鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理試題9

1、學(xué)年 第 期鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理試卷 I 卷 時間： 120 分鐘 適應(yīng)專業(yè)：土木工程（房屋建筑方向） 【考試】【閉卷】題型一二三四五六七八九十總分分?jǐn)?shù)20103040得分評卷人： 合分人： 一、單項(xiàng)選擇題（2×10=20分）1.大跨度結(jié)構(gòu)常采用鋼結(jié)構(gòu)的主要原因是鋼結(jié)構(gòu)（ B ） A.密封性好 B.鋼材的輕質(zhì)高強(qiáng) C.制造工廠化 D.便于拆裝2.鋼結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)是指（ C ） A.結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈振動 B.結(jié)構(gòu)的變形已不能滿足使用要求 C.結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載力產(chǎn)生破壞 D.使用已達(dá)五十年3.鋼號Q345A中的345表示鋼材的（ C ） A.fp值 B.fu值 C.fy值 D.fvy值4.

2、結(jié)構(gòu)鋼材最易發(fā)生脆性破壞的應(yīng)力狀態(tài)為（ A ） A.三向同號等值拉應(yīng)力作用 B.兩向異號等值正應(yīng)力作用 C.單向拉應(yīng)力作用 D.三向等值剪應(yīng)力作用5.鋼材塑性破壞的特點(diǎn)是（ D ） A.變形小 B.破壞經(jīng)歷時間非常短 C.無變形 D.變形大6.普通螺栓抗剪工作時，要求被連接構(gòu)件的總厚度螺栓直徑的5倍，是防止（ A ） A.螺栓桿彎曲破壞 B.螺栓桿剪切破壞 C.構(gòu)件端部沖剪破壞 D.板件擠壓破壞7.焊接殘余應(yīng)力不影響構(gòu)件的（ B ） A.整體穩(wěn)定性 B.靜力強(qiáng)度 C.剛度 D.局部穩(wěn)定性8.在動荷載作用下，側(cè)面角焊縫的計算長度不宜大于（ B ） A.40hf B.60hf C.80hf D.1

3、20hf9.確定軸心受壓實(shí)腹柱腹板和翼緣寬厚比限值的原則是（ C ） A.等厚度原則 B.等穩(wěn)定原則 C.等強(qiáng)度原則 D.等剛度原則10.發(fā)生彎扭屈曲的理想軸心受壓構(gòu)件截面形式為（ B ） A.雙軸對稱工字形截面 B.單角鋼截面 C.H型鋼截面 D.箱形截面二、填空題（1×10=10分）1在彎矩作用下，摩擦型高強(qiáng)度螺栓群的中和軸位于 。2在結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)計算時，應(yīng)采用荷載的 值。3型鋼代號L100×8中，L表示 。4Q235B鋼中的235表示 。5動力荷載作用下鋼材抵抗脆性破壞的性能指標(biāo)為 。6部分T型鋼是半個 型鋼。7在計算兩端簡支工字形軸壓柱 腹板 板的臨界應(yīng)力時

4、，它的支承條件簡化為四邊簡支。8在承受靜力荷載的角焊縫中，側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值比正面角焊縫 。9工字形截面梁按彈性設(shè)計時，應(yīng)使翼緣的寬厚比b1/t1 。10下圖所示格柱截面中，虛軸指的是 軸。三、簡答題（30分）1、鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式有哪兩種？其特點(diǎn)如何？ （7分）2、影響鋼材機(jī)械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影響？（8分）3. 何謂受彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)？（7分）4. 在角焊縫設(shè)計中，對焊腳尺寸和計算長度有哪些構(gòu)造要求？為什么？（8分）四、計算題（40分）1、下圖所示某鋼板的搭接連接，采用c級普通螺栓M22，孔徑23.5mm，承受軸心拉力，鋼材Q235，試驗(yàn)算此連接是否可靠。，（12分）

5、2、下圖所示角焊縫連接能承受的靜力設(shè)計荷戴P=160KN。已知：鋼材為Q235BF，焊條為E43型，是判斷該連接是否可靠。（12分） 3. 一工字形截面軸心受壓柱如圖所示，l0x=l = 9m，l0y=3m , 在跨中截面每個翼緣和腹板上各有兩個對稱布置的 d = 24mm 的孔，鋼材用Q235AF，f =215N/mm2，翼緣為焰切邊。試求其最大承載能力N。局部穩(wěn)定已保證，不必驗(yàn)算。（16分） 學(xué)年第 學(xué)期土木工程專業(yè) 年級期末/補(bǔ)考/重修課程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 考核試題參考答案及評分細(xì)則考核方式: 閉卷 考試時量： 120分鐘 試卷序號：I一、 單選題1、 BCCAD6、 ABABB二、填空題

6、1、螺栓群形心軸2、設(shè)計3、角鋼4、屈服強(qiáng)度5、沖擊韌性AKV值或沖擊韌性值或AKV值6、H7、腹板8、小9、10、x軸三、簡答題1、鋼結(jié)構(gòu)破壞形式有；延性破壞和脆性破壞兩種，各自特點(diǎn)為 塑性破壞：破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯的銹跡剝落線。由于塑性破壞前總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時間較長，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至發(fā)生嚴(yán)重后果。 脆性破壞：破壞前塑性變形很小，或根本沒有塑性變形，而突然迅速斷裂。由于破壞前沒有任何預(yù)兆，破壞速度又極快，無法察覺和補(bǔ)救，而且一旦發(fā)生常引發(fā)整個結(jié)構(gòu)的破壞，后果非常嚴(yán)重，因此在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工和使用過程中，要特別注意防止這

7、種破壞的發(fā)生。2、主要的影響因素有： 1）化學(xué)成分的影響：影響較大的幾種化學(xué)成分為C、Si、Mn、S、P、O,其中碳素結(jié)構(gòu)鋼中則是鐵以外的最主要元素，碳是形成鋼材強(qiáng)度的主要成分，隨著含碳量的提高，鋼的強(qiáng)度逐漸增高，而塑性和韌性下降，冷彎性能、焊接性能和抗銹蝕性能等也變劣。Si、Mn為有益元素，在普通碳素鋼中，它們是脫氧劑，可提高鋼材強(qiáng)度。S、P、O為有害元素，S可能引發(fā)剛才熱脆，P可能引發(fā)剛才冷脆，氧與硫類似使鋼熱脆。 2） 鋼材的硬化 鋼材的硬化有三種情況：時效硬化、冷作硬化（或應(yīng)變硬化）和應(yīng)變時效硬化，鋼材的硬化使鋼材的強(qiáng)度提高，而塑性和韌性下降。 3）應(yīng)力集中的影響 應(yīng)力集中主

8、要友構(gòu)件的截面突變引起，嚴(yán)重的應(yīng)力集中，能引起鋼材脆性破壞，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量使構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)的形狀和構(gòu)造合理，防止截面的突然改變。 4）殘余應(yīng)力的影響 殘余應(yīng)力對構(gòu)件的靜力強(qiáng)度不會產(chǎn)生影響，但它降低構(gòu)件的剛度與穩(wěn)定承載力，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的焊接構(gòu)造設(shè)計和施工時，應(yīng)盡量減少焊接殘余應(yīng)力。3、受彎構(gòu)件在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使其猶如受壓構(gòu)件和受拉構(gòu)件的組合體。對于受壓的上翼緣可沿剛度較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩(wěn)定的受拉下翼緣對其提供了此方向連續(xù)的抗彎和抗剪約束，使它不可能在這個方向上發(fā)生屈曲。當(dāng)外荷載產(chǎn)生的翼緣壓力達(dá)到一定值時，翼緣板只能繞自身的強(qiáng)軸發(fā)生平面內(nèi)的屈曲，對整個梁來說上翼緣發(fā)生了側(cè)向位移，同時帶動相連的腹板和下翼緣發(fā)生側(cè)向位移并伴有整個截面的扭轉(zhuǎn)，這時我們稱其發(fā)生了整體失穩(wěn)。4答： 最大焊腳尺寸：，防止焊縫過燒焊件；最小焊腳尺寸：，防止焊縫冷裂；最大計算長度：，防止應(yīng)力沿焊縫長度不均勻分布；最小計算長度：，防止焊縫沿長度缺陷幾率增加。四、計算題1、解：（1）螺栓連接計算 單個螺栓抗剪設(shè)計承載力 單個螺栓的承壓設(shè)計承載力 所需螺栓個數(shù)： 單面搭接，螺栓實(shí)際用量應(yīng)為：個 該連接采用了8個螺栓，符合要求 （2）構(gòu)件凈截面驗(yàn)算 因?yàn)閹熷e排布置，可能沿1-2-3-4直線破壞，也可能沿1-2-5-3-4折線破壞 1-2-3-4截面的凈截面面積