《钢结构设计原理》期末考试卷（附答案）

1、班级学号_ 姓名_ （第 页， 共 页）-密-封-线-密-封-线-密-封-线-密-封-线-密-封-线-密-封-线-密-封-线-密-封-线-学年 第 期钢结构设计原理试卷 I 卷 时间： 120 分钟 适应专业：土木工程（房屋建筑方向） 【考试】【闭卷】题型一二三四五六七八九十总分分数20103040得分评卷人： 合分人： 一、单项选择题（2×10=20分）1.大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（ B ） A.密封性好 B.钢材的轻质高强 C.制造工厂化 D.便于拆装2.钢结构的承载能力极限状态是指（ C ） A.结构发生剧烈振动 B.结构的变形已不能满足使用要求 C.结构达到最

2、大承载力产生破坏 D.使用已达五十年3.钢号Q345A中的345表示钢材的（ C ） A.fp值 B.fu值 C.fy值 D.fvy值4.结构钢材最易发生脆性破坏的应力状态为（ A ） A.三向同号等值拉应力作用 B.两向异号等值正应力作用 C.单向拉应力作用 D.三向等值剪应力作用5.钢材塑性破坏的特点是（ D ） A.变形小 B.破坏经历时间非常短 C.无变形 D.变形大6.普通螺栓抗剪工作时，要求被连接构件的总厚度螺栓直径的5倍，是防止（ A ） A.螺栓杆弯曲破坏 B.螺栓杆剪切破坏 C.构件端部冲剪破坏 D.板件挤压破坏7.焊接残余应力不影响构件的（ B ） A.整体稳定性 B.静力

3、强度 C.刚度 D.局部稳定性8.在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（ B ） A.40hf B.60hf C.80hf D.120hf9.确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比限值的原则是（ C ） A.等厚度原则 B.等稳定原则 C.等强度原则 D.等刚度原则10.发生弯扭屈曲的理想轴心受压构件截面形式为（ B ） A.双轴对称工字形截面 B.单角钢截面 C.H型钢截面 D.箱形截面二、填空题（1×10=10分）1在弯矩作用下，摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于 。2在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的 值。3型钢代号L100×8中，L表示 。4Q235B钢中的

4、235表示 。5动力荷载作用下钢材抵抗脆性破坏的性能指标为 。6部分T型钢是半个 型钢。7在计算两端简支工字形轴压柱 腹板 板的临界应力时，它的支承条件简化为四边简支。8在承受静力荷载的角焊缝中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝 。9工字形截面梁按弹性设计时，应使翼缘的宽厚比b1/t1 。10下图所示格柱截面中，虚轴指的是 轴。三、简答题（30分）1、钢结构的破坏形式有哪两种？其特点如何？ （7分）2、影响钢材机械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影响？（8分）3. 何谓受弯构件的整体失稳？（7分）4. 在角焊缝设计中，对焊脚尺寸和计算长度有哪些构造要求？为什么？（8分）四、计算题（40

5、分）1、下图所示某钢板的搭接连接，采用c级普通螺栓M22，孔径23.5mm，承受轴心拉力，钢材Q235，试验算此连接是否可靠。，（12分）2、下图所示角焊缝连接能承受的静力设计荷戴P=160KN。已知：钢材为Q235BF，焊条为E43型，是判断该连接是否可靠。（12分） 3. 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。（16分） 学年第 学期土木工程专业 年级期末/补考/重修课程钢结构设计原

6、理 考核试题参考答案及评分细则考核方式: 闭卷 考试时量： 120分钟 试卷序号：I一、 单选题1、 BCCAD6、 ABABB二、填空题1、螺栓群形心轴2、设计3、角钢4、屈服强度5、冲击韧性AKV值或冲击韧性值或AKV值6、H7、腹板8、小9、10、x轴三、简答题1、钢结构破坏形式有；延性破坏和脆性破坏两种，各自特点为 塑性破坏：破坏前具有较大的塑性变形，常在钢材表面出现明显的相互垂直交错的锈迹剥落线。由于塑性破坏前总有较大的塑性变形发生，且变形持续时间较长，容易被发现和抢修加固，因此不至发生严重后果。 脆性破坏：破坏前塑性变形很小，或根本没有塑性变形，而突然迅速断裂。由于破坏前没有任何预

7、兆，破坏速度又极快，无法察觉和补救，而且一旦发生常引发整个结构的破坏，后果非常严重，因此在钢结构的设计、施工和使用过程中，要特别注意防止这种破坏的发生。2、主要的影响因素有： 1）化学成分的影响：影响较大的几种化学成分为C、Si、Mn、S、P、O,其中碳素结构钢中则是铁以外的最主要元素，碳是形成钢材强度的主要成分，随着含碳量的提高，钢的强度逐渐增高，而塑性和韧性下降，冷弯性能、焊接性能和抗锈蚀性能等也变劣。Si、Mn为有益元素，在普通碳素钢中，它们是脱氧剂，可提高钢材强度。S、P、O为有害元素，S可能引发刚才热脆，P可能引发刚才冷脆，氧与硫类似使钢热脆。 2） 钢材的硬化 钢材的硬化

8、有三种情况：时效硬化、冷作硬化（或应变硬化）和应变时效硬化，钢材的硬化使钢材的强度提高，而塑性和韧性下降。 3）应力集中的影响 应力集中主要友构件的截面突变引起，严重的应力集中，能引起钢材脆性破坏，在进行钢结构设计时，应尽量使构件和连接节点的形状和构造合理，防止截面的突然改变。 4）残余应力的影响 残余应力对构件的静力强度不会产生影响，但它降低构件的刚度与稳定承载力，在进行钢结构的焊接构造设计和施工时，应尽量减少焊接残余应力。3、受弯构件在弯矩作用下上翼缘受压，下翼缘受拉，使其犹如受压构件和受拉构件的组合体。对于受压的上翼缘可沿刚度较小的翼缘板平面外方向屈曲，但腹板和稳定的受拉下翼缘对其提供了

9、此方向连续的抗弯和抗剪约束，使它不可能在这个方向上发生屈曲。当外荷载产生的翼缘压力达到一定值时，翼缘板只能绕自身的强轴发生平面内的屈曲，对整个梁来说上翼缘发生了侧向位移，同时带动相连的腹板和下翼缘发生侧向位移并伴有整个截面的扭转，这时我们称其发生了整体失稳。4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。四、计算题1、解：（1）螺栓连接计算 单个螺栓抗剪设计承载力 单个螺栓的承压设计承载力 所需螺栓个数： 单面搭接，螺栓实际用量应为：个 该连接采用了8个螺栓，符合要求 （2）构件净截面验算 因为师错排布置，可能沿1-2-3-4直线破坏，也可能沿1-2-5-3-4折线破坏 1-2-3-4截面的净截面面积为