鋼結(jié)構(gòu)一注試題及解答

1、一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)歷年試題2010年試題與解答 題1621某單層工業(yè)廠房為鋼結(jié)構(gòu)，廠房柱距21m，設(shè)置有兩臺(tái)重級(jí)工作制的軟鉤吊車(chē)，吊車(chē)每側(cè)有4個(gè)車(chē)輪，最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pk,max=355kN，吊車(chē)軌道高度hR=150mm，每臺(tái)吊車(chē)的輪壓分布如圖1621中的(a)圖所示。吊車(chē)梁為焊接工字形截面如圖1621中的(b)圖所示，采用Q345C鋼制作，焊條采用E50型。圖中長(zhǎng)度單位為mm。 圖162116在豎向平面內(nèi)，吊車(chē)梁的最大彎矩設(shè)計(jì)值Mmax=14442.5kN·m，試問(wèn)，強(qiáng)度計(jì)算中，僅考慮Mmax作用時(shí)吊車(chē)梁下翼緣的最大拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值(Nmm2)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近? A20

2、6 B235 C247 D274【解答】對(duì)于重級(jí)工作制吊車(chē)梁，由于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n>5×104，需要計(jì)算疲勞，依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003的4.1.1條：對(duì)需要計(jì)算疲勞的梁。宜取x =y =1.0 = N/mm2 ()17在計(jì)算吊車(chē)梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及連接的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)考慮由吊車(chē)擺動(dòng)引起的橫向水平力，試問(wèn)，作用在每個(gè)吊車(chē)輪處由吊車(chē)擺動(dòng)引起的橫向水平力標(biāo)準(zhǔn)值Hk(kN)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近? A11.l B13.9 C22.3 D35.5【解答】依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003的3.2.2條規(guī)定：系數(shù)，對(duì)一般軟鉤吊車(chē)=0.1，抓斗或磁盤(pán)吊車(chē)宜采用=0.1

3、5，硬鉤吊車(chē)宜采用=0.2。18在吊車(chē)最大輪壓作用下，試問(wèn)，吊車(chē)梁在腹板計(jì)算高度上邊緣的局部承壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值(Nmm2)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A78 B71 C61 D52【解答】依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003的4.1.3條：c=f (-1)式中 F集中荷載，對(duì)動(dòng)力荷載應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)；集中荷載增大系數(shù)；對(duì)重級(jí)工作制吊車(chē)梁，=1.35；對(duì)其他梁，=1.0；lz集中荷載在腹板計(jì)算高度上邊緣的假定分布長(zhǎng)度，按下式計(jì)算： lz =a+5hy+2hR a 集中荷載沿梁跨度方向的支承長(zhǎng)度，對(duì)鋼軌上的輪壓可取50mm；hy自梁頂面至腹板計(jì)算高度上邊緣的距離；hR軌道的高度，對(duì)梁頂無(wú)軌道的梁h

4、R =0；f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。c= N/mm2 上式中，1.1為動(dòng)力系數(shù)，依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001(2006年版)的5.3.1條取值；1.4為可變荷載分項(xiàng)系數(shù)。 19假定吊車(chē)梁采用突緣支座，支座端板與吊車(chē)梁腹板采用雙面角焊縫連接，焊腳尺寸hf=10mm，支座剪力設(shè)計(jì)值V=3041.7kN，試問(wèn)，該角焊縫的剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(Nmm2)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A70 B90 C110 D180【解答】依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003的7.1.3條： 直角角焊縫的強(qiáng)度計(jì)算。 1 在通過(guò)焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下： 正面角焊縫(作用力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向)：ff

5、 (7.1.3-1) 側(cè)面角焊縫(作用力平行于焊縫長(zhǎng)度方向)：f= (7.1.3-2) f=N/mm2 有觀點(diǎn)認(rèn)為，依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)，應(yīng)取1.2V計(jì)算，最后得到108Nmm2注意：焊縫的有效長(zhǎng)度20吊車(chē)梁由一臺(tái)吊車(chē)荷載引起的最大豎向彎矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk，max=5583.5kN·m。試問(wèn)，考慮欠載效應(yīng)，吊車(chē)梁下翼緣與腹板連接處腹板的疲勞應(yīng)力幅(Nmm2)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A74 B70 C66 D53【解答】依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003的6.2.1條，=maxmin，由于max與min中均包含相同的永久荷載效應(yīng)，故可以用可變荷載引起的應(yīng)力表示。查表6.2

6、.3-1，得到f=0.8= (-2)f·= mm221廠房排架分析時(shí)，假定兩臺(tái)吊車(chē)同時(shí)作用，試問(wèn)，柱牛腿由吊車(chē)荷載引起的最大豎向反力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A2913 B2191 C2081 D1972 【解答】將輪壓布置于影響線上，如圖21所示, 依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001(2006年版)的5.2.2條，重級(jí)工作制(A6A8)應(yīng)乘以0.95；計(jì)算排架時(shí)，多臺(tái)吊車(chē)的豎向荷載和水平荷載的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以表5.2.2中規(guī)定的折減系數(shù)。表 多臺(tái)吊車(chē)的荷載折減系數(shù)參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)吊車(chē)工作制A1A5A6A82340.90.850.80.950.90.85注：對(duì)

7、于多層吊車(chē)的單跨或多跨廠房，計(jì)算排架時(shí)，參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)及荷載的折減系數(shù)，應(yīng)按實(shí)際情況考慮。kN或者：根據(jù)比例關(guān)系可知，影響線豎標(biāo)為1.0以左各輪壓處影響線豎標(biāo)之和為影響線豎標(biāo)為1.0以右各輪壓處影響線豎標(biāo)之和為 于是，牛腿處總壓力標(biāo)準(zhǔn)值為(2.35+1+2.82)×355=2190.4kN0.95×2190.4=2081kN，選擇C。 若沒(méi)有注意到0.95的折減，會(huì)錯(cuò)選B。題2223某平臺(tái)鋼柱的軸心壓力設(shè)計(jì)值為N=3400kN，柱的計(jì)算長(zhǎng)度lox=6m，loy=3m，采用焊接工字形截面，截面尺寸如圖2223所示，翼緣鋼板為剪切邊，每側(cè)翼緣板上有兩個(gè)直徑d0=24mm的螺

8、栓孔，鋼柱采用Q235-B鋼制作，采用E43型焊條。圖222322假如柱腹板增設(shè)縱向加勁板以保證局部穩(wěn)定，試問(wèn)，穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，該柱最大壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值(Nmm2)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A165 B170 C182 D190【解答】查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003表5.1.2-1，焊接工字形截面，翼緣為剪切邊時(shí)，對(duì)x軸屬于b類，對(duì)y軸屬于c類。 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式計(jì)算： f (5.1.2-1)A構(gòu)件的毛截面面積。 .用縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板，其在受壓較大翼緣與縱向加勁肋之間的高厚比，應(yīng)符合本規(guī)范第5.4.2條或第5.4.3條的要求。縱向加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對(duì)配置，其一側(cè)外

9、伸寬度不應(yīng)小于10tw，厚度不應(yīng)小于0.75 tw。表5.1.2-1 軸心受壓構(gòu)件的截面分類(板厚t<40mm)截 面 形 式對(duì)x軸對(duì)y軸焊接，翼緣為軋制或剪切邊b類c類 按照c類、v =29.4，查表，得到 =0.906 N/mm2 故選擇C 23假設(shè)柱腹板不增設(shè)加勁肋加強(qiáng)，且已知腹板的高厚比不符合要求，試問(wèn)，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，該柱最大壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值(Nmm2)與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A165 B170 C180 D. 190【解答】依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003第5.4.6、條計(jì)算： 軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度，除高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接處外，應(yīng)按下式計(jì)算：f (5.1.1-

10、1)式中 N 一軸心拉力或軸心壓力；An凈截面面積。5.4.6 H形、工字形和箱形截面受壓構(gòu)件的腹板，其高厚比不符合本規(guī)范第5.4.2條或第5.4.3條的要求時(shí)，可用縱向加勁肋加強(qiáng)，或在計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性時(shí)將腹板的截面僅考慮計(jì)算高度邊緣范圍內(nèi)兩側(cè)寬度各為20 tw的部分(計(jì)算構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，仍用全部截面)。 mm2 N/mm2 故選擇D24某受壓構(gòu)件采用熱軋H型鋼HN700×300×13×24(mm)，其腹板與翼緣相接處兩側(cè)圓弧半徑r=28mm，試問(wèn)，進(jìn)行局部穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，腹板計(jì)算高度ho與其厚度tw之比值，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A 42 B46 C50 D

11、54【解答】依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003第4.1.3條注釋確定h0。注： 腹板的計(jì)算高度h0；對(duì)軋制型鋼梁，為腹板與上、下翼緣相接處兩內(nèi)弧起點(diǎn)間的距離；對(duì)焊接組合梁，為腹板高度；對(duì)鉚接(或高強(qiáng)度螺栓連接)組合梁，為上、下翼緣與腹板連接的鉚釘(或高強(qiáng)度螺栓)線間最近距離(見(jiàn)圖)。.加勁肋布置1 橫向加勁肋；2縱向加勁肋；3短加勁肋 故選擇D題2527某鋼平臺(tái)承受靜荷載，支撐與柱的連接節(jié)點(diǎn)如圖2527所示，支撐桿的斜面拉力設(shè)計(jì)值N=650kN，采用Q235-B鋼制作，E43型焊條。圖252725支撐拉桿為雙角鋼2 100×10，角鋼與節(jié)點(diǎn)板采用兩側(cè)角焊縫連接，角鋼肢背焊縫

12、hf=10mm，肢尖焊縫hf=8mm，試問(wèn)，角鋼肢背的焊縫連接長(zhǎng)度(mm)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A230 B290 C340 D460【解答】依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003表-3、第、條 肢背焊縫所需計(jì)算長(zhǎng)度為：0.7 mm8hf=8×10=80lw60hf=60×10=600lw角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，對(duì)每條焊縫取其實(shí)際長(zhǎng)度減去2 hf；.5 側(cè)面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不宜大于60hf，當(dāng)大于上述數(shù)值時(shí)，其超過(guò)部分在計(jì)算中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)分布時(shí)，其計(jì)算長(zhǎng)度不受此限。所需焊縫幾何長(zhǎng)度為203+2×10=223mm， 故選擇A26節(jié)點(diǎn)板與鋼柱采

13、用雙面角焊縫連接，取焊腳尺寸hf=8mm，試問(wèn)，焊縫連接長(zhǎng)度(mm)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A290 B340 C390 D460【解答】 焊縫受到的水平力為Nx=45×650=520kN，豎向力為Ny=35×650=390kN。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003表-3、第計(jì)算 直角角焊縫的強(qiáng)度計(jì)算 1.2 在各種力綜合作用下，f和f共同作用處： (7.1.3-3)式中 f按焊縫有效截面（helw)計(jì)算，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力；f按焊縫有效截面計(jì)算，沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力；f正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)：對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，f =1.22

14、；對(duì)直接承受動(dòng)力荷載待結(jié)構(gòu)，f =1.0。=160解方程：lw322mm考慮到焊縫端部的缺陷之后，角焊縫所需幾何長(zhǎng)度為322+2×8=338mm 故選擇B27假設(shè)節(jié)點(diǎn)板與鋼柱采用V形坡口焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)，試問(wèn)，焊縫連接長(zhǎng)度(mm)，與下列何項(xiàng)數(shù)值最為接近?A330 B370 C410 D460【解答】焊縫受到的水平力為Nx=45×650=520kN，豎向力為Ny=35×650=390kN。.2 在對(duì)接接頭和T形接頭中，承受彎矩和剪力共同作用的對(duì)接焊縫或?qū)优c角接組合焊縫，其正應(yīng)力和剪應(yīng)力應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。但在同時(shí)受有較大正應(yīng)力和剪應(yīng)力處(例如梁腹板橫向?qū)雍?/p>

15、縫的端部)，應(yīng)按下式計(jì)算折算應(yīng)力： 1.1 (7.1.2-2)注：1 當(dāng)承受軸心力的板件用斜焊縫對(duì)接，焊縫與作用力間的夾角符合tan1.5時(shí)，其強(qiáng)度可不計(jì)算。 2 當(dāng)對(duì)接焊縫和T形對(duì)接與角接組合焊縫無(wú)法采用引弧板和引出板施焊時(shí)，每條焊縫的長(zhǎng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)各減去2t。解法1：焊縫強(qiáng)度應(yīng)滿足： 1.1lw=300 l=lw+2t=322+2×10=324mm解法2： 且lwmm且 lwmm所需焊縫長(zhǎng)度為260+2×12=284mm 故選擇A28試問(wèn)，鋼結(jié)構(gòu)框架內(nèi)力分析時(shí)，至少大于下列何項(xiàng)數(shù)值時(shí)，宜采用二階彈性分析?提示：式中 N所計(jì)算樓層各柱軸心壓力設(shè)計(jì)值之和； H產(chǎn)生層間側(cè)移孔的所計(jì)算樓層及以上各層的水平荷載之和； u按一階彈性分析求得的所計(jì)算樓層的層間側(cè)移；