西南交通鋼結構題庫及答案.text marked

1、鋼結構設計原理題庫單項選擇題 (在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合一、題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內。錯選、多選或未選均無分)2C12A1D11A21C31D41A3A13B4B14D24B34D44C5A15C25C35C45C6B16D26A36A46B7C17D27D37B47A8B18C28A38B48B9C19C29A39D49A10D20A30A40C50D22B32B42D23D33A43A二、判斷改錯題（題意正確者，打即可；題意錯誤者，先打，然后將錯誤處改正確）。;無應力比（也可以換成鋼板厚度）。;同時滿足時。;塑性低于側焊縫。;殘余應力的影響。b6;Nv =0

2、.9nf(P-1.25Nt)。;更有可能發(fā)生脆性破壞。;不可能會發(fā)生疲勞破壞。;無顯著效果。;摩擦型高強度螺栓連接除外。;承載能力極限狀態(tài)。;除鋼梁外。;越有可能發(fā)生螺栓桿受剪皮壞。;彈性階段、彈塑性階段、全塑性階段。;鋼梁翼緣板通過限制寬厚比。;由剛度條件。三、簡答題1.答： 極限狀態(tài)法按預定功能劃分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。2. 答：因為在較高應力狀態(tài)下，混凝土的泊松比大于鋼材泊松比，這樣土形成橫向“套箍作用”。對其內的混凝3. 答：（1）有強化階段作為安全儲備；（2）不致產(chǎn)生工程中不允許的過大變形；（3）實測值較為可靠；（4）可以近似沿用定律。答：因為不同標距的試件測出的伸長

3、率大小不同。答：（1）采用性能較好的鋼材；（2）減少應力集中程度；（3）采用較薄厚度的鋼板組成構件。答：鋼材因加工等原因使其強度提高，塑性降低的現(xiàn)象。答：應力集中會導致三向同號受力，與單向受力相比，三向同好受力更容易發(fā)生脆性斷裂。答：鋼材應力達到或超過其屈服強度，破壞前有明顯變形給以預兆，破壞不突然。答：（1）鋼材本身的質量；（2）應力集中程度；（3）應力比；（4）應力循環(huán)次數(shù)；（5）應力幅。答：鋼板厚度越大，因應力集中引起（三向同號受力中）板厚方向的應力就越大，主剪應力就越小，正應力就越有可能起控制作用，所以鋼板越厚，越有可能發(fā)生度如何影響鋼脆性斷裂。答：各級焊縫的抗壓強度沒有明顯差異，可抗

4、拉、抗剪就不同了。試驗表明一、二級焊縫的實際強度高于母材強度，規(guī)范取母材強度；三級焊縫的拉、剪強度低于母材強度，規(guī)范專門規(guī)定了其取值。答：一、二及三級焊縫質量控制。答：（1）同時滿足：保證焊縫質量（焊縫為一、二級）；采用引弧板（保證焊縫的有效截面）。（2）采用斜焊縫，且焊縫的長度方向與受力方向的夾角的正切小于等于 1.5。 14答：焊腳尺寸過小，施焊時冷卻速度過快而產(chǎn)生淬硬組織；焊腳尺寸過，會使母材形成 “過燒”現(xiàn)象。 15答：（1）側焊縫長度過小，焊件局部加熱嚴重，且起落弧應力集中相互影響。所以，規(guī)范規(guī)定側焊縫長度不小于 8hf 和 40mm。（2）側面角焊縫的長度過長，焊縫有效截面上剪應力

5、沿其長度方向的應力分布嚴重不均勻，規(guī)范規(guī)定，側焊縫長度不超過 60hf，如超過，超過部分不計算其承載力。 16答：焊接殘余應力對鋼構件的靜力強度無影響；焊接殘余應力對鋼結構的疲勞、剛度、穩(wěn)定等其他方面都不利。答：因為栓孔圓心截面已通過摩擦力將部分力傳遞走了。答：（1）采用寬展的截面以增加慣性矩；（2）增加約束以減少計算長度。答：因為考慮了殘余應力的影響。答：不能明顯提高。簡單從整體穩(wěn)定計算公式來看，似乎整體穩(wěn)定與鋼材強度設計值 f成正比，但穩(wěn)定系數(shù)卻隨鋼材強度等級的提高而降低。答：（1）等穩(wěn)定原則（對“細長柱”，局部穩(wěn)定臨界應力不低于整體穩(wěn)定臨界應力）；（2）局部穩(wěn)定臨界應力足夠大（對“粗短柱

6、”， 局部穩(wěn)定臨界應力不低于 0.95 倍鋼材屈服強度。 22答：（1）增加腹板厚度使其滿足寬厚比的限制要求；（2）設置縱向加勁肋；（3）任其局部失穩(wěn)。答：根據(jù)繞虛軸與繞實軸等穩(wěn)定原則確定分肢之間的距離。答：因為穩(wěn)定系數(shù)是按彈性計算的，當b 0.6 時，說明鋼梁在彈塑性階段整體失穩(wěn)，所以要用b 代替b 。答：翼緣主要抵抗彎矩產(chǎn)生的應力，從提高抗彎來看，愿意增加翼緣厚度使其滿足寬厚比限制要求；對腹板，它主要抵抗剪力產(chǎn)生的剪應力，它一般不起控制作用，另一方面，腹板高度對抗彎至為重要，換句話說，腹板高而薄，以增加板厚來保證其局部穩(wěn)定不經(jīng)濟，通常是設置加勁肋。六、計算題1某簡，鋼材為 Q235，跨度為

7、 l12 m，承受均布靜力荷載設計值 q69 kN/m，施工時因腹板長度不夠，需要在跨度方向離左支座 3.5 m 處設對接焊縫，焊縫質量級，手工焊，焊條E43 型，試驗算該對接焊縫是否滿足強度要求。已知 f w 185 N/mm2， f w 125 N/mm2。tv解：（1）焊縫截面內力計算R 1 ql 1 69 12 414kN22支座反力： 414 69 3.5 172.5kN剪力：VM 414 3.5 1 69 3.52 1026.4kN.m2彎矩：（2）焊縫截面特性參數(shù)計算1216 5082 2.978109 mm4Ix慣性矩：面積矩：280 16 508 82 276 106 1 0

8、 1063 276 106 mm3S500 250S 280 16 508 2.276 106 mm31（3）焊縫強度驗算由于只要求對焊縫強度進行驗算，所以，無需計算截面上下邊緣的最大彎曲正應力。焊縫最大彎曲正應力（翼緣與腹板交界處），有 M 1026.4 106 500 172.3N / mmft185N / mm2 w 2y12.978109Ix VS 172.5103 3.276 106 23.7N / mmfv125N / mm2 w 22.978109 8I tw 23.7 2.276 16.5N / mm2S11S3.276 2 3 2 172.32 316.52 174.7N /

9、 mm2 1.1 f w 1.1185 204N / mm211t焊縫強度滿足要求。2下圖 所示為雙角鋼組成的 T 形截面軸心受拉構件與節(jié)點板采用側焊縫連接。角鋼為2L11010，節(jié)點板厚度t 10 mm ，鋼材為Q235，E43 型手工焊（ ff 160 MPa ）。靜力 Nw660 kN，焊縫正邊尺寸 hf 8 mm （在最大最小焊縫正邊尺寸之間）。試計算所需肢背、肢尖焊縫長度lw1 、lw2 。圖 3.30 例題 3.3 附圖【解】（1）計算肢背、肢尖焊縫受力N1 k1 N 0.7 660 462kNN k 0.3 660 198kNN 22（2）計算肢背、肢尖焊縫長度462 10312

10、Nlw 2hf1 2hf 2 8274mmlw1f w2 0.7 81602he f1981031Nlw2 lw 2hf 2 2hf 2 8 127mmf w2 0.7 816022he f取 lw1=280mm,lw2=130mm。焊縫長度滿足最大最小長度要求，驗算從略。3下圖所示一牛腿鋼板兩邊用角焊縫與鋼柱連接，其尺寸。鋼材為 Q235，手工焊，E43 焊條（ f w 160 MPa ），焊腳尺寸 h 10 mm。假設 e100 mm，試計算該連接能承受f的最大靜力荷載設計值？f解：（1）內力計算焊縫所受內力有N、M=Ne=100N（2）焊縫有效截面參數(shù)計算A 2 0.7h l 2 0.7

11、 10 (220 2 10) 2800mm2wf wW 2 1 0.7h 2 1 0.7 10 (220 210)2 93.3103 mm3l 2wf w66（3）各內力產(chǎn)生的應力計算NNfA2800fM100NNfW93.3103933w（4）計算該連接能承受的最大靜力荷載設計值N由角焊縫基本計算公式，有22NN 1.22 933 2800 160，得N168.7103N=168.7kN故計算該連接能承受的最大靜力荷載設計值N=168.7kN。4一連接構造圖如下圖 所示。兩塊 A 板用三級對接焊縫（已知 f w 185 N/mm2， f w tv125 N/mm2）與立柱焊接，B 板與 A

12、板用 8 個直徑為 d22 mm 預拉力 P190 kN 的摩擦型高強度螺栓連接。構件材料為 Q235。試計算焊縫連接所能承受荷載設計值 F。（提示：由于只要求計算焊縫連接的承載力設計值，螺栓連接的情況不管）解：(1)對接焊縫所受內力剪力 VF，彎矩 M250F (2)抗彎強度確定 FI 2 1 10 3803 91.45 106 mm412 M250Fy 190 185I91.45 106185 91.45106 356 10 N 356 kN3所以F250 190(3) 抗剪強度確定 FS 2 10 190 190 361103 mm32361103 F VS 125Ib91.45106

13、20125 91.45106 20 63310 N 633 kN3所以F361103最后得焊縫連接的承載力設計值為 F356 kN。5驗算下圖所示角焊縫連接的強度。已知：靜力荷載作用力設計值F500kN，e=100mm，h =10mm，鋼材為 Q235，焊條為 E43 型， fw 160N/mm2 。ff解：（1）焊縫內力計算豎向軸心力V=Fsin450=353.55kN 水平軸心力H=Fcos450=353.55kN 彎矩M=He=353.550.1=35.36kN.m（2）各內力在焊縫截面最不利處產(chǎn)生應力計算353.55103 353.55103V 66.46MPafA2 0.7 10 (

14、400 2 10)5320wHH 66.46MPafAw35.36 106 35.36 106MM 104.95MPaf1W3369332 0.7 10 (400 2 10)2w6（3）焊縫強度驗算2 66.46 104.95 2HMff2 66.462 155.43MPafwff1.22f安全。26某軸心受壓柱，設計內力 N=2000kN,l0 x=6m(強軸), l0y=3m（弱軸）,鋼材 Q345（f=310N/mm ），采用兩塊翼緣板 225012 和一塊腹板25010 焊成工字形截面，截面無削弱。試驗算其強度和剛度（=150）。解：（1）截面幾何特性A 25 1.2 2 25 0.8

15、 80cm21I (25 27.43 24.2 253) 11345cm4x121I (1.2 253 2 25 0.83) 3126cm4y1211345i11 91cmx803126i 6.25cmy80600 50.4x11.91300 48y6.25（2）強度驗算因截面無削弱，所以N2000 103 250N/mm f 310N/mm （強度安全）22A80 100（3）剛度驗算 max(x,y) 50.4 150 （剛度通過）7一連接構造圖如下圖所示。兩塊 A板用三級對接焊縫與立柱焊接，B板與 A板用 8 個直徑為 d22 mm 預拉力 P190 kN 的摩擦型高強度螺栓連接，摩擦系

16、數(shù)為 0.35，構件材料為 Q235。試計算螺栓連接所能承受荷載設計值 F。（提示：由于只要求計算螺栓連接的承載力設計值， 焊縫連接的情況不管。扭矩作用下， 最不利螺栓的受力計算公式為：Ty1Tx1NT， NT ） i ii1x1y(x y )22(x y )22i解：（1） 螺栓所受內力 剪力 VF，扭矩 T155F（2）最不利一個螺栓所受剪力計算NV V 0.125F1n(x2 y2 ) 8 352 4 (502 1302 ) 87 400iiTy1 130 155F 0.230 5FNT ii1x(x y )87 40022 35155F 0.062 1FTx1NT ii1y(x y )

17、87 40022N (NT )2 (NV NT )2 0.296 9F1,max1x11y（3） 單個摩擦型高強度螺栓抗剪承載力設計值Nb 0.9n P 0.9 2 0.35190 119.7 kNVf根據(jù) N1 max Nb ，得 F403.2 kN。，v38已知一工字型鋼梁 I32a(Wx=692cm ,Ix/Sx=27.5cm，腹板厚 9.5mm)，承受靜力荷載，最大彎矩 Mmax=130kNm，最大剪力 Vmax=89kN。Q235 鋼材（f=215MPa,fv=125MPa)。要求進行抗彎和抗剪強度驗算。解：（1）抗彎強度驗算M130 106 W692 103 187.86N/mm

18、f 215N/mm （抗彎強度滿足）22（2）抗剪強度驗算89 103VSV 34.07N/mm bIb(I/ S)9.5 27.5 10 f 125N/mm （抗剪強度滿足）22v9已知某樓蓋次梁 I40a（Q235B），跨中承受集中靜力荷載設計值 P160 kN，試進行各項強度驗算。集中荷載在跨度方向的分布長度為 a90 mm，計算跨度 l6 m，梁自重67.6 kg/m。（已知 f 215 N / mm2 、 f 125 N / mm2 ）v解：（1）基本數(shù)據(jù)準備hy t r 16.5 12.5 29 mm, la a 5hy 90 5 29 235 mmh0 h 2hy 400 2 2

19、9 342 mm, y1 h/ 2 hy 171 mm自重設計值g 1.2 67.6 9.810 3 0.795 kN / m支座反力（剪力）V R P 1 gl 160 1 0.795 6 82.4 kNmax2222跨中彎矩M R l 1 gl 2 82.4 6 1 0.795 62 243.6 kN mx2 82 8跨中剪力V 1 P 80 kN 2（2）跨中抗彎強度驗算243.6 106Mx 200 213.6 N / mm f 215 N / mm22 W1 05 21 720 104x n x（3）支座抗剪強度驗算 VS82.4 103 23 N / mm f 125 N / mm22 max xmaxvI t34.110 10.5x w（4）局部承壓強度驗算 P 1160 103 64.8 N / mm f 215 N / mm22c10.5 235t lw a（5）折算應力驗算243.6 106 Mxy1 171 191.8 N / mm2121 720 104Ix由于型鋼表中沒有給出 S1，近似取1 maxV /Vmax 23 80 / 82.4 22.3N/mm2，則 2 2 3 2eq1c1 c1 191.82 64.82 191.8 64.8 3