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《建筑力学与结构》考试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.作用在同一刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要与充分条件是这两个力（）

A.大小相等、方向相反、作用线重合

B.大小相等、方向相同、作用线重合

C.大小不等、方向相反、作用线重合

D.大小相等、方向相反、作用线平行

2.固定铰支座的约束力通常用（）表示

A.一个水平力和一个竖向力

B.一个力偶

C.一个水平力

D.一个竖向力

3.图示简支梁在跨中受集中力F作用时，跨中截面的弯矩值为（）（梁跨度为L）

A.FL/4

B.FL/2

C.FL

D.FL/8

4.低碳钢拉伸试验中，材料进入屈服阶段的标志是（）

A.应力持续增加，应变基本不变

B.应力基本不变，应变显著增加

C.应力和应变同时显著增加

D.应力下降，应变增加

5.矩形截面梁受弯时，最大弯曲正应力出现在（）

A.中性轴处

B.截面上下边缘

C.截面左右边缘

D.截面形心处

6.桁架结构计算中，通常假设节点为（）

A.刚接

B.铰接

C.弹性连接

D.部分刚接

7.钢筋混凝土梁中，箍筋的主要作用是（）

A.承受弯矩

B.承受剪力

C.提高混凝土抗压强度

D.限制梁的挠度

8.钢结构中，普通螺栓连接的受剪承载力主要取决于（）

A.螺栓杆的抗剪强度

B.被连接件的抗压强度

C.螺栓头的抗拉强度

D.螺栓杆的承压强度

9.图示悬臂梁自由端受集中力F作用时，固定端截面的剪力值为（）（梁长为L）

A.F

B.FL

C.0

D.F/2

10.下列哪项不属于结构的功能要求（）

A.安全性

B.适用性

C.耐久性

D.经济性

二、填空题（每空1分，共20分）

1.静力学中，力的三要素是大小、方向和（）。

2.平面力偶系平衡的充要条件是所有力偶矩的（）为零。

3.材料的强度指标包括（）强度和（）强度。

4.梁的内力包括（）和（）。

5.胡克定律的数学表达式为（），其中E为材料的（）。

6.受弯构件的三种破坏形态为（）破坏、（）破坏和（）破坏。

7.桁架计算的两个基本假设是（）和（）。

8.钢筋混凝土结构中，钢筋与混凝土的粘结力由（）、（）和（）组成。

9.钢结构的连接方式主要有（）连接、（）连接和（）连接。

三、简答题（每题6分，共30分）

1.简述平面任意力系的平衡条件及其物理意义。

2.什么是梁的平面弯曲？其发生的条件是什么？

3.受弯构件中，为什么需要配置受压钢筋？

4.比较螺栓连接与焊缝连接的优缺点。

5.简述框架结构的受力特点及适用范围。

四、计算题（共40分）

1.（10分）图示简支梁AB，跨度L=6m，承受均布荷载q=10kN/m和跨中集中力F=20kN。试绘制梁的剪力图和弯矩图，并标注关键截面的内力值。

2.（10分）一根圆形截面钢杆，直径d=20mm，长度L=2m，受轴向拉力F=50kN作用。已知钢材的弹性模量E=200GPa，许用应力[σ]=160MPa。试计算：（1）杆的轴力；（2）杆的应力；（3）杆的伸长量；（4）校核杆的强度是否满足要求。

3.（10分）矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=200mm×500mm，跨度L=4m，承受均布荷载q=25kN/m（包括自重）。已知混凝土的轴心抗压强度设计值fc=14.3MPa，钢筋的抗拉强度设计值fy=300MPa，梁的保护层厚度c=20mm，as=40mm（受拉钢筋合力点至截面受拉边缘的距离）。试计算梁的跨中最大弯矩设计值，并确定所需受拉钢筋的截面积As（提示：单筋矩形截面受弯构件正截面承载力公式：M≤α1fcbx(h0-x/2)，α1=1.0，h0=h-as）。

4.（10分）图示桁架结构，节点C受竖向荷载F=40kN作用。试计算各杆件的轴力，并判断受拉还是受压（提示：采用节点法，按顺序分析节点A、C、B）。

五、综合分析题（共40分）

1.（20分）某多层框架结构办公楼，采用钢筋混凝土框架体系，层高3.6m，柱网尺寸6m×6m。在水平地震作用下，结构将产生水平位移和层间侧移。结合建筑力学与结构知识，分析：（1）框架结构中梁、柱的受力特点；（2）水平地震作用对框架结构的影响；（3）设计中应采取哪些措施提高框架结构的抗震性能。

2.（20分）某工程中一根悬挑梁（挑出长度2m）