西南交通钢结构题库及答案.text marked

1、钢结构设计原理题库单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合一、题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分)2C12A1D11A21C31D41A3A13B4B14D24B34D44C5A15C25C35C45C6B16D26A36A46B7C17D27D37B47A8B18C28A38B48B9C19C29A39D49A10D20A30A40C50D22B32B42D23D33A43A二、判断改错题（题意正确者，打即可；题意错误者，先打，然后将错误处改正确）。;无应力比（也可以换成钢板厚度）。;同时满足时。;塑性低于侧焊缝。;残余应力的影响。b6;Nv =0

2、.9nf(P-1.25Nt)。;更有可能发生脆性破坏。;不可能会发生疲劳破坏。;无显著效果。;摩擦型高强度螺栓连接除外。;承载能力极限状态。;除钢梁外。;越有可能发生螺栓杆受剪皮坏。;弹性阶段、弹塑性阶段、全塑性阶段。;钢梁翼缘板通过限制宽厚比。;由刚度条件。三、简答题1.答： 极限状态法按预定功能划分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。2. 答：因为在较高应力状态下，混凝土的泊松比大于钢材泊松比，这样土形成横向“套箍作用”。对其内的混凝3. 答：（1）有强化阶段作为安全储备；（2）不致产生工程中不允许的过大变形；（3）实测值较为可靠；（4）可以近似沿用定律。答：因为不同标距的试件测出的伸长

3、率大小不同。答：（1）采用性能较好的钢材；（2）减少应力集中程度；（3）采用较薄厚度的钢板组成构件。答：钢材因加工等原因使其强度提高，塑性降低的现象。答：应力集中会导致三向同号受力，与单向受力相比，三向同好受力更容易发生脆性断裂。答：钢材应力达到或超过其屈服强度，破坏前有明显变形给以预兆，破坏不突然。答：（1）钢材本身的质量；（2）应力集中程度；（3）应力比；（4）应力循环次数；（5）应力幅。答：钢板厚度越大，因应力集中引起（三向同号受力中）板厚方向的应力就越大，主剪应力就越小，正应力就越有可能起控制作用，所以钢板越厚，越有可能发生度如何影响钢脆性断裂。答：各级焊缝的抗压强度没有明显差异，可抗

4、拉、抗剪就不同了。试验表明一、二级焊缝的实际强度高于母材强度，规范取母材强度；三级焊缝的拉、剪强度低于母材强度，规范专门规定了其取值。答：一、二及三级焊缝质量控制。答：（1）同时满足：保证焊缝质量（焊缝为一、二级）；采用引弧板（保证焊缝的有效截面）。（2）采用斜焊缝，且焊缝的长度方向与受力方向的夹角的正切小于等于 1.5。 14答：焊脚尺寸过小，施焊时冷却速度过快而产生淬硬组织；焊脚尺寸过，会使母材形成 “过烧”现象。 15答：（1）侧焊缝长度过小，焊件局部加热严重，且起落弧应力集中相互影响。所以，规范规定侧焊缝长度不小于 8hf 和 40mm。（2）侧面角焊缝的长度过长，焊缝有效截面上剪应力

5、沿其长度方向的应力分布严重不均匀，规范规定，侧焊缝长度不超过 60hf，如超过，超过部分不计算其承载力。 16答：焊接残余应力对钢构件的静力强度无影响；焊接残余应力对钢结构的疲劳、刚度、稳定等其他方面都不利。答：因为栓孔圆心截面已通过摩擦力将部分力传递走了。答：（1）采用宽展的截面以增加惯性矩；（2）增加约束以减少计算长度。答：因为考虑了残余应力的影响。答：不能明显提高。简单从整体稳定计算公式来看，似乎整体稳定与钢材强度设计值 f成正比，但稳定系数却随钢材强度等级的提高而降低。答：（1）等稳定原则（对“细长柱”，局部稳定临界应力不低于整体稳定临界应力）；（2）局部稳定临界应力足够大（对“粗短柱

6、”， 局部稳定临界应力不低于 0.95 倍钢材屈服强度。 22答：（1）增加腹板厚度使其满足宽厚比的限制要求；（2）设置纵向加劲肋；（3）任其局部失稳。答：根据绕虚轴与绕实轴等稳定原则确定分肢之间的距离。答：因为稳定系数是按弹性计算的，当b 0.6 时，说明钢梁在弹塑性阶段整体失稳，所以要用b 代替b 。答：翼缘主要抵抗弯矩产生的应力，从提高抗弯来看，愿意增加翼缘厚度使其满足宽厚比限制要求；对腹板，它主要抵抗剪力产生的剪应力，它一般不起控制作用，另一方面，腹板高度对抗弯至为重要，换句话说，腹板高而薄，以增加板厚来保证其局部稳定不经济，通常是设置加劲肋。六、计算题1某简，钢材为 Q235，跨度为

7、 l12 m，承受均布静力荷载设计值 q69 kN/m，施工时因腹板长度不够，需要在跨度方向离左支座 3.5 m 处设对接焊缝，焊缝质量级，手工焊，焊条E43 型，试验算该对接焊缝是否满足强度要求。已知 f w 185 N/mm2， f w 125 N/mm2。tv解：（1）焊缝截面内力计算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弯矩：（2）焊缝截面特性参数计算1216 5082 2.978109 mm4Ix惯性矩：面积矩：280 16 508 82 276 106 1 0

8、 1063 276 106 mm3S500 250S 280 16 508 2.276 106 mm31（3）焊缝强度验算由于只要求对焊缝强度进行验算，所以，无需计算截面上下边缘的最大弯曲正应力。焊缝最大弯曲正应力（翼缘与腹板交界处），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焊缝强度满足要求。2下图 所示为双角钢组成的 T 形截面轴心受拉构件与节点板采用侧焊缝连接。角钢为2L11010，节点板厚度t 10 mm ，钢材为Q235，E43 型手工焊（ ff 160 MPa ）。静力 Nw660 kN，焊缝正边尺寸 hf 8 mm （在最大最小焊缝正边尺寸之间）。试计算所需肢背、肢尖焊缝长度lw1 、lw2 。图 3.30 例题 3.3 附图【解】（1）计算肢背、肢尖焊缝受力N1 k1 N 0.7 660 462kNN k 0.3 660 198kNN 22（2）计算肢背、肢尖焊缝长度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。焊缝长度满足最大最小长度要求，验算从略。3下图所示一牛腿钢板两边用角焊缝与钢柱连接，其尺寸。钢材为 Q235，手工焊，E43 焊条（ f w 160 MPa ），焊脚尺寸 h 10 mm。假设 e100 mm，试计算该连接能承受f的最大静力荷载设计值？f解：（1）内力计算焊缝所受内力有N、M=Ne=100N（2）焊缝有效截面参数计算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）各内力产生的应力计算NNfA2800fM100NNfW93.3103933w（4）计算该连接能承受的最大静力荷载设计值N由角焊缝基本计算公式，有22NN 1.22 933 2800 160，得N168.7103N=168.7kN故计算该连接能承受的最大静力荷载设计值N=168.7kN。4一连接构造图如下图 所示。两块 A 板用三级对接焊缝（已知 f w 185 N/mm2， f w tv125 N/mm2）与立柱焊接，B 板与 A

12、板用 8 个直径为 d22 mm 预拉力 P190 kN 的摩擦型高强度螺栓连接。构件材料为 Q235。试计算焊缝连接所能承受荷载设计值 F。（提示：由于只要求计算焊缝连接的承载力设计值，螺栓连接的情况不管）解：(1)对接焊缝所受内力剪力 VF，弯矩 M250F (2)抗弯强度确定 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) 抗剪强度确定 FS 2 10 190 190 361103 mm32361103 F VS 125Ib91.45106

13、20125 91.45106 20 63310 N 633 kN3所以F361103最后得焊缝连接的承载力设计值为 F356 kN。5验算下图所示角焊缝连接的强度。已知：静力荷载作用力设计值F500kN，e=100mm，h =10mm，钢材为 Q235，焊条为 E43 型， fw 160N/mm2 。ff解：（1）焊缝内力计算竖向轴心力V=Fsin450=353.55kN 水平轴心力H=Fcos450=353.55kN 弯矩M=He=353.550.1=35.36kN.m（2）各内力在焊缝截面最不利处产生应力计算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）焊缝强度验算2 66.46 104.95 2HMff2 66.462 155.43MPafwff1.22f安全。26某轴心受压柱，设计内力 N=2000kN,l0 x=6m(强轴), l0y=3m（弱轴）,钢材 Q345（f=310N/mm ），采用两块翼缘板 225012 和一块腹板25010 焊成工字形截面，截面无削弱。试验算其强度和刚度（=150）。解：（1）截面几何特性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）强度验算因截面无削弱，所以N2000 103 250N/mm f 310N/mm （强度安全）22A80 100（3）刚度验算 max(x,y) 50.4 150 （刚度通过）7一连接构造图如下图所示。两块 A板用三级对接焊缝与立柱焊接，B板与 A板用 8 个直径为 d22 mm 预拉力 P190 kN 的摩擦型高强度螺栓连接，摩擦系

16、数为 0.35，构件材料为 Q235。试计算螺栓连接所能承受荷载设计值 F。（提示：由于只要求计算螺栓连接的承载力设计值， 焊缝连接的情况不管。扭矩作用下， 最不利螺栓的受力计算公式为：Ty1Tx1NT， NT ） i ii1x1y(x y )22(x y )22i解：（1） 螺栓所受内力 剪力 VF，扭矩 T155F（2）最不利一个螺栓所受剪力计算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） 单个摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值Nb 0.9n P 0.9 2 0.35190 119.7 kNVf根据 N1 max Nb ，得 F403.2 kN。，v38已知一工字型钢梁 I32a(Wx=692cm ,Ix/Sx=27.5cm，腹板厚 9.5mm)，承受静力荷载，最大弯矩 Mmax=130kNm，最大剪力 Vmax=89kN。Q235 钢材（f=215MPa,fv=125MPa)。要求进行抗弯和抗剪强度验算。解：（1）抗弯强度验算M130 106 W692 103 187.86N/mm

18、f 215N/mm （抗弯强度满足）22（2）抗剪强度验算89 103VSV 34.07N/mm bIb(I/ S)9.5 27.5 10 f 125N/mm （抗剪强度满足）22v9已知某楼盖次梁 I40a（Q235B），跨中承受集中静力荷载设计值 P160 kN，试进行各项强度验算。集中荷载在跨度方向的分布长度为 a90 mm，计算跨度 l6 m，梁自重67.6 kg/m。（已知 f 215 N / mm2 、 f 125 N / mm2 ）v解：（1）基本数据准备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自重设计值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跨中弯矩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）跨中抗弯强度验算243.6 106Mx 200 213.6 N / mm f 215 N / mm22 W1 05 21 720 104x n x（3）支座抗剪强度验算 VS82.4 103 23 N / mm f 125 N / mm22 max xmaxvI t34.110 10.5x w（4）局部承压强度验算 P 1160 103 64.8 N / mm f 215 N / mm22c10.5 235t lw a（5）折算应力验算243.6 106 Mxy1 171 191.8 N / mm2121 720 104Ix由于型钢表中没有给出 S1，近似取1 maxV /Vmax 23 80 / 82.4 22.3N/mm2，则 2 2 3 2eq1c1 c1 191.82 64.82 191.8 64.8 3