钢结构-期末复习题及答案

1、页眉钢结构期末复习题一、 选择题:承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是（C ）A抗拉强度、伸长率B抗拉强度、屈服强度、冷弯性能C抗拉强度、屈服强度、伸长率D屈服强度、伸长率、冷弯性能钢材牌号Q235、Q345、Q390是根据材料的（A ）进行命名。A屈服点B设计强度C标准强度D含碳量在钢材所含化学元素中，均为有害杂质的一组是（C ）。A 碳磷硅B 硫磷钮C 硫氧氮D碳锐研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加强受拉翼缘计算梁的（A ）时,A计算梁的（A ）时,A正应力C整体稳定应该采用净截面的几何参数。B剪应力D局部稳定下列梁不必验算整体稳定的是（D

2、 ）。A焊接工字形截面B箱形截面梁C型钢梁D有刚性铺板的梁格构轴心受压柱设置横隔的目的是（D ）。A保证柱截面几何形状不变 B提高柱抗扭刚度C传递必要的剪力D上述三种都是对于普通螺栓连接，限制端 距e 2d0的目的是为了避免（D ）。A.螺栓杆受剪破坏B.螺栓杆受弯破坏C,板件受挤压破坏D. 板件端部冲剪破坏为提高轴心受压构件的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面的 形式应使其面积分布（B ）A.尽可能集中于截面的形心处B.尽可能远离形心C.任意分布，无影响D.尽可能集中于截面的剪切中心1 / 21页眉焊接工字型截面梁腹板设置加劲肋的目的（A.提高梁的局部稳定性C.提高梁的抗剪强度B

3、.D.A 页眉焊接工字型截面梁腹板设置加劲肋的目的（A.提高梁的局部稳定性C.提高梁的抗剪强度B.D.A ）提高梁的抗弯强度提高梁的整体稳定性钢结构用钢的含碳量一般不大于（C ）。0.25%C C ）。0.25%钢材的强度指标是（C ）。A延伸率B韧性指标C屈服点D冷弯性能在构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是（A）的典型特征A脆性破坏B塑性破坏C强度破坏D失稳破坏产生焊接残余应力的主要因素之一是（C ）。A钢材的塑性太低B钢材的弹性模量太高C焊接时热量分布不均D焊缝的厚度太小验算组合梁刚度时，荷载通常取（A ）。A标准值B设计值C组合值D最大值轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（C ）。A

4、杆长相等B计算长度相等C长细比相等D截面几何尺寸相等承压型螺栓连接比摩擦型螺栓连接（B ）。A 承载力低，变形大B承载力高，变形大C 承载力低，变形小D承载力高，变形小格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了换算长细比ox是考虑（D ）。A格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件B考虑强度降低的影响C考虑单支失稳对构件承载力的影响D考虑剪切变形的影响同类钢种的钢板，厚度越大（A ）。A强度越低B塑性越好C韧性越好D内部构造缺陷越少2 / 21页眉焊接结构的疲劳强度的大小与（A ）关系不大。A钢材的种类B应力循环次数C连接的构造细节D残余应力大小梁的正常使用极限验算是指（D ） oA.梁的抗弯强

5、度验算 B.梁的抗剪强度演算C.梁的稳定计算D. 梁的挠度计算80 h0170对于Q235钢，当梁腹板的高厚比A横向加劲肋C纵横向加劲肋/ 对于Q235钢，当梁腹板的高厚比A横向加劲肋C纵横向加劲肋B纵向加劲肋D短加劲肋A整体稳定、 BA整体稳定、 B整体稳定、 C整体稳定、局部稳定、刚度端面承压、刚度端面承压、连接焊缝D连接焊缝、端面承压、刚度如图所示，两块钢板焊接，根据手工焊构造要求，焊角高度hf应 满足A要求。I 10mmI 16mmA 6 hf 8-9mmB 6 hf 12mmC 5 hf 8-9mmD 6 hf 15-20mm(B) 25-30mm(C)10mm(D)40mm下列中的

6、哪一项是属于正常使用极限状态的验算指标(C )B.稳定D.B.稳定D.疲劳C.变形受固定集中荷载作用的组合工字形钢梁，其腹板可不计算局部 承压的条件是(B ) 0B.集中荷载作用处有支承加劲肋D.B.集中荷载作用处有支承加劲肋D.任何情况下均要计算C.翼缘钢板比较厚6 / 21页眉随着钢材中含碳量的提高，正确描述其性能变化的是下列中哪 一项（A ）。A,强度提高，而塑性和韧性下降B,强度提高，塑性和韧性也同时提高C.强度降低，塑性和韧性也同时降低D,强度降低，而塑性和韧性提高实腹式轴心受压柱，其腹板上加纵向加劲肋目的是（D ） 0A.提高强度承载力B.提高刚度C.提高整体稳定性D.提高腹板局部

7、稳定性在计算格构式钢柱（缀条式、缀板式）绕虚轴稳定承载力时， 其换算长细比通常大于实际长细比，这主要是由于（A ）。A.格构式钢柱剪切变形的影响B.格构柱轴向变形的影响C.柱肢局部屈曲的影响D.缀材局部屈曲的影响某简支钢梁上作用的均布永久荷载标准值为Qk=4kN/m,可变 荷载标准值为Pk=6kN/m ,则在计算该钢梁挠度时采用的荷载值 应是（B ）。A. 13.3B. 10C. 12D. 14以下四种厚度的Q235B钢板中，钢材设计强度值最高的为（A ） 的钢板。A 12mmB 24mmC 30mmD 50mm现行规范规定，结构钢材的牌号Q235B是（）。A、fu=235N/mm 2 B级碳

8、素结构钢B、fy=235N/mm 2 B级碳素结构钢C、fu=345N/mm 2 B级 低合金 结构钢D、fy=345N/mm 2 B级 低合金 结构钢一个8.8级的M24高强度螺栓，其设计预拉力为180kN ,则该高强 度螺栓的抗拉承载力为（B ）A. 108B. 144C. 162D. 1807 / 21页眉采用手工焊接方法将钢号为Q235B与钢号为Q345B的板件相焊接 时，应选用（B ）进行施焊。A. E43型焊条B. E50型焊条C. E55型焊条D.其它焊条摩擦型高强度螺栓的抗剪连接强度计算时以（）作为承载能力极限状态。A.螺杆被拉断B.螺杆被剪断C.孔壁被压坏D.连接板件间的摩擦

9、力刚被克服螺栓的性能等级为“8.8”级，描述该螺栓材料性能时，下列 中的不正确的一项是（B ） oA.螺栓材料的抗拉强度800MPaB.螺栓材料的屈服强度800MPaC.螺栓材料的屈服强度640MPaD.螺栓材料的屈强比为0.8某简支钢梁，在跨中作用着一个集中荷载，对该集中荷载分别 作用于上翼缘和作用于下翼缘的两种情况，梁的整体稳定性承载 能力（B ）。A.前者大B.后者大C.二者相同D.不能确定钢中含碳量越高（A ）。A.强度越高B.塑性韧性越高C.塑性越差，韧性越好 D.可焊性越好焊接残余应力使受动载的钢梁疲劳强度（B ）。A.提高B.降低C.随条件不同提高或降低 D.没有影响 端焊缝与侧

10、焊缝相比，端焊缝的（B ）。A.承载能力和塑性较好B.承载力较高但是塑性较差C.弹性模量和塑性较大D.承载能力要低一些当荷载或跨度很大而梁高受到限制、或对截面抗扭刚度要求较高时, 宜选用（D ）。A.热轧型钢梁B.冷弯薄壁型钢C.工字形截面组合梁D.箱形截面组合梁钢材的设计强度是根据（A）确定的。A.屈服点B.弹性极限C.比例极限D.抗拉强度8 / 21页眉在弹性阶段，侧面角焊缝盈利沿长度方向的分布为（D ）。A.均匀分布B. 一端大、一端小C,两端大、中间小D.两端小、中间大根据钢材的一次拉伸试验，可得到如下四个力学性能指标，其中（B ）是钢结构的强度储备。A.屈服点fyB.抗拉强度fuC.

11、伸长率6D.弹性模量E钢构件最易产生脆性破坏的应力状态是（B ）。A.单向压应力状态B.三向拉应力状态C.二向拉一向压的应力状态 D.单向拉应力状态（如图左）等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接，角钢受轴心力 N=600kN ,肢背焊缝受力Ni为（D ）。A.150kNB.200kND.400kN两钢板用直角角焊缝连接，手工焊，合适的焊角尺寸C.300kND.400kN两钢板用直角角焊缝连接，手工焊，合适的焊角尺寸(如图右) hf= ( C )B. 10mmA. 12mmB. 10mmC. 8mm下面的（C. 8mm下面的（D. 5mmB ）情况应将其设计强度进行折减。B绕弱轴的长细比B绕弱轴的

12、长细比D两方向长细比的较小值0B提高柱抗扭刚度D上述三种都是A动力荷载作用的构件B单角钢单面按轴压计算稳定的构件C有应力集中影响的构件D残余应力较大的构件验算工字形组合截面轴心受压构件翼缘和腹板的局部稳定时，计算公式中的长细比为（C）。A绕强轴的长细比C两方向长细比的较大值格构柱设置横隔的目的是（D ）A保证柱截面几何形状不变C传递必要的剪力9 / 21页眉计算长度一定的轴心压杆回转半径增大，其稳定承载力（A） oA提高B降低C不变D不能确定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.自重轻C.制造工厂化D.便于拆装钢材的抗拉强度fu与屈服点fy之比fu/fy 反映的是钢材的

13、（A）A.强度储备B.弹塑性阶段的承载能力C.塑性变形能力D.强化阶段的承载能力对于直接承受动力荷载的结构，宜采用（C）。A、焊接连接B、普通螺栓连接C、摩擦型高强度螺栓连接D、承压型高强度螺栓连、填空题:焊缝缺陷有多种，其中裂纹 对焊缝受力的危害最大。角焊缝的最小计算长度不得小于 8hf和 40mm 。普通螺栓是通过一栓杆抗剪和板件孔壁承压.来传力的；摩擦型 高强螺栓是通过.拧紧螺栓而产生的连接件间的摩擦力 来传力的。格构式轴心受压构件绕虚轴失稳时，剪切变形较大， 剪切变形 不能忽略，因而绕虚轴的长细比要采用 换算长细比。在梁支座截面处和较大固定集中荷载作用截面处，宜设置支承加劲肋，当为/口

14、8%235/fy时，应按构造配置 横向加劲肋。高强度螺栓摩擦型连接的承载力取决于 构件接触面的摩擦 力。钢材中氧的含量过多，将使钢材出现 热脆 现象。焊接的连接形式按构造可分为对接焊缝和 角焊缝两种类型焊接工字形梁的腹板高厚比部失稳，应设置 横向加劲肋h焊接工字形梁的腹板高厚比部失稳，应设置 横向加劲肋h0170tw235fy时，为保证腹板不发生局和 纵向加劲肋焊接工字形截面梁腹板上配置横向加劲肋的目的是提高梁的局部 稳定。按正常使用极限状态计算时，受弯构件要限制 挠度,拉、压构10 / 21页眉件要限制 长细比 。衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。将一块Q235B级钢板与Q345B级钢板通

15、过焊接进行连接时，宜选择 E43型焊条。普通螺栓连接受剪时，限制端距e2d。是避免端部剪切破坏。梁的强度计算包括抗弯、抗剪 和 腹板局部压应力 。垂直于屋面坡度放置的楝条，按双向受弯构件设计计算。能承受压力的系杆是刚性系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系 杆是柔性系杆。对于轴心受压构件，其初始弯曲越大，稳定承载力就越 小。螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于2倍螺栓孔径， 两排螺栓之间的最小距离为二倍螺栓直径。结构或构件的可靠度指标越高，则失效概率愈 小 。用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时，得到的平均应力-应 变关系曲线（b-e关系曲线）可分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性 阶段、强

16、化阶段和颈缩阶段。焊缝连接根据截面形状可以分为对接焊缝和角焊缝两种类型。型钢按照制作方式可以分为热轧型钢和焊接型钢两种类型。用作钢结构的钢材必须符合下列要求：较高的抗拉强度和屈服 以；较高的塑性和韧性；良好的工艺性能（包括冷加工、热加工和 焊接性能）。冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件受压屈曲，并利用 其屈曲后强度讲行设计。轴心受压构件，当构件截面无孔眼削弱时，可以不讲行强度计算。三、判断题：（正确的填，错误的填“X”）钢材的冲击韧性值越大，表示钢材抵抗脆性断裂的能力越弱。（X ） 荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载小。 （V）当其他条件不变时，减少梁受压翼缘的自由

17、长度，可提高梁的整体 稳定性。（，）对于摩擦型高强螺栓的抗剪连接，应进行螺栓抗剪和构件抗挤压的 计算。（X ）正面角焊缝的强度高于侧面角焊缝，而且塑性变形要好些，而侧面11 / 21页眉角焊缝的强度高于斜焊缝。（X）梁的受压翼缘板受力时，为了充分发挥材料强度，设计翼缘时是采 用一定厚度的钢板，让其临界应力cr不低于钢材的屈服点fy。（V）设计时常采用增加腹板高度的办法来增大梁的抗剪强度。（X）弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件，弯矩作用平面内的整体稳定计 算均与实腹式构件相同。（，）受拉构件没有整体稳定和局部稳定问题，极限承载力一般由强度控 制，所以，设计时只考虑强度和刚度。（，）梁的最小高度是由

18、刚度条件控制的。（，）采用摩擦型高强螺栓连接，其受力时的变形比承压型高强螺栓连接 大。（X）单个普通螺栓传递剪力时的设计承载能力由单个螺栓抗剪和承压设计承载力中的较大值确定。（X）计算梁的整体稳定时，应用净截面的几何参数。（X）四、名词解释：疲劳破坏钢材在循环荷载作用下，经历一定时间的损伤积累，构件和连接部位 出现裂纹，直到最后断裂破坏，称为疲劳破坏。应力集中实际上钢结构构件中存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢 材内部缺陷，此时构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区 域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，形成应力集中。五、简答题：影响梁的整体稳定的主要因素有哪些？（1）梁

19、的抗弯刚度；（2）梁的抗扭刚度；（3）端部约束条件；（4）受压翼缘的自由长度；（5）截面形式。格构轴心受压柱绕虚轴的稳定设计为什么要采用换算长细比？写 出换算长细比的公式。12 / 21页眉1）格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时，剪力主要由缀材分担，2）柱 的剪切变形较大，剪力造成的附加挠曲影响不能忽略，故对虚轴的失 稳计算，3）常以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响，加大后 的长细比称为换算长细比。冷拉将明显改变钢材的什么力学性能指标？ 答：提高钢材的抗拉强度和屈服极限，降低钢材的塑性和韧性。为什么要设置温度缝？答：当厂房平面尺寸很大时，由于温度影响会使构件内产生很大的温 度应力，并导致墙和屋

20、面的破坏，因此要设置温度缝。六、计算题：图示角焊缝连接，承受外力N 50kN的静载，hf 8mm,f： 160N/mm2,没有采用引弧板，验算该连接的承载力。 TOC o 1-5 h z 43Nx 500 400kN, Ny 500 300kNNx heNx helw300 1032 0.7 8 (410 2 8)90.65 N mm267.98N. mm290.65 N mm267.98N. mm2f2 0.7 8 (410 2 8)f90.65 222. ()2 67.982 1 00.7 N . mm2.1.22图示角焊缝连接承载力满足要求13 / 21页眉在图 计值）1所示角钢和节点板

21、采用两边侧焊缝的连接，拉力N=660kN（设在图 计值）,角钢为2 110X10,节点板厚度t=12mm,钢材为Q235-A ,焊条为E43系列型，手工焊，试确定所需角焊缝的焊角尺寸hf和实际焊条为长度。fy2解：角焊缝的强度设计值f =160N/mm最小 hf: hf 1.5 t 1.5 12 5.2mm最大 hf: hf t (12)mm 10 (1 2) 9 8mmhf1.2t 1.2 10 12mm角钢肢尖和肢背都取hf 8mm焊缝受力：N焊缝受力：N11N 6600.67 442.2kNN22N22N 6600.33 217.8kN所需焊缝长度:lw1 N1/2 0.7hf lw1

22、N1/2 0.7hf ffwlw2 N2/2 0.7hf ffw3442.2 102 0.7 8 160217.8 103247 mm0.7 8 160122 mm侧焊缝的实际长度为1i Iwi1i Iwi 2hf 247 2263mml2 b 2hf 122 2138mm验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径d 20mm, C级螺14 / 21页眉栓，螺栓和构件材料为Q235,外力设计值F 100kN, fvb 14N/mm2, ftb 170 N/mm2fcb 305 N/mm2Ae 2.45cm2。解：螺栓群受到剪力和弯矩的联合作用：V 100kN, M 100 0.25 25kN

23、m受力最大的螺栓所受的剪力和拉力分别是：12.5kNV 10012.5kNNv -n 8NtMy1NtMy12I V25 103 3002 (3002 2002 1002)26.78kN单个螺栓的承载力设计值为:Ntb Aeftb 245 170 41.65kNNbvnv-d-fvb 14Nbvnv-d-fvb 142140 44 kNtfcb 20 20 305 122kN cNcb d c(b)2Nt(12.5)2 (26.78)24441.650.703 1Nv 12.5kN N： 122kN vc该图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度满足要求 试验算图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度(不

24、需验算连接板的 强度)是 否满足钢结构设计规范(GB50017-2003 )要求。图中荷 载为静力荷载设计值，高强螺栓采用10.9级M20 (孔d0=21.5mm), 被连接板件钢材Q235-A ? F,板件摩擦面间作喷砂处理15 / 21页眉页眉解：螺栓群受到剪力和弯矩的联合作用：V 100kN V 100kN M 100 0.15 0.01616.6kN mP 155kN,0.45Nt1My12VNt1My12V16.6 103 1204 (1202 402)31.1kNNtb 0.8P 124kNNt1Nt2 5 10.4kN3Nti 2 31.1 10.4 83kNNVb NVb 0.

25、9% (nP 1.25 Nti) 0.9 10.45 (8 155 1.25 83) 460kN 100kN图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度符合要求 某实腹式实际轴心受压柱截面如图所示，承受轴向压力设计值为3500kN ,该柱计算长度L 10000mm, l0y 5000mm，截面为焊接组合工 字型截面，翼缘边为剪切边，钢材采用Q235钢，试验算该实腹式轴 心受压柱的整体稳定与局部稳定是否满足钢结构设计规范(GB50017-2003 )要求。16 / 21页眉(1)验算整体稳定性400 20 2_4400 10 2 1042 mm(400 20312400 20 2102) 212310 4

26、00 _ 847.595 10 mm194.87mm103.30mmxIxl0 x3102.1348410 mm51.32150l 0yiy48.40150B类截面对y轴为C类截面，查表得x 0.850, y 0.78533500 10一一 40.785 2 10222.9N/mm2 f 205 N/mm2整体稳定不满足要求。(2 )验算局部稳定翼缘：b t200 59.75 (100.1 )235:fy10 0.151.32 15.13腹板：h0 tw4004010(25 0.5 )23525 0.5 51.32 50.66fy局部稳定满足要求如图示某简支梁 均布荷载设计值为,不计自重，Q2

27、35钢，密铺板牢固连接于上翼缘， 50kN/m。问该梁的抗弯强度及刚度是否满足钢结构设计规范(GB50017-2003 )要求17 / 21页眉解：1.正应力强度验算梁的跨中最大弯矩为： TOC o 1-5 h z 22_M ql /8 50 6 /8 225kN m 234Ix 2 15 1 25.50.8 50 /12 27841cm3WX 2 Ix/h 1071cmM_3_3_32_2max225 1 03 1 03 /1.05 1 071 103 2 00.08 N / mm2 215N /mm2maxxWx(2分)所以正应力强度满足要求。2.刚度验算w 5qkl4 /384EIx 5

28、 (50/1.3) 60004/(384 2.06 1 05 27841 104) 11.3mmw l / 250 24mm刚度满足要求某连接接头两块被连接钢板截面为18 X400,上下采用盖板连接， 钢材Q235,承受轴心力设计值N= 1181kN ,采用M22普通C级螺柱连 接，d0 = 23.5mm ,按下图连接。试验算该连接节点是否满足钢结构 设计规范(GB50017-2003 )要求。图2某盖板连接接头解：(1)螺栓强度验算 单个螺栓抗剪承载力设计值18 / 21页眉bd bd bNv nv fv43.14 22单个螺栓抗压承载力设计值No dtfcb22 18 305 120.8k

29、N2 单个螺栓抗压承载力设计值No dtfcb22 18 305 120.8kN故取 Nmin106.4kN 0每侧12个螺栓，承载力为12 106.4 1276.8kN N 1181kN(2)验算被连接钢板的净截面强度 _ _2nd0t 40 1.8 4 2.35 1.8 55.08cm1181 103222 214.4N / mm f 215N / mm55.08 102节点安全如图所示为工字形轴心受压柱截面，柱的轴心压力设计值N=4000kN, 计算长度 Lox=7m, L oy=3.5m,A=275Cm 2,I x=150892Cm4,I y=41667Cm, 钢材为 Q235-BF

30、, f=215N/mm 2。足设计要求。试验算该柱的刚度和整体稳定性发满入材为 Q235-BF , f=215N/mm 2。足设计要求。试验算该柱的刚度和整体稳定性发满入10203040500.9920.9700.9360.8990.856600.807y244解：截面模量已知 A 275cm J、15089253 41667cm、ii、iix计算如下：Ix15089223.4cmiyIy1 ox x .iyIy1 ox x .i x70029.923.415010yiy35028.4612.315041667 , 12.3cm275长细比19 / 21页眉页眉均满足要求因对x,y轴 均属于B类，故长细比的较大值，查的0-9364000 1030.936 275 1024000 1030.936 275 102155.4 N 2 P fmm215Nmm2满足要求 如图