結構力學試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.幾何不變體系是（）A.靜定結構B.超靜定結構C.靜定或超靜定結構D.瞬變體系2.三剛片組成幾何不變體系的條件是（）A.三鏈桿相連B.三鉸兩兩相連C.三鏈桿平行D.三鉸共線3.靜定結構的內力（）A.與桿件剛度有關B.僅與荷載有關C.與支座移動有關D.與溫度變化有關4.圖示簡支梁，跨中受集中力P作用，其彎矩圖形狀為（）A.矩形B.三角形C.拋物線D.折線5.位移法的基本未知量是（）A.結點位移B.多余約束力C.桿件內力D.支座反力6.力法的基本結構是（）A.超靜定結構B.靜定結構C.瞬變體系D.常變體系7.靜定結構在溫度變化時（）A.有內力，無位移B.無內力，有位移C.有內力，有位移D.無內力，無位移8.圖示剛架，EI為常數，A點的豎向位移為（）A.0B.Pl3/3EIC.Pl3/48EID.Pl3/8EI9.影響線是表示（）A.移動荷載作用下某量值的變化規律B.固定荷載作用下某量值的變化規律C.移動荷載作用下結構的變形規律D.固定荷載作用下結構的內力規律10.對稱結構在正對稱荷載作用下，其內力和位移（）A.反對稱B.正對稱C.部分對稱D.不對稱答案：1.C2.B3.B4.B5.A6.B7.B8.C9.A10.B二、多項選擇題（每題2分，共20分）1.下列屬于幾何可變體系的有（）A.常變體系B.瞬變體系C.無多余約束的幾何不變體系D.有多余約束的幾何不變體系2.靜定結構的特性包括（）A.內力僅由荷載確定B.溫度變化時無內力C.支座位移時無內力D.有多余約束3.繪制彎矩圖的基本方法有（）A.區段疊加法B.結點平衡法C.截面法D.力法4.位移法的基本假定有（）A.忽略軸向變形B.小變形假定C.材料服從胡克定律D.結構為彈性體系5.力法的典型方程是根據（）建立的。A.平衡條件B.變形協調條件C.物理條件D.虛功原理6.影響線的應用包括（）A.求某量值的最大值B.確定最不利荷載位置C.計算內力D.計算位移7.結構的動力特性包括（）A.自振頻率B.振型C.阻尼比D.動力系數8.對稱結構在反對稱荷載作用下，（）為零。A.正對稱內力B.反對稱內力C.正對稱位移D.反對稱位移9.下列屬于結構力學計算方法的有（）A.力法B.位移法C.力矩分配法D.有限元法10.靜定結構在制造誤差作用下（）A.有內力B.無內力C.有位移D.無位移答案：1.AB2.ABC3.AC4.ABCD5.B6.AB7.ABC8.AC9.ABCD10.BC三、判斷題（每題2分，共20分）1.幾何不變體系一定是靜定結構。（）2.力法基本結構必須是靜定結構。（）3.位移法的基本未知量個數等于結構的超靜定次數。（）4.靜定結構的內力與桿件的截面尺寸和材料性質無關。（）5.對稱結構在正對稱荷載作用下，對稱軸處的反對稱內力為零。（）6.影響線是針對移動荷載作用下結構某一量值變化規律的圖形。（）7.結構的自振頻率與結構的質量和剛度有關。（）8.力矩分配法只適用于超靜定結構。（）9.靜定結構在支座位移作用下會產生內力。（）10.結構的動力系數反映了動荷載對結構產生的動力響應比靜荷載大的倍數。（）答案：1.×2.√3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.×10.√四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述力法的基本思路。答案：以多余約束力作為基本未知量，去掉多余約束得基本結構。根據基本結構在多余約束力和原荷載共同作用下，在去掉多余約束處的位移與原結構相應位移相等的條件，建立力法典型方程求解多余約束力，進而求內力。2.簡述位移法的基本思路。答案：以獨立的結點位移作為基本未知量，通過附加約束限制結點位移。建立位移法方程，利用平衡條件確定附加約束的反力為零，求出結點位移，再計算桿件內力。3.簡述影響線的繪制方法。答案：有靜力法和機動法。靜力法是將單位移動荷載置于結構上，用靜力平衡方程求某量值與荷載位置的函數關系并繪圖；機動法利用虛功原理，將某量值對應的約束解除代以正向力，給體系虛位移，根據虛功方程繪制影響線。4.簡述對稱結構利用對稱性計算的要點。答案：在正對稱荷載作用下，對稱軸處反對稱內力為零；反對稱荷載作用下，對稱軸處正對稱內力為零。取半邊結構計算，正對稱荷載取半結構加相應約束，反對稱荷載取半結構加對應鉸支等處理，簡化計算。五、討論題（每題5分，共20分）1.比較力法和位移法在適用范圍和計算步驟上的異同。答案：相同點：都用于超靜定結構分析。不同點：適用范圍上，力法適用于多余約束較少的結構，位移法對高次超靜定結構更方便。計算步驟上，力法以多余約束力為未知量，通過變形協調建立方程；位移法以結點位移為未知量，利用平衡條件建立方程。2.討論結構的動力特性對結構動力響應的影響。答案：自振頻率影響結構響應的頻率特性，若動荷載頻率接近自振頻率會引發共振，響應大幅增大。振型反映結構振動形態，不同振型下結構各部分響應不同。阻尼比影響振動衰減，阻尼比大振動衰減快，動力響應減小。3.說明在結構力學中利用對稱性簡化計算的意義和實際應用場景。答案：意義在于大幅減少計算量，提高計算效率。實際應用場景廣泛，如建筑框架結構、橋梁桁架等，對于對稱結構受對稱或反對稱荷載時，利用對稱性取半邊結構計算，可將復雜計算簡化，加快設計分析進程。4.結合實際工程