线性比例阶段D.颈缩阶段第三章测试1【判断题】(10分)薄壁圆筒扭转时横截面形状与大小均发生变化A.错B.对2【判断题】(10分)圆轴扭转时，圆周线大小、形状和间距均保持不变。

xx8-1 试求图示各杆的轴力，并指出轴力的最大值。

取 1-1 截面的左段；(2) (3) F N1取 2-2 截面的右段；F R用截面法求内力，取1-1、2-2、 3-3 截面；(1) (2) (3) (4)(5)(d)(1)取 1-1 截面的左段2；kN 取 2-2 截面的左段；取 3-3 截面的右段；轴力最大值： 用截面法求内力，取13kN 2 2kN33kN12 3F N11 31kN 21 32 F N33kN1-1、 2-2 截面；38-2 解：8-5 (2) (2) 取 1-1 截面的右段； 取 2-2 截面的右段F ；N112kN 22kN(5) 轴力最大值： 试画出 8-1所示各杆的轴力图。

(a) (b) (c) (d)F NF FN N(+)F图示阶梯形圆截面杆，承受F 轴N 向载荷(+) F 1=50 kN 与3kNF 2作用， 1kN (+) 1kN(-)(+) Fx AB 与 BC 段的直径分别为 x (-)1kN2kNd 1=20 mm 和 d 2=30 mm ，如欲使 AB 与 BC 段横截面上的正应力相同，试求载荷 F 2 之值。

(2) 求 1-1、 2-2 截面的正应力，利用正应力相同；8-7 图示木杆，承受轴向载荷 F=10 kN 作用，杆的横截面面积 A=1000 mm 2，粘接面的方位 角θ= 450，试计算该截面上的正应力与切应力，并画出应力的方向。

l 1l 2解： (1) 用截面法求 AB 、 BC 段的轴力；(2) 分段计F 算个杆向变形；FAC 杆缩短。

2F8-22 图示桁架，杆 1与A 杆 2的横截面面积与材料均相B 同，在节点 A 处承受C 载荷 F 作用。

从解： 8-6 解： (1) 用截面法求出 F 11-1、2-2 截面的轴力；(2) 求 1-1、 2-2 截面的正应A 力 ，利用正应力相B 同 ；题 8-5 图所示圆截面杆，已知载荷 1F 1=200 kN ，F 2=1020 kN ，CAB 段的直径 d 1=40 mm ，如 欲使 AB 与 BC 段横截面上的正应力相同，试求 BC 段的直径。

2.1 试求图示杆件各段的轴力，并画轴力图。

2.2 已知题2.1图中各杆的直径d =20mm ，F =20kN ，q =10kN/m ，l =2m ，求各杆的最大正应力，并用图形表示 正应力沿轴线的变化情况。

答 （1）63.66MPa ，（2）127.32MPa ，（3）63.66MPa ，（4）-95.5MPa ，（5）127.32MPa2.4 一正方形截面的阶梯柱受力如题2.4a=200mm ，b=100mm ，F=100kN ，不计柱的自重，试 计算该柱横截面上的最大正应力。

解：1-1截面和2-2截面的内力为： FN1=-F ；FN2=-3F相应截面的应力为：最大应力为：10kNF40kN10kN 20kN (2(1)F N N F (5)q (5)31.85MPa 题2.4图3N11213N22221001010MPa 100300107.5MPa200F A F A σσ-⨯===--⨯===-max 10MPaσ=2.6 钢杆受轴向外力如图所示，横截面面积为500mm2ab 斜截面上的应力。

解： FN=20kN2.8 图示钢杆的横截面积 A=1000mm2，材料的弹性模量E=200GPa ，试求：（1）各段的轴向变形；（2）各段的轴向线应变；（3）杆的总伸长。

解：轴力图如图所示2.10 图示结构中，五根杆的抗拉刚度均为EA ，杆AB 长为l ，ABCD 是正方形。

在小变形条件下，试求两种加载情况下，AB 杆的伸长。

解 （a ）受力分析如图，由C 点平衡可知：p αo N N 0cos30F F p A A ααo 2oN 03cos30cos 302010330MPa 5004F p A σ==⨯=⨯=ααo o o N020sin30cos30sin305004F p A ⨯===αατ12320N 0N 20N N N N F k F k F k ===-11196243339620120010100010020221020010100010N N F l L EA L m F l L m EA ---⨯∆==⨯⨯⨯∆=⨯∆===-⨯⨯⨯⨯4411122244333101010210102L m l mL l L ml mεεε----∆===∆==∆-⨯===-41243100210L m L m L m--∆=∆=∆=-⨯I II III 0.1mm 00.2mm 0.1mm l l l l ∆=∆+∆+∆=+-=-F ’AC=F ’CB=0；由D 点平衡可知： F ’AD=F ’BD=0再由A 点的平衡：因此（b ）受力分析如图，由C 点平衡可知：再由A 点的平衡：因此2.12 图示结构中，水平刚杆AB 不变形，杆①为钢杆，直径d1=20mm ，弹性模量E1=200GPa ；杆②为铜杆，直径d2=25mm ，弹性模量E2=100GPa 。

《钢筋混凝土结构》平时作业1.为什么混凝土材料的抗拉强度要远小于抗压强度？答：答：抗压是刚性的指标。

抗拉是指柔性的指标，混凝土的特性就是刚性大于柔性，所以混凝土抗拉强度远远低于抗压强度。

2.请介绍混凝土的标准立方体抗压强度的概念。

3.轴心受压柱和偏心受压柱的区别有哪些？为什么承载能力计算公式有明显差别。

答：轴心受压构件，轴心受压构件是当轴向力作用线与构件截面重心轴重合时。

当轴向力作用线与构件截面重心轴重合时，称为轴心受压构件。

偏心受压构件，构件承受的压力作用点与构件的轴心偏离，使构件产生既受压又受弯时即为偏心受压构件(亦称压弯构件)。

常见于屋架的上弦杆、框架结构柱，砖墙及砖垛等。

构件的受力状态，σmax—边沿最大压应力; σmin—边沿最小压应力。

由上式可见，在受同样的压力F时，当作用点与截面轴心偏离时，截面内的压应力增加甚多，而且当偏心距较大时截面内除压应力外将产生一部分拉应力。

4.钢筋混凝土梁和柱中的箍筋作用是什么？答：用来满足斜截面抗剪强度，并联结受拉主钢筋和受压区混凝土使其共同工作，此外，用来固定主钢筋的位置而使梁内各种钢筋构成钢筋骨架的钢筋。

是梁和柱抵抗剪力配置的环形（当然有圆形的和矩形的）钢筋，是口字形的，将上部和下部的钢筋固定起来，同时抵抗剪力。

5.请列出钢筋混凝土结构裂缝出现的原因有哪些？答：钢筋混凝土结构上产生的裂缝,常见于非预应力受弯、受拉等构件中,以及预应力构件的某些部位。

对于各类裂缝,必须先查明其性质和产生的原因,进而确定具体的修缮方法。

钢筋混凝土结构裂缝根据其产生的原因不同可分为：1）荷载裂缝、2）温度裂缝、3）干缩裂缝、4）腐蚀裂缝、5）沉降裂缝等。

产生的原因如下：1）荷载裂缝。

根据不同的结构部位,采取相应的合理配筋。

2）温度裂缝。

由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成,当大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。

3）干缩裂缝。

这类裂缝一是由于材料缺陷引起的,研究表明,水泥加水后变成水泥硬化体,起绝对体积减小,毛细孔缝中水逸出产生毛细压力,使混凝土产生毛细收缩所以引起干缩裂缝。

材料力学要求：一、独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定．．的做题组数作答，每人只答一组题目．．．．．．．．，多答无效．．．．，满分100分； 平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识；例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题； 二、答题步骤：1. 使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；2. 在答题纸上使用黑色水笔．．．．按题目要求手写．．作答；答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号； 三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个．．．．．．．Word ．．．． 文档中．．．上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰； 1. 完成的作业应另存为保存类型是“．．．．．．．．．Word97．．．．．．-．2003．．．．”．提交; 2. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc ”; 3. 文件容量大小：不得超过20MB 。

提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．0．分记．．！题目如下：如需答案+ 3171126054 第一组：计算题（每小题25分，共100分）1. 试求千斤顶丝杠的工作安全因数。

已知最大承载kN F 120=，有效直径mm d 521=。

长度mm l 600=，材料为A3钢，GPa E 210=，MPa p 200=σ，MPa s 235=σ，MPa a 304=，MPa b 12.1=。

可以认为丝杠的下端固定，上端为自由。

2. 图示铸铁梁m a 6.0=。

材料许用拉应力[]MPa t35=σ，许用压应力[]MPa c 140=σ，求q 的最大允许值。

已知mmy c 8.126=, 46431cm I Z =3. 梁的受力情况如下图，材料的[]MPa 160=σ。

练习1 绪论及基本概念1-1 是非题（1）材料力学是研究构件承载能力的一门学科。

（ 是 ）（2）可变形固体的变形必须满足几何相容条件，即变形后的固体既不可以引起“空隙”，也不产生“挤入”现象。

（是 ）（3）构件在载荷作用下发生的变形，包括构件尺寸的改变和形状的改变。

（ 是 ） （4）应力是内力分布集度。

（是 ）（5）材料力学主要研究构件弹性范围内的小变形问题。

（是 ） （6）若物体产生位移，则必定同时产生变形。

（非 ） （7）各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的变形。

（F ）（8）均匀性假设认为，材料内部各点的力学性质是相同的。

（是）（9）根据连续性假设，杆件截面上的内力是连续分布的，分布内力系的合力必定是一个力。

（非） （10）因为构件是变形固体，在研究构件的平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。

（非 ）1-2 填空题（1）根据材料的主要性质对材料作如下三个基本假设：连续性假设 、均匀性假设 、 各向同性假设 。

（2）工程中的 强度 ，是指构件抵抗破坏的能力； 刚度 ，是指构件抵抗变形的能力。

（3）保证构件正常或安全工作的基本要求包括 强度 ， 刚度 ，和 稳定性 三个方面。

（4）图示构件中，杆1发生 拉伸 变形，杆2发生 压缩 变形， 杆3发生 弯曲 变形。

（5）认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了物质，这样的假设称为 连续性假设 。

根据这一假设构件的应力，应变和位移就可以用坐标的 连续 函数来表示。

（6）图示结构中，杆1发生 弯曲 变形，构件2发生 剪切 变形，杆件3发生 弯曲与轴向压缩组合。

变形。

（7）解除外力后，能完全消失的变形称为 弹性变形 ，不能消失而残余的的那部分变形称为 塑性变形 。

（8）根据 小变形 条件，可以认为构件的变形远 小于 其原始尺寸。

1-3 选择题（1）材料力学中对构件的受力和变形等问题可用连续函数来描述；通过试件所测得的材料的力学性能，可用于构件内部的任何部位。

第一章测试1【判断题】(5分)材料力学的研究对象是变形杆件。

A.对B.错2【判断题】(5分)强度是构件抵抗破坏和变形的能力。

A.对B.错3【单选题】(5分)杆件的刚度是指（）。

A.杆件的软硬程度B.杆件对弹性变形的抵抗能力C.杆件对弯曲变形的抵抗能力D.杆件的承载能力4【单选题】(5分)构件在外力作用下（）的能力称为稳定性。

A.不发生断裂B.不产生变形C.保持静止D.保持原有平衡状态5【判断题】(5分)关于变形固体的假设包括：均匀性假设、连续性假设、各向同性假设、小变形假设。

A.对B.错6【判断题】(5分)均匀性假设认为，材料内部各点的受力相同。

A.错B.对7【单选题】(5分)各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的（）。

A.位移B.力学性能C.变形D.外力8【单选题】(5分)根据小变形条件，可以认为（）。

A.构件不破坏B.构件仅发生弹性变形C.构件的变形远小于其原始尺寸D.构件不变形9【判断题】(5分)杆件受到作用面垂直于杆轴的一对力偶作用，发生扭转变形。

A.错B.对10【判断题】(5分)扭转变形和弯曲变形不能同时发生。

A.对B.错11【单选题】(10分)AB、BC段分别发生（）变形。

A.拉伸、压缩B.压缩、拉伸C.拉伸、无变形D.无变形、压缩12【多选题】(10分)下图结构中可发生弯曲变形的部分是（）。

A.AB段B.都不是C.CD段D.CB段13【单选题】(10分)若杆件发生弯扭组合变形，其横截面上的内力分量有（）。

A.弯矩、扭矩B.弯矩、扭矩、剪力C.轴力、剪力、弯矩、扭矩D.轴力、弯矩、扭矩14【单选题】(10分)在一截面的任意点处，正应力σ与切应力τ的夹角（）°。

A.α=90B.α=0C.α为任意角D.α=4515【单选题】(10分)A.B.C.D.第二章测试1【判断题】(4分)研究杆件的应力与变形时，力可按力线平移定理进行移动。

A.错B.对2【单选题】(4分)image.pngA.image.pngB.image.pngC.image.pngD.image.png3【单选题】(4分)image.pngA.image.pngB.image.pngC.image.pngD.image.png4【单选题】(4分)image.pngA.image.pngB.image.pngC.image.pngD.image.png5【单选题】(4分)image.pngA.image.pngB.image.pngC.image.pngD.image.png6【判断题】(4分)轴向拉压杆横截面上的正应力一定与杆件材料无关。

材料力学平时作业1.以下结论哪些是正确的〔1〕对于实心截面的梁，横截面的形心与弯曲中心重合。

〔2〕对于薄壁截面的梁，横截面的形心可能与弯曲中心不重合。

〔3〕对于薄壁截面的梁，横截面的形心必定与弯曲中心不重合。

〔〕A. 〔2〕B. 〔3〕C. 〔1〕〔2〕D. 〔1〕〔3〕2.在梁的正应力公式σ＝My/Iz中，Iz为梁截面对于〔〕的惯性矩A. 形心轴B. 对称轴C. 中性轴D. 形心主对称轴3.以下说法错误的选项是〔〕A. 梁在假设干载荷的作用下的总变形为各个载荷作用下变形的总和B. 虚梁法的出发点是把变形问题转换为求内力的形式C. 梁的校核就是限制起最大挠度和最大转角不超过某一规定数值D. 梁的任意一个截面形心的水平位移就是该截面的挠度4. 下面说法正确的选项是〔〕A. 挠度向上为正B. 挠度向下为负C. 转角以逆时针为正D. ABC5.提高梁的弯曲强度的措施有〔〕A. 采用合理截面B. 合理安排梁的受力情况C. 采用变截面梁或等强度梁D. ABC6. 以下不能提高梁弯曲刚度的措施是〔〕A. 增大梁的抗弯刚度B. 缩小跨度或增加支承C. 改善结构形式并合理安排载荷作用点D. 加上与工作方向相同的变形即预拱7. 矩形截面最大剪应力是平均剪应力的( )倍A. 1C. 28.在中性轴上正应力为〔〕A. 正B. 负C. 不确定D. 09.在无载荷的梁端以下说法错误的选项是〔〕A. Q大于0时M图斜率为正B. Q大于0时M图斜率为负C. C Q等于0时M图斜率为0D. Q小于0时M图斜率为负10.梁的支座一般可简化为〔〕A. 固定端B. 固定铰支座C. 可动铰支座D. ABC11. 直径为D的实心圆轴，两端受扭矩力偶矩T作用，轴内的最大剪应力为τ。

假设轴的直径改为D/2，则轴内的最大剪应力为〔〕A. 2TB. 4TC. 8TD. 16T12.以下结论哪些是正确的〔1〕剪应力互等定理是根据平衡条件推倒出来的〔2〕剪应力互等定理是在考虑平衡、几何、物理三个方面因素基础上导出的〔3〕剪应力互等定理只适用于受扭杆件〔4〕剪应力互等定理适用于各种受力杆件〔〕A. 〔1〕〔3〕B. 〔1〕〔3〕C. 〔2〕〔3〕D. 〔2〕〔4〕13.一实心圆轴受扭，当其直径减少到原来的一半时，则圆轴的单位扭转角为原来的几倍〔〕A. 2B. 4C. 8D. 1614.关于矩形截面和圆截面杆扭转的区别以下正确的选项是〔〕A. 变形后圆截面杆的横截面还是平面B. 平面假设可以用于矩形截面杆扭转分析C. 矩形截面杆变形后横截面还是平面D. 平面假设对任何截面杆都适用15. 脆性材料的破坏断口与轴线成的角度为〔〕A. 30度B. 45度C. 60度D. 90度16.以下说法错误的选项是〔〕A. 扭转问题是个超静定问题B. 扭转角沿轴长的变化率称为单位扭转角C. 有些轴不仅考虑强度条件，还考虑刚度条件D. 精密机械的轴的许用扭转角为1度每米17. 研究纯剪切要从以下来考虑〔〕A. 静力平衡B. 变形几何关系C. 物理关系D. ABC18.关于圆轴扭转的平面假设正确的选项是〔〕A. 横截面变形后仍为平面且形状和大小不变B. 相临两截面间的距离不变C. 变形后半径还是为直线D. ABC19.不属于扭转研究范围的是〔〕A. 汽车方向盘操纵杆B. 船舶推进轴C. 车床的光杆D. 发动机活塞20. 以下可以作为纯剪切来研究的是〔〕A. 梁B. 圆柱C. 薄壁圆筒D. 厚壁圆筒21. 以下说法正确的选项是〔〕A. 对连接件应该作挤压的强度校核B. 受挤压面积不是按接触情况定的C. 键连接中接触面积不一定是平面D. 连接件只发生剪切破坏22.以下不承受剪切的零件〔〕A. 螺栓B. 铆钉C. 榫接的木结构D. 拉压杆23. 对低碳钢试件进行拉伸试验，测得其弹性模量E＝200GPa，屈服极限σs＝240MPa；当试件横截面上的应力σ＝300MPa时，测得轴向线应变ε＝0.0035，随即卸载至σ＝0。