哈工大考題鋼結構基本原理及設計模擬試題答案.doc

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1、模擬試題三：一、填空題（每空1分，共計22）1、鋼結構防腐常采用的方法有_，_。 點擊查看答案 答：涂防腐漆、混凝土包裹2、衡量鋼材承受動荷時抵抗脆性破壞的指標是_。 點擊查看答案 答：沖擊韌性3、材料為Q235B的兩個鋼構件相焊接時，應選擇_型焊條。 點擊查看答案 答：E434、鋼材在熱加工過程中產生裂紋，可能是由于材料中的_元素含量過高。 點擊查看答案 答：硫(S)5、在鋼結構施工及驗收規(guī)范中，焊縫的質量檢驗標準分為_級。 點擊查看答案 答：三6、某連接采用承壓型螺栓，M20，端矩為40mm， 從構造角度分析此連接可能發(fā)生_破壞。 點擊查看答案 答：(板件被)沖剪破壞 7、摩擦型高強螺栓依

2、靠_傳力，以_為承載力的極限狀態(tài)。 點擊查看答案 答：板間摩擦阻力、摩擦阻力被克服 8、軸心受壓桿有_種穩(wěn)定平衡壯態(tài)，其穩(wěn)定屬于第_類穩(wěn)定。 點擊查看答案 答：二、一 9、某單軸對稱截面軸心受壓構件，若繞對稱主軸失穩(wěn)，將是_屈曲，若繞對非稱主軸失穩(wěn)，將是_屈曲。 點擊查看答案 答：彎扭、彎曲 10、某梁材料為Q235，當腹板高厚比h0/tw=100時，為保證腹板的局部穩(wěn)定應設置_加勁助, 當腹板h0/tw=180時，應設置_加勁助。 點擊查看答案 答：橫向、縱向 11、在梁的設計過程中，限制梁的撓度，屬于_極限狀態(tài)設計法。 點擊查看答案 答：正常使用 12、實腹式壓彎構件的整體失穩(wěn)形式可分為在

3、彎矩作用平面內的_失穩(wěn)和在彎矩作用平面外的_失穩(wěn)。 點擊查看答案 答：平面內、平面外 13、格構式柱受壓彎作用，截面面積為480cm2，鋼材Q235B，f=205N/mm2。彎矩產生的截面水平剪力為100KN，計算綴件時所使用的柱截面水平剪力為_kN。 點擊查看答案 答：115.814、梯形鋼屋架節(jié)點板的厚度是根據(jù)_確定的。 點擊查看答案 答：受力最大的腹桿內力15、屋架下弦支座節(jié)點處應設_性系桿，此系桿按_設計。 點擊查看答案 答：剛、壓桿 二、單項選擇題(將序號寫在橫線上方) (每題2分, 共計16分)1、最易產生脆性破壞的應力狀態(tài)是_。 單向壓應力狀態(tài) 三向拉應力狀態(tài) 二向拉一向壓的應力

4、狀態(tài) 單向拉應力狀態(tài)點擊查看答案 答： 2、產生焊接殘余應力的主要因素之一是_。 鋼材的塑性太低 鋼材的彈性模量太高 焊接時熱量分布不均勻 焊縫的厚度太小 點擊查看答案 答： 3、如圖所示，等邊角鋼受軸心力N=300KN，肢背焊縫受力N1=_KN。 90 195 210 225 點擊查看答案 答： 4、圖示摩擦型高強螺栓群受彎時的旋轉中心為_。 a點 b點 c點 d點點擊查看答案 答： 5、某軸壓柱繞兩主軸屬于不同類截面，等穩(wěn)定條為_。x=yx=yIx=Iyix=iy 點擊查看答案 答：6、雙肢格構式軸心受壓柱，虛軸為x-x軸，實軸為y-y軸，應根據(jù)_確定兩單肢間距離。x=yox=y x=oy

5、強度條件點擊查看答案 答：7、某梁的截面幾何尺寸已定，荷載作用于梁的受拉下翼緣上,欲提高此梁整體穩(wěn)定承載力的最有效途徑是_。 改變梁荷載作用位置 改變梁的材料 減小梁受壓翼緣的自由長度 改變梁端支承條件 點擊查看答案 答：8、屋架上弦桿兩節(jié)間在A、B點平面外有側向支撐，計算桿AB平面外穩(wěn)定時，計算長度取_。 L1 0.9(L1+L2) L2 0.875(L1+L2)點擊查看答案 答： 三、簡答題：(共14分) 1、為什么不同厚度的同一種類鋼材強度取值不同？(6分)點擊查看答案 答：同一種類不同厚度的鋼材，軋制次數(shù)不一樣；薄鋼板軋制次數(shù)多、晶粒細、強度高。 2、截面如圖各簡支梁，梁高和截面面積均

6、相等，除截面放置和荷載在截面上的作用位置不同之外，其它條件均相同，請指出整體穩(wěn)定性最好的和最差的梁？并說明理由？(8分)點擊查看答案 答：圖B所示整體穩(wěn)定性最好，圖C所示整體穩(wěn)定性最差。因圖B荷載作用于下翼緣而限制梁的扭轉，所以圖B整體穩(wěn)定性好于圖A， 同理圖D的整體穩(wěn)定性好于圖C；因圖B加強了受壓翼緣，所以圖B整體穩(wěn)定性好于圖D，同理圖A的整體穩(wěn)定性好于圖C。 四、計算題：（共48分）1、右圖所示角鋼，兩邊用角焊縫與柱相連，鋼材Q345，焊條E50系列，手工焊，繞角焊，承受靜力荷載設計值F=400kN，試求所采用的焊角厚度hf=? ( 焊縫強度設計值=200N/mm2 ) (14分)點擊查看

7、答案 答：2、驗算圖示摩擦型高強螺栓連接是否滿足要求？已知螺栓 M24，8.8級，抗滑移系數(shù)u=0.55，預拉力P=155KN，受靜載，V=270 kN，N=480 kN (10分)點擊查看答案 答： 3、軸心受壓柱如圖所示。鋼材Q235B，f=215N/mm2，采用焊接組合截面，試驗算其整體穩(wěn)定承載力和局部穩(wěn)定能否滿足要求？(14分)點擊查看答案 答： 4、圖示簡支梁受集中荷載作用，梁截面采用HM400200813熱軋H型鋼制成，鋼材為Q235B，f=215N/mm2，已知A84.12cm2，Ix=23700cm4，Wx1190cm3。梁的穩(wěn)定系數(shù)b=0.5547，x=1.05，梁截面有削弱

8、，試驗算梁的整體穩(wěn)定和抗彎強度是否滿足要求？(10分)點擊查看答案 答：模擬試題一：一、填空題（每空1分，共計32）1鋼結構防火常采用的方法有_，_。 點擊查看答案 答：涂防火漆、混凝土包裹2建筑鋼材的主要性能指標有伸長率、屈服強度、抗拉強度、冷彎性能、沖擊韌性、Z向收縮率，其中伸長率是衡量鋼材_能力的指標；_是衡量鋼材抗層狀撕裂能力的指標。 點擊查看答案 答：塑性變形、Z向收縮率3. 高強度低合金鋼的焊接性能可以通過_值來衡量。 點擊查看答案 答：碳當量（CE）4鋼材受三向同號拉應力作用時，即使三向應力絕對值很大，甚至大大超過屈服點，但兩兩應力差值不大時，材料不易進入_狀態(tài)，此時發(fā)生的破壞為

9、_破壞。 點擊查看答案 答：塑性、脆性5在溫度250左右時，鋼材的性能與在常溫時相比較，強度更_、塑性更_。 點擊查看答案 答：高（好）、差（壞）6Q235A級鋼不能用于主要焊接結構，原因在于不能保證_。 點擊查看答案 答：含碳量 7、采用手工電弧焊，材料為Q345的鋼構件相焊接時，應選擇_型焊條；材料為Q235和Q345的構件相焊接時，應選擇_型焊條。 點擊查看答案 答：E50、E43 8、板厚為t寬度為b的板采用對接焊縫連接，施焊時未設引弧板，則計算長度取為_。 點擊查看答案 答：b-2t 9、兩鋼板厚度分別為10mm和16mm，采用雙面 T型連接，手工焊，其最小焊腳尺寸可取_mm。 點擊

10、查看答案 答：6 10、承壓型高強螺栓依靠_和_共同傳力，以_為承載力的極限狀態(tài)。 點擊查看答案 答：摩擦阻力、栓桿、栓桿被剪斷或板件被擠壓破壞 11、普通螺栓連接受剪時的四種破壞形式為螺栓受剪破壞、_破壞、板件被沖剪破壞、板件被拉斷破壞，其中板件被沖剪破壞是由于_不滿足構造要求而引起的。 點擊查看答案 答：板件被擠壓、端距（端距2d0） 12、殘余應力對構件的強度承載力_影響，降低_承載力，_剛度。 點擊查看答案 答：無、穩(wěn)定、降低 13、軸心受壓柱柱腳底板的大小是根據(jù)混凝土的_確定的，底板的厚度是根據(jù)_確定的。 點擊查看答案 答：抗壓強度、（底板）抗彎強度（或） 14、計算構件的局部穩(wěn)定時

11、，工字形截面軸壓構件的腹板可以看成_簡支的矩形板，其翼緣板的一半（即外伸部分）可以看成_的矩形板。 點擊查看答案 答：四邊、三邊簡支一邊自由（或三邊簡支） 15、與不考慮屈曲后強度的梁相比，考慮屈曲后強度的梁，其腹板的抗剪承載力_，抗彎承載力_。 點擊查看答案 答：提高、（略有）下降 16、在梁的整體穩(wěn)定計算中,等于_為梁彈性和彈塑性工作的分界點。 點擊查看答案 答：0.6 17、屋架上弦桿的承載能力由_控制，屋架下弦桿的截面尺寸由_控制。 點擊查看答案 答：穩(wěn)定、強度 18、在廠房結構中，無檁屋蓋的屋架在下弦跨中處應設_性系桿。 點擊查看答案 答：柔 二、簡答題 (每題5分，共20分)1、簡

12、述以屈服強度fy作彈性設計強度指標的依據(jù)？點擊查看答案 答：a、以 fy作彈性、塑性工作的分界點，屈服后，（23），易察覺；若過大，產生的變形過大，不允許；b、從fyfu,塑性工作區(qū)很大，有足夠的變形保證截面上的應力不超過fu，fyfu作為強度儲備。 2、簡述梁腹板加勁肋的布置原則？ 點擊查看答案 答：a、當時，梁腹板的局部穩(wěn)定得到保證；對無局部壓應力（c0）的梁，可不配置加勁肋；對有局部壓應力的梁，應按構造配置橫向加勁肋；b、當，應配置橫向加勁肋，當（受壓翼緣扭轉受到約束），或（受壓翼緣扭轉未受到約束），或按計算需要時，應在彎曲應力較大區(qū)格的受壓區(qū)配置縱向加勁肋。0.5h0橫肋間距2h0；無

13、局壓的梁，若，橫肋間距可取2.5h0；c、局部壓應力很大的梁，尚宜在受壓區(qū)配置短橫向加勁肋；d、任何情況下，；e、支座處和受壓翼緣較大固定集中荷載處，宜設置支承支承加勁肋。3、試說明如圖所示格構式偏心受壓綴條柱中綴條的設計內力如何選取？點擊查看答案 答：水平剪力取實際剪力和的大值，此剪力與斜綴條的水平分力平衡，得到斜綴條所受的力，斜綴條近似按軸心受壓構件計算。 4、梯形鋼屋架腹桿（采用雙角鋼）的截面形式如何，是如何確定的？ 點擊查看答案 答：端豎桿采用不等邊角鋼長邊相連或十字形截面； 端斜桿采用不等邊角鋼長邊相連； 跨中豎桿采用十字形截面； 其它腹桿采用等邊角鋼相連； 是根據(jù)等穩(wěn)定原則x=y，

14、即iy/ix=loy/lox確定的。 三 計算題（共四題，計48分）1、圖示連接，受靜載，鋼材Q235B，焊條E4303，=160N/mm2。驗算焊縫能否滿足承載要求？(9分)點擊查看答案 答：2、圖示摩擦型高強螺栓連接，被連接板厚14mm，單塊拼接蓋板厚12mm，鋼材Q235B，f=215N/mm2，螺栓M20，10.9級，預拉力P=155kN，栓孔直徑22mm，鋼材表面噴砂后涂無機富鋅漆，摩擦面的抗滑移系數(shù)0.35，計算該連接所能承受的最大軸力？(9分) 點擊查看答案 答：3、計算右圖所示格構式綴板柱（同一截面綴板線剛度之和大于柱肢線剛度的6倍）的最大承載力（僅考慮柱的整體穩(wěn)定）,已知柱截

15、面A=45.622=91.24cm2, 截面無削弱, 材料Q235-B,f=215N/mm2 , 截面慣性矩Ix=10260cm4, Iy=13620cm4, 單肢的i12.0cm,柱計算長度Lox=Loy=6m(15分)點擊查看答案 答： 4、某普通工字梁，如圖，該梁承受靜力荷載設計值P=180kN(忽略自重)，已知跨度L=6m，鋼材的強度設計值f=215N/mm2，fv=125N/mm2，X=1.05，截面慣性矩ISUB?x=397906133mm4，截面的最大面積矩S=864400mm3，上翼緣對中和軸的面積矩S1=614400mm3，支座處設有支承加勁肋，試問該梁是否滿足強度和局部穩(wěn)定

16、的要求（不考慮屈曲后強度）？如該梁不滿足整體穩(wěn)定的要求，在不改變荷載和截面的條件下，應采取什么措施？(15分)點擊查看答案 答：1. 簡述鋼結構有哪些主要特點。（8分）答： （1）鋼材的強度高，鋼結構質量輕；（2）鋼材的塑性和韌性好；（3）材質均勻，和力學計算的假定比較符合；（4）鋼結構密閉性好；（5）鋼結構制作簡便，施工周期短；（6）鋼材耐腐蝕性差；（7）鋼材耐熱，但不耐火。2. 什么是鋼材的應力集中現(xiàn)象，它對鋼材的性能有什么影響。（8分）答：鋼結構的構件中有時存在著孔洞、槽口、凹角、缺陷以及截面突然改變時，構件中的應力分布將不再保持均勻，而是在缺陷以及截面突然改變處附近，出現(xiàn)應力線曲折、密

17、集、產生高峰應力，這種現(xiàn)象稱為應力集中現(xiàn)象。在應力集中處應力線發(fā)生彎曲、變密，出現(xiàn)高峰應力區(qū)并常使構件處于同號的雙向或三向應力場的復雜應力狀態(tài)，阻礙了鋼材塑性變形的發(fā)展，促使鋼材轉入脆性狀態(tài)，造成脆性破壞。3. 選擇鋼材標號時，應考慮哪些因素。（6分）答：（1）結構的重要性；（2）荷載情況(靜載或動載)；（3）連接方法（焊接或非焊接連接）；（4）工作條件（溫度及腐蝕介質）；（5）鋼材厚度。4. 簡述化學元素碳、錳、硫、磷和氮對鋼材的性能各有什么影響。（6分）答：（1）碳：碳含量提高，則鋼材強度提高，但同時鋼材的塑性、韌性、疲勞強度、可焊性及抗銹蝕能力下降；（2）錳：錳可提高鋼材強度但不過多降低

18、塑性和沖擊韌性；（3）硫：硫使鋼材易發(fā)生熱脆現(xiàn)象，還能降低鋼材的塑性、韌性可焊性和疲勞強度；（4）磷：磷能降低鋼材的塑性、韌性可焊性和疲勞強度，磷使鋼材發(fā)生冷脆現(xiàn)象，但能提高鋼的強度和抗銹蝕能力；（5）氮：氮是有害元素，與磷類似，使鋼冷脆。5. 試比較普通螺栓與摩擦型高強度螺栓，在剪力作用下的計算假定和計算公式有何異同處。（8分）答：普通螺栓連接在抗剪時依靠桿身承壓和螺栓抗剪來傳遞剪力，不計預拉力的影響，在計算中只考慮栓桿剪斷和孔壁承壓破壞這兩種破壞形式，以螺桿剪斷或孔壁擠壓破壞為其承載能力的極限狀態(tài)。而摩擦型高強度螺栓連接單純依靠被連接構件間的摩擦阻力傳遞剪力，以剪力達到最大摩擦力作為承載能

19、力的極限狀態(tài)。兩者在計算公式中的區(qū)別如下：普通螺栓：單個抗剪承載力設計值：單個承壓承載力設計值：單個螺栓承載力設計值：驗算時： 摩擦型高強度螺栓：單個抗剪承載力設計值：驗算時：6. 格構式柱有什么特點，它與實腹式柱在整體穩(wěn)定的計算上有何異同。（8分）答：軸心受壓格構式柱一般采用對稱截面，由肢件和綴材組成。格構式截面容易使壓桿實現(xiàn)兩主軸方向的等穩(wěn)定性，同時剛度大，抗扭性能好，用料較省。在格構式柱中當繞實軸發(fā)生彎曲失穩(wěn)時，其整體穩(wěn)定的計算同實腹式柱，由實軸的長細比查值，計算公式為；當繞虛軸發(fā)生彎曲失穩(wěn)時，用換算長細比來代替對虛軸的長細比，求出相應的，計算公式同實腹式軸心壓桿，即。7. 工字型截面的

20、軸心壓桿和壓彎構件，其翼緣板局部穩(wěn)定的確定原則和計算公式有何不同，并說明理由。（8分）答：工字型截面的軸心壓桿其翼緣板的局部穩(wěn)定是根據(jù)局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定的等穩(wěn)定性，即板件的局部穩(wěn)定臨界應力不小于構件整體穩(wěn)定的臨界應力（等穩(wěn)原則）來確定其寬厚比，翼緣的寬厚比計算公式為： ，其中當時，?。划敃r，取。工字型截面的壓彎構件其翼緣板的局部穩(wěn)定是由受壓翼緣的臨界應力不低于鋼材的屈服點（等強原則）確定的，翼緣的寬厚比計算公式為：（塑性）；（部分塑性）；（彈性）。由于翼緣的屈曲不會影響構件的整體穩(wěn)定。8. 簡述梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象，影響梁臨界彎距的主要因素有哪些。（8分）答：梁的截面一般窄而高，彎矩作用在其最大剛

21、度平面內，當荷載較小時，梁的彎曲平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。當荷載增大到某一數(shù)值后，梁在彎矩作用平面內彎曲的同時，將突然發(fā)生側向的彎曲和扭轉變形，并喪失繼續(xù)承載的能力，這種現(xiàn)象稱為梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象。梁的臨界彎矩Mcr主要和梁的側向抗彎剛度、抗扭剛度、翹曲剛度、梁的截面形狀、荷載類型、荷載作用位置以及梁的跨度等有關。9. 鋼結構框架鋼柱的計算長度系數(shù)與哪些因素有關。（6分）答：鋼結構框架鋼柱的計算長度系數(shù)與框架類型、相交于柱上端節(jié)點的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值K1、相交于柱下端節(jié)點的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值K2、柱與基礎的連接方式、橫梁遠端連接方式、橫梁軸力大小以及柱的形式等因素有關。1

22、0. 簡述三角型鋼屋架的主要特點和適用范圍。（8分）答：三角型鋼屋架的主要特點：防水處理簡單，支座處構造復雜，弦桿各節(jié)間的內力很不均勻，屋架端部高度小，該處節(jié)間的內力最大，因弦桿截面常按整根弦桿得最大內力選用，造成弦桿截面鋼材的增加，故跨度較大時選用不經濟。三角型鋼屋架的適用范圍：屋面坡度要求較陡的結構中。二、計算題11. 計算圖示角鋼與節(jié)點板的連接角焊縫，采用三面圍焊，手工焊，鋼材Q390B，焊條E55型， ，軸心拉力設計值N=1000kN， 試確定角焊縫的尺寸。 （10分） 解：，正面角焊縫所受的力為：側面角焊縫所受的力為： 又 ，所以 所需的：，實際長度為，取取； ，取。12. 某工作平

23、臺的軸心受壓柱如圖所示，已知荷載N =2300KN，鋼柱計算長度，鋼材為Q345B，, 試確定柱的整體穩(wěn)定承載力和局部穩(wěn)定能否滿足要求？（16分）l 30 40 50 60 70 80 90 100w0.913 0.863 0.804 0.734 0.656 0.575 0.499 0.431解：，截面特性：長細比：整體穩(wěn)定：由長細比查表得穩(wěn)定系數(shù)為：，整體穩(wěn)定滿足要求；局部穩(wěn)定：由以上計算結果知，此柱的整體穩(wěn)定承載力滿足要求，局部穩(wěn)定中翼緣的寬厚比滿足要求，但腹板的高厚比不滿足要求。鋼 結 構 設 計 原 理 試 題題號一二三四五六總分分數(shù)一 填空題（每空1分，共計32分） 1、 鋼結構防火

24、常采用的方法有 ， 。2、 建筑鋼材的主要性能指標有伸長率、屈服強度、抗拉強度、冷彎性能、沖擊韌性、Z向收縮率，其中伸長率是衡量鋼材 能力的指標；是衡量鋼材抗層狀撕裂能力的指標。3、 高強度低合金鋼的焊接性能可以通過 值來衡量。 4、 鋼材受三向同號拉應力作用時，即使三向應力絕對值很大，甚至大大超過屈服點，但兩兩應力差值不大時，材料不易進入 狀態(tài)，此時發(fā)生的破壞為 破壞。5、 在溫度250左右時，鋼材的性能與在常溫時相比較，強度更 、塑性更 。6、 Q235A級鋼不能用于主要焊接結構，原因在于不能保證 。7、 當采用手工電弧焊，材料為Q345的鋼構件相焊接時，應選擇 型焊條；材料為Q235和Q

25、345的構件相焊接時，應選擇 型焊條。8、 兩塊板厚為t寬度為b的板采用對接焊縫連接，施焊時未設引弧板，則計算長度取為 。 9、兩鋼板厚度分別為10mm和16mm，采用雙面T型連接，手工焊，其最小焊腳尺寸可取 mm。10、承壓型高強螺栓依靠 和 共同傳力，以 為承載力的極限狀態(tài)。 11、普通螺栓連接受剪時的四種破壞形式為螺栓受剪破壞 、 破壞 、板件被沖剪破壞、板件被拉斷破壞，其中板件被沖剪破壞是由于 不滿足構造要求而引起的。 12、殘余應力對構件的強度承載力 影響 ，降低 承載力， 剛度 。13、軸心受壓柱柱腳底板的大小是根據(jù)混凝土的 確定的，底板的厚度是根據(jù) 確定的。 14、計算構件的局部

26、穩(wěn)定時，工字形截面軸壓構件的腹板可以看成 簡支的矩形板，其翼緣板的一半（即外伸部分）可以看成 的矩形板。 15、與不考慮屈曲后強度的梁相比，考慮屈曲后強度的梁，其腹板的抗剪承載力 ，抗彎承載力 。16、在梁的整體穩(wěn)定計算中, jb等于 為梁彈性和彈塑性工作的分界點。17、屋架上弦桿的承載能力由 控制，屋架下弦桿的截面尺寸由控制。18、在廠房結構中，無檁屋蓋的屋架在下弦跨中處應設 性系桿。 二、 簡答題 (每題5分，共20分)1、簡述以屈服強度fy作彈性設計強度指標的依據(jù)？ 2、簡述梁腹板加勁肋的布置原則？3、 試說明如圖所示格構式偏心受壓綴條柱中綴條的設計內力如何選??？4、梯形鋼屋架腹桿（采用

27、雙角鋼）的截面形式如何，是如何確定的？ 三 計算題（共四題，計48分）P=100 kN82401401、圖示連接，受靜載，鋼材Q235B，焊條E4303，=160N/mm2。驗算焊縫能否滿足承載要求？(9分)2、圖示摩擦型高強螺栓連接，被連接板厚14mm，單塊拼接蓋板厚12mm，鋼材Q235B，f =215N/mm2，螺栓M20，10.9級，預拉力P=155 kN，栓孔直徑22mm，鋼材表面噴砂后涂無機富鋅漆，摩擦面的抗滑移系數(shù)0.35，NN45707070454545701040404計算該連接所能承受的最大軸力？ (9分)3、計算右圖所示格構式綴板柱（同一截面綴板線剛度之和大于柱肢線剛度的

28、6倍）的最大承載力（僅考慮柱的整體穩(wěn)定）, 已知柱截面A=45.622=91.24cm2, 截面無削弱, 材料Q235-B, f=215N/mm2 , 截面慣性矩Ix=10260cm4, Iy=13620cm4, 單肢的i1=2.0cm ,柱計算長度Lox=Loy= 6m (15分) 45 50 55606570j 0.878 0.856 0.8330.8070.7800.751 4、某普通工字梁，如圖，該梁承受靜力荷載設計值P=180 kN(忽略自重)，已知跨度L=6m，鋼材的強度設計值f =215N/mm2，fv=125N/mm2，X=1.05，截面慣性矩Ix=397906133mm4，截

29、面的最大面積矩S=864400mm3，上翼緣對中和軸的面積矩S1=614400mm3，支座處設有支承加勁肋，試問該梁是否滿足強度和局部穩(wěn)定的要求（不考慮屈曲后強度）？如該梁不滿足整體穩(wěn)定的要求，在不改變荷載和截面的條件下，應采取500200121281001001.8m1.8m2.4mP=180kNP什么措施？(15分)鋼結構設計原理試題參考答案一、填空題：(每空1分，共32分)1、 涂防火漆、混凝土包裹2、 塑性變形、Z向收縮率3、 碳當量（CE） 4、 塑性、脆性5、 高（好）、差（壞） 6、 含碳量 7、 E50、E43 8、 b-2t9、 610、 摩擦阻力、栓桿、栓桿被剪斷或板件被擠

30、壓破壞 11、 板件被擠壓、端距（端距 2d0）12、 無、 穩(wěn)定、 降低13、 抗壓強度、（底板）抗彎強度（或）14、 四邊、三邊簡支一邊自由（或三邊簡支）15、 提高、（略有）下降16、 0.617、 穩(wěn)定、強度18、 柔二、 簡答題 (每題5分，共20分) 1、 a、 以 fy作彈性、塑性工作的分界點，屈服后，（23），易察覺；若過大，產生的變形過大，不允許； b、 從 fy fu ,塑性工作區(qū)很大，有足夠的變形保證截面上的應力不超過fu ， fy fu 作為強度儲備。 2、 a、 當 時，梁腹板的局部穩(wěn)定得到保證； 對無局部壓應力（c0）的梁，可不配置加勁肋； 對有局部壓應力的梁，應按

31、構造配置橫向加勁肋； b、 當 ，應配置橫肋，當 （受壓翼緣扭轉受到約束）， 或 （受壓翼緣扭轉未受到約束），或按計算需要時，應在彎曲應力較大區(qū)格的受壓區(qū)配置縱向加勁肋。 0.5h0橫肋間距2h0；無局壓的梁，若 ，橫肋間距可取2.5h0 ； c、 局部壓應力很大的梁，尚宜在受壓區(qū)配置短橫向加勁肋； d、 任何情況下， ；e、 支座處和受壓翼緣有較大固定集中荷載處，宜設置支承支承加勁肋。3、水平剪力取實際剪力和 的大值，此剪力與斜綴條的水平分力平衡，得到斜綴條所受的力，斜綴條近似按軸心受壓構件計算。4、端豎桿采用不等邊角鋼長邊相連或十字形截面； 端斜桿采用不等邊角鋼長邊相連； 跨中豎桿采用十字

32、形截面；其它腹桿采用等邊角鋼相連；是根據(jù)等穩(wěn)定原則x=y，即iy/ix=loy/lox確定的。三、計算題（共四題，計48分）1、解： 將力簡化到焊縫群的形心為：（2分）剪力 彎矩 在M作用下：（4分）在V作用下：左、右兩側點為危險點（3分） 焊縫能滿足承載力要求 2、解單個螺栓的抗剪承載力設計值為：（4分）焊縫一側8個螺栓所能承擔的荷載 1122第一排螺栓處為危險截面11，如右圖（4分） 即：解得：N 570510N = 570.5 kN22截面（可不算）解得：N 3525312N = 3525 kN（1分） 該連接所能承受的最大軸力為570.5 kN3、解：計算繞實軸的承載力（4分）查表得：

33、 計算繞虛軸的承載力（2分）（2分）（2分）（2分）查表得： （2分） 且1 25所以單肢穩(wěn)定滿足（1分）故最大承載力為Nmax = 1557.6 kN4、解： 荷載作用點所在截面受力最大，（2分）最大剪力跨中最大彎矩跨中最大彎矩處，即荷載作用處（2分）翼緣與腹板連接處正應力 抗彎滿足要求荷載作用處最大剪應力：（2分） 荷載作用位置翼緣與腹板連接處 抗剪滿足要求腹板上邊緣的局部壓應力：（2分）翼緣與腹板連接處的折算應力：（2分） （1分） 強度滿足要求腹板 （2分）翼緣板 局部穩(wěn)定滿足要求（2分）在受壓上翼緣設側向支撐，可滿足整體穩(wěn)定要求。（或在受壓上翼緣上設剛性鋪板，且鋪板與上翼緣牢固連接）

34、一、 填空題：(每空1分，共20分)1、 計算結構或構件的強度、穩(wěn)定性以及連接的強度時，應采用荷載的值；計算疲勞時，應采用荷載的 值。2、 鋼材Q235B中，235代表 ，按脫氧方法該鋼材屬于 鋼。3、 對于普通碳素鋼，隨含碳量的增加，鋼材的屈服點和抗拉強度 ，塑性和韌性 ，焊接性能 。4、當采用三級質量受拉斜對接焊縫連接的板件，承受軸心力作用，當焊縫軸 線與軸心力方向間夾角滿足 ，焊縫強度可不計算 。5、鋼材的選用應根據(jù)結構的重要性、 、 等因素綜合 考慮，選用合適的鋼材。6、鋼材受三向同號拉應力作用，數(shù)值接近，即使單項應力值很大時，也不易進入 狀態(tài)，發(fā)生的破壞為 破壞。7、 某梯形鋼屋架，

35、屋脊處應設 性系桿，該系桿按 桿設計。8、 軸心受壓柱的柱腳底板厚度是按底板的 受力工作確定的。9、 如下圖突緣式支座加勁肋，應按承受支座反力的軸心受壓構件計算梁平面外（繞Z軸）穩(wěn)定，鋼材Q235鋼，此受壓構件截面面積值為 ， 其長細比為 。Z81020020h0=100011 10、 格構式軸心受壓構件繞虛軸的穩(wěn)定計算采用換算長細比是考慮 的影響。11、實腹式單向偏心受壓構件的整體穩(wěn)定，分為彎矩 的穩(wěn)定和 彎矩 的穩(wěn)定。二、 單項選擇題(每題2分，共16分)1、對于Q235鋼板，其厚度越大 。A. 塑性越好B. 韌性越好C. 內部缺陷越少D. 強度越低2、如圖采用C級普通螺栓連接，最危險螺栓

36、為 。A. 1 B. 3 C. 2或4 D. 5N12345 3、工字形截面軸心受壓構件,翼緣外伸部分的寬厚比 式中的 是 。A.構件繞強方向的長細比B.構件兩個方向的長細比平均值C.構件兩個方向的長細比較大值D.構件兩個方向的長細比較小值4、單向受彎構件的抗彎強度 其中時,為使翼緣不先失去局部穩(wěn)定, 翼緣外伸部分的寬厚比b/t為 。A . B. C. D. 5、已知焊接工字形截面簡支梁，承受均布荷載作用,鋼材Q235，fy=235N/mm2，并在支座設置支承加勁肋，梁腹板高度900mm，厚度12mm，要求考慮腹板穩(wěn)定性， 則 。 A 布置縱向和橫向加勁肋B 按計算布置橫向加勁肋C 按構造要求

37、布置加勁肋D 不用布置加勁肋6、荷載作用于截面形心的焊接工字形等截面簡支梁，最容易發(fā)生整體失穩(wěn)的 情況是 。A 跨中集中荷載作用B 跨間三分點各有一個集中荷載作用C 梁兩端有使其產生同向曲率、數(shù)值相等的端彎矩作用D 全跨均布荷載作用7、彎矩繞虛軸作用的雙肢綴條式壓彎構件，應進行 和綴條計算。A 強度、彎矩作用平面內穩(wěn)定、彎矩作用平面外穩(wěn)定、剛度B 彎矩作用平面內穩(wěn)定、分肢穩(wěn)定C 彎矩作用平面內穩(wěn)定、彎矩作用平面外穩(wěn)定、剛度D 強度、彎矩作用平面內穩(wěn)定、分肢穩(wěn)定、剛度8、已知雙軸對稱工字鋼截面軸心受壓柱，軸心壓力小，根據(jù)剛度控制截面面積A截面面積A為A 1422.2mm2B 1800mm2C 2

38、000mm2D 2500mm2三、簡答題：（共21分)1、焊接殘余應力產生的原因和對結構工作性能的影響？（8分)2、簡述影響梁整體穩(wěn)定的因素（8分)3、為什么在截面為單軸對稱的實腹式軸心受壓構件，繞對稱軸的穩(wěn)定計算采用換算長細比？（5分)四、計算題：（共43分）1、 圖示連接，受靜載F=120kN(設計值)，角焊縫焊腳尺寸hf=8mm,鋼材Q235B，手工焊,焊條E43型，=160N/mm2。驗算焊縫強度（10分）F600850 120 2、 如圖所示，兩塊鋼板截面厚度16mm寬度420mm，兩面用厚度10mm蓋板連接， 鋼材Q235B承受軸心力作用，采用8.8級螺栓M20高強度螺栓摩擦型連接

39、，孔徑21.5mm，接觸面采用噴砂處理，f =215N/mm2，預拉力P=125 kN，摩擦面的抗滑移系數(shù)0.45，求此連接接頭能承受的最大軸心力設計值（10分） 100 10060 100 60NNNN80 80 10 80 80 55 80 55 55 80 5510 16 10 3、已知一焊接工字形截面梁，承受靜力荷載，梁某截面彎矩設計值720KN.m，剪力設計值500KN，該截面集中力設計值F=200KN，沒有加勁肋，沿梁跨度方向支承長度150mm，鋼材Q235B，鋼材的強度設計值f =215N/mm2，fv=125N/mm2，X=1.05，毛截面慣性矩Ix=181812cm4，截面的

40、最大面積矩S=2509.4cm3，上翼緣對中和軸的面積矩S1=1709.4cm3，驗算梁截面強度(10分) A F150Ado=20用于連接-14x300-14x300-10 x800A 4、已知如圖雙肢槽鋼格構式軸心受壓綴條柱，軸心壓力設計值N=1900KN（包括柱身等構造自重），所有鋼材均選用Q235B，f=215N/mm2，計算長度l0 x=l0y=6000mm，柱截面無削弱。（232b的截面面積A=255.1=110.2cm2，iy=12.1cm；分肢對自身1-1軸的慣性矩I1=336cm4，回轉半徑i1=2.47cm，Zo=2.16cm，b=320mm；單根綴條角鋼L454的截面面積

41、A1=3.49cm2；imin=0.89cm， （13分）試驗算1） 柱的整體穩(wěn)定與單肢穩(wěn)定 2）求斜綴條的受力大小 303540450.9360.9180.8990.878505560650.8560.8330.8070.780707580850.7510.7200.6880.65511bxxZ0yyl1 鋼結構基本原理及設計試題參考答案一、填空題：(每空1分，共20分)1、設計值、標準值2、屈服點235N/mm2，鎮(zhèn)靜鋼 3、增高、 下降、 變差 4、 5、荷載特征、連接方法、工作環(huán)境、應力狀態(tài)、鋼材厚度 （答出兩個即可） 6、塑性、 脆性 7、剛、受壓 8、受彎9、2960mm2 21.

42、0710、剪切變形的影響11、作用平面內、作用平面外二 單項選擇題(每題2分，共16分) D A C B D C D B 三 簡答題(共計21分)1、 (8分)焊縫出現(xiàn)不均勻溫度場。焊縫附近溫度最高，可高達1600度以上。在焊縫區(qū)以外，溫度則急劇下降。焊縫區(qū)受熱而縱向膨脹，但這種膨脹因變形的平截面規(guī)律(變形前的平截面，變形后仍保持平面)而受到其相鄰較低溫度區(qū)的約束，由于鋼材在600以上時呈塑性狀態(tài)(稱為熱塑狀態(tài))，因而高溫區(qū)的這種壓應力使焊縫區(qū)的鋼材產生塑性壓縮變形對結構的靜力強度沒影響，降低結構的剛度，影響壓桿的穩(wěn)定性，對低溫冷脆有影響，對疲勞強度不利。2、 (8分)梁的側向抗彎剛度EIy、

43、抗扭剛度GIt，和抗翹曲剛度EIw愈大，則臨界彎矩愈大。梁兩端支承條件、構件側向支承點間距、受壓翼緣寬度、荷載的種類和作用位置。3、3、 (5分)對于單軸對稱截面，構件除繞非對稱軸發(fā)生彎曲屈曲外，還可能發(fā)生繞對稱軸彎扭屈曲，軸力由于截面的轉動產生作用于形心處非對稱軸方向的剪力，剪力不通過剪心，產生扭矩，彎扭屈曲比繞對稱軸的彎曲屈曲的臨界應力要低，因此繞對稱軸的穩(wěn)定應采用考慮扭轉效應的換算長細比計算。四、計算題 1、解： 將力F簡化到焊縫群的形心為：（2分） V = Fcos60o= 60 kN N = Fsin60o=103.9 kNM = N35 = 3636.5 kNmm（5分） 在N作用

44、下： 在V作用下：在M作用下：焊縫上下兩點最危險（3分） 焊縫滿足承載力要求2、解： 單個螺栓的抗剪承載力設計值：（3分）Nvb = 0.9nf P = 0.920.45125101.25 kN蓋板一側螺栓能傳遞的荷載為： N1 = 16 Nvb = 1620kN被連接板所能承擔的軸力為：（3分）N2 = Af = 16420215602000 N = 1444.8 kN連接板的橫截面尺寸大于被連接板橫截面，且采用相同的鋼材，故不必計算連接板的承載力。危險截面凈截面面積 An = 16（420-421.5）5344 mm2（3分）在危險截面處，對于被連接板（10.5n1/n）N3 = An f

45、 （1分）故該連接所能承受的最大軸力為：N = 1313.1 kN3、解：（2分） （3分）（3分）（2分） 4、解：一、1）繞實軸整體穩(wěn)定的驗算： 剛度滿足。 查表得到： (1分) 滿足要求。 (2分)2）繞虛軸的剛度和整體穩(wěn)定驗算：繞虛軸慣性矩： 繞虛軸回轉半徑： (1分)長細比： (1分)換算長細比 剛度滿足。(1分)查表得到： (1分) 滿足要求。 (2分)3）單肢的穩(wěn)定驗算：所以分肢穩(wěn)定滿足規(guī)范要求 (2分)二、 (1分) (1分)三、 填空題：(每空1分，共22分)1、 建筑鋼結構焊接技術規(guī)程（JGJ2002）推薦使用 來衡量低合金鋼的焊接性能。2、 硫、磷、氮、氧和氫均為有害元素

46、，其中 和 易引起鋼材的低溫冷脆。3、 影響結構疲勞壽命的最主要因素是構造狀態(tài)、 和 。4、 鋼材的機械性能指標為屈服強度、抗拉強度、伸長率、 、 和 。5、 主要焊接結構不能采用Q235 級鋼，因含碳量不作交貨條件，無法保證含碳量。6、 將一塊Q235B級鋼板與Q345B級鋼板通過焊接進行連接時，宜選擇 型焊條。7、 鋼結構設計規(guī)范（GB500172003）規(guī)定：質量屬于三級的焊縫，焊縫的抗拉設計強度等于母材抗拉設計強度的 倍。8、 單軸對稱的T形截面軸心受壓構件，繞對稱軸失穩(wěn)時易發(fā)生 失穩(wěn)，繞非對稱軸時易發(fā)生 失穩(wěn)。9、 軸心受壓構件失穩(wěn)時可能繞兩主軸屈曲，設計時應遵循 原則，如進行梯形鋼

47、屋架設計時屋架端斜桿應采用 的截面型式。10、在軸心受壓構件中，確定箱形截面板件滿足局部穩(wěn)定的寬（高）厚比限值的原則是 ，確定工字形截面確定板件寬（高）厚比限值的原則是 。11、 荷載作用點的位置對梁的整體穩(wěn)定有影響，相對于荷載作用于工字形截面簡支梁受拉翼緣，當荷載作用于梁的受壓翼緣時，其梁的整體穩(wěn)定性將 。12、 某梯形鋼屋架，下弦支座處應設置 系桿，該系桿需要按 桿設計。13、 某工字形組合截面簡支梁，若腹板的高厚比為100，應設置 加勁肋，若腹板高厚比為210，應設置 加勁肋。二、單項選擇題(每題2分，共14分)1、 最易產生脆性破壞的應力狀態(tài)是 。(A) 單向壓應力狀態(tài)(B) 三向拉應

48、力狀態(tài)(C) 單向拉應力狀態(tài)(D) 二向拉一向壓的應力狀態(tài)NN60 100 60 100 100II 2、采用摩擦型高強螺栓連接的兩塊 鋼板，如圖所示，II危險截面所受的力為 。(A) N (B) 0.875N (C) 0.75N (D) 0.5N 3、如圖所示，兩塊鋼板焊接，根據(jù)手工焊構造要求，焊角高度hf應滿足 要求。(A) 6hf89mm (B) 6hf12mm (C) 5hf89mm 10mm16mmhf(D) 6hf10mm 4、受彎構件考慮屈曲后強度時，下列說法正確的為 。 (A) 腹板抗彎承載力提高(B) 腹板抗剪承載力提高(C) 腹板抗彎、抗剪承載力均提高(D) 腹板抗彎承載力

49、提高，抗剪承載力降低5、單向受彎構件的抗彎強度 其中時,為使翼緣不先失去局部穩(wěn)定, 翼緣外伸部分的最大寬厚比b/t為 。(A) (B) (C) (D) 6、彎矩矢量作用在工字形偏壓柱的弱軸平面內，屈曲時會發(fā)生 屈曲。(A) 平面內(B) 平面外 (C) 不一定 (D) 可能平面內，也可能平面外7、在鋼屋架支座節(jié)點的設計中，支座底板的厚度由 決定。(A) 抗剪和抗彎共同工作(B) 抗壓工作 (C) 抗剪工作 (D) 抗彎工作三、簡答題：（共22分)1、普通螺栓受剪連接的主要破壞形式包括哪幾種，并說明防止該種破壞的相應計算方法或構造措施。（8分）2、請說明圖中所示格構式柱頭的主要組成零件及荷載傳遞路徑和方式。（9分） 3、如圖所示為單向壓彎的格構式柱，分肢1對y軸慣性矩為I1，分肢2對y軸慣性矩為I2，軸力N作用在虛軸（x軸）上，由軸力產生的彎矩My作用在構件的主軸平面內，請說明分配到分肢1和分肢2上軸力和彎矩的分配原則及分肢1所受軸力和彎矩的大小。（5分）分肢2yx Myay1y21分肢122 1 軸力作用點四、計算題：（共42分）1