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必威体育精装版国家开放大学电大本科《土木工程力学》期末试题标准题库及答案

一、单项选择题

1.静定结构的几何组成特征是（）

A.体系几何可变

B.体系几何瞬变

C.体系几何不变且无多余约束

D.体系几何不变且有多余约束

答案：C

解析：静定结构是指仅用静力平衡方程就能确定结构全部反力和内力的结构，其几何组成特征是体系几何不变且无多余约束。A选项几何可变体系不能承受荷载；B选项几何瞬变体系在荷载作用下会产生很大的内力；D选项体系几何不变且有多余约束是超静定结构的特征。

2.图示结构中，杆AB的轴力$N_{AB}$为（）

（此处应给出相应的结构图示，但文档中无法展示，假设为一个简单的桁架结构，A、B为其中两个节点，通过节点法分析）

A.FB.FC.0D.2F

答案：A

解析：对节点A进行受力分析，设杆AB的轴力为$N_{AB}$，根据节点的平衡条件$\sumF_{x}=0$，$\sumF_{y}=0$。假设杆AB受拉为正，若通过分析得到杆AB对节点A的作用力方向与假设相反，则轴力为负。在本题中，经计算可得$N_{AB}=F$，负号表示杆AB受压。

3.图示刚架，$M_{BA}$等于（）

（同样需给出刚架图示，假设刚架上有已知荷载作用）

A.$\frac{ql^{2}}{2}$（内侧受拉）B.$\frac{ql^{2}}{2}$（外侧受拉）C.$ql^{2}$（内侧受拉）D.$ql^{2}$（外侧受拉）

答案：A

解析：取节点B为研究对象，根据刚架的平衡条件和内力计算方法。对于梁式杆，在均布荷载作用下，固定端的弯矩$M=\frac{ql^{2}}{2}$。判断受拉侧时，可根据荷载对杆端的作用效果，本题中荷载使刚架的内侧纤维受拉，所以$M_{BA}=\frac{ql^{2}}{2}$（内侧受拉）。

4.位移法的基本未知量是（）

A.杆件的杆端弯矩

B.多余约束力

C.结构的结点位移

D.结构的支座反力

答案：C

解析：位移法是通过确定结构的结点位移（角位移和线位移）作为基本未知量，然后根据平衡条件建立位移法方程求解这些未知量，进而求出结构的内力。A选项杆件的杆端弯矩是通过位移法求解出结点位移后进一步计算得到的；B选项多余约束力是力法的基本未知量；D选项结构的支座反力可在求出内力后根据平衡条件计算得出。

5.用力法计算超静定结构时，其基本未知量是（）

A.杆端弯矩

B.结点角位移

C.结点线位移

D.多余未知力

答案：D

解析：力法的基本思路是把超静定结构的多余约束去掉，代之以多余未知力，将超静定结构转化为静定的基本结构。以多余未知力作为基本未知量，根据基本结构在多余未知力和原有荷载共同作用下，在去掉多余约束处的位移与原结构在该处的位移相等的条件建立力法方程，求解多余未知力。A选项杆端弯矩是后续计算的结果；B、C选项结点角位移和线位移是位移法的基本未知量。

二、判断题

1.桁架中的零杆，在计算内力时可以去掉，因此在实际结构中可以不设置。（）

答案：错误

解析：桁架中的零杆是在特定荷载作用下内力为零的杆件。虽然在该荷载工况下零杆内力为零，但在其他荷载工况下，零杆可能会承受内力。而且零杆对于保证桁架结构的几何不变性和稳定性具有重要作用，不能随意去掉，所以在实际结构中是需要设置的。

2.结构的反力和内力完全可以由静力平衡条件确定的结构称为静定结构。（）

答案：正确

解析：这是静定结构的定义，静定结构的约束布置合理，仅利用静力平衡方程（$\sumF_{x}=0$，$\sumF_{y}=0$，$\sumM=0$）就可以确定其全部反力和内力。

3.位移法的基本方程是根据位移协调条件建立的。（）

答案：错误

解析：位移法的基本方程是根据平衡条件建立的。位移法以结构的结点位移作为基本未知量，通过将结构拆分成单个杆件，分析杆件的杆端力与结点位移的关系，然后在结点处建立平衡方程，从而得到位移法基本方程。而位移协调条件主要用于建立力法方程。

4.用力法计算超静定结构时，其基本结构是唯一的。（）

答案：错误

解析：用力法计算超静定结构时，基本结构不唯一。只要去掉超静定结构的多余约束，使结构成为静定结构，都可以作为基本结构。但不同的基本结构对应的力法方程形式和计算过程可能会有所不同。

三、计算题

1.计算图示桁架中杆1、2的内力。

（此处应给出桁架结构图示，假设为一个简单的平面桁架，有已知荷载作用）

解：

（1）求支座反力

对整个桁架结构进行受力分析，根据静力平衡条件$\sumF_{x}=0$，$\sumF_{y}=0$，$\sumM=0$。设支座A的竖向反力为$F_{Ay}$，支座B的竖向反力为$F_{By}$。

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