結(jié)構(gòu)力學(xué)考前模擬試題集錦前言結(jié)構(gòu)力學(xué)作為土木工程、機(jī)械工程等工科專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，其理論性與實(shí)踐性均較強(qiáng)，對學(xué)習(xí)者的邏輯思維能力和空間想象能力要求較高。為幫助同學(xué)們在考前高效復(fù)習(xí)，鞏固所學(xué)知識，熟悉常見題型與解題思路，提升應(yīng)試能力，特編撰此《結(jié)構(gòu)力學(xué)考前模擬試題集錦》。本集錦力求覆蓋結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的核心知識點(diǎn)，試題難度梯度分明，既有基礎(chǔ)概念的辨析，也有綜合應(yīng)用的拔高，希望能為大家的備考之路提供有力的支持。請同學(xué)們在獨(dú)立完成試題后，對照參考答案進(jìn)行反思總結(jié)，查漏補(bǔ)缺，力求在考試中取得理想成績。模擬試題集錦一、選擇題(每題3分，共15分)1.在進(jìn)行體系的幾何組成分析時，一個剛片在平面內(nèi)的自由度為：A.1B.2C.3D.42.靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計算的主要依據(jù)是：A.平衡條件B.物理?xiàng)l件C.幾何條件D.平衡條件和幾何條件3.用力法求解超靜定結(jié)構(gòu)時，其基本未知量為：A.結(jié)點(diǎn)位移B.多余約束力C.支座反力D.桿端內(nèi)力4.位移法典型方程的物理意義是：A.結(jié)構(gòu)的平衡條件B.結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)條件C.結(jié)點(diǎn)的平衡條件D.基本結(jié)構(gòu)的附加約束反力為零5.影響線的縱標(biāo)表示：A.單位移動荷載在某一位置時，結(jié)構(gòu)某量值的大小B.移動荷載在任意位置時，結(jié)構(gòu)某量值的最大值C.單位移動荷載沿結(jié)構(gòu)移動時，某指定截面某量值的變化規(guī)律D.移動荷載作用下，結(jié)構(gòu)某量值隨荷載位置變化的曲線二、填空題(每空2分，共20分)1.幾何不變體系的組成規(guī)則主要有二元體規(guī)則、_______和_______。2.靜定梁的內(nèi)力圖中，彎矩圖在集中力偶作用處將發(fā)生_______。3.計算結(jié)構(gòu)位移時，虛功原理的應(yīng)用條件是_______。4.力法方程中，主系數(shù)δii恒為_______值，副系數(shù)δij具有_______性。5.用位移法計算剛架時，典型方程的系數(shù)kij表示_______。6.桁架中的零桿是指_______的桿件，其存在對桁架的幾何不變性_______（填“有”或“無”）影響。7.結(jié)構(gòu)的自振頻率僅與結(jié)構(gòu)的_______和_______有關(guān)。三、簡答題(每題5分，共15分)1.簡述靜定結(jié)構(gòu)的特性。2.簡述用圖乘法計算結(jié)構(gòu)位移的步驟及適用條件。3.試比較力法和位移法在求解超靜定結(jié)構(gòu)時的基本思路和異同點(diǎn)。四、計算題(共50分)1.（10分）試對圖示平面體系進(jìn)行幾何組成分析，判斷其是否為幾何不變體系，有無多余約束，若有，指出多余約束的數(shù)目。（注：請在答題時畫出簡圖并標(biāo)明各部件）*（此處應(yīng)有一簡單平面體系簡圖，例如：由幾個剛片通過鉸和鏈桿連接而成）*2.（12分）試作圖示靜定剛架的彎矩圖、剪力圖和軸力圖。已知各桿EI為常數(shù)，荷載如圖所示。（注：請在答題時畫出剛架簡圖及荷載）*（此處應(yīng)有一靜定剛架簡圖，例如：一兩跨或三跨的門式剛架，承受集中荷載或均布荷載）*3.（14分）試用力法計算圖示超靜定結(jié)構(gòu)，并繪制其彎矩圖。已知各桿EI為常數(shù)，荷載及結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。取圖示基本體系。（注：請在答題時畫出超靜定結(jié)構(gòu)簡圖、荷載及所取基本體系）*（此處應(yīng)有一超靜定結(jié)構(gòu)簡圖，例如：一兩跨連續(xù)梁或一個簡單的超靜定剛架，次數(shù)為一次或兩次）*4.（14分）試用位移法計算圖示剛架，繪制彎矩圖。已知各桿EI為常數(shù)，且EI=常數(shù)，荷載如圖所示。（注：請在答題時畫出剛架簡圖及荷載）*（此處應(yīng)有一適用位移法求解的剛架簡圖，例如：具有一個或兩個獨(dú)立結(jié)點(diǎn)線位移/角位移的剛架）*參考答案與提示一、選擇題1.C2.A3.B4.D5.C二、填空題1.兩剛片規(guī)則，三剛片規(guī)則2.突變（或轉(zhuǎn)折）3.力系平衡，位移協(xié)調(diào)4.正，互等5.由單位結(jié)點(diǎn)位移引起的相應(yīng)約束反力6.軸力為零，有7.質(zhì)量分布，剛度分布三、簡答題1.靜定結(jié)構(gòu)的特性：*幾何特征：幾何不變且無多余約束。*靜力特征：全部反力和內(nèi)力可由靜力平衡條件唯一確定。*荷載等效性：當(dāng)靜定結(jié)構(gòu)的某一幾何不變部分上的荷載作等效變換時，僅該部分的內(nèi)力發(fā)生變化，其余部分內(nèi)力不變。*構(gòu)造變換影響：靜定結(jié)構(gòu)的某一幾何不變部分被另一等效的幾何不變部分替換，其余部分的內(nèi)力不變。*溫度變化、支座位移、材料收縮、制造誤差等非荷載因素不引起靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。2.圖乘法計算結(jié)構(gòu)位移的步驟及適用條件：*步驟：1.繪制結(jié)構(gòu)在實(shí)際荷載作用下的彎矩圖（MP圖）。2.選取與擬求位移相應(yīng)的虛擬力狀態(tài)，繪制虛擬單位力（或單位力偶）作用下的彎矩圖（M圖）。3.對MP圖和M圖進(jìn)行圖乘，即計算∫(MP*M)/EIdx的值，除以EI（若EI為常數(shù)可提至積分號外），即得所求位移。*適用條件：1.桿軸為直線。2.EI為常數(shù)（或在各分段內(nèi)為常數(shù)）。3.兩個彎矩圖中至少有一個為直線圖形。3.力法與位移法的比較：*力法基本思路：以多余約束力作為基本未知量，解除多余約束得到靜定的基本體系，根據(jù)基本體系在多余約束處的位移與原結(jié)構(gòu)一致的條件（位移協(xié)調(diào)條件）建立力法典型方程，求解多余約束力后，按靜定結(jié)構(gòu)方法求其余反力和內(nèi)力。*位移法基本思路：以結(jié)構(gòu)的獨(dú)立結(jié)點(diǎn)位移（線位移和角位移）作為基本未知量，建立各桿的桿端彎矩與結(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系（轉(zhuǎn)角位移方程），根據(jù)結(jié)點(diǎn)的平衡條件建立位移法典型方程，求解結(jié)點(diǎn)位移后，再由轉(zhuǎn)角位移方程計算各桿桿端內(nèi)力。*異同點(diǎn)：*相同點(diǎn)：均是求解超靜定結(jié)構(gòu)的基本方法；都需綜合考慮平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件。*不同點(diǎn)：*基本未知量不同：力法是多余約束力，位移法是結(jié)點(diǎn)位移。*基本體系不同：力法是靜定結(jié)構(gòu)，位移法是將各桿固定后形成的單跨超靜定梁的組合體。*建立方程的依據(jù)不同：力法主要依據(jù)位移協(xié)調(diào)條件，位移法主要依據(jù)平衡條件。*方程數(shù)目與超靜定次數(shù)的關(guān)系：力法方程數(shù)目等于結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)；位移法方程數(shù)目等于獨(dú)立結(jié)點(diǎn)位移的數(shù)目。對于高次超靜定且結(jié)點(diǎn)位移少的結(jié)構(gòu)，位移法往往更簡便。四、計算題(提示)1.幾何組成分析：*提示：從基礎(chǔ)或最簡單的部分開始，運(yùn)用幾何組成規(guī)則（二元體、兩剛片、三剛片）逐步分析。注意區(qū)分剛片、約束（鉸、鏈桿）的數(shù)目和性質(zhì)。判斷是否有多余約束時，注意“虛鉸”的位置和約束是否有效。2.靜定剛架內(nèi)力圖：*提示：首先計算支座反力；然后逐桿分析，利用截面法或結(jié)點(diǎn)法計算控制截面內(nèi)力；注意剛結(jié)點(diǎn)處彎矩的平衡條件；繪制彎矩圖時，要注意彎矩的正負(fù)號規(guī)定（通常規(guī)定使桿件下側(cè)或內(nèi)側(cè)受拉為正），并標(biāo)明主要截面的彎矩值。剪力圖和軸力圖可根據(jù)彎矩圖的斜率或直接利用平衡條件繪制。3.力法計算：*提示：正確選取基本體系（解除多余約束）；明確基本未知量；繪制基本體系在荷載作用下的MP圖和單位多余未知力作用下的Mi圖；利用圖乘法計算力法方程的系數(shù)δij和自由項(xiàng)ΔiP；求解力法方程得到多余未知力；按疊加法M=MP+∑(Xi*Mi)繪制最終彎矩圖。4.位移法計算：*提示：確定基本未知量（獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)角位移和線位移）；寫出各桿的轉(zhuǎn)角位移方程（注意桿端彎矩的正負(fù)號規(guī)定及荷載項(xiàng)的計算）；在結(jié)點(diǎn)處建立力矩平衡方程（對有角位移的結(jié)點(diǎn)），在適當(dāng)截面處建立力的投影平衡方程（對有線位移的情況），組成位移法典型方程；求解典型方程得到結(jié)點(diǎn)位移；將結(jié)點(diǎn)位移代入轉(zhuǎn)角位移方程計算各桿桿端彎矩；根據(jù)桿端彎矩繪制彎矩圖。復(fù)習(xí)建議與應(yīng)試技巧1.夯實(shí)基礎(chǔ)，梳理知識體系：結(jié)構(gòu)力學(xué)的邏輯性強(qiáng)，前后知識聯(lián)系緊密。務(wù)必熟練掌握靜力學(xué)基礎(chǔ)、幾何組成分析、靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算等基本內(nèi)容，這是學(xué)習(xí)超靜定結(jié)構(gòu)求解方法的前提。2.重視基本概念與基本原理：深刻理解諸如幾何不變性、多余約束、剛度、柔度、位移協(xié)調(diào)、力的平衡等核心概念，以及虛功原理、疊加原理等基本原理。3.熟練掌握解題方法與步驟：對于力法、位移法等主要方法，要熟記其基本思路、解題步驟、典型方程的物理意義及系數(shù)計算方法。多做練習(xí)，熟能生巧。4.規(guī)范作圖與計算：內(nèi)力圖（尤其是彎矩圖）的繪制要規(guī)范，清晰標(biāo)明正負(fù)、數(shù)值和單位。計算過程要步驟清晰，避免因粗心導(dǎo)致的計算錯誤。5.注重一題多解與總結(jié)反思：對于同一題目，