鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)試題

1、 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì) 試 題題號(hào)一二三四五六七八九十總分分?jǐn)?shù)一、 單向選擇題(每題2分，共20分)1關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)鋼材的優(yōu)缺點(diǎn)，下列說法中錯(cuò)誤的是【 】a. 鋼材的強(qiáng)度較高，結(jié)構(gòu)自重輕b. 鋼材具有良好的冷加工和熱加工性能c. 鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能很好，適合在各種惡劣環(huán)境中使用d. 鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性很好，但耐火性能很差2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)下列哪一項(xiàng)內(nèi)容需按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算【 】a. 構(gòu)件的變形 b. 構(gòu)件的強(qiáng)度c. 構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度 d. 構(gòu)件的整體穩(wěn)定3為防止厚鋼板在焊接時(shí)或承受厚度方向的拉力時(shí)發(fā)生層狀撕裂，必須測(cè)試鋼材的【 】a. 抗拉強(qiáng)度fu b. 屈服點(diǎn)fyc. 冷彎180試驗(yàn) d.

2、z向收縮率4不同質(zhì)量等級(jí)(a、b、c、d)的同一類鋼材，下列哪項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)不同【 】a. 抗拉強(qiáng)度fu b. 沖擊韌性akc. 伸長(zhǎng)率 d. 屈服點(diǎn)fy5對(duì)于普通螺栓連接，限制端距e2d0的目的是為了避免【 】a. 螺栓桿受剪破壞 b. 板件被拉斷破壞c. 板件受擠壓破壞 d. 板件端部沖剪破壞6如圖所示承受靜力荷載的t形連接，采用雙面角焊縫，按構(gòu)造要求所確定的合理焊腳尺寸應(yīng)為【 】t=8mmt=6mma. 4mmb. 6mmc. 8mmd. 10mm7初始彎曲和荷載的初始偏心對(duì)軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力的影響為【 】a. 初彎曲和初偏心均會(huì)降低穩(wěn)定承載力b. 初彎曲和初偏心均不會(huì)影響穩(wěn)定承載力

3、c. 初彎曲將會(huì)降低穩(wěn)定承載力，而初偏心將不會(huì)影響穩(wěn)定承載力d. 初彎曲將不會(huì)影響穩(wěn)定承載力，而初偏心將會(huì)降低穩(wěn)定承載力8保證焊接組合工字型截面軸心受壓柱翼緣板局部穩(wěn)定的寬厚比限值條件，是根據(jù)矩形板單向均勻受壓時(shí)下列哪種邊界條件確定的【 】a. 兩邊簡(jiǎn)支、一邊自由、一邊彈性嵌固b. 兩邊簡(jiǎn)支、一邊自由、一邊嵌固c. 三邊簡(jiǎn)支、一邊自由d. 四邊均為簡(jiǎn)支9梁腹板屈曲后強(qiáng)度產(chǎn)生的原因是【 】a. 腹板屈曲后產(chǎn)生鋼材的彈塑性強(qiáng)化，能夠繼續(xù)承擔(dān)更大的荷載b. 腹板屈曲后產(chǎn)生薄膜拉力場(chǎng)，牽制了板變形的發(fā)展，存在繼續(xù)承載的潛能c. 腹板屈曲后產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，提高了鋼材的屈服點(diǎn)d. 由于橫向加勁肋的存在

4、，提高了腹板局部穩(wěn)定承載力10圖示的普通鋼屋架角鋼的四種切斷形式中，絕對(duì)不允許采用的是【 】(a)(b)(c)(d)a. (a)b. (b)c. (c)d. (d)二、 填空題(每空1分，共15分)1在普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分中加入適量的硅、錳等合金元素，將會(huì) 鋼材的強(qiáng)度。2鋼材經(jīng)過冷加工后，其強(qiáng)度和硬度會(huì)有所提高，卻降低了塑性和韌性，這種現(xiàn)象稱為鋼材的 。3調(diào)質(zhì)處理的低合金鋼沒有明顯的屈服點(diǎn)和塑性平臺(tái)，這類鋼材的屈服點(diǎn)被定義為：?jiǎn)蜗蚶觳⑿遁d后，試件中殘余應(yīng)變?yōu)?時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，也稱為名義屈服點(diǎn)。4高強(qiáng)度低合金鋼的焊接性能是通過 指標(biāo)來衡量的。5循環(huán)荷載次數(shù)一定時(shí)，影響焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命的最主

5、要因素是 和構(gòu)件或連接的構(gòu)造形式。6在對(duì)焊縫進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，對(duì)于 級(jí)焊縫，只進(jìn)行外觀檢查即可。7對(duì)于實(shí)腹式軸心受壓柱，殘余應(yīng)力的存在通常會(huì) 構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。8在高強(qiáng)度螺栓的受剪連接中，當(dāng)螺栓直徑和規(guī)格均相同時(shí)，摩擦型連接單個(gè)螺栓的抗剪承載力一般會(huì) 承壓型連接。9對(duì)于單軸對(duì)稱的軸心受壓構(gòu)件，繞非對(duì)稱主軸屈曲時(shí)，會(huì)發(fā)生彎曲屈曲；而繞對(duì)稱主軸屈曲時(shí)，由于截面重心與彎曲中心不重合，將發(fā)生 屈曲現(xiàn)象。10當(dāng)梁的整體穩(wěn)定驗(yàn)算不能滿足要求時(shí)，可以采用加強(qiáng) 翼緣的辦法來提高穩(wěn)定承載力。11梁的整體穩(wěn)定系數(shù)b大于0.6時(shí)，需用b代替b，它表明此時(shí)梁已經(jīng)進(jìn)入_ _ _階段。12彎矩繞虛軸作用的雙肢格構(gòu)式壓彎構(gòu)件

6、，采用綴條式格構(gòu)柱，其分肢的穩(wěn)定應(yīng)按 構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算。13梯形鋼屋架支座底板的厚度是由底板的 強(qiáng)度確定的。14在鋼屋架的受壓桿件設(shè)計(jì)中，確定雙角鋼截面形式時(shí)，應(yīng)采用 原則。15設(shè)桿件節(jié)點(diǎn)間的幾何長(zhǎng)度為l，則梯形鋼屋架的支座斜桿在屋架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度為 。三、 簡(jiǎn)答題(每題7分，共21分)頂板與加勁肋焊縫hf1加勁肋與柱腹板焊縫hf2墊圈構(gòu)造螺栓墊板11111軸心受壓柱典型的柱頭形式如圖所示。請(qǐng)標(biāo)出圖中未給出的零件名稱(共有3處)，并寫出此柱頭節(jié)點(diǎn)的傳力途徑。2簡(jiǎn)述梁腹板設(shè)置加勁肋的原則。(不考慮梁的屈曲后強(qiáng)度)3雙軸對(duì)稱工字形實(shí)腹式單向壓彎構(gòu)件有哪幾種失穩(wěn)形式？并簡(jiǎn)要說明它們是如何產(chǎn)生的。四、

7、計(jì)算題(共44分)工字形柱8f345200200501如圖所示鋼板與工字形柱采用雙面角焊縫t形連接，hf8mm，其它尺寸已在圖中給出，鋼板承受一個(gè)斜向拉力f500kn的作用（靜力荷載），鋼材q235b，焊條e43系列，。試驗(yàn)算此連接能夠滿足強(qiáng)度要求。（10分）vm35351308080180t=22mm2如圖所示兩個(gè)工字形梁通過端板使用高強(qiáng)螺栓連接，計(jì)算高強(qiáng)螺栓連接的強(qiáng)度能否滿足要求。采用10.9級(jí)高強(qiáng)螺栓承壓型連接，螺栓直徑20mm，有效面積ae=2.45cm2，；端板采用q235b級(jí)鋼，厚度均為22mm，。已知內(nèi)力設(shè)計(jì)值v300，m90。（10分）3已知6m跨簡(jiǎn)支梁采用雙軸對(duì)稱截面，梁的上

8、翼緣承受如圖所示均布荷載作用，試通過梁的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定計(jì)算，來確定此梁所能承受的荷載設(shè)計(jì)值q。(可忽略自重) (10分)q6000200t=6mmt=12mmt=12mm400yxxy（提示：鋼材q235b級(jí)，。截面特性：，）3203203203206868i36ayyxx45l454114某工作平臺(tái)的軸心受壓柱，承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值n2800kn（包括柱身等構(gòu)造自重），計(jì)算長(zhǎng)度l0x=l0y=7.2m。鋼材采用q235b，柱截面無削弱。設(shè)計(jì)成如圖所示的兩熱軋普通工字鋼組成的雙肢綴條柱，試驗(yàn)算此格構(gòu)柱的整體剛度、整體穩(wěn)定與分肢穩(wěn)定。（14分）（已知：2i36a的截面面積a=276.44=152

9、.88cm2，iy=14.38cm；分肢對(duì)自身1-1軸的慣性矩i1=554.9cm4，回轉(zhuǎn)半徑i1=2.69cm；單根綴條角鋼l454的截面面積at=3.49cm2；所有鋼材均選用q235b鋼，f=215n/mm2。）303540450.9360.9180.8990.878505560650.8560.8330.8070.780707580850.7510.7200.6880.655答案單向選擇題(每題2分，共20分)cadbd bacbd填空題(每空1分，共15分)1提高 2冷作硬化 30.2% 4碳當(dāng)量 5應(yīng)力幅6三 7降低 8低于 9彎扭 10受壓11彈塑性 12軸心受壓構(gòu)件 13抗彎

10、14等穩(wěn)定 15桿件幾何長(zhǎng)度 或l簡(jiǎn)答題(每題7分，共21分)柱加勁肋柱頂板突緣板11111 圖中三個(gè)零件名稱，每個(gè)1分，共3分。端面承壓端面承壓端面承壓或焊縫hf1焊縫hf2 (每步1分，共4分)21) 當(dāng)時(shí)，腹板局部穩(wěn)定能夠保證，不必配置加勁肋；對(duì)吊車梁及類似構(gòu)件（），應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋。 (2分)2) 當(dāng)時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋。 (2分)3) 當(dāng)（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束，如連有剛性鋪板或焊有鐵軌時(shí)）或（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)），或按計(jì)算需要時(shí)，除配置橫向加勁肋外，還應(yīng)在彎矩較大的受壓區(qū)配置縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，必要時(shí)尚應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。 (2分)4) 梁的支座處和上翼緣

11、受有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋。 (1分)31）失穩(wěn)形式：?jiǎn)蜗驂簭潣?gòu)件的整體失穩(wěn)分為彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外兩種情況（1分），彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)為彎曲屈曲（1分），彎矩作用平面外失穩(wěn)為彎扭屈曲（1分）。2）產(chǎn)生原因：平面內(nèi)失穩(wěn)時(shí)：直桿在偏心壓力作用下，彎矩作用平面內(nèi)構(gòu)件撓度隨壓力的增加而增大，且呈非線性地增長(zhǎng)，這是由于二階效應(yīng)的影響。最后達(dá)到偏心壓力的極值點(diǎn)，失去平面內(nèi)穩(wěn)定，不存在分枝現(xiàn)象。（2分）平面外失穩(wěn)時(shí)：假如構(gòu)件沒有足夠的側(cè)向支撐，且彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性較強(qiáng)。無初始缺陷時(shí)，壓力作用下，構(gòu)件只產(chǎn)生彎矩平面內(nèi)的撓度，當(dāng)壓力增加到某一臨界值ncr之后，構(gòu)件會(huì)突然產(chǎn)生彎矩作用平

12、面外的彎曲變形和整體扭轉(zhuǎn)，發(fā)生了彎扭失穩(wěn)，是一種分枝失穩(wěn)。有初始缺陷壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外失穩(wěn)為極值失穩(wěn)，無分枝現(xiàn)象。（2分）計(jì)算題1解： 力系分解：水平軸心力： (1分)剪力： (1分)彎矩： (1分)角焊縫有效截面的幾何特征：面積： (1分)慣性矩： (1分)抵抗矩： (1分)在水平軸心力作用下： (1分)在彎矩作用下： (1分)在剪力作用下： (1分)所以： (1分)2解：最上排螺栓為受力最大螺栓，所受拉力和剪力分別為：拉力： (1分)剪力： (1分) (2分) (2分) (2分)所以 滿足要求 (1分) 滿足要求 (1分)3解：梁端最大剪力，跨中最大彎矩： (1分) (2分) (2分

13、) (2分) (1分) (2分)所以4解：1）繞實(shí)軸的剛度和整體穩(wěn)定的驗(yàn)算： 剛度滿足。 查表得到： (2分) 滿足要求。 (2分)2）繞虛軸的剛度和整體穩(wěn)定驗(yàn)算：繞虛軸慣性矩： (1分)繞虛軸回轉(zhuǎn)半徑： (1分)長(zhǎng)細(xì)比： (1分)換算長(zhǎng)細(xì)比 剛度滿足。 (1分)查表得到： (1分) 滿足要求。 (2分)3）分肢的穩(wěn)定驗(yàn)算：，所以分肢穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。 (3分) 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 試 題題號(hào)一二三四五六總分分?jǐn)?shù)一 填空題（每空1分，共計(jì)32分） 1、 鋼結(jié)構(gòu)防火常采用的方法有 ， 。2、 建筑鋼材的主要性能指標(biāo)有伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、冷彎性能、沖擊韌性、z向收縮率，其中伸長(zhǎng)率是

14、衡量鋼材 能力的指標(biāo)；是衡量鋼材抗層狀撕裂能力的指標(biāo)。3、 高強(qiáng)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(hào)拉應(yīng)力作用時(shí)，即使三向應(yīng)力絕對(duì)值很大，甚至大大超過屈服點(diǎn)，但兩兩應(yīng)力差值不大時(shí)，材料不易進(jìn)入 狀態(tài)，此時(shí)發(fā)生的破壞為 破壞。5、 在溫度250左右時(shí)，鋼材的性能與在常溫時(shí)相比較，強(qiáng)度更 、塑性更 。6、 q235a級(jí)鋼不能用于主要焊接結(jié)構(gòu)，原因在于不能保證 。7、 當(dāng)采用手工電弧焊，材料為q345的鋼構(gòu)件相焊接時(shí)，應(yīng)選擇 型焊條；材料為q235和q345的構(gòu)件相焊接時(shí)，應(yīng)選擇 型焊條。8、 兩塊板厚為t寬度為b的板采用對(duì)接焊縫連接，施焊時(shí)未設(shè)引弧板，則計(jì)算長(zhǎng)度取為 。

15、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(qiáng)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(shí)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(gòu)造要求而引起的。 12、殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)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(jì)算構(gòu)件的局部穩(wěn)定時(shí)，工字形截面軸壓構(gòu)件的腹板可以看成 簡(jiǎn)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

16、后強(qiáng)度的梁相比，考慮屈曲后強(qiáng)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(jì)算中, jb等于 為梁彈性和彈塑性工作的分界點(diǎn)。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(jié)構(gòu)中，無檁屋蓋的屋架在下弦跨中處應(yīng)設(shè) 性系桿。 二、 簡(jiǎn)答題 (每題5分，共20分)1、簡(jiǎn)述以屈服強(qiáng)度fy作彈性設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)的依據(jù)？ 2、簡(jiǎn)述梁腹板加勁肋的布置原則？3、 試說明如圖所示格構(gòu)式偏心受壓綴條柱中綴條的設(shè)計(jì)內(nèi)力如何選?。?、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？ 三 計(jì)算題（共四題，計(jì)48分）p=100 kn82401401、圖示連接，受靜載，鋼

17、材q235b，焊條e4303，=160n/mm2。驗(yàn)算焊縫能否滿足承載要求？(9分)2、圖示摩擦型高強(qiáng)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(jí)，預(yù)拉力p=155 kn，栓孔直徑22mm，鋼材表面噴砂后涂無機(jī)富鋅漆，摩擦面的抗滑移系數(shù)0.35，nn45707070454545701040404計(jì)算該連接所能承受的最大軸力？ (9分)3、計(jì)算右圖所示格構(gòu)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）, 已知柱截面a=45.622=91.24cm2, 截面無削弱, 材料q235-b,

18、 f=215n/mm2 , 截面慣性矩ix=10260cm4, iy=13620cm4, 單肢的i1=2.0cm ,柱計(jì)算長(zhǎng)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(shè)計(jì)值p=180 kn(忽略自重)，已知跨度l=6m，鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f =215n/mm2，fv=125n/mm2，x=1.05，截面慣性矩ix=397906133mm4，截面的最大面積矩s=864400mm3，上翼緣對(duì)中和軸的面積矩s1=614400mm3，支座處設(shè)有支承加勁肋，試問該梁是否滿足

19、強(qiáng)度和局部穩(wěn)定的要求（不考慮屈曲后強(qiáng)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(yīng)采取500200121281001001.8m1.8m2.4mp=180knp什么措施？(15分)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dāng)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(qiáng)度、（底板）抗彎強(qiáng)度（或）14、 四

20、邊、三邊簡(jiǎn)支一邊自由（或三邊簡(jiǎn)支）15、 提高、（略有）下降16、 0.617、 穩(wěn)定、強(qiáng)度18、 柔二、 簡(jiǎn)答題 (每題5分，共20分) 1、 a、 以 fy作彈性、塑性工作的分界點(diǎn)，屈服后，（23），易察覺；若過大，產(chǎn)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(yīng)力不超過fu ， fy fu 作為強(qiáng)度儲(chǔ)備。 2、 a、 當(dāng) 時(shí)，梁腹板的局部穩(wěn)定得到保證； 對(duì)無局部壓應(yīng)力（c0）的梁，可不配置加勁肋； 對(duì)有局部壓應(yīng)力的梁，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋； b、 當(dāng) ，應(yīng)配置橫肋，當(dāng) （受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束）， 或 （受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束），或按計(jì)算需要時(shí)

21、，應(yīng)在彎曲應(yīng)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(yīng)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(shè)置支承支承加勁肋。3、水平剪力取實(shí)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(gòu)件計(jì)算。4、端豎桿采用不等邊角鋼長(zhǎng)邊相連或十字形截面； 端斜桿采用不等邊角鋼長(zhǎng)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，即iy/ix=loy/lox確定的。三、計(jì)算題（共四題，計(jì)48分）

22、1、解： 將力簡(jiǎn)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(cè)點(diǎn)為危險(xiǎn)點(diǎn)（3分） 焊縫能滿足承載力要求 2、解單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：（4分）焊縫一側(cè)8個(gè)螺栓所能承擔(dān)的荷載 1122第一排螺栓處為危險(xiǎn)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(jì)算繞實(shí)軸的承載力（4分）查表得： 計(jì)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nm

23、ax = 1557.6 kn4、解： 荷載作用點(diǎn)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(yīng)力 抗彎滿足要求荷載作用處最大剪應(yīng)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(yīng)力：（2分）翼緣與腹板連接處的折算應(yīng)力：（2分） （1分） 強(qiáng)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(shè)側(cè)向支撐，可滿足整體穩(wěn)定要求。（或在受壓上翼緣上設(shè)剛性鋪板，且鋪板與上翼緣牢固連接）一、 填空題：(每空1分，共20分)1、 計(jì)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采用荷載的值；計(jì)算疲勞時(shí)，應(yīng)采用荷

24、載的 值。2、 鋼材q235b中，235代表 ，按脫氧方法該鋼材屬于 鋼。3、 對(duì)于普通碳素鋼，隨含碳量的增加，鋼材的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度 ，塑性和韌性 ，焊接性能 。4、當(dāng)采用三級(jí)質(zhì)量受拉斜對(duì)接焊縫連接的板件，承受軸心力作用，當(dāng)焊縫軸 線與軸心力方向間夾角滿足 ，焊縫強(qiáng)度可不計(jì)算 。5、鋼材的選用應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)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(hào)拉應(yīng)力作用，數(shù)值接近，即使單項(xiàng)應(yīng)力值很大時(shí)，也不易進(jìn)入 狀態(tài)，發(fā)生的破壞為 破壞。7、 某梯形鋼屋架，屋脊處應(yīng)設(shè) 性系桿，該系桿按 桿設(shè)計(jì)。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

25、，應(yīng)按承受支座反力的軸心受壓構(gòu)件計(jì)算梁平面外（繞z軸）穩(wěn)定，鋼材q235鋼，此受壓構(gòu)件截面面積值為 ， 其長(zhǎng)細(xì)比為 。z81020020h0=100011 10、 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的穩(wěn)定計(jì)算采用換算長(zhǎng)細(xì)比是考慮 的影響。11、實(shí)腹式單向偏心受壓構(gòu)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(xiàng)選擇題(每題2分，共16分)1、對(duì)于q235鋼板，其厚度越大 。a. 塑性越好b. 韌性越好c. 內(nèi)部缺陷越少d. 強(qiáng)度越低2、如圖采用c級(jí)普通螺栓連接，最危險(xiǎn)螺栓為 。a. 1 b. 3 c. 2或4 d. 5n12345 3、工字形截面軸心受壓構(gòu)件,翼緣外伸部分的寬厚比 式中的 是

26、。a.構(gòu)件繞強(qiáng)方向的長(zhǎng)細(xì)比b.構(gòu)件兩個(gè)方向的長(zhǎng)細(xì)比平均值c.構(gòu)件兩個(gè)方向的長(zhǎng)細(xì)比較大值d.構(gòu)件兩個(gè)方向的長(zhǎng)細(xì)比較小值4、單向受彎構(gòu)件的抗彎強(qiáng)度 其中時(shí),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(jiǎn)支梁，承受均布荷載作用,鋼材q235，fy=235n/mm2，并在支座設(shè)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(jì)算布置橫向加勁肋c 按構(gòu)造要求布置加勁肋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(jiǎn)支梁，最容易發(fā)生整體失穩(wěn)的 情況是 。a 跨中集中荷載

27、作用b 跨間三分點(diǎn)各有一個(gè)集中荷載作用c 梁兩端有使其產(chǎn)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(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行 和綴條計(jì)算。a 強(qiáng)度、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定、彎矩作用平面外穩(wěn)定、剛度b 彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定、分肢穩(wěn)定c 彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定、彎矩作用平面外穩(wěn)定、剛度d 強(qiáng)度、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定、分肢穩(wěn)定、剛度8、已知雙軸對(duì)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 2000mm2d 2500mm2三、簡(jiǎn)答題：（共21分)1、焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因和對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的影響？（8分)2、簡(jiǎn)述影響

28、梁整體穩(wěn)定的因素（8分)3、為什么在截面為單軸對(duì)稱的實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件，繞對(duì)稱軸的穩(wěn)定計(jì)算采用換算長(zhǎng)細(xì)比？（5分)四、計(jì)算題：（共43分）1、 圖示連接，受靜載f=120kn(設(shè)計(jì)值)，角焊縫焊腳尺寸hf=8mm,鋼材q235b，手工焊,焊條e43型，=160n/mm2。驗(yàn)算焊縫強(qiáng)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(jí)螺栓m20高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，孔徑21.5mm，接觸面采用噴砂處理，f =215n/mm2，預(yù)拉力p=125 kn，摩擦面的抗滑移系數(shù)0.45，求此連接

29、接頭能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)值720kn.m，剪力設(shè)計(jì)值500kn，該截面集中力設(shè)計(jì)值f=200kn，沒有加勁肋，沿梁跨度方向支承長(zhǎng)度150mm，鋼材q235b，鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f =215n/mm2，fv=125n/mm2，x=1.05，毛截面慣性矩ix=181812cm4，截面的最大面積矩s=2509.4cm3，上翼緣對(duì)中和軸的面積矩s1=1709.4cm3，驗(yàn)算梁截面強(qiáng)度(10分) a f150ad

30、o=20用于連接-14x300-14x300-10x800a 4、已知如圖雙肢槽鋼格構(gòu)式軸心受壓綴條柱，軸心壓力設(shè)計(jì)值n=1900kn（包括柱身等構(gòu)造自重），所有鋼材均選用q235b，f=215n/mm2，計(jì)算長(zhǎng)度l0x=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(duì)自身1-1軸的慣性矩i1=336cm4，回轉(zhuǎn)半徑i1=2.47cm，zo=2.16cm，b=320mm；單根綴條角鋼l454的截面面積a1=3.49cm2；imin=0.89cm， （13分）試驗(yàn)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 30354

31、0450.9360.9180.8990.878505560650.8560.8330.8070.780707580850.7510.7200.6880.65511bxxz0yyl1 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)試題參考答案一、填空題：(每空1分，共20分)1、設(shè)計(jì)值、標(biāo)準(zhǔn)值2、屈服點(diǎn)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(yīng)力狀態(tài)、鋼材厚度 （答出兩個(gè)即可） 6、塑性、 脆性 7、剛、受壓 8、受彎9、2960mm2 21.0710、剪切變形的影響11、作用平面內(nèi)、作用平面外二 單項(xiàng)選擇題(每題2分，共16分) d a c b d c d b 三 簡(jiǎn)

32、答題(共計(jì)21分)1、 (8分)焊縫出現(xiàn)不均勻溫度場(chǎng)。焊縫附近溫度最高，可高達(dá)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(shí)呈塑性狀態(tài)(稱為熱塑狀態(tài))，因而高溫區(qū)的這種壓應(yīng)力使焊縫區(qū)的鋼材產(chǎn)生塑性壓縮變形對(duì)結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度沒影響，降低結(jié)構(gòu)的剛度，影響壓桿的穩(wěn)定性，對(duì)低溫冷脆有影響，對(duì)疲勞強(qiáng)度不利。2、 (8分)梁的側(cè)向抗彎剛度eiy、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(gòu)件側(cè)向支承點(diǎn)間距、受壓翼緣寬度、荷載的種類和作用位置。

33、3、3、 (5分)對(duì)于單軸對(duì)稱截面，構(gòu)件除繞非對(duì)稱軸發(fā)生彎曲屈曲外，還可能發(fā)生繞對(duì)稱軸彎扭屈曲，軸力由于截面的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生作用于形心處非對(duì)稱軸方向的剪力，剪力不通過剪心，產(chǎn)生扭矩，彎扭屈曲比繞對(duì)稱軸的彎曲屈曲的臨界應(yīng)力要低，因此繞對(duì)稱軸的穩(wěn)定應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的換算長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算。四、計(jì)算題 1、解： 將力f簡(jiǎn)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作用下： 在v作用下：在m作用下：焊縫上下兩點(diǎn)最危險(xiǎn)（3分） 焊縫滿足承載力要求2、解： 單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：（3分）nvb

34、 = 0.9nf p = 0.920.45125101.25 kn蓋板一側(cè)螺栓能傳遞的荷載為： n1 = 16 nvb = 1620kn被連接板所能承擔(dān)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(jì)算連接板的承載力。危險(xiǎn)截面凈截面面積 an = 16（420-421.5）5344 mm2（3分）在危險(xiǎn)截面處，對(duì)于被連接板（10.5n1/n）n3 = an f （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

35、實(shí)軸整體穩(wěn)定的驗(yàn)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(yàn)算：繞虛軸慣性矩： 繞虛軸回轉(zhuǎn)半徑： (1分)長(zhǎng)細(xì)比： (1分)換算長(zhǎng)細(xì)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(yàn)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(jié)構(gòu)焊接技術(shù)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，其中 和 易引起鋼材的低溫冷脆。3、 影響結(jié)構(gòu)疲勞壽命的最主要因素是構(gòu)造狀態(tài)、 和 。4、 鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)為屈服強(qiáng)度、抗拉

36、強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、 、 和 。5、 主要焊接結(jié)構(gòu)不能采用q235 級(jí)鋼，因含碳量不作交貨條件，無法保證含碳量。6、 將一塊q235b級(jí)鋼板與q345b級(jí)鋼板通過焊接進(jìn)行連接時(shí)，宜選擇 型焊條。7、 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb500172003）規(guī)定：質(zhì)量屬于三級(jí)的焊縫，焊縫的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度等于母材抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 倍。8、 單軸對(duì)稱的t形截面軸心受壓構(gòu)件，繞對(duì)稱軸失穩(wěn)時(shí)易發(fā)生 失穩(wěn)，繞非對(duì)稱軸時(shí)易發(fā)生 失穩(wěn)。9、 軸心受壓構(gòu)件失穩(wěn)時(shí)可能繞兩主軸屈曲，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循 原則，如進(jìn)行梯形鋼屋架設(shè)計(jì)時(shí)屋架端斜桿應(yīng)采用 的截面型式。10、在軸心受壓構(gòu)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

37、字形截面確定板件寬（高）厚比限值的原則是 。11、 荷載作用點(diǎn)的位置對(duì)梁的整體穩(wěn)定有影響，相對(duì)于荷載作用于工字形截面簡(jiǎn)支梁受拉翼緣，當(dāng)荷載作用于梁的受壓翼緣時(shí)，其梁的整體穩(wěn)定性將 。12、 某梯形鋼屋架，下弦支座處應(yīng)設(shè)置 系桿，該系桿需要按 桿設(shè)計(jì)。13、 某工字形組合截面簡(jiǎn)支梁，若腹板的高厚比為100，應(yīng)設(shè)置 加勁肋，若腹板高厚比為210，應(yīng)設(shè)置 加勁肋。二、單項(xiàng)選擇題(每題2分，共14分)1、 最易產(chǎn)生脆性破壞的應(yīng)力狀態(tài)是 。(a) 單向壓應(yīng)力狀態(tài)(b) 三向拉應(yīng)力狀態(tài)(c) 單向拉應(yīng)力狀態(tài)(d) 二向拉一向壓的應(yīng)力狀態(tài)nn60 100 60 100 100ii 2、采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接

38、的兩塊 鋼板，如圖所示，ii危險(xiǎn)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(gòu)造要求，焊角高度hf應(yīng)滿足 要求。(a) 6hf89mm (b) 6hf12mm (c) 5hf89mm 10mm16mmhf(d) 6hf10mm 4、受彎構(gòu)件考慮屈曲后強(qiáng)度時(shí)，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) 腹板抗彎承載力提高，抗剪承載力降低5、單向受彎構(gòu)件的抗彎強(qiáng)度 其中時(shí),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)

39、(b) (c) (d) 6、彎矩矢量作用在工字形偏壓柱的弱軸平面內(nèi)，屈曲時(shí)會(huì)發(fā)生 屈曲。(a) 平面內(nèi)(b) 平面外 (c) 不一定 (d) 可能平面內(nèi)，也可能平面外7、在鋼屋架支座節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(yīng)計(jì)算方法或構(gòu)造措施。（8分）2、請(qǐng)說明圖中所示格構(gòu)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(gòu)式柱，分肢1對(duì)y軸慣性矩為i1，分肢2對(duì)y軸慣性矩為i2，軸力n作用在虛軸（x

40、軸）上，由軸力產(chǎn)生的彎矩my作用在構(gòu)件的主軸平面內(nèi)，請(qǐng)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(diǎn)四、計(jì)算題：（共42分）1、 如圖所示鋼板與工字形柱采用雙面角焊縫t形連接，hf10mm；鋼板長(zhǎng)400mm，鋼材q235b，焊條為e43系列，；鋼板承受一個(gè)豎向集中荷載f的作用（靜力荷載），荷載作用點(diǎn)至工字形柱翼緣外表面的距離為150mm。試確定該t形連接所能承擔(dān)的最大豎向荷載f。（9分）工字形柱10f200200150400 2、驗(yàn)算如圖所示的螺栓連接的強(qiáng)度。4個(gè)c級(jí)螺栓m20，所用鋼材為q235-b。已知對(duì)于c-m20：（8分）160kn40604060241645加勁肋 3、如圖所示一雙肢槽鋼格構(gòu)式軸心受壓綴板柱，軸心壓力設(shè)計(jì)值n=1450kn（包括柱身等構(gòu)造自重），所有鋼材均選用q345，f=310n/mm2，計(jì)算