建筑力学课后答案解析 2
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填空一1、对于作用在刚体上的力,力的三要素是大小、方向、作用点°2、力对矩心的矩,是力使物体绕矩心转动效应的度量:。
3、杆件变形的基本形式共有轴向拉伸(压缩)变形、弯曲、剪切和扭转四种。
4、轴力是指沿着杆件轴线.的内力。
5、轴向拉伸(压缩)的正应力大小和轴力的大小成_1£112_,规定受拉为正,受压为负。
6、两端固定的压杆,其长度系数是一端固定、一端自由的压杆的4倍。
7、细长压杆其他条件不变,只将长度增加一倍,则压杆的临界应力为原来的0.25倍。
8、在力法方程中,主系数恒一大于零。
9、力矩分配法的三个基本要素为转动刚度、分配系数和传递系数】0、梁的变形和抗弯截面系数成一^比。
11、结构位移产生的原因有荷载作用、温度作用、支座沉降等。
填空二1、在任何外力作用下,大小和形状保持不变的物体称_刚体o2、2、力是物体之间相互的机械作用o这种作用会使物体产生两种力学效果分别是—外效果和—内效果o3、力的三要素是力的大小、力的方向、—力的作用点4、4、加减平衡力系公理对物体而言、该物体的_外_效果成立。
5、一刚体受不平行的三个力作用而平衡时,这三个力的作用线必_汇交于一6、使物体产生运动或产生运动趋势的力称荷载(主动力)7、约束反力的方向总是和该约束所能阻碍物体的运动方向相反8、柔体的约束反力是通过_接触点,其方向沿着柔体_中心线的拉力。
9、平面汇交力系平衡的必要和充分的几何条件是力多边形自行封闭10、平面汇交力系合成的结果是一个合力o合力的大小和方向等于原力系中各力的—矢量和°11力垂直于某轴、力在该轴上投影为_零12、ZX=0表示力系中所有的力在_X轴上的投影的_代数和____________为'■>O13、力偶对作用平面内任意点之矩都等于_力偶矩14、力偶在坐标轴上的投影的代数和_为零o15、力偶对物体的转动效果的大小用_力偶矩表示。
16、力可以在同一刚体内平移,但需附加一个力偶o力偶矩等于—原力对新作用点之矩。
图示实心圆轴,两端受外扭矩M e =14kN •m 作用,已知圆轴直径d=100mm ,长l =1m ,材料的切变模量G=8⨯104MPa 。
试(1)图示截面上A 、B 、C 三点处的切应力数值及方向;(2)两端截面之间的相对扭转角。
(15分)解:1)求应力14e T M kN m ==⋅363141071.4101 3.140.116A B PT PaW ττ⨯====⨯⨯⨯36414100.02535.7101 3.140.132C PT Pa I ρτ⨯⨯===⨯⨯⨯切线方向如图所示。
2)相对扭转角3104141010.0181810 3.140.132P Tl rad GI θ⨯⨯===⨯⨯⨯⨯图示实心圆轴,直径d=25mm ,其上作用外扭矩M e1=2kN •m ,M e2=1.2kN •m ,M e3=0.4kN •m ,M e4=0.4kN •m ,已知轴的许用切应力[τ]=30MPa ,单位长度的最大许用扭转角[θ]=0.5︒/m ,材料的切变模量G=8⨯104MPa 。
试作其强度和刚度校核。
解:1)强度校核 (1)作扭矩图(2)危险截面为AB 段各截面max 2T kN m =⋅(3)强度条件计算[]36max321024.2101 3.140.07516PT Pa W ττ⨯===⨯<⨯⨯该轴满足强度条件。
2)刚度校核[]3max1041802101800.46/1 3.14810 3.140.07532P T m GI θθπ⨯=⨯=⨯=<⨯⨯⨯⨯该轴满足刚度条件。
求桁架结点C 的水平位移,各杆EA 相同。
解:(一)求载荷作用下的轴力。
见图。
(二)求C 点作用水平单位力的轴力。
见图。
(三)求位移122221(221)2222222222C F FaF a F a a EA EA ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+∆=⨯⨯+-⨯-⨯+⨯⨯⨯=⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦求桁架结点1的竖向位移,两下弦抗拉(压)刚度为2EA ,其他各杆抗拉(压)刚度为EA 。
建筑力学与结构王洪波张蓓第3版课后题答案1.结构按几何形状分为哪几种?答案:结构的类型是多种多样的,按照几何特征区分:(1)杆件结构(2)薄壳结构和(3)实体结构。
2.关于材料的基本假设有哪些?答案:(1)连续、均匀性假设。
即认为构成变形固体的物质无空隙地充满了固体所占的几何空间,内部各处的材料是均匀分布的。
(2)各向同性假设。
即认为变形固体内部各方向的力学性能完全相同,对这类材料从不同方向作理论分析时得到相同的结论。
(3)小变形假设即认为构件的变形与其原尺寸相比通常很小,可以忽略不计。
3.荷载可简化为哪几种?答案:作用在结构上的荷载根据作用范围大小通常简化为集中荷载和分布荷载。
4.结构或构件的承载能力是什么?答案:强度、刚度和稳定性称为构件的承载能力。
5.杆件变形的基本形式是什么?答案:杆件在外力的作用下的变形是多种多样的,并且比较复杂,但都可以归结为以下四种基本变形。
(1)轴向拉伸或压缩变形;(2)剪切变形;(3)扭转变形;(3)弯曲6.建筑力学与结构主要研究什么问题?答案:建筑力学与结构是一门紧密联系工程实际的技术基础课,其主要研究对象是建筑物中的结构或构件。
7.实际物体没有刚体,为什么还要提出刚体这一概念?答案:刚体是指在外力的作用下不变形的物体。
任何物体在力的作用下都将发生变形,但在工程实际中许多物体的变形都非常微小,对于讨论物体的平衡问题影响很小,因此研究物体受力而平衡的问题时可将物体看成是不变形的刚体。
8.结构计算简图大致需要简化哪些方面?答案:工程中的实际结构都是比较复杂的,计算时往往对结构进行简化、结构计算简图大致需要简化以下几个方面(1)结构体系的简化。
(2)构件的简化。
(3)结点与支座的简化。
(4)荷载的简化。
模块1静力学基本知识一、思考题1.作用力与反作用力公理和二力平衡公理的区别?答案:作用力与反作用力是分别作用在两个相互作用的物体上的,并且两个力的性质相同,作用力和反作用力经常用F和F'表示。
建筑力学复习题一、判断题(每题1分,共150分,将相应的空格内,对的打“√”,错的打’“×”)第一章静力学基本概念及结构受力分析1、结构是建筑物中起支承和传递荷载而起骨架作用的部分。
(√)2、静止状态就是平衡状态。
(√)3、平衡是指物体处于静止状态。
(×)4、刚体就是在任何外力作用下,其大小和形状绝对不改变的物体。
(√)5、力是一个物体对另一个物体的作用。
(×)6、力对物体的作用效果是使物体移动。
(×)7、力对物体的作用效果是使物体的运动状态发生改变。
(×)8、力对物体的作用效果取决于力的人小。
(×)9、力的三要素中任何一个因素发生了改变,力的作用效果都会随之改变。
(√)10、既有大小,又有方向的物理量称为矢量。
(√)11、刚体平衡的必要与充分条件是作用于刚体上两个力大小相等,方向相反。
(×)12、平衡力系就是合力等于零的力系。
(√)13、力可以沿其作用线任意移动而不改变对物体的作用效果。
(√)14、力可以在物体上任意移动而作用效果不变。
(×)15、合力一定大于分力。
(×)16、合力是分力的等效力系。
(√)17、当两分力的夹角为钝角时,其合力一定小于分力。
(√)18、力的合成只有唯一的结果。
(√)19、力的分解有无穷多种结果。
(√)20、作用力与反作用力是一对平衡力。
(×)21、作用在同一物体上的三个汇交力必然使物体处于平衡。
(×)22、在刚体上作用的三个相互平衡力必然汇交于一点。
(√)23、力在坐标轴上的投影也是矢量。
(×)24、当力平行于坐标轴时其投影等于零。
(×)25、当力的作用线垂直于投影轴时,则力在该轴上的投影等于零。
(√)26、两个力在同一轴的投影相等,则这两个力相等。
(×)27、合力在任意轴上的投影,等于各分力在该轴上投影的代数和。
(√)28、力可使刚体绕某点转动,对其转动效果的度量称弯矩。
第1章一、分析简答题1. 不正确。
因为合力不仅与分力的大小有关,还和分力的方向有关。
满足平行四边形法则,即表示合力的平行四边形对角线不一定比表示分力的边长。
2. 无关系。
3. 不一定平衡。
4. 二力平衡公理,对变形体,此条件只是平衡的必要条件而不充分;加减平衡力系公理,对变形体加减平衡力系后,不改变其运动状态,而会使物体产生形变。
5. 二力平衡:BC S 与'CB S ,AC S 与'AC S ; 作用力与反作用力;CA S 与'CA S , CB S 与'CB S 。
第2章一、分析简答题 1. 不能。
2. 无关。
3. 无影响。
4. 重心的坐标改变,重心的位置不变化。
5. 不一定。
6. 利用力矩的性质,用钉锤增加了力臂,从而即省力又达到工作目的。
7. 相同点:都产生转动效应。
不同点:力矩对物体的转动效应与矩心的位置有关,力偶对物体的转动效应与矩心的位置无关。
8. 不一定相等。
9. 不能。
10. 不能。
二、分析计算题1.kN F x 101= 01=y F ()m kN F M o ⋅-=501 kN F x 07.72-= kN F y 07.72-= ()02=F M o kN F x 53= kN F y 66.83= ()m kN F M o ⋅=32.373 2. )(a FL )(b 0 )(c αsin FL - )(d Fb - )(e ()r L F +- )(f βsin 22b L F + 3.()mm kN 501⋅-=T O M ()mm kN 252⋅-=T O M4.()m N F F M ⋅='60, ()m N P P M ⋅-='69, m N M ⋅-=9 5. m N M ⋅=3002 6.kN P 200= 7. kN F 1.72=8.82.45=R kN ︒=11.79α =A M 4350 mm kN ⋅9 (1)0=R ()R L F M o +=3 (2)0=R ()R L F M D +=310. mm x c 8.60= 120=c y ;0=c x mm y c 110= ;mm x c 2.51=mm y c 2.101=11.0=C x mm =C y 74.14 mm0=c x mm y c 112=第3章一、分析简答题1. 不一定要互相垂直,只要不平行即可。
建筑力学习题答案建筑力学习题答案是建筑工程学习中的重要组成部分,通过解答这些题目,可以帮助学生巩固对建筑力学原理的理解和应用。
在这篇文章中,我将为大家提供一些建筑力学习题的答案,并解释其中的原理和推导过程,希望对学习建筑力学的同学们有所帮助。
1. 一根悬臂梁上有一个集中力作用,求梁的弯矩分布。
答案:根据悬臂梁的受力分析,可以得到集中力作用点处的弯矩为F*l,其中F为集中力的大小,l为集中力到悬臂梁固定点的距离。
在集中力作用点以外的位置,弯矩为零。
2. 一个简支梁上均匀分布有一个载荷,求梁的弯矩分布。
答案:对于均匀分布载荷作用下的简支梁,弯矩分布是一个抛物线形状。
最大弯矩出现在梁的中点,为w*l^2/8,其中w为单位长度的载荷大小,l为梁的长度。
3. 一根悬臂梁上有一个均匀分布载荷,求梁的弯矩分布。
答案:对于均匀分布载荷作用下的悬臂梁,弯矩分布是一个三次函数形状。
最大弯矩出现在悬臂梁的固定端,为w*l^2/3,其中w为单位长度的载荷大小,l为悬臂梁的长度。
4. 一个简支梁上有一个集中力和一个集中力矩作用,求梁的弯矩分布。
答案:对于简支梁上的集中力和集中力矩作用,可以将它们分别看作两个集中力的叠加。
根据叠加原理,可以分别求出集中力和集中力矩作用下的弯矩分布,然后将两者相加得到最终的弯矩分布。
5. 一个悬臂梁上有一个集中力和一个集中力矩作用,求梁的弯矩分布。
答案:对于悬臂梁上的集中力和集中力矩作用,可以将它们分别看作两个集中力的叠加。
根据叠加原理,可以分别求出集中力和集中力矩作用下的弯矩分布,然后将两者相加得到最终的弯矩分布。
6. 一个简支梁上有一个均匀分布载荷和一个集中力作用,求梁的弯矩分布。
答案:对于简支梁上的均匀分布载荷和集中力作用,可以将它们分别求出弯矩分布,然后将两者相加得到最终的弯矩分布。
通过以上几个例题的解答,我们可以看到不同受力情况下梁的弯矩分布规律是不同的。
掌握这些规律可以帮助我们更好地理解建筑力学的基本原理,并能够应用于实际工程中。
2-8单元2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3的环刀内,称得总质量为72.49g ,经105℃烘干至恒重为61.28g ,已知环刀质量为32.54g ,土粒比重为2.74,试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比(要求汇出土的三相比例示意图,按三相比例指标的定义求解)。
解:3/84.17.2154.3249.72cm g V m =-==ρ%3954.3228.6128.6149.72=--==S W m m ω 3/32.17.2154.3228.61cm g V m S d =-==ρ 069.149.1021.11===S V V V e 2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm 3,含水量为34%,土粒相对密度为2.71,试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度(先推导公式然后求解)。
解:(1)VV m WV s sat ρρ⋅+=W S m m m +=Θ SW m m =ω 设1=S m ρω+=∴1VW S S S V m d ρ=Θ WS W S S S d d m V ρρ⋅=⋅=∴1()()()()()()3W S S WS SW W satcm /87g .1171.20.341171.285.1d 11d 11d 111d 11111=+⨯+-⨯=++-=+++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+-++=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-++=∴ρωρωρωρωρρωρρωρρρωρW S d 有(2)()3'/87.0187.1cm g VV V V V V V m V V m W sat W V Ssat WV W V W S S W S S =-=-=+-=-+-=-=ρρρρρρρρρ (3)3''/7.81087.0cm kN g =⨯=⋅=ργ 或3'3/7.8107.18/7.181087.1cmkN cm kN g W sat sat sat =-=-==⨯=⋅=γγγργ2-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm 3,含水量9.8%,土粒相对密度为2.67,烘干后测定最小孔隙比为0.461,最大孔隙比为0.943,试求孔隙比e 和相对密实度Dr ,并评定该砂土的密实度。
建筑力学课后习题答案,建筑力学课后习题答案李前程《建筑力学》习题集一、单项选择题在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案,并将其字母标号填入题干的括号内。
1.三力平衡定理是指()A.共面不平行的三个力若平衡必汇交于一点B.共面三力若平衡,必汇交于一点C.三力汇交于一点,则这三个力必互相平衡D.三力若平衡,必汇交于一点2.光滑面对物体的约束反力,作用点在接触面上,其方向沿接触面的公法线,并且有()A.指向受力物体,为拉力B.指向受力物体,为压力C.背离物体,为压力D.背离物体,为拉力3.两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同,而一杆的长度为另一杆长度的两倍。
试比较它们的轴力、横截面上的正应力、轴向正应变和轴向变形。
正确的是()A.两杆的轴力、正应力、正应变和轴向变形都相同B.两杆的轴力、正应力相同,而长杆的正应变和轴向变形较短杆的大C.两杆的轴力、正应力和正应变都相同,而长杆的轴向变形较短杆的大D.两杆的轴力相同,而长杆的正应力、正应变和轴向变形都较短杆的大4.圆轴扭转时,若已知轴的直径为d,所受扭矩为T,试问轴内的最大剪应力τma x和最大正应力σmax各为()A.τmax=16T/(πd),σmax=0B.τmax=32T/(πd),σmax=0C.τmax=16T/(πd),σmax=32T/(πd)D.τmax=16T/(πd),σmax=16T/(πd)5.梁受力如图示,则其最大弯曲正应力公式:σmax=Mymax/Iz中,ymax为()333333A.dB.(D-d)/2C.DD.D/26.工程中一般是以哪个指标来区分塑性材料和脆性材料的()A.弹性模量B.强度极限C.比例极限D.延伸率7.一悬臂梁及其所在坐标系如图所示。
其自由端的()A.挠度为正,转角为负C.挠度和转角都为正B.挠度为负,转角为正D.挠度和转角都为负8.梁的横截面是由一个圆形中央去除一个正方形而形成的,梁承受竖直方向上的载荷而产生平面弯曲。
第六章直梁弯曲弯曲变形是杆件比较常见的基本变形形式。
通常把以发生弯曲变形为主的杆件称为梁。
本章主要讨论直梁的平面弯曲问题,内容包括:弯曲概念和静定梁的力学简图;弯曲内力及内力图;弯曲应力和强度计算;弯曲变形和刚度计算。
其中,梁的内力分析和画弯矩图是本章的重点。
第一节平面弯曲的概念和力学简图一、弯曲概念和受力特点当杆件受到垂直于杆轴的外力作用或在纵向平面内受到力偶作用(图6-1)时,杆轴由直线弯成曲线,这种在外力作用下其轴线变成了一条曲线。
这种形式的变形称为弯曲变形。
工程上通常把以弯曲变形为主的杆件称为梁。
图 6-1 弯曲变形是工程中最常见的一种基本变形。
例如房屋建筑中的楼面梁和阳台挑梁,受到楼面荷载和梁自重的作用,将发生弯曲变形,如图6-2所示。
一些杆件在荷载作用下不仅发生弯曲变形,还发生扭转等变形,当讨论其弯曲变形时,仍然把这些杆件看做梁。
图6-2工程实际中常见到的直梁,其横截面大多有一根纵向对称轴,如图6-3所示。
梁的无数个横截面的纵向对称轴构成了梁的纵向对称平面,如图6-4所示。
图 6-3 图6-4若梁上的所有外力(包括力偶)作用在梁的纵向对称平面内,梁的轴线将在其纵向对称平面内弯成一条平面曲线,梁的这种弯曲称为平面弯曲,它是最常见、最基本的弯曲变形。
本章主要讨论直梁的平面弯曲变形。
从以上工程实例中可以得出,直梁平面弯曲的受力与变形特点是:外力作用于梁的纵向对称平面内,梁的轴线在此纵向对称面内弯成一条平面曲线。
二、梁的受力简图为了便于分析和计算直梁平面弯曲时的强度和刚度,需建立梁的力学简图。
梁的力学简图(力学模型)包括梁的简化、荷载的简化和支座的简化。
1、梁的简化由前述平面弯曲的概念可知,载荷作用在梁的纵向对称平面内,梁的轴线弯成一条平面曲线。
因此,无论梁的外形尺寸如何复杂,用梁的轴线来代替梁可以使问题得到简化。
例如,图6-1a和图6-2a所示的火车轮轴和桥式起重机大梁,可分别用梁的轴线AB代替梁进行简化(图6-1b和图6-2b)。
一、钢质圆杆的直径d =10mm ,F =,弹性模量E =210GPa 。
求杆內最大应变和杆的总伸长。
答:1、计算各段轴力 (1)计算CD 段轴力a 、用1-1截面截开CD 段杆件,取右段分析,右段截面上內力用N 1代替,受力图如图(a )。
b 、根据静力平衡条件计算N 1值 ∑F x =0 N 1-F =0 N 1=F = (2)计算BC 段轴力a 、用2-2截面截开BC 段杆件,取右段分析,右段截面上內力用N 2代替,受力图如图(b)。
b 、根据静力平衡条件计算N 2值 ∑F x =0 N 2+2F -F =0 N 2=-F =- (3)计算AB 段轴力a 、用3-3截面截开AB 段杆件,取右段分析,右段截面上內力用N 3代替,受力图如图(c)。
b 、根据静力平衡条件计算N 3值 ∑F x =0 N 3+2F -3F -F =0 N 3=2F =2、计算杆內最大应变 应变=εEAFL L =∆ =CDε222331mm5N/m m 10210100.5EA N ⨯⨯⨯⨯=πN =×10-4(拉应变) =BCε222332mm5N/m m 10210100.5EA N ⨯⨯⨯⨯-=πN =-×10-4(压应变) =ABε222333mm5N/m m 10210100.10EA N ⨯⨯⨯⨯=πN =×10-4(拉应变) 3、计算杆的总伸长值CD BC AB L L L L ∆+∆+∆=∆ CD CD BC BC AB AB L L L ⨯+⨯+⨯εεε=0.1m 1003.30.1m 1003.30.1m 1006.6444⨯⨯+⨯⨯-+⨯⨯---)(= m 1006.65-⨯=--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 二、求图示等直杆的两端支座反力。
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第一篇吉林建筑大学土力学复习资料第一章作业相关说明:(1)公式证明时不允许用推导公式!(2)作业必须抄题,有附图的应将图画上,同时,不允许徒手画图。
(3)解题有必要的步骤,解题过程中公式一定要写全,推导公式无需证明,可以直接使用![附加1・1]证明下列换算公式:(1)CdDdsSeDDDswDs(lQn)□w;(2)ODrw;(3)SrD IDelDeDwn[附加1・2]某干砂试样口=1.66g/cm3,ds=2.69,置于雨中,若砂样体积不变,饱和度增至40%时,此砂在雨中的含水量w为多少?[附加1・3]将土以不同含水量配制成试样,用标准的夯击能将土样击实,测得其密度,dswop(要求:绘制w〜Eld曲线时,必须采用方格纸) 1-2某地基土层,用体积为72cm3的环刀取样,测得环刀加湿土重170g,环刀重40g,烘干后土重122g,土粒相对密度为2.70,问该土样的w、e、sr、口、Eld、dsat和口口各为多少?并比较各种重度的大小。
1-3一土样重200g,己知含水率为16%,若要制备含水率为20%的土样,需加多少水?加水后土样重量为多少?1-4某土样孔隙体积等于土颗粒体积,试求孔隙比e;若土粒相对密度dsQ2.66,试求干密度口山若孔隙被水充满,试求密度□与含水率w。
1-5已知某土样土粒相对密度为2.72,孔隙比为0.95,饱和度为0.37。
若孔隙比保持不变,将土样的饱和度提高到0.9,试求每lm3土应加多少水?1-6从甲、乙两地粘性土中各取出土样进行稠度试验。
两土样液限、塑性都相同,wLQ40%,wPD25%o但甲地土的天然含水量wD45%,而乙地的wD20%o问两地的液性指数IL各为多少?处于何种状态?按IP分类时,该土的名称是什么?试说明哪一地区的土较适宜于用作天然地基?1-7某砂土土样的密度为l.77g/cm3,含水率为9.8%,土粒相对密度为2.67,测得最小孔隙比为0.461,最大孔隙比为0.943,试求孔隙比e和相对密度Dr,并确定该砂土的密实度。