土木工程結(jié)構(gòu)力學應用知識點歸納

土木工程結(jié)構(gòu)力學應用知識點歸納姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.結(jié)構(gòu)力學的定義是什么？

A.研究結(jié)構(gòu)的受力、變形及其相互關(guān)系的科學。

B.研究材料力學性質(zhì)的科學。

C.研究流體力學問題的科學。

D.研究熱力學的科學。

2.結(jié)構(gòu)分析中的基本假設(shè)有哪些？

A.小變形假設(shè)、線性變形假設(shè)、小位移假設(shè)。

B.大變形假設(shè)、非線性變形假設(shè)、大位移假設(shè)。

C.穩(wěn)定假設(shè)、靜力平衡假設(shè)、幾何不變性假設(shè)。

D.動力平衡假設(shè)、運動學假設(shè)、動力學假設(shè)。

3.超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算方法是什么？

A.力法

B.位移法

C.摩爾庫侖法

D.荷載法

4.剛度法計算超靜定結(jié)構(gòu)的基本原理是什么？

A.利用結(jié)構(gòu)的整體剛度矩陣求解位移。

B.利用結(jié)構(gòu)的局部剛度矩陣求解內(nèi)力。

C.利用結(jié)構(gòu)的彈性模量求解變形。

D.利用結(jié)構(gòu)的慣性矩求解轉(zhuǎn)動慣量。

5.結(jié)構(gòu)靜力圖的繪制方法有哪些？

A.線性靜力法、幾何靜力法、能量法。

B.有限元法、數(shù)值分析、數(shù)值模擬。

C.模態(tài)分析、響應分析、譜分析。

D.實驗法、現(xiàn)場測試、數(shù)據(jù)分析。

6.柱子的壓縮破壞有哪些形式？

A.屈曲破壞、局部屈曲破壞、整體屈曲破壞。

B.橫截破壞、剪切破壞、疲勞破壞。

C.裂紋破壞、剝落破壞、腐蝕破壞。

D.塑性變形、彈性變形、應力集中。

7.筋材和混凝土在構(gòu)件中的作用是什么？

A.筋材提供抗拉強度，混凝土提供抗壓強度。

B.筋材和混凝土共同提供抗剪強度。

C.筋材提供抗彎強度，混凝土提供抗扭強度。

D.筋材和混凝土共同提供抗扭強度。

8.常見結(jié)構(gòu)的力學模型有哪些？

A.桿件模型、板殼模型、空間結(jié)構(gòu)模型。

B.線性模型、非線性模型、穩(wěn)定模型。

C.靜態(tài)模型、動態(tài)模型、有限元模型。

D.材料模型、幾何模型、邊界條件模型。

答案及解題思路：

1.答案：A

解題思路：結(jié)構(gòu)力學是研究結(jié)構(gòu)受力、變形及其相互關(guān)系的科學。

2.答案：C

解題思路：結(jié)構(gòu)分析的基本假設(shè)包括結(jié)構(gòu)的幾何不變性、材料的線性彈性、小變形等。

3.答案：B

解題思路：超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算通常采用位移法，通過結(jié)構(gòu)剛度矩陣求解位移。

4.答案：A

解題思路：剛度法通過構(gòu)建結(jié)構(gòu)的整體剛度矩陣，利用矩陣方程求解結(jié)構(gòu)的位移。

5.答案：A

解題思路：結(jié)構(gòu)靜力圖的繪制方法主要包括線性靜力法、幾何靜力法和能量法。

6.答案：A

解題思路：柱子的壓縮破壞形式包括屈曲破壞、局部屈曲破壞和整體屈曲破壞。

7.答案：A

解題思路：筋材和混凝土在構(gòu)件中分別提供抗拉和抗壓強度，共同構(gòu)成構(gòu)件的受力功能。

8.答案：A

解題思路：常見結(jié)構(gòu)的力學模型包括桿件模型、板殼模型和空間結(jié)構(gòu)模型等。二、填空題1.結(jié)構(gòu)力學的核心內(nèi)容是結(jié)構(gòu)的受力分析與計算。

2.結(jié)構(gòu)的變形可以分為幾何變形和內(nèi)力變形。

3.結(jié)構(gòu)力學的分析方法有靜力平衡法和虛功原理法。

4.梁的受力類型包括軸力和剪力。

5.桁架結(jié)構(gòu)的支座類型主要有固定鉸支座、固定支座和滾動支座。

6.結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算方法有單位荷載法、力法和位移法。

7.材料的彈性模量E與材料的彈性變形能力有關(guān)。

8.鋼筋混凝土構(gòu)件中，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用主要是通過機械咬合作用產(chǎn)生的。

答案及解題思路：

答案：

1.結(jié)構(gòu)受力分析與計算

2.幾何變形、內(nèi)力變形

3.靜力平衡法、虛功原理法

4.軸力、剪力

5.固定鉸支座、固定支座、滾動支座

6.單位荷載法、力法、位移法

7.材料的彈性變形能力

8.機械咬合作用

解題思路：

1.結(jié)構(gòu)力學的核心是研究結(jié)構(gòu)在受力后的響應，即受力分析和計算。

2.結(jié)構(gòu)的變形通常包括幾何變形（形狀改變）和內(nèi)力變形（尺寸改變）。

3.結(jié)構(gòu)力學的分析方法中，靜力平衡法基于力的平衡條件，而虛功原理法基于功的原理。

4.梁作為一種常見的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主要受到軸力和剪力兩種基本力的作用。

5.桁架結(jié)構(gòu)由于其連接方式不同，支座類型有固定鉸支座（允許旋轉(zhuǎn)）、固定支座（限制轉(zhuǎn)動和移動）和滾動支座（限制移動，允許旋轉(zhuǎn)）。

6.結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算方法多種多樣，包括單位荷載法、力法和位移法，這些方法都基于不同的力學原理和假設(shè)。

7.彈性模量是衡量材料彈性變形能力的參數(shù)，它與材料本身的性質(zhì)有關(guān)。

8.鋼筋混凝土構(gòu)件的粘結(jié)作用是指鋼筋與混凝土之間相互作用的力學效果，主要由于鋼筋和混凝土之間的機械咬合作用形成。三、簡答題1.簡述結(jié)構(gòu)力學的任務和作用。

答案：結(jié)構(gòu)力學的任務是通過理論分析和實驗研究，研究結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的力學行為，包括結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性。其作用在于保證結(jié)構(gòu)的安全、可靠和高效，為土木工程設(shè)計和施工提供理論依據(jù)。

2.簡述結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的分類。

答案：結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)可分為靜力平衡狀態(tài)和動力平衡狀態(tài)。靜力平衡狀態(tài)指結(jié)構(gòu)在靜荷載作用下保持平衡；動力平衡狀態(tài)指結(jié)構(gòu)在動荷載作用下保持平衡。

3.簡述結(jié)構(gòu)力學分析的基本步驟。

答案：結(jié)構(gòu)力學分析的基本步驟包括：建立結(jié)構(gòu)模型、確定荷載、進行受力分析、計算內(nèi)力、分析結(jié)構(gòu)變形、校核結(jié)構(gòu)安全性和經(jīng)濟性。

4.簡述結(jié)構(gòu)力學分析中常用的符號表示。

答案：結(jié)構(gòu)力學分析中常用的符號表示包括：F表示力，N表示軸力，M表示彎矩，V表示剪力，θ表示角度，δ表示位移，λ表示跨度等。

5.簡述超靜定結(jié)構(gòu)位移計算的基本方法。

答案：超靜定結(jié)構(gòu)位移計算的基本方法包括單位荷載法、力法、位移法等。其中，單位荷載法是通過在結(jié)構(gòu)上施加單位荷載來計算位移；力法是通過求解未知力來計算位移；位移法是通過求解未知位移來計算位移。

6.簡述梁的受力特點及其受力狀態(tài)。

答案：梁的受力特點包括承受彎矩和剪力。梁的受力狀態(tài)可分為純彎狀態(tài)、純剪狀態(tài)和彎剪狀態(tài)。在純彎狀態(tài)下，梁主要承受彎矩；在純剪狀態(tài)下，梁主要承受剪力；在彎剪狀態(tài)下，梁同時承受彎矩和剪力。

7.簡述桁架結(jié)構(gòu)的主要特點及其計算方法。

答案：桁架結(jié)構(gòu)的主要特點包括由桿件組成，節(jié)點為鉸接，主要承受軸向力。桁架結(jié)構(gòu)的計算方法包括節(jié)點法、截面法等。節(jié)點法是通過分析節(jié)點受力情況來計算桿件內(nèi)力；截面法是通過分析截面受力情況來計算桿件內(nèi)力。

8.簡述鋼筋混凝土構(gòu)件的受力功能。

答案：鋼筋混凝土構(gòu)件的受力功能包括抗拉功能、抗壓功能和抗彎功能。在抗拉功能方面，鋼筋混凝土構(gòu)件具有較好的延性；在抗壓功能方面，鋼筋混凝土構(gòu)件具有較高的承載能力；在抗彎功能方面，鋼筋混凝土構(gòu)件具有良好的剛度和穩(wěn)定性。

解題思路內(nèi)容：四、計算題1.計算下列超靜定結(jié)構(gòu)的支座反力和內(nèi)力。

題目描述：已知一超靜定結(jié)構(gòu)，受力情況如圖所示，求解支座反力及各桿件的軸力、彎矩和剪力。

美觀留白：

圖1：超靜定結(jié)構(gòu)示意圖

解答內(nèi)容：（此處應插入圖片）

2.計算下列結(jié)構(gòu)的位移。

題目描述：如圖所示的懸臂梁，受集中力F作用，計算端點C的垂直位移。

美觀留白：

圖2：懸臂梁示意圖

解答內(nèi)容：（此處應插入圖片）

3.計算下列梁的內(nèi)力。

題目描述：一簡支梁，跨中受集中力F作用，計算梁的彎矩和剪力。

美觀留白：

圖3：簡支梁示意圖

解答內(nèi)容：（此處應插入圖片）

4.計算下列桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。

題目描述：一平面桁架，在節(jié)點A處受集中力F作用，計算各桿件的軸力。

美觀留白：

圖4：桁架結(jié)構(gòu)示意圖

解答內(nèi)容：（此處應插入圖片）

5.計算下列結(jié)構(gòu)的彎矩和剪力。

題目描述：一連續(xù)梁，左端固定，右端自由，在中間加載一集中力F，計算梁的彎矩和剪力分布。

美觀留白：

圖5：連續(xù)梁示意圖

解答內(nèi)容：（此處應插入圖片）

6.計算下列結(jié)構(gòu)的支座反力。

題目描述：一三鉸拱結(jié)構(gòu)，受集中力F作用在拱頂，求拱腳的反力。

美觀留白：

圖6：三鉸拱結(jié)構(gòu)示意圖

解答內(nèi)容：（此處應插入圖片）

7.計算下列結(jié)構(gòu)的應力。

題目描述：一實心圓柱，受軸向力F作用，計算圓柱的應力。

美觀留白：

圖7：實心圓柱示意圖

解答內(nèi)容：（此處應插入圖片）

8.計算下列構(gòu)件的截面慣性矩。

題目描述：一矩形截面簡支梁，求其截面慣性矩。

美觀留白：

圖8：矩形截面梁示意圖

解答內(nèi)容：（此處應插入圖片）

答案及解題思路：

1.支座反力和內(nèi)力的解答思路：首先通過靜力學平衡方程計算支座反力，然后利用單位荷載法或位移法計算各桿件的軸力、彎矩和剪力。

2.位移的解答思路：使用虛功原理或直接利用彎曲梁的位移公式計算。

3.梁的內(nèi)力的解答思路：根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力情況，分別計算彎矩和剪力，對于簡支梁，可以使用彎矩圖和剪力圖來分析。

4.桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力的解答思路：對桁架結(jié)構(gòu)進行節(jié)點分析，利用節(jié)點平衡方程求解各桿件的軸力。

5.彎矩和剪力的解答思路：繪制彎矩圖和剪力圖，根據(jù)力的作用點、方向和大小計算相應位置的彎矩和剪力。

6.支座反力的解答思路：對結(jié)構(gòu)進行靜力分析，使用平衡方程求解支座反力。

7.結(jié)構(gòu)的應力的解答思路：使用應力公式，如軸向應力、彎曲應力等，結(jié)合材料特性和力的大小計算應力。

8.截面慣性矩的解答思路：根據(jù)截面形狀和尺寸，應用截面慣性矩的計算公式進行計算。五、論述題1.論述結(jié)構(gòu)力學分析中位移計算方法的應用。

位移計算方法是結(jié)構(gòu)力學分析中的一項基本任務，主要應用于以下方面：

（1）確定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形情況，為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)；

（2）分析結(jié)構(gòu)的剛度，判斷結(jié)構(gòu)是否滿足使用要求；

（3）預測結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，保證結(jié)構(gòu)的安全性；

（4）為結(jié)構(gòu)維修和加固提供參考。

解題思路：

根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料特性及邊界條件，建立結(jié)構(gòu)的力學模型；

采用有限元、虛功原理等方法求解結(jié)構(gòu)的位移；

分析位移分布情況，驗證結(jié)構(gòu)的可靠性。

2.論述結(jié)構(gòu)力學分析中結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算方法的應用。

結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算是結(jié)構(gòu)力學分析的重要環(huán)節(jié)，主要應用于以下方面：

（1）確定結(jié)構(gòu)的應力分布，判斷結(jié)構(gòu)是否滿足強度要求；

（2）分析結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證結(jié)構(gòu)不會發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象；

（3）為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供內(nèi)力數(shù)據(jù)，以便進行截面設(shè)計和材料選擇；

（4）為結(jié)構(gòu)加固和維修提供依據(jù)。

解題思路：

根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料特性及荷載情況，建立結(jié)構(gòu)的力學模型；

采用靜力平衡方程、材料力學方程等方法求解結(jié)構(gòu)的內(nèi)力；

分析內(nèi)力分布情況，驗證結(jié)構(gòu)的可靠性。

3.論述結(jié)構(gòu)力學分析中材料力學功能的影響。

材料力學功能是結(jié)構(gòu)力學分析的重要基礎(chǔ)，主要影響因素包括：

（1）材料的彈性模量、泊松比等基本參數(shù)；

（2）材料的強度、韌性等功能；

（3）材料的疲勞功能；

（4）溫度、濕度等環(huán)境因素對材料功能的影響。

解題思路：

了解各種材料的力學功能；

根據(jù)實際應用需求，選取合適的材料；

分析材料功能對結(jié)構(gòu)力學行為的影響。

4.論述結(jié)構(gòu)力學分析中幾何構(gòu)造的影響。

幾何構(gòu)造對結(jié)構(gòu)力學行為有重要影響，主要表現(xiàn)在：

（1）結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性；

（2）結(jié)構(gòu)的受力情況；

（3）結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力分布；

（4）結(jié)構(gòu)的抗震功能。

解題思路：

分析結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸；

根據(jù)幾何構(gòu)造特點，建立力學模型；

分析幾何構(gòu)造對結(jié)構(gòu)力學行為的影響。

5.論述結(jié)構(gòu)力學分析中結(jié)構(gòu)形式的影響。

結(jié)構(gòu)形式對結(jié)構(gòu)力學行為有重要影響，主要表現(xiàn)在：

（1）結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性；

（2）結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力分布；

（3）結(jié)構(gòu)的抗震功能；

（4）結(jié)構(gòu)的施工和維護。

解題思路：

分析不同結(jié)構(gòu)形式的力學特點；

根據(jù)實際應用需求，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式；

分析結(jié)構(gòu)形式對結(jié)構(gòu)力學行為的影響。

6.論述結(jié)構(gòu)力學分析中環(huán)境因素的影響。

環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)力學行為有重要影響，主要表現(xiàn)在：

（1）溫度、濕度等環(huán)境因素對材料功能的影響；

（2）地震、風荷載等自然災害對結(jié)構(gòu)的影響；

（3）結(jié)構(gòu)在長期使用過程中的腐蝕、老化等影響。

解題思路：

分析環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)力學行為的影響；

根據(jù)實際應用需求，采取相應的防護措施；

評估環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)力學行為的影響。

7.論述結(jié)構(gòu)力學分析在工程設(shè)計中的應用。

結(jié)構(gòu)力學分析在工程設(shè)計中的應用主要體現(xiàn)在：

（1）結(jié)構(gòu)方案設(shè)計；

（2）結(jié)構(gòu)選型；

（3）