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1、工程力學(xué)(一)期末復(fù)習(xí)題一、填空題1 .在材料力學(xué)中,為了簡(jiǎn)化對(duì)問(wèn)題的研究,特對(duì)變形固體作出三個(gè)假設(shè),分別為, , 。答案:連續(xù)性,均勻性,各向同性2 .圖中分布力的合力的大小為 ,對(duì)點(diǎn) A之矩大小為 。答案:dh,D2d2答案:ql /2( ) , ql2 / 3 (順時(shí)針)知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查分布力大小及合力作用點(diǎn)的計(jì)算,三角形分布力合理大小為三角形的面積,合力作用點(diǎn)為形心處。3 .將圓截面壓桿改為面積相等的圓環(huán)截面壓桿,其他條件不變,則其柔度將 , 臨界荷載將°答案:降低,增大知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查壓桿柔度和臨界荷載與截面形狀的關(guān)系,將圓截面壓桿改為面積相等的圓環(huán)截面壓桿,截面慣

2、性矩增大,柔度降低而臨界荷載增大。4 .對(duì)于空間力偶系,獨(dú)立的平衡方程個(gè)數(shù)為 。答案:3個(gè)知識(shí)點(diǎn)解析:空間力偶系獨(dú)立平衡方程的個(gè)數(shù)5 .解決超靜定問(wèn)題需要采用變形體模型,進(jìn)行力、變形以及 關(guān)系的研究三方面 的分析工作。答案:力與變形6 .圖示銷釘受軸向拉力 P作用,尺寸如圖所示,則銷釘內(nèi)的剪應(yīng)力 ,支承 面的擠壓應(yīng)力 b。4P知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查連接件剪應(yīng)力與擠壓應(yīng)力的計(jì)算。7. 一受扭圓棒如圖4所示,其mi- m截面上的扭矩等于,若該圓棒直徑為d,則其扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上最大切應(yīng)力max歡迎下載33M 2M m 2M M( ()48M答案: M , 3d3知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)扭矩和切應(yīng)力

3、的計(jì)算方法,首先取隔離體,根據(jù)扭矩平衡和右手螺旋法則計(jì)算出m- m截面的扭矩為M,根據(jù)切應(yīng)力計(jì)算公式計(jì)算出截面的最大切應(yīng)力 max48M-d3A 2A8 .圖5示階梯桿AD受三個(gè)集中力F作用,設(shè)AB BG CD段的橫截面面積分別為 3A,則三段桿的橫截面上軸力答案:不相等,相等知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查受拉桿件內(nèi)力和應(yīng)力的計(jì)算,首先分段取隔離體計(jì)算出ABBC CDF/A。三段桿所受軸力分別為 F、2F、3F,正應(yīng)力為軸力除以受力面積,三段桿正應(yīng)力均為9 .圖示正方形截面簡(jiǎn)支梁,若荷載不變而將截面邊長(zhǎng)增加一倍,則其最大彎曲正應(yīng)力為原來(lái)的,最大彎曲剪應(yīng)力為原來(lái)的答案:1/8, 1/4知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查

4、簡(jiǎn)支梁受彎截面彎曲正應(yīng)力和彎曲剪應(yīng)力與截面尺寸的關(guān)系,彎曲 正應(yīng)力與正方形截面邊長(zhǎng)的三次方成反比,彎曲剪應(yīng)力與正方形截面邊長(zhǎng)的平方成反比,因此當(dāng)截面邊長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,彎曲正應(yīng)力變?yōu)樵瓉?lái)的 1/8 ,彎曲剪應(yīng)力變?yōu)樵瓉?lái)的 1/410 .力和 是兩個(gè)不同的、相互獨(dú)立的基本力學(xué)量,它們是組成力系的兩個(gè)基本元素。答案:力偶11 .作用于彈性體一小塊面積(或體積)上的載荷所引起的應(yīng)力,在離載荷作用區(qū)較遠(yuǎn)處, 基本上只同載荷的主矢和主矩有關(guān);載荷的具體分布只影響作用區(qū)域附近的應(yīng)力分布。這 就是著名的 原理。答案:圣維南知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查圣維南原理的概念。12 .在工程力學(xué)范疇內(nèi),為保證工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的

5、正常工作,要求構(gòu)件應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度、和。答案:剛度,穩(wěn)定性13 .圖6為低碳鋼Q235的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,當(dāng)應(yīng)力加至曲線上k點(diǎn)后卸載時(shí),相應(yīng)的彈性應(yīng)變?nèi)鐖D中的 所示,塑性應(yīng)變?nèi)鐖D中 所示。答案:oi , ij知識(shí)點(diǎn)解析:本題主要考查低碳鋼拉伸試驗(yàn)的變形階段,彈性變形和塑性變形的定義。14 .圖7示圓截面懸臂梁,若梁的長(zhǎng)度 l減小一半(其它條件不變),則梁的最大彎曲正應(yīng)力降至原來(lái)的,最大撓度降至原來(lái)的答案:1/4, 1/16知識(shí)點(diǎn)解析:受均布荷載的懸臂梁,截面抗彎剛度不變的條件下,最大彎曲正應(yīng)力與最大彎矩成正比,彎矩與l的二次哥成正比,當(dāng)l減小一半時(shí),最大彎矩變?yōu)樵瓉?lái)的1/4,最大彎曲應(yīng)力也就相應(yīng)

6、的變?yōu)樵瓉?lái)的1/4。撓度與l的四次哥成正比,當(dāng)l減小一半時(shí),撓度變?yōu)樵瓉?lái)的1/16。15、位移法是以 為基本未知量,位移法方程實(shí)質(zhì)上是 方程。答案:獨(dú)立結(jié)點(diǎn)位移,靜力平衡知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查位移法和位移法方程的基本概念。16、靜定結(jié)構(gòu)是 的 系。答案:無(wú)多余約束,幾何不變二、選擇題)項(xiàng),其他各項(xiàng)是必1.工程構(gòu)件要正常安全的工作,必須滿尊一定的條件。下列除(須滿足的條件。A.強(qiáng)度條件B .剛度條件答案:D2.內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系是()。A.內(nèi)力大于應(yīng)力B.C.內(nèi)力是矢量,應(yīng)力是標(biāo)量答案:DC .穩(wěn)定性條件D .硬度條件內(nèi)力等于應(yīng)力的代數(shù)和D.應(yīng)力是分布內(nèi)力的集度知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查內(nèi)力和應(yīng)力的基本概

7、念和關(guān)系。3 .根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平面假設(shè),可以認(rèn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面()。A.形狀尺寸不變,直徑線仍為直線 B. 尺寸形狀改變,直徑線仍為直線C.形狀尺寸不變,直徑線不保持直線D.形狀尺寸改變,直徑線不保持直線答案:A4 .建立平面彎曲正應(yīng)力公式 My /1 z,需要考慮的關(guān)系有()。A.平衡關(guān)系,物理關(guān)系,變形幾何關(guān)系B. 變形幾何關(guān)系,物理關(guān)系,靜力關(guān)系C.變形幾何關(guān)系,平衡關(guān)系,靜力關(guān)系D.平衡關(guān)系,物理關(guān)系,靜力關(guān)系答案:C知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式考慮的關(guān)系。5 .利用積分法求梁的變形,不需要用到下面哪類條件來(lái)確定積分常數(shù)()。A.平衡條件B.邊界條件C.連續(xù)性條件D.光滑

8、性條件答案:A知識(shí)點(diǎn)解析:利用積分法求梁的變形,考慮的條件有邊界條件、連續(xù)性條件和光滑性條件。6 .壓桿臨界應(yīng)力的大小()。A.與壓桿承受的軸向壓力大小有關(guān)B.與壓桿的柔度大小有關(guān)C.與壓桿材料無(wú)關(guān)D.與壓桿的柔度大小無(wú)關(guān)答案:B知識(shí)點(diǎn)解析:壓桿臨界應(yīng)力的大小與壓桿的材料和柔度大小有關(guān),而與壓桿承受的軸向壓 力大小無(wú)關(guān)。7 .利用圖乘法計(jì)算彈性梁或剛架的位移,要求結(jié)構(gòu)滿足三個(gè)條件,以下哪個(gè)條件不是必需 的()。A. EI為常量B.結(jié)構(gòu)軸線必須為直線c. M圖必須是直線d. M和M至少有一個(gè)是直線答案:C8 .材料的失效模式()。A.只與材料本身有關(guān),而與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)B.與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均有

9、關(guān)C.只與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān),而與材料本身無(wú)關(guān)D.與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均無(wú)關(guān)答案:B知識(shí)點(diǎn)解析:材料的實(shí)效模式不僅與材料本身有關(guān),與應(yīng)力狀態(tài)也相關(guān)。9 . 一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示,則其主應(yīng)力1、2、3分別為()。中MPaA. 30MPa、100MPa、50MPa B . 50MPa、30MPa、50MPaC. 50MPa、0MPa、 50MPa D . 50MPa、30MPa、50MPa答案:B知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查單元體主應(yīng)力計(jì)算。10 .軸向拉伸桿,正應(yīng)力最大的截面和剪應(yīng)力最大的截面()。A.分別是橫截面、45。斜截面 B.都是橫截面C.分別是45。斜截面、橫截面D.都是45。斜截面答案:A11

10、.在連接件上,剪切面和擠壓面分別()于外力方向。A.垂直、平行 B. 平行、垂直 C. 平行D.垂直答案:B知識(shí)點(diǎn)解析:連接件剪切面平行于外力方向,擠壓面垂直于外力方向。12 .軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力公式適用于()。I pA.矩形截面軸 B. 橢圓截面軸 C.圓形截面軸 D.任意形狀截面軸答案:C 知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查圓軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力計(jì)算公式。13 .圖示梁,若力偶矩 Me在梁上移動(dòng),則梁的()。A.約束力變化,B端位移不變C.約束力和B端位移都不變B.約束力不變,B端位移變化D.約束力和B端位移都變化答案:B14 .圖14示簡(jiǎn)支梁中間截面上的內(nèi)力為()。A.M=0、Fs=0;B.M=0、FsW0;C

11、.M0、Fs=0;D. 庇0、FsW0。q qaA I1 I I I L 1 - B, a a/2a/2h*圖14答案:C知識(shí)點(diǎn)解析:本題主要考查簡(jiǎn)支梁內(nèi)力的計(jì)算,如圖所示受力,A、B支座處支反力均為 qa,2跨中截面彎矩為生一,剪力為0。15. 一拉伸鋼桿,彈性模量E= 200GPa比例極限為200MPa今測(cè)得其軸向應(yīng)變 £ = 0.0015, 則橫截面上的正應(yīng)力()。A. b = Ee = 300MPaB. b>300MPaC. 200MPa v b v 300MPaD. v 200MPa答案:C16 .低碳鋼試樣拉伸試驗(yàn)中,試件變形完全是彈性,全部卸除荷載后試樣恢復(fù)其原長(zhǎng)

12、的階段是()。A.彈性階段B .屈服階段C .強(qiáng)化階段D .頸縮階段答案:A知識(shí)點(diǎn)解析:本題主要考查低碳鋼拉伸試驗(yàn)中各變形階段的變形特點(diǎn)。17 .桿件的線應(yīng)變是()桿的變形,反應(yīng)變形的程度。A.任意寬度B .單位寬度C .單位長(zhǎng)度 D .任意長(zhǎng)度答案:C知識(shí)點(diǎn)解析:本題主要考查線應(yīng)變的概念。18 .關(guān)于內(nèi)力對(duì)稱性,下列說(shuō)法正確的是()。A.軸力是反對(duì)稱力B.剪力是正對(duì)稱力C.彎矩是正對(duì)稱力D.以上都不對(duì)答案:C知識(shí)點(diǎn)解析:本題主要考查內(nèi)力的對(duì)稱性,軸力和彎矩為正對(duì)稱力,剪力為反對(duì)稱力。19 .對(duì)于剛結(jié)點(diǎn)下列說(shuō)法中不正確的是()。A.剛結(jié)點(diǎn)可傳遞彎矩B.剛結(jié)點(diǎn)處各桿端可發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)C.剛結(jié)點(diǎn)處各

13、桿端不可發(fā)生相對(duì)移動(dòng)D .剛結(jié)點(diǎn)連接各桿間夾角保持不變答案:B知識(shí)點(diǎn)解析:本題主要考查剛結(jié)點(diǎn)的特性,剛節(jié)點(diǎn)可以傳遞彎矩,但是剛節(jié)點(diǎn)連接處各桿端不可發(fā)生相對(duì)移動(dòng)且各桿間的夾角保持不變。20 .對(duì)于由4個(gè)剛體組成的系統(tǒng),若其中每個(gè)剛體都受到平面力系的作用,則該系統(tǒng)最多可以建立()個(gè)獨(dú)立的平衡方程。A. 8B. 9C. 12D. 16答案:C知識(shí)點(diǎn)解析:一個(gè)剛體受到平面力系的作用最多可以建立3個(gè)獨(dú)立的平衡方程,所以 4個(gè)剛體組成的系統(tǒng)受到平面力系的作用最多可以建立12個(gè)獨(dú)立的平衡方程。三、判斷題1 .約束力是主動(dòng)力,它會(huì)主動(dòng)地引起物體運(yùn)動(dòng)或使物體有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:本題主要考查約束力的概

14、念和特點(diǎn)。2 .柔索約束的約束力沿著柔索的軸線方向,指向物體。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查柔索約束的特點(diǎn),其約束力沿著柔索的軸線方向背離物體。3 .只在兩點(diǎn)受力的剛性桿都是二力桿。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:本題主要考查二力桿的定義。4 .若一力系的主矢為零,對(duì)某一點(diǎn)的主矩也為零,則該力系為平衡力系。答案:錯(cuò)5 .力偶對(duì)剛體的作用無(wú)法用一個(gè)力來(lái)代替,力偶同力一樣,是組成力系的基本元素。力偶 的三要素為力偶矩矢的大小、方向、作用點(diǎn)。答案:錯(cuò)6 .只有當(dāng)力的作用線與軸相交時(shí),力對(duì)軸之矩才等于零。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:當(dāng)力的作用線與軸相交或是與軸平行時(shí),力對(duì)軸之矩的均為零。7 .工程中,主要承受扭轉(zhuǎn)變形的細(xì)長(zhǎng)

15、桿件通常被稱為梁。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:梁主要承受彎曲變形,內(nèi)力主要是彎矩和剪力。8 .穩(wěn)定性失效是指構(gòu)件發(fā)生過(guò)大的彈性變形而無(wú)法正常工作。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查穩(wěn)定失效的概念,中心受壓直桿在臨界力作用下,壓桿直線形態(tài)的平衡開始喪失穩(wěn)定性的現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。9 . EI z為桿的拉壓剛度,EA為梁的抗彎剛度。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:EIz為桿的抗彎剛度,EA為桿的拉壓剛度。10 .提高梁的承載能力可以通過(guò)選擇合理的橫截面形狀以降低W。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:截面最大應(yīng)力與WZ成反比,所以想要提高截面承載力應(yīng)該選擇合理截面形狀增大Wz,而不是降低W。11 .在某種特殊受力狀態(tài)下,脆性材料也可能發(fā)生屈服現(xiàn)

16、象。答案:對(duì)12 .鑄鐵是一種典型的脆性材料,其抗拉性能遠(yuǎn)優(yōu)于其抗壓性能。 答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查鑄鐵材料的受力性能,其抗壓性能優(yōu)于其抗拉性能。13 .梁彎曲變形時(shí),其橫截面繞中性軸偏轉(zhuǎn)的角度被稱為轉(zhuǎn)角。答案:對(duì)14 .截面形狀尺寸改變得越急劇,應(yīng)力集中程度就越嚴(yán)重。答案:對(duì)15 .梁彎曲變形時(shí),其橫截面的形心沿著軸線方向的線位移被稱為撓度。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查梁彎曲變形時(shí)撓度的概念,應(yīng)該是截面形心沿垂直軸線方向的位移 稱為撓度。16 .經(jīng)過(guò)預(yù)先加載至強(qiáng)化階段處理的材料,比例極限提高,即彈性范圍擴(kuò)大,斷裂時(shí)的塑 性變形減小,即延性降低。這種現(xiàn)象被稱為“冷作硬化”或“加工硬化”。答

17、案:對(duì)17 .使非對(duì)稱截面梁在受橫向力作用發(fā)生橫力彎曲時(shí),梁只發(fā)生彎曲不發(fā)生扭轉(zhuǎn)的條件是橫 向力必須通過(guò)截面的彎曲中心。答案:對(duì)18 .受多個(gè)軸向外力作用的桿件,軸力最大的橫截面一定是危險(xiǎn)截面。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:判斷危險(xiǎn)截面應(yīng)以其應(yīng)力為判斷準(zhǔn)則,而不是以內(nèi)力為判斷準(zhǔn)則。19、力是矢量,所以力在坐標(biāo)軸上的投影也是矢量。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:力是矢量,但力在坐標(biāo)軸上的投影是標(biāo)量。20、地球上,只要作用于物體上的力系是平衡力系,必能保證物體相對(duì)地球靜止不動(dòng)。答案:錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析:作用于物體上的力系是平衡力系時(shí),物體可以相對(duì)地球靜止也可以保持勻速 直線運(yùn)動(dòng)。四、分析簡(jiǎn)答題1 .作圖示拉壓桿的軸力圖。知識(shí)

18、點(diǎn)解析:分段取隔離體計(jì)算出各桿段軸力,受拉為正受壓為負(fù),作出軸力圖即可。2 .分析圖所示梁的受力,作出剪力圖和彎矩圖。答案:知識(shí)點(diǎn)解析:分段取隔離體,根據(jù)扭矩平衡計(jì)算出各段扭矩大小,并根據(jù)右手螺旋法則判斷處扭矩的正負(fù)。4、簡(jiǎn)述塑性材料的力學(xué)性能。答案:(1)在彈性變形范圍內(nèi),多數(shù)塑性材料應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系,符合胡克定律;(1分)(2)塑性材料斷裂時(shí)伸長(zhǎng)率大,塑性好;(1分)(3)多數(shù)塑性材料在屈服階段以前,抗拉和抗壓性能基本相同,故可作為受拉或受壓構(gòu)件;(2分)(4)塑性材料承受動(dòng)荷載能力強(qiáng);(2分)(5)表征塑性材料力學(xué)性能的指標(biāo)有彈性極限、屈服極限、抗拉強(qiáng)度極限、彈性模量、斷后伸長(zhǎng)率和截

19、面收縮率等。(2分)(6)對(duì)于塑性材料,當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服極限時(shí),將發(fā)生較大的塑性變形,此時(shí)雖未發(fā)生破壞,但因變形過(guò)大將影響構(gòu)件的正常工作,所以通常把屈服極限定義為極限應(yīng)力。(2分)5 .作圖示拉壓桿的軸力圖。知識(shí)點(diǎn)解析:分段取隔離體計(jì)算出各桿段軸力,受拉為正受壓為負(fù),作出軸力圖即可。6 .分析圖所示梁的受力,作出剪力圖和彎矩圖。五、計(jì)算題歡迎下載211 .平面剛架如圖所示,EI為常數(shù),試用力法作其彎矩圖。解:以C處的約束為多與約束,原結(jié)構(gòu)的基本體系如下單位荷載和外荷載作用下彎矩圖如下力法典型方程Xi ii1P 011112-a a a a a a EI 234a33EI1P1EI22q 2-a

20、a a a325qa48EI15解得X1 qa32剛架彎矩圖如下:2 .圖示矩形截面簡(jiǎn)支梁,已知載荷 F = 4kN ,梁跨度l = 400mm,橫截面寬度b = 50mm, 高度h = 80mm材料的許用彎曲正應(yīng)力b= 7MPa許用切應(yīng)力t =5MPa試校核其強(qiáng)度。21/31/3答案:-21解: Mb(F) 0: F Fb 1 03Fy 0:瓜 Fb F 048解得:FA kN, FB -kN33彎矩圖剪力圖彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度校核(C截面):M Cymax c m max tmaxI zkN m 40mm45350mm 80mm6.67MPa =7MPa12切應(yīng)力強(qiáng)度校核(BC段截面):cmax

21、*,max Sz,max3Fs2A3 8kN32 50mm 80mm1MPa =5MPa所以梁的強(qiáng)度滿足要求。115MPa,橫截面面積3.如圖所示結(jié)構(gòu)中, AC、BC兩桿均為鋼桿,許用應(yīng)力為2_ 2分別為Ai 150mm , A 120mm ,結(jié)點(diǎn)C處懸掛重物P,求該結(jié)構(gòu)的許用荷載P 。30o45o答案:解:(1)計(jì)算內(nèi)力。選結(jié)點(diǎn) C為研究對(duì)象,由平衡方程Fx 0,Fn,ac sin30o FN,BcSin45o 0Fy 0,Fn,ac cos30o Fn ,bc cos45o P 0得:Fn,ac 0.732P(拉),F(xiàn)n,bc0.518P(拉)(2)計(jì)算許用荷載P 。由AC桿的強(qiáng)度條件Fn

22、,ac 0.732PAiAipAl_0.732626 _150 10 m 115 10 Pa0.73223.6kN由桿2的強(qiáng)度條件Fn,bc 0.518PA2A1A 120 106m2 115 106Pa 0.7320.51826.6kN比較后,取兩者中的小者,即許用荷載P 23.6kN 。4.圖示梁受均布載荷 q,已知EI及彈簧常數(shù)k,試用積分法求梁的轉(zhuǎn)角和撓度方程,并求梁中點(diǎn)的撓度。Vtq丹R;L K答案: 解:(1)支反力為(2)建立撓曲軸微分方程并積分即小破卷 廣務(wù)如若八獷+。+。(b)(3)確定積分常數(shù)在Q, v=Of代入式(b) ?得反山1; L ?=% =備代入式,得若溪(4)建立轉(zhuǎn)角和撓度方程*-泰州”十巧啜24BI(5)求中點(diǎn)撓度將代入式.懿償5.圖示結(jié)構(gòu)中,BC由一束直徑為2mm的鋼絲組成,若鋼絲的許用應(yīng)力160MPa ,q 30kN / m ,求BC需由多少根鋼絲組成。1mmi<解:(1)取AC為研究對(duì)象,受力分析如下圖所示:3MaF T 4342 0解得T 100kN(2)設(shè)需要n根鋼絲由鋼絲的強(qiáng)度條件TnA4Td24 100 1033.14 22 1 0 6 1 60 1 061996.圖示工字型截面鋼梁,承受荷載P 210kN,許用應(yīng)力 160

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