钢结构模拟试卷及参考答案

1、钢结构试卷及参考答案一、选择题（每题2分，共30分）1.摩擦型高强螺栓连接与承压型高强螺栓连接的主要区别是D。 (A)摩擦面处理不同(B)材料不同(C)预拉力不同(D)设计计算时所取极限状态不同 2.在静力荷载作用下，钢材承受三向拉应力时，易发生B。 (A)塑性破坏(B)脆性破坏(C)疲劳破坏(D)无法判定 3.进行强度验算时，荷载应采用C。 (A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数 (B)将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数 (C)永久荷载和可变荷载的标准值，均不乘以各自的分项系数 (D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数 4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用A的焊接位

2、置。 (A)俯焊(B)仰焊(C)立焊(D)任意 5.在缀条稳定验算式中，系数是C。 (A)考虑塑性发展的系数(B)考虑重要性的调整系数 (C)考虑单角钢单面连接偏心受力的系数(D)考虑安全的附加系数 6.图示T型截面拉弯构件弯曲正应力强度计算的最不利点为B。 (A)截面上边缘1点 (B)截面下边缘2点 (C)截面中和轴处3点 (D)可能是1点也可能是2点 7.结构或节点的疲劳强度与A关系不大。 (A)钢材的种类(B)应力循环次数(C)节点的制作工艺和质量(D)应力集中系数 8.为提高梁在弯矩作用下的强度和刚度，应尽可能使梁的D。 (A)翼缘厚而窄(B)翼缘宽薄而腹板窄厚(C)腹板厚而窄(D)腹

3、板薄而宽 9.对于钢结构用钢材，对化学成分的定义为B。 (A)C为不可缺少元素，Mn、S、P均为有害元素(B)C为不可缺少元素，Mn为脱氧剂，S、P为有害元素(C)C、Mn、S、P均为有害元素(D)C、Mn为有害元素，S、P为不可缺少元素10.规范规定缀条式格构柱单肢的长细比（为柱两个主轴方向长细比的最大值），是为了C。 (A)保证柱平面内的整体稳定(B) 保证柱平面外的整体稳定 (C)避免单肢先于整个柱失稳(D)构造要求 11.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故残余应力的存在将B。 (A)降低静力承载能力(B)对静力承载能力无影响 (C)提高静力承载能力(D)钢材易发生塑性破坏 12.开

4、口槽形截面轴心受压构件，当绕对称轴失稳时，构件将发生C的失稳变形。 (A)弯曲屈曲(B)扭转屈曲(C)弯扭屈曲(D)不能确定 13.在钢材的机械性能指标中，是指钢材的B。 (A)极限强度(B)伸长率(C)弹性变形极限(D)最大变形量 14.在由双角钢作为杆件的桁架结构中，为避免节点区域的焊缝过于密集使材料变脆，可通过控制杆件之间的净间距来实现。一般杆件之间的净间距为A。 (A)1520mm(B)2530mm(C)10mm(D)40mm15.为提高梁的整体稳定性，从用钢量的角度，经济的做法是D。 (A)加强两个翼缘(B)加强受拉翼缘(C)加高腹板(D)受压翼缘设侧向支承 二、问答题（每题3分，共

5、18分） 1.对于理想的轴心受压构件，提高钢材的牌号（即钢材强度），对构件的稳定承载能力有何影响？为什么？答：无影响。因为理想轴心受压构件的稳定承载力为，与钢号无关。2.剪力作用下的普通螺栓连接节点可能发生哪些破坏形式？答：栓杆被剪断、栓杆（孔壁承压）破坏、板件拉断、栓杆受弯破坏、板端冲剪破坏 3.两板件通过抗剪螺栓群承担剪力时，就板件的净截面强度来说，摩擦型高强螺栓连接与普通螺栓连接有何区别？采用何种连接方式更合理？答：摩擦型高强螺栓连接板件计算截面承力需考虑孔前传力，其所受荷载小于普通螺栓连接。从板件的受力来说，采用摩擦型高强螺栓连接更合理。4.某煤气柜结构，据统计在预期的20年使用寿命内

6、，煤气气压循环1.5万次，问：可否按现行钢结构设计规范中有关钢结构疲劳验算的规定对该煤气柜结构及其节点进行疲劳验算？为什么？答：不能按现行钢结构设计规范对该煤气柜结构及其节点进行疲劳验算，因为钢结构设计规范中有关钢结构疲劳验算是基于循环次数105。5.同一种类的钢材，当其厚度或直径发生变化时，钢材的机械性能（强度和塑性）有何变化？为什么？答：同一种类的钢材，当其厚度或直径发生减小时，钢材的强度和塑性会提高。因为随着钢材厚度或直径的减小，钢材（型钢）的轧制力和轧制次数增加，钢材的致密性好，存在大缺陷的几率减少，故强度和塑性会提高。6.某钢结构高强度连接梁柱节点，设计按摩擦型高强螺栓（接触面喷砂后

7、生赤锈）计算摩擦面的抗滑移系数。施工单位为防止构件锈蚀对构件的损伤，对接触面（梁端板与柱翼缘板）间进行了喷漆处理。问这种处理方式是否合理？为什么？答：这种处理方式不合理。因为喷砂后生赤锈板件间的抗滑移系数大于板件喷漆处理，板件接触面喷漆后摩擦型高强螺栓的抗剪承载力将下降。三、计算题（共52分） 1.（本题10分）试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度（说明验算点）。图中荷载为静力荷载设计值。钢材为Q235-AF。手工焊，焊条E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。 2.（本题10分）试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度。图中荷载为

8、静力荷载设计值，高强螺栓为8.8级M20，预拉力P=110KN，被连接板件钢材Q235-AF（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（=0.45）。 3.（本题15分）某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2 ，fy=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。 4.（本题17分）某压弯构件截面如图所示，荷载为静力荷载设计值，试验算整体稳定

9、是否满足要求。材质：Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06105N/mm2。 ，；0.7572；平面内稳定验算：平面内稳定验算：；0.6309；钢结构试卷二及参考答案一、选择题（每题2分，共30分）1.在钢结构设计中，通常以下列中A的值作为设计承载力的依据。 (A)屈服点(B)比例极限(C)抗拉强度(D)伸长率 2.压弯格构柱的弯矩绕虚轴作用时，其弯矩作用平面外的整体稳定是通过B保证的。 (A)计算平面外的整体稳定(B)计算单肢稳定(C)自然满足(D)计算局部稳定 3.当构件为Q235钢材时，焊接连接时焊条宜采用A。 (A )E

10、43型焊条(B) E50型焊条(C) E55型焊条(D)前三种型焊条均可 4.同类钢种的钢板，厚度越大，D。 (A)内部存在缺陷的几率越小(B)塑性越好(C) 韧性越好(D) 强度越低 5.在进行正常使用极限状态计算时，计算用的荷载应采用C。 (A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数 (B)将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数 (C)永久荷载和可变荷载的标准值，均不乘以各自的分项系数 (D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数 6.钢材牌号Q235代表的是B。 (A)钢材的伸长率是235(B) 钢材的屈服强度是235MPa(C)钢材的比例极限是235MPa (D) 钢材的抗拉

11、强度是235MPa7.承受静力荷载的结构，其钢材应保证的基本力学性能指标是B。 (A)抗拉强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、伸长率(C)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能(D)屈服强度、冷弯性能、伸长率 8.在螺栓连接中，要求板叠厚度是为了。 (A)防止栓杆发生过大弯曲变形破坏(B)方便施工(C)节约栓杆材料(D)使板件间紧密 9.在钢结构设计中，认为钢材是理想的弹塑性体，是指屈服点以前的材料为。 (A)非弹性的(B)弹性的(C)弹塑性的(D)塑性的 10.与单向拉应力相比，钢材承担双向拉应力时C。 (A)破坏形式没变化(B)易发生塑性破坏(C)易发生脆性破坏(D)无法判定 11.我国钢结构设

12、计规范规定，当构件承担循环应力的循环次数B时，应进行疲劳验算。 (A)105(B) 105(C) 106(D) 106 12.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故应力集中的存在将D。 (A)钢材易发生塑性破坏(B)降低静力承载能力 (C)提高静力承载能力(D)对静力承载能力无影响 13.在由双角钢作为杆件的桁架结构中，通常角钢相并肢间每隔一定距离设置垫板，目的是A。 (A)双角钢组成共同截面工作(B)方便杆件的制作 (C)杆件美观(D)增加杆件截面面积 14.为提高梁的整体稳定性，在用钢量不变的前提下，应尽可能D。 (A)采用窄翼缘截面(B)采用双轴对称截面 (C)加强受拉翼缘(D)加强受压

13、翼缘 15.在吊车梁的强度验算中，A。 (A)塑性发展系数取1.0(B)塑性发展系数取1.05，1.2(C)塑性发展系数取1.0，1.2 (D)塑性发展系数取1.05，1.0二、问答题（每题3分，共18分） 1.建筑钢材的伸长率是通过什么实验确定的？实验时如何取值？伸长率反映了钢材的什么性质？答：建筑钢材的伸长率是通过单向拉伸实验确定的。取试件拉断后的伸长量与原标距的比值的百分率，即，伸长率反映了钢材的塑性变形能力。 2.请评价钢材经过常温时的加工（冷作硬化）后，其强度、塑性性能的变化。答：钢材经过冷作硬化后，其强度提高，塑性变形能力下降。 3.在角焊缝设计中，对焊脚尺寸和计算长度有哪些构造要

14、求？为什么？答：最大焊脚尺寸：，防止焊缝过烧焊件； 最小焊脚尺寸：，防止焊缝冷裂； 最大计算长度：，防止应力沿焊缝长度不均匀分布； 最小计算长度：，防止焊缝沿长度缺陷几率增加4.承压型高强螺栓和摩擦型高强螺栓承受剪力作用时在传力和螺栓的验算上有什么区别？答：承压型高强螺栓承受剪力作用时螺栓直接承受剪力，需验算螺栓的受剪和承压承载能力。摩擦型高强螺栓承受剪力作用时螺栓不直接承受剪力，需验算螺栓的受剪承载能力。5.钢材在复杂应力作用下，应力场不同，钢材的强度、塑性等力学性能有何变化？答：同号应力场时钢材的强度提高而塑性变形能力降低，异号应力场时，钢材的强度降低而塑性变形能力提高。6.请说明缀条式格

15、构柱和缀板式格构柱的单肢的受力情况，大型柱从受力更合理的角度出发应尽可能选用何种形式的格构柱？答：缀条式格构柱的单肢为轴心受力构件，缀板式格构柱的单肢为压弯构件。从受力更合理的角度出发，大型柱应尽可能选用缀条式格构柱。三、计算题（共52分） 1.（本题10分）试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度。图中荷载为静力荷载设计值。钢材为Q235-A F。手工焊，焊条E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。 2.（本题10分）试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度（不需验算连接板的强度）。图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为10.9级M20

16、（孔d0=21.5mm），预拉力P=155kN，被连接板件钢材Q235-A F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（=0.45）。 3.（本题15分）某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，所受荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。 4.（本题17分）某压弯构件截面如图所示，荷载为静力荷载设计值，试验算整体稳定是否满足要求

17、。材质：Q235-A钢材，fd =215N/mm2，fvd =125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06105N/mm2。 ，；0.9181；平面内稳定验算：平面内稳定验算：；0.8368；平面外稳定不满足要求。 钢结构试卷三及参考答案一、选择题（每题1.5分，共30分） 1. 设有一截面尺寸为1008的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的节点板上，两板件板面平行，焊脚尺寸为6mm。为满足最小焊缝长度的构造要求，应选用。 D(A)40mm(B)60mm(C)80mm(D)100mm 2. 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊

18、条选用。 B(A)E55(B)E50(C)E43(D) 前三种均可3. 产生焊接残余应力的主要因素之一是。 D(A) 钢材的塑性太低(B) 钢材的弹性模量太高 (C) 焊缝的厚度太小(D) 焊接时热量分布不均4. 焊接结构的疲劳强度的大小与关系不大。 A(A) 钢材的种类(B) 应力循环次数 (C) 连接的构造细节(D) 残余应力大小5. 未焊透的对接焊缝计算应按计算。 B(A) 对接焊缝(B) 角焊缝(C) 断续焊缝(D) 斜焊缝6. 计算梁的时，应用净截面的几何参数。 A(A) 正应力(B) 剪应力(C) 整体稳定(D) 局部稳定7. 梁的最小高度是由控制的。 C(A) 强度(B) 建筑要

19、求(C) 刚度(D) 整体稳定8. 单向受弯梁失去整体稳定时是形式的失稳。C (A) 弯曲(B) 扭转(C) 弯扭(D) 双向弯曲9. 钢梁腹板局部稳定采用准则。D(A) 腹板局部屈曲应力与构件整体屈曲应力相等 (B) 腹板实际应力不超过腹板屈曲应力(C) 腹板实际应力不小于板的屈服应力(D) 腹板局部临界应力不小于钢材屈服应力10. 分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时，腹板与翼缘相接处可简化为。C(A) 自由边(B) 固定边(C) 有转动约束的支承边(D) 简支边11. 轴心受拉构件按强度极限状态是。(A) 净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度(B) 毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度(C) 净

20、截面的平均应力达到钢材的屈服强度(D) 毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度12. 实腹式轴心受拉构件计算的内容有。 (A) 强度(B) 强度、局部稳定和整体稳定(C) 强度和整体稳定性(D) 强度、刚度（长细比）13. 用Q235号钢和16锰钢分别建造一轴心受压柱，其长细比相同，在弹性范围内屈曲时，前者的临界力后者的临界力。 (A) 大于(B) 小于(C) 等于或接近(D) 无法比较14. 为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施，这一做法是为了。(A) 改变板件的宽厚比(B) 改变截面上的应力分布状态(C) 增大截面面积(D) 增加截面的惯性矩15. 在下列因素中，对压杆的弹性屈曲承载力影响不大

21、。 (A) 压杆的残余应力分布(B) 构件的初始几何形状偏差(C) 材料的屈服点变化(D) 荷载的偏心大小16. 弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行、刚度和缀材的计算。 (A) 强度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性(B) 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性(C) 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外稳定性(D) 强度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性17. 承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件，其强度计算公式中，塑性发展系数gx通常取。 (A) 1.1(B) 1.15(C) 1.05(D) 1.0718. 钢结构压弯构件的设计一般应进行下面的计算?

22、 D(A) 强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形(B) 弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比(C) 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形(D) 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比19. 实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的gx主要是考虑。 (A) 截面塑性发展对承载力的影响(B) 残余应力的影响(C) 初弯矩的影响(D) 初偏心的影响20. 工形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据确定的。 D(A) 介于轴压杆腹板和梁腹板高厚比之间(B) 腹板的应力梯度a0(C) 构件的长细比 (D) h0/tw与腹板的应力

23、梯度a0、构件的长细比的关系 二、计算题(70分)： 1.（本题15分）两钢板截面为18400 ，两面用盖板连接，钢材 Q235 ，承受轴心力设计值N=1181kN ，采用M22普通C级螺栓连接，d0 = 23.5mm ，按图示连接。试验算节点是否安全。已知：。 （1） 螺栓强度验算 单个螺栓抗剪承载力设计值 单个螺栓承压承载力设计值 故取 。每侧12个螺栓，承载力为 （2） 验算被连接钢板的净截面强度 2. （本题20分）简支梁受力及支承如图所示，荷载标准值P=180kN，分项系数1.4，不计自重，Q235钢，fy=235N/mm2。1）验算该梁的强度。 2）如不需验算该梁的整体稳定，问需设

24、几道侧向支承？ 设强轴为x轴。 （1） 强度验算 最大正应力强度验算： 因为翼缘 所以可以考虑部分塑性。 最大剪应力强度验算： 腹板与翼缘交界处折算应力验算： 所以强度均满足。 （2） 整体稳定性保证 如不需验算梁的整体稳定性，则需受压翼缘自由长度与其宽度的比满足要求： 所以在梁跨中设一道侧向支承点就能保证梁的整体稳定性。3.（本题20分）一工字形截面轴心受压柱如图所示，l0x=l = 9m，l0y=3m , 在跨中截面每个翼缘和腹板上各有两个对称布置的 d = 24mm 的孔，钢材用Q235AF，f =215N/mm2，翼缘为焰切边。试求其最大承载能力N。局部稳定已保证，不必验算。 截面几何

25、特性： 按强度条件确定的承载力： 按稳定条件确定的承载力： 因x轴为弱轴，且 ，因而对y轴的稳定承载力小于对x轴的稳定承载 力，由 查表得所以所以 此柱的最大承载力为2160kN。 4. （本题15分）验算图示端弯矩（计算值）作用情况下压弯构件的承载力是否满足要求。已知构件截面为普通热轧工字钢I10，Q235AF，假定图示侧向支承保证不发生弯扭屈曲。I10截面的特性：A=14.3cm2，Wx=49cm3，ix=4.15cm。 热轧工字钢截面对x轴属于a类。因而，当 时，得 。由平面内稳定计算公式： 由截面强度计算公式： 因为平面外稳定通过侧向支承得到保证，所以本题承载力由强度、平面内稳定计算均

26、满足要求。 钢结构试卷二、填空题（12分） 1. 钢材的两种破坏形式为塑性破坏和脆性破坏。 2. 轴心受压构件腹板的宽厚比的限值，是根据构件整体失稳前不发生腹板局部失稳的准则确定确定的。 3. 对接焊缝不采用引弧板施焊时，每条焊缝的长度计算时应减去两倍焊缝厚度的长度2t，以考虑焊口缺陷的影响。 三、简答题（10分） 1. 结构设计应进行那几种极限状态计算？ 答：按照钢结构设计规范GB50017-2003的规定，结构设计应分别进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。2. 那些因素促使钢材转脆？答：1)钢材中，C、S、P、O、N等元素含量太高时，钢材脆性增加；2)沸腾钢材和厚钢板比镇静钢材和

27、薄钢板脆性大；3)冷作硬化和时效硬化效应会使刚才变脆；4)低温（零下摄氏-20-30度以下时）会使钢材变脆；5)复杂应力状态条件下的同号主应力状态会使钢材变脆；6)受拉构件的应力集中区域（应力状态为同号平面或空间拉应力状态）钢材易脆；7)动力荷载条件下钢材比静力荷载条件下脆性特征明显；8)焊接结构比螺栓或铆钉连接结构脆性增大。四、一工字形截面轴心受压柱如图(1)所示， l=9m，在跨中截面每个翼缘和腹板上各有两个对称布置的d=24mm的孔，钢材用Q235AF，f=215N/ mm2，翼缘为焰切边。试求其最大承载能力N，并验算其局部稳定性。A=13000 mm2，Ix=6.45108 mm4，I

28、y=2.67108 mm4。（20分） 354045505560657080850.9180.8990.8780.8560.8330.8070.7800.7510.6880.655图1五、图2所示连接，受静载拉力P=130kN，钢材为Q235BF，E43焊条，手工焊无引弧形板，。图中单位为mm试验算焊缝强度是否满足设计要求。（20分） 图2六、某焊接工字形截面压弯构件，两端铰接，长度为15m，翼缘板2-30014；腹板1-56010，翼缘为焰切边，钢材Q235钢。承受的轴心压力设计值为N=900 kN，在杆的中央有一横向集中荷载设计值P=120 kN，在弯矩作用平面外位于杆的三分点处各有一个支

29、撑点，如图所示。A=14000mm2，Ix=8.3825108 mm4，Iy=6.3107 mm4，E=2.06105 N/mm2。mx=tx=1.0，=1，。值可查第四题表。试验算此构件是否满足设计要求。（20分） 2005-2006学年第一学期钢结构试卷（B卷）一、填空题（共15 分） 1. 冷作硬化的影响表现为：钢材的强度，但其塑性和冲击韧性。 2. Q345-C钢中，345表示，C表示。3. 10.9级高强度螺栓，整数10代表，小数0.9代表。 4. 轴心受压构件的整体屈曲形式有屈曲、屈曲、屈曲。 5. 布置钢梁腹板加劲肋的目的是为了。 二、单项选择题（共15分）（每小题仅须选一项，不选、多选及错选均无分） 1. 实腹式轴心受压构件关于两个轴的长细比分别为x和y，局部稳定验算公式中的长细比应取A。 A.x和y中大者B.yC.x和y中小者D.x； 2. 钢材的强度设计值f应取为BA.fyB.fy/RC.fuD.fu/R3. 当组合梁腹板的高厚比为时，需要D。 A.仅布置横向加劲肋B.仅布置纵向加劲肋C.不需布置加劲肋D.同时布置纵向及横向加劲肋 4. 轴心受压双肢格构柱（x轴为虚轴）的min按C查表。 A. y和X的较