山东农业大学《工程力学与结构》(专升本)期末复习题.docx
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1、工程力学与结构期末考试复习题注:找到所考试题直接看该试题所有题目和答案即可。查找按键:CtrWF一、简答题(每题5分,共8道小题,总分值40分)L影响斜截面受剪承载力的主要因素?正确答案:混凝土的强度等级、配箍率和箍筋强度、剪跨比。2 .提高压杆稳定性的措施?正确答案:改善支承条件;采用合理的截面形式。3 .什么叫少筋梁、适筋梁和超筋梁?在实际工程中为什么应避免采用少筋梁和超筋梁?正确答案:当纵向配筋率适中时,纵向钢筋的屈服先于受压区混凝土被压碎,梁是因钢筋受拉屈服而逐渐破坏的,破坏过程较长,有一定的延性,称之为适筋破坏,相应的梁称为适筋梁。当纵向配筋率过高时,纵向钢筋还未屈服,受压区混凝土就
2、被压碎,梁是因混凝土被压碎而破坏的,破坏过程较短,延性差,破坏带有明显的脆性,称之为超筋破坏,相应的梁称为超筋梁。当纵向配筋率过低时,梁一旦开裂,纵向钢筋即屈服,甚至进入强化阶段,梁的承载力与同截面的素混凝土梁相当,梁是因配筋率过低而破坏的,破坏过程短,延性差,称之为少筋破坏,相应的梁称为少筋梁。超筋梁配置了过多的受拉钢筋,造成钢材的浪费,且破坏前没有预兆;少筋梁的截面尺寸过大,故不经济,且是属于脆性破坏,故在实际工程中应避免采用少筋梁和超筋梁。4 .加减平衡力系原理。正确答案:在一力系上加上或减去一个平衡力系,不改变原力系对刚体的作用效果。5 .钢筋混凝土梁破坏时有何特点?钢筋和混凝土是如何
3、共同工作的?正确答案:配置钢筋后,钢筋混凝土梁的承载力比素混凝土梁大大提高,钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用,且破坏过程有明显预兆。但从开裂荷载到屈服荷载,在很长的过程带裂缝工作。通常裂缝宽度很小,不致影响正常使用。但裂缝导致梁的刚度显著降低,使得钢筋混凝土梁不利于大跨度结构。钢筋与混凝土之所以能很好的协同工作,主要是由于:国钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力,在荷载作用下,可以保证两种材料协调变形,共同受力;回钢筋与混凝土的温度线膨胀系数(钢材为1.210-5,混凝土为(LO1.5)l0-5)基本相同,因此当温度变化时,两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏。6
4、.杆件的强度条件可以解决哪三类问题?正确答案:强度校核、设计、确定允许荷载。7 .钢筋与混凝土的黏结力的组成。正确答案:化学胶着力、摩擦力、机械咬合力。8 .斜裂缝有几种类型?有何特点?正确答案:斜裂缝主要有两类:腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。在中和轴附近,正应力小,剪应力大,主拉应力方向大致为45。当荷载增大,拉应变达到混凝土的极限拉应变值时,混凝土开裂,沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝,称为腹剪斜裂缝。腹剪斜裂缝中间宽两头细,呈枣核形,常见于薄腹梁中。在剪弯区段截面的下边缘,主拉应力还是水平向的,所以,在这些区段仍可能首先出现一些较短的垂直裂缝,然后延伸成斜裂缝,向集中荷载作用点发展,这种由垂直裂
5、缝引伸而成的斜裂缝的总体,称为弯剪斜裂缝。这种裂缝上细下宽。二、综合题(每题10分,共1道小题,总分值10分)L变截面杆受力如图,P=20kNoAl=400mm2,A2=300mm2,A3=200mm2o材料的E=200GPao试求:(1)绘出杆的轴力图;(2)计算杆内各段横截面上的正应力;计算A端的位移。(三题图)(IO分)正确答案:三、解:(1)杆的轴力图如图所示,各段的轴力Nl=-IOfcV,N1=-40JtV,N3=IokN(2)各段横截面上的正应力为M _ -IOxlO3W = 400x10-6-2510P-25PN2 _ -40 XIO3T = 300 IO6= -13.3107P
6、 = -133.WPNi _ IOxlO3 N- 200lOT51Q1 Pa = SOMPa(3) A端的位移为“=Zj + Z. + Z3N1I1 N2I2 M,3-IOXlo3 X0 3亘 - EA2 - EA - 200 109 400 IO6-40103x0.4 IOxlO3 X0.4200 109 30010 *2OO1O92OO1O6=-2.04 X 104 m = -0.204加冽三、作图题(每题15分,共1道小题,总分值15分) L作图示梁的剪力图与弯矩图正确答案:四、计算题(每题15分,共1道小题,总分值15分)L某T形梁承担弯矩设计值M=168kNm,截面尺寸如图所示,混凝
7、土为C20(fc=9.6Nmm2),钢筋为团级(fy=300Nmm2),试计算受拉钢筋的面积As。正确答案:ha=h-60=500-60=440(mm)(1)判断类型“历盟(标一学)=】0X9.6X380X100(440-啜=142.27X10t(Nmm)=142(kNm)M及于第二类T形假面.评分标准:公式占2分,计算2分,此步共4分。天2)计算A1由式(826)至式(8.29)得_l,S-6)吐二MU96X(3801时)XlQg_640(mm?),一/,300M2=SM品一学)=1.09.6X(380180)100X(440-=74.8810l(Nmm)=74.88(kNm)fl三f-fl
8、-168-74.88三93.12(kNm)M93,12X10C97ftaHajtbh*1.0X9.6X18044O,一,Jl2%=0334V4三三055aHOJtbho.1.0X9.6X180X03344的.847(m)-300A,=A,l+Att-847640=1487ALaoBD杆的体积应为h-cosSind-sin2显然,当8=3时,V最小,亦即重里最轻。4工程力学与结构期末考试复习题注:找到所考试题直接看该试题所有题目和答窠即可。查找按键:CtrWF一、简答题(每题5分,共8道小题,总分值40分)L斜裂缝有几种类型?有何特点?纠错正确答案:斜裂缝主要有两类:腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。在中
9、和轴附近,正应力小,剪应力大,主拉应力方向大致为45。当荷载增大,拉应变达到混凝土的极限拉应变值时,混凝土开裂,沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝,称为腹剪斜裂缝。腹剪斜裂缝中间宽两头细,呈枣核形,常见于薄腹梁中。在剪弯区段截面的下边缘,主拉应力还是水平向的,所以,在这些区段仍可能首先出现一些较短的垂直裂缝,然后延伸成斜裂缝,向集中荷载作用点发展,这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体,称为弯剪斜裂缝。这种裂缝上细下宽。2 .钢筋混凝土梁破坏时有何特点?钢筋和混凝土是如何共同工作的?正确答案:配置钢筋后,钢筋混凝土梁的承载力比素混凝土梁大大提高,钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用,且破坏
10、过程有明显预兆。但从开裂荷载到屈服荷载,在很长的过程带裂缝工作。通常裂缝宽度很小,不致影响正常使用。但裂缝导致梁的刚度显著降低,使得钢筋混凝土梁不利于大跨度结构。钢筋与混凝土之所以能很好的协同工作,主要是由于:回钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力,在荷载作用下,可以保证两种材料协调变形,共同受力;包钢筋与混凝土的温度线膨胀系数(钢材为1.210-5,混凝土为(Lo1.5)xl5)基本相同,因此当温度变化时,两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏。3 .提高压杆稳定性的措施?正确答案:改善支承条件;采用合理的截面形式。4 .影响钢筋和混凝土粘结强度的主要因素有哪些?为保证钢筋和混凝
11、土之间有足够的粘结力要采取哪些措施?正确答案:钢筋混凝土受力后会沿钢筋和混凝土接触面上产生剪应力,称为粘结应力。影响粘结强度的主要因素有混凝土强度、保护层厚度、钢筋净间距、横向配筋、侧向压应力及浇筑混凝土时钢筋的位置等。为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力,可采用以下措施:D采用变形钢筋;2)选择适当的钢筋间距;3)使用横向钢筋;4)满足混凝土保护层最小厚度的要求;5)保证最小搭接长度和锚固长度;6)在钢筋端部设置弯钩。5 .力线平移定理。正确答案:作用在刚体的一个力可以平行搬移到刚体的任一点上,但必须在原力与新作用点所决定的平面内,附加一力偶,附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的力矩。6.钢
12、筋与混凝土的黏结力的组成。正确答案:化学胶着力、摩擦力、机械咬合力。7 .钢筋混凝土受心构件斜截面的破坏,有哪三种形态?影响斜截面的受剪破坏形态的主要因素是什么?正确答案:三种破坏形态:斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏。8 .杆件的强度条件可以解决哪三类问题?正确答案:强度校核、设计、确定允许荷载。二、综合题(每题10分,共1道小题,总分值10分)1.图示桁架为钢木结构,其中杆AB为钢杆,截面面积AAB=IO3mm2,许用应力l=140MPa,杆AC为木杆,截面面积AAC=IO4mm2,许用应力2=7MPa。若要求两杆的应力同时达到许用应力,问结构的承载值以及两杆之间的夹角各为多少?(IO 分)正
13、确答案:解:依的意:要求两杆同时达到许用应力即认为两杆同时破坏时,将点人的受力如图(b)所示,即杆48、AC的轴力均用OM代e.所以2 F, - Fnk + Fnm8 0Z F, B - F + FzxasinG = 0由式将听以三式科7 X 10 140 X 10,F = FsAinS =刃IAAjSin60 140 10* X i- 121. ZkN三、作图题(每题15分,共1道小题,总分值15分) L作图示梁的剪力图与弯矩图正确答案:(b)四、计算题(每题15分,共1道小题,总分值15分)L某T形梁承担弯矩设计值M=168kNm,截面尺寸如图所示,混凝土为C20(fc=9.6Nmm2),
14、钢筋为团级(fy=300Nmm2),试计算受拉钢筋的面积As。正确答案:ho=h-60=500-60=440(mm)(I)判断类型ajtbhh9一与=】OX9.6X380X100(440-啜=142.27XlNmm)=142(kNm)M战于第二类T形垓面.评分标准:公式占2分,计算2分,此步共土分。.(2)计算At由式(8.26)至式(8.29)得%,=S;-6)=1.0X9.6X380-180)XlQQ.640(mm?)Jf300M=S7-6闺(儿一学)=1.09.6X(380-180)X1001440-=74.88l(Nmm)=74.88(kNm)fl三M-ft-168-74.88H93.
15、12(kNm)Ml93,12X10C97ftHaxftbh*1.0X9.6X180X44O,一Jl2%=0.334V4R0554H3M.1.0X9.X180x.0334.X4也847(mmft300A,Atl+A,t847640-1487mm,)五、证明题(每题20分,共1道小题,总分值20分)1.已知T形截面尺寸b=200mm,bf=400mm,hf=100mm,h=600mm,混凝土为C20(fc=9.6Nmm2),钢筋为团级(fy=300Nmm2),AS=1847mm2,设计弯矩M=252kNm,试验算截面是否安全。正确答案:由已知条件:。6Nmm2,y300Nmm,.AQ=600-(2
16、5+:j=561(mm)=LOX9.6400100384000(Nmm)f,At=300X1847-5541OO(N-nm)ajtbtfhtf/,儿,属于第二类T形截面.M=168(kNm)故此戴而安全.工程力学与结构期末考试复习题注:找到所考试题直接看该试题所有题目和答案即可。查找按键:CtrkF一、简答题(每题5分,共8道小题,总分值40分)L两根长度及横截面面积相同,但材料不同的等截面直杆。当它们所受轴力相等时,试说明:(1)两杆横截面上的应力是否相等?(2)两杆的强度是否相同?(3)两杆的总变形是否相同?正确答案:(1)相等;(2)不同;(3)不相同。2 .影响钢筋和混凝土粘结强度的主
17、要因素有哪些?为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施?正确答案:钢筋混凝土受力后会沿钢筋和混凝土接触面上产生剪应力,称为粘结应力。影响粘结强度的主要因素有混凝土强度、保护层厚度、钢筋净间距、横向配筋、侧向压应力及浇筑混凝土时钢筋的位置等。为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力,可采用以下措施:D采用变形钢筋;2)选择适当的钢筋间距;3)使用横向钢筋;4)满足混凝土保护层最小厚度的要求;5)保证最小搭接长度和锚固长度;6)在钢筋端部设置弯钩。3 .钢筋与混凝土的黏结力的组成。正确答案:化学胶着力、摩擦力、机械咬合力。4 .压杆的稳定性与哪些因素有关?正确答案:材料、杆长、约束条件、截面
18、的形状与尺寸。5 .力线平移定理。正确答案:作用在刚体的一个力可以平行搬移到刚体的任一点上,但必须在原力与新作用点所决定的平面内,附加一力偶,附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的力矩。6.影响斜截面受剪承载力的主要因素?正确答案:混凝土的强度等级、配箍率和箍筋强度、剪跨比。7 .可谓中性层?何谓中性轴?正确答案:中性层:平面弯曲梁上即不受拉也不受压的纤维组成的平面。中性轴:中性层与横截面的交线。8 .加减平衡力系原理。正确答案:在一力系上加上或减去一个平衡力系,不改变原力系对刚体的作用效果。二、综合题(每题10分,共1道小题,总分值10分)1.图示桁架为钢木结构,其中杆AB为钢杆,截面面积AA
19、B=Io3mm2,许用应力l=140MPa,杆AC为木杆,截面面积AAC=Io4mm2,许用应力R2=7MPa0若要求两杆的应力同时达到许用应力,问结构的承载值以及两杆之间的夹角各为多少?(IO分)正确答案:nt*lwe*iM解:依依息:要求两杆同时达到许用应力,即认为两杆同时破坏时,节点A的发力如图(b)所示,即杆A8、AC的轴力均用0A代替.所以F,-Fkc+FZAJlCOSff三0ZF,=F+FNAesin8三0由式阳cos夕海JNAe1 JIAAe7 X 10140 10,O - 60,听以m式科F=F5QinG=WIAwein60,-14010,=121.ZkN三、作图题(每题15分
20、,共1道小题,总分值15分)L作图示梁的剪力图、弯矩图正确答案:M四、计算题(每题15分,共1道小题,总分值15分)L如图所示平面构架中,A处为固定端,E为固定较支座,杆AB,ED与直角曲杆BCD较接。己知AB杆受均布荷载q作用,杆ED受一矩为M的力偶作用。若杆的重量及摩擦不计。求A、E处的约束反力。t(1)如图33b所求.曲钎HCO是二力杆.B.。离受力名沿着助连攻,*肝为分离体由力,只用力“平依E蚣的的束力/,弓皎/)处的约束力TX构或一财力偶.受力分析如IB33e所示.“举方秀.MF,X3&纷0(I)*得用l%若加(2)取为分离体.均布俄荷用集中力吊“代.F,-2af,工力用M3-:M所
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