哈工大考题钢结构基本原理与设计模拟试题(答案)

1、模拟试题三：一、填空题（每空1分，共计22）1、钢结构防腐常采用的方法有_，_。点击查看答案答：涂防腐漆、混凝土包裹2、衡量钢材承受动荷时抵抗脆性破坏的指标是_。点击查看答案答：冲击韧性3、材料为Q235B的两个钢构件相焊接时，应选择_型焊条。点击查看答案答：E434、钢材在热加工过程中产生裂纹，可能是由于材料中的_元素含量过高。点击查看答案答：硫(S)5、在钢结构施工及验收规X中，焊缝的质量检验标准分为_级。点击查看答案答：三6、某连接采用承压型螺栓，M20，端矩为40mm，从构造角度分析此连接可能发生_破坏。点击查看答案答：(板件被)冲剪破坏7、摩擦型高强螺栓依靠_传力，以_为承载力的极限

2、状态。点击查看答案答：板间摩擦阻力、摩擦阻力被克服8、轴心受压杆有_种稳定平衡壮态，其稳定属于第_类稳定。点击查看答案1答：二、一9、某单轴对称截面轴心受压构件，若绕对称主轴失稳，将是_屈曲，若绕对非称主轴失稳，将是_屈曲。点击查看答案答：弯扭、弯曲10、某梁材料为Q235，当腹板高厚比h0/tw=100时，为保证腹板的局部稳定应设置_加劲助,当腹板h0/tw=180时，应设置_加劲助。点击查看答案答：横向、纵向11、在梁的设计过程中，限制梁的挠度，属于_极限状态设计法。点击查看答案答：正常使用12、实腹式压弯构件的整体失稳形式可分为在弯矩作用平面内的_失稳和在弯矩作用平面外的_失稳。点击查看

3、答案答：平面内、平面外13、格构式柱受压弯作用，截面面积为480cm2，钢材Q235B，f=205N/mm2。弯矩产生的截面水平剪力为100KN，计算缀件时所使用的柱截面水平剪力为_kN。点击查看答案答：115.814、梯形钢屋架节点板的厚度是根据_确定的。点击查看答案答：受力最大的腹杆内力15、屋架下弦支座节点处应设_性系杆，此系杆按_设计。点击查看答案2答：刚、压杆二、单项选择题(将序号写在横线上方)(每题2分,共计16分)1、最易产生脆性破坏的应力状态是_。单向压应力状态三向拉应力状态二向拉一向压的应力状态单向拉应力状态点击查看答案答：2、产生焊接残余应力的主要因素之一是_。钢材的塑性太

4、低钢材的弹性模量太高焊接时热量分布不均匀焊缝的厚度太小点击查看答案答：3、如图所示，等边角钢受轴心力N=300KN，肢背焊缝受力N1=_KN。90195210225点击查看答案答：4、图示摩擦型高强螺栓群受弯时的旋转中心为_。a点b点c点3d点点击查看答案答：5、某轴压柱绕两主轴属于不同类截面，等稳定条为_。x=yx=yIx=Iyix=iy点击查看答案答：6、双肢格构式轴心受压柱，虚轴为x-x轴，实轴为y-y轴，应根据_确定两单肢间距离。x=yox=yx=oy强度条件点击查看答案答：7、某梁的截面几何尺寸已定，荷载作用于梁的受拉下翼缘上,欲提高此梁整体稳定承载力的最有效途径是_。改变梁荷载作用

5、位置改变梁的材料减小梁受压翼缘的自由长度改变梁端支承条件点击查看答案答：48、屋架上弦杆两节间在A、B点平面外有侧向支撑，计算杆AB平面外稳定时，计算长度取_。L10.9(L1+L2)L20.875(L1+L2)点击查看答案答：三、简答题：(共14分)1、为什么不同厚度的同一种类钢材强度取值不同？(6分)点击查看答案答：同一种类不同厚度的钢材，轧制次数不一样；薄钢板轧制次数多、晶粒细、强度高。2、截面如图各简支梁，梁高和截面面积均相等，除截面放置和荷载在截面上的作用位置不同之外，其它条件均相同，请指出整体稳定性最好的和最差的梁？并说明理由？(8分)点击查看答案答：图B所示整体稳定性最好，图C所

6、示整体稳定性最差。因图B荷载作用于下翼缘而限制梁的扭转，所以图B整体稳定性好于图A，同理图D的整体稳定性好于图C；因图B加强了受压翼缘，所以图B整体稳定性好于图D，同理图A的整体稳定性好于图。四、计算共48分）1、右图所示角钢，两边用角焊缝与柱相连，钢材Q345，焊条E50系列，手工焊，绕角焊，承受静力荷载设计值F=400kN求所采用的焊角厚度hf=?(焊缝强度设计值=200N/mm2)5(14分)点击查看答案答：62、验算图示摩擦型高强螺栓连接是否满足要求？已知螺栓M248.8级，抗滑移系数u=0.55，预拉力P=155KN，受静载，V=270kN，N=480kN(10分)点击查看答案答：2

7、，采用焊接组合截面，试验算其整体稳3、轴心受压柱如图所示。钢材Q235B，f=215N/mm定承载力和局部稳定能否满足要求？(14分)7点击查看答案8答：4、图示简支梁受集中荷载作用，梁截面采用HM400200813热轧H型钢制成，钢材为Q235B，f=215N/mm2，已知A84.12cm2，Ix=23700cm4，Wx1190cm3。梁的稳定系数b=0.5547，x=1.05，梁截面有削弱，试验算梁的整体稳定和抗弯强度是否满足要求？(10分)点击查看答案9答：模拟试题一：一、填空题（每空1分，共计32）1钢结构防火常采用的方法有_，_。点击查看答案答：涂防火漆、混凝土包裹2建筑钢材的主要性

8、能指标有伸长率、屈服强度、抗拉强度、冷弯性能、冲击韧性、Z向收缩率，其中伸长率是衡量钢材_能力的指标；_是衡量钢材抗层状撕裂能力的指标。点击查看答案答：塑性变形、Z向收缩率3.高强度低合金钢的焊接性能可以通过_值来衡量。点击查看答案答：碳当量（CE）4钢材受三向同号拉应力作用时，即使三向应力绝对值很大，甚至大大超过屈服点，但两两应力差值不大时，材料不易进入_状态，此时发10生的破坏为_破坏。点击查看答案答：塑性、脆性5在温度250左右时，钢材的性能与在常温时相比较，强度更_、塑性更_。点击查看答案答：高（好）、差（坏）6Q235A级钢不能用于主要焊接结构，原因在于不能保证_。点击查看答案答：含

9、碳量7、采用手工电弧焊，材料为Q345的钢构件相焊接时，应选择_型焊条；材料为Q235和Q345的构件相焊接时，应选择_型焊条。点击查看答案答：E50、E438为t宽度为b的板采用对接焊缝连接，施焊时未设引弧板计算长度取为_。点击查看答案答：b-2t9、两钢板厚度分别为10mm和16mm，采用双面T型连接，手工焊，其最小焊脚尺寸可取_mm。点击查看答案答：610、承压型高强螺栓依靠_和_共同传力，以_为承载力的极限状态。点击查看答案答：摩擦阻力、栓杆、栓杆被剪断或板件被挤压破坏11、普通螺栓连接受剪时的四种破坏形式为螺栓受剪破坏、_破坏、板件被冲剪破11坏、板件被拉断破坏，其中板件被冲剪破坏是

10、由于_不满足构造要求而引起的。点击查看答案答：板件被挤压、端距（端距2d0）12、残余应力对构件的强度承载力_影响，降低_承载力，_刚度。点击查看答案答：无、稳定、降低13、轴心受压柱柱脚底板的大小是根据混凝土的_确定的，底板的厚度是根据_确定的。点击查看答案答：抗压强度、（底板）抗弯强度（或）14、计算构件的局部稳定时，工字形截面轴压构件的腹板可以看成_简支的矩形板，其翼缘板的一半（即外伸部分）可以看成_的矩形板。点击查看答案答：四边、三边简支一边自由（或三边简支）15、与不考虑屈曲后强度的梁相比，考虑屈曲后强度的梁，其腹板的抗剪承载力_，抗弯承载力_。点击查看答案答：提高、（略有）下降16

11、、在梁的整体稳定计算中,等于_为梁弹性和弹塑性工作的分界点。点击查看答案答：0.617、屋架上弦杆的承载能力由_控制，屋架下弦杆的截面尺寸由_控制。点击查看答案答：稳定、强度1218、在厂房构中，无屋盖的屋架在下弦跨中处应设_性系杆。点击查看答答：柔二、答(每5分，共20分)1、述以屈服强度fy作弹性设计强度指的依据？点击查看答答：、以fy作弹性、塑性工作的分界点，屈服后，（3），易察觉；过大，产生的变形过大，不b、从ffu,塑性工作区很大，有足够的变形保证截面上的应力不过fu，fyfu作为强度2、述梁腹板加劲肋的布置原？点击查看答答：、当时，梁腹板的局部稳定得到保证；对无局部压应力（c）的梁

12、，可不配置加劲肋；对有局部压应力的梁，应按构造配置横向加劲肋；b、当，应配置横向加劲肋，当（受压翼缘扭转受到，或（受压翼缘扭转未受到，或按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区配置向加劲肋。0.5h0横肋间距2h0；无局压的梁，横肋间距可取2.5h0；c、局部压应力很大的梁，尚宜在受压区配置短横向加劲肋；d、任何情况下，；、支座处和受压翼缘较大固定集中荷载处，宜设置支支加劲肋。3、如所示格构式偏心受压条柱中条的设计内力如何取？13点击查看答案答：水平剪力取实际剪力和的大值，此剪力与斜缀条的水平分力平衡，得到斜缀条所受的力，斜缀条近似按轴心受压构件计算。4、梯形钢屋架腹杆（采用双角钢）的截面形

13、式如何，是如何确定的？点击查看答案答：端竖杆采用不等边角钢长边相连或十字形截面；端斜杆采用不等边角钢长边相连；跨中竖杆采用十字形截面；其它腹杆采用等边角钢相连；是根据等稳定原则x=y，即iy/ixoy/lox确定的。三计算题（共四题，计48分）1、图示连接，受静载，钢材Q235B，焊条E4303，=160N/mm2。验算焊缝能否满足承载要求？(9分)点击查看答案答：142、图示摩擦型高强螺栓连接，被连接板厚14mm，单块拼接盖板厚12mm，钢材Q235B，2，螺栓M20，10.9级，预拉力P=155kN，栓孔直径22mm，钢材表面喷砂后涂无f=215N/mm机富锌漆，摩擦面的抗滑移系数0.35

14、，计算该连接所能承受的最大轴力？(9分)点击查看答案答：153、计算右图所示格构式缀板柱（同一截面缀板线刚度之和大于柱肢线刚度的6倍）的最大承载力（仅考虑柱的整体稳定）,已知柱截面A=45.622=91.24cm2,截面无削弱,材料Q235-B,f=215N/mm2,截面惯性矩Ix=10260cm4,Iy=13620cm4,单肢的i12.0cm,柱计算长度Lox=Loy=6m(15分)点击查看答案16答：4、某普通工字梁，如图，该梁承受静力荷载设计值P=180kN(忽略自重)，已知跨度L=6m，钢材的强度设计值f=215N/mm2，fv=125N/mm2，X=1.05，截面惯性矩ISUB?x=

15、397906133mm4，截面的最大面积矩S=864400mm3，上翼缘对中和轴的面积矩3，支座处设有支承加劲肋，试问该梁是否满足强度和局部稳定的要求（不考虑S1=614400mm屈曲后强度）？如该梁不满足整体稳定的要求，在不改变荷载和截面的条件下，应采取什么措施？(15分)点击查看答案17答：181.简述钢结构有哪些主要特点。（8分）答：（1）钢材的强度高，钢结构质量轻；（2）钢材的塑性和韧性好；（3）材质均匀，和力学计算的假定比较符合；（4）钢结构密闭性好；（5）钢结构制作简便，施工周期短；（6）钢材耐腐蚀性差；（7）钢材耐热，但不耐火。2.什么是钢材的应力集中现象，它对钢材的性能有什么影

16、响。（8分）答：钢结构的构件中有时存在着孔洞、槽口、凹角、缺陷以及截面突然改变时，构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在缺陷以及截面突然改变处附近，出现应力线曲折、密集、产生高峰应力，这种现象称为应力集中现象。在应力集中处应力线发生弯曲、的复杂应力状态，阻碍了钢材塑性变形的发展，促使钢材转入脆性状态，造成脆性破坏。3.选择钢材标号时，应考虑哪些因素。（6分）结构的重要性；（2）荷载情况静载或动载；（3）连接方法（焊接或非焊接连接）；（4）工作条件（温度及腐蚀介质）；（5）钢材厚度。4.简述化学元素碳、锰、硫、磷和氮对钢材的性能各有什么影响。（6分）碳：碳含量提高，则钢材强度提高，但同时钢材的塑

17、性、韧性、疲劳强度、可焊性及抗锈蚀能力下降；（）锰：锰可提高钢材强度但不过多降低塑性和冲击韧性；（）硫：硫使钢材易发生热脆现象，还能降低钢材的塑性、韧性可焊性和疲劳强度；（4）磷：磷能降低钢材的塑性、韧性可焊性和疲劳强度，磷使钢材发生冷脆现象，但能提高钢的强度和抗锈蚀能力；（）氮：氮是有害元素，与磷类似，使钢冷脆。5.试比较普通螺栓与摩擦型高强度螺栓，在剪力作用下的计算假定和计算公式有何异同处。（8分）答：普通螺栓连接在抗剪时依靠杆身承压和螺栓抗剪来传递剪力，不计预拉力的影响，在计算中只考虑栓杆剪断和孔壁承压破坏这两种破坏形式，以螺杆剪断或孔壁挤压破坏为其承载能力的极限状态。而摩擦型高强度螺栓

18、连接单纯依靠被连接构件间的摩擦阻力传递剪力，以剪力达到最大摩擦力作为承载能力的极限状态。两者在计算公式中的区别如下：普通螺栓：单个抗剪承载力设计值：N2dbvnfv4bv19单个承压承载力设计值：NbbcdtfcbNbNb单个螺栓承载力设计值：Nmin(,)minvc验算时：bNvNmin摩擦型高强度螺栓：b单个抗剪承载力设计值：NRnfPv验算时：NvNbv6.格构式柱有什么特点，它与实腹式柱在整体稳定的计算上有何异同。（8分）答：轴心受压格构式柱一般采用对称截面，由肢件和缀材组成。格构式截面容易使压杆实现两主轴方向的等稳定性，同时刚度大，抗扭性能好，用料较省。在格构式柱中当绕实轴发生弯曲失

19、稳时，其整体稳定的计算同实腹式柱，由实轴的长细比y查y值，计算公式为N/(yf；当绕虚轴发生弯曲失稳时，用换算长细比ox来代替对虚轴的长细比x，求出相应的x，计算公式同实腹式轴心压杆，即N/(xA)f。7.工字型截面的轴心压杆和压弯构件，其翼缘板局部稳定的确定原则和计算公式有何不同，并说明8分）即板件的局部稳定临界应力不小于构件整体稳定的临界应力（等稳原则）来确定其宽厚比，翼缘的宽厚比计算公式为：b235/t0.1max)，fy其中当30max时，取max30；当max100时，取max100。工字型截面的压弯构件其翼缘板的局部稳定是由受压翼缘的临界应力不低于钢材的屈服点（等强原则）确定的，翼

20、缘的宽厚比计算公式为：b/t9235/fb/t13235/fyyb/t15235/fy8.简述梁的整体失稳现象，影响梁临界弯距的主要因素有哪些。（8分）答：梁的截面一般窄而高，弯矩作用在其最大刚度平面内，当荷载较小时，梁的弯曲平衡状态是稳定梁在弯矩作用平面内弯曲的同时，将突然发生侧向的弯曲和扭转变形，并丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的整体失稳现象。梁的临界弯矩Mcr主要和梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度、翘曲刚度、梁的截面形状、荷载类型、荷载作用位置以及梁的跨度等有关。209.钢结构框架钢柱的计算长度系数与哪些因素有关。（6分）相交于柱上端节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值1、相交于柱下端

21、节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值2、柱与基础的连接方式、横梁远端连接方式、横梁轴力大小以及柱的形式等因素有关。10.简述三角型钢屋架的主要特点和适用X围。（8分）答：三角型钢屋架的主要特点：防水处理简单，支座处构造复杂，弦杆各节间的内力很不均匀，屋架端部高度小，该处节间的内力最大，因弦杆截面常按整根弦杆得最大内力选用，造成弦杆截面钢材的增加，故跨度较大时选用不经济。三角型钢屋架的适用X围：屋面坡度要求较陡的结构中。二、计算题计算图示角钢与节点板的连接角焊缝，采用三面围焊，手工焊，钢材，焊条E55型，fw2f220Nmm，轴心拉力设计值N=1000kN，/试确定角焊缝的尺寸。(1,20.

22、35)（10分）解：fw2f220N/mm，hf，e0.7hf0.78w正面角焊缝所受的力为：Nel3f21602203wff侧面角焊缝所受的力为：N11NN3/20.651000480.98/2409.51kNN22NN3/201000480.98/2109又wf1N1/(hl1)f，ewfw3所以lwN/(hf)10/(5.611eflw3w/(hf)1022efN所需的l：l332.39/2166.19mm，lw288/244.44mmw21实际长度为llh166.198174.19mm1，取取l1180mm；fl2lw2hf44.44852.44mm，取l260mm。12.某工作平台的

23、轴心受压柱如图所示，已知荷载N=2300KN，钢柱计算长度lx7.0m，ly4.0m，钢材为Q345B，2fy,试确定柱的整体稳定承载力和局部稳定能否满足要/mmfNmm2,345/2,345/求？（16分）304050607080901000.9130.8630.8040.7340.6560.5750.4990.431解：f315N/mmfyNmm，lx7.0m，ly4.0m2,345/22,345/2截面特性：A223001235069300mmIx63350122300122181257.3176104mmIy312300625410mm1246ixIx/A10/9300i6IAmmy/

24、5410/930076.20y3l710ox长细比：150 xixlyioyy341052.5150整体稳定：由长细比查表得稳定系数为：x0.851，y786NminANAy23003109300N/2mmf315N/2mm22整体稳定满足要求；b1503局部稳定：0.1)235/maxfyt12h0tw3506(25)235/42.30fmaxy由以上计算结果知，此柱的整体稳定承载力满足要求，局部稳定中翼缘的宽厚比满足要求，但腹板的高厚比不满足要求。钢结构设计原理试题题号一二三四五六总分分数一填空题（每空1分，共计32分）、钢结构防火常采用的方法有，。、建筑钢材的主要性能指标有伸长率、屈服强

25、度、抗拉强度、冷弯性能、冲击韧性、Z向收缩率，其中伸长率是衡量钢材能力的指标；是衡量钢材抗层状撕裂能力的指标。、高强度低合金钢的焊接性能可以通过值来衡量。、钢材受三向同号拉应力作用时，即使三向应力绝对值很大，甚至大大超过屈服点，但两两应力差值不大时，材料不易进入状态，此时发生的破坏为、在温度左右时，钢材的性能与在常温时相比较，强度更、塑性更。、Q235A级钢不能用于主要焊接结构，原因在于不能保证。、当采用手工电弧焊，材料为Q345的钢构件相焊接时，应选择型焊条；材料为Q235和Q345的构件相焊接时，应选择型焊条。、两块板厚为t宽度为b的板采用对接焊缝连接，施焊时未设引弧板，则23计算长度取为

26、。、两钢板厚度分别为10mm和，采用双面T型连接，手工焊，其最小焊脚尺寸可取。、承压型高强螺栓依靠和共同传力，以为承载力的极限状态。11、普通螺栓连接受剪时的四种破坏形式为螺栓受剪破坏、破坏、板件被冲剪破坏、板件被拉断破坏，其中板件被冲剪破坏是由于不满足构造要求而引起的。、残余应力对构件的强度承载力影响，降低承载力，刚度。、轴心受压柱柱脚底板的大小是根据混凝土的确定的，底板的厚度是根据确定的。、计算构件的局部稳定时，工字形截面轴压构件的腹板可以看成简支的矩形板，其翼缘板的一半（即外伸部分）可以看成的矩形板。、与不考虑屈曲后强度的梁相比，考虑屈曲后强度的梁，其腹板的抗剪承载力，抗弯承载力。、在梁

27、的整体稳定计算中,b等于为梁弹性和弹塑性工作的分界点。、屋架上弦杆的承载能力由控制，屋架下弦杆的截面尺寸由控制。、在厂房结构中，无檩屋盖的屋架在下弦跨中处应设性系杆。24二、简答题(每题5分，共20分)、简述以屈服强度fy作弹性设计强度指标的依据？2、简述梁腹板加劲肋的布置原则？、试说明如图所示格构式偏心受压缀条柱中缀条的设计内力如何选取？、梯形钢屋架腹杆（采用双角钢）的截面形式如何，是如何确定的？三计算题（共四题，计48分）、图示连接，受静载，钢材Q235B，焊条E4303，fw=160N/mm。验算焊缝f能否满足承载要求？(9分)P=100kN8041240、图示摩擦型高强螺栓连接，被连接

28、板厚，单块拼接盖板厚12mm，钢材Q235B，f=215N/mm，螺栓M20，10.9级，预拉力P=155，栓孔直径，钢材表面喷砂后涂无机富锌漆，摩擦面的抗滑移系数0.35，计算该连接所能承受的最大轴力？(9分)0425404NN、计算右图所示格构式缀板柱（同一截面缀板线刚度之和大于柱肢线刚度的6倍）的最大承载力（仅考虑柱,的整体稳定）,已知柱截面A=45.622=91.24cm截面无削弱,材料Q235-B,f=215N/mm2,截面惯性4,Iy=13620cm,单肢的i1=2.0cm柱计矩Ix=10260cm算长度Lox=Loy=6m(15分)4550556065700.8780.8560.

29、8330.8070.7800.751、某普通工字梁，如图，该梁承受静力荷载设计值P=180kN(忽略自重)，已知跨度L=6m，钢材的强度设计值f=215N/mm，fv=125N/mm，4，截面的最大面积矩S=864400X，截面惯性矩Ix=397906133mm3，上翼缘对中和轴的面积矩S3，支座处设有支承加劲肋，mm=614400mm试问该梁是否满足强度和局部稳定的要求（不考虑屈曲后强度）？如该梁不满足整体稳定的要求，在不改变荷载和截面的条件下，应采取什么措施？(15分)P=180kNP210051001001.8m2.4m1.8m82002126钢结构设计原理试题参考答案一、填空题：(每空

30、1分，共32分)、涂防火漆、混凝土包裹、塑性变形、Z向收缩率、碳当量（CE）、塑性、脆性、含碳量、E43、b-2t、610、摩擦阻力、栓杆、栓杆被剪断或板件被挤压破坏11、板件被挤压、端距（端距2d0）12、无、稳定、降低13、t6Mmaxf）14、四边、三边简支一边自由（或三边简支）15、16、0.617、稳定、强度18、柔二、简答题(每题5分，共20分)、a、以fy作弹性、塑性工作的分界点，屈服后，（），易察觉；若过大，产生的变形过大，不允许；b、从fyfu,塑性工作区很大，有足够的变形保证截面上的应力不超过fu，fyfu作为强度储备。、当h0tw80235y，梁腹板的局部稳定得到保证；f

31、对无局部压应力（）的梁，可不配置加劲肋；27对有局部压应力的梁，应按构造配置横向b、当t，应配置横肋，h0w80235fy当（受压翼缘扭转受到，h0w170235ytf或0tw150235fy（受压翼缘扭转未受到，或按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区配置向0.5h0横肋间距2h；无局压的梁，横肋间距可取2.5h0；1000tw、局部压应力很大的梁，尚宜在受压区配置短横向d、任何情况下，250；0tw、支座处和受压翼缘有较大固定集中荷载处，宜设置支承支承Af3、水平剪力取实际剪力和的大值，此剪力与斜缀条的水平分yf23585力平衡，得到斜缀条所受的力，斜缀条近似按轴心受压构计算。4、端竖

32、杆采用不等边角钢长边相连或十字形截面；端斜杆采用不等边角钢长边相连；跨中竖杆采用十字形截面；其它腹杆采用等边角钢相连；是根据等稳定x=，即iy/ix=loy/lox确定的。三、计算题（共题，计48分）、解：将力简化到焊缝群的形心为：剪力VP100kN（2分）弯矩MP0.1414kNm（4分）在M作用下：f26M0.7hf66141022149.5Nmm220.78(24028)lw在V作用下：f2V0.7hflw20.71008310(24028)39.9Nmm2左、右两侧点为（3分）f()1.22149.522222f()(39.9)128.9Nmmf1.22wf160焊缝能满足承载力求28

33、2、解单个螺栓的抗剪承载为：（4分）Nb0.9vfnP0.920.3515597.65kNb焊一8个螺栓所能承担的荷载N8N897.65kN1v第一排螺栓处为危截面11，如右图21NAf即：(10.5n1n)NAnfn（4分）(10.538)N(14220-31422)21521解得：N570510N=570.5kN22截面（可不算）(24040.5(N27038270N)522)14f解得：N3525312N=3525kN该连接所能承受的最轴为570.5kN（1分）、解：计算绕实轴的承载力iIyyA1362091.2412.2cm（4分）yloyiy60012.249.18150查表得：0.

34、86yNyyAf0.8691242151687kN计算绕虚轴的承载力iIxxA1026091.2410.6cm（2分）xloxix60010.656.6（2分）1l1i1(730-200)2026.5（2分）ox2x21256.6226.562.5150查表得：0.794x（2分）NxxAf0.79491242151557.6kN26.50.531.31max且25（2分）29所以单肢稳定满足故最大承载力为Nmax=1557.6kN（1分）4、解：荷载作用点所在截面受力最大，最大剪力V180kN（2分）跨中最大弯矩M1801.8324kNm跨中最大弯矩处，即荷载作用处（2分）6M3241026

35、22202.9Nmmf0.5h1.05397906133Ixx215N2mm2翼缘与腹板连接处正应力1202.9250262193.6N抗弯满足要求荷载作用处最大剪应力：3Vax22max48.87Nmmf125Nmm荷载作用位置翼v3979061338Itxw缘与腹板连接处（2分）3VS1801061440012134.7Nmmf125Nmmv3979061338Itxw2抗剪满足要求腹板上边缘的局部压应力：（2分）3P1.0180102c140.6Nmmf215Nmm(100512)8ltZw2翼缘与腹板连接处的折算应力：22222c11c3193.6140.61

36、93.6140.6334.72（2分）21.1215236.5N183.4Nf12强度满足要求（1分）腹板h0tw500862.580（2分）翼缘板b1t9612813局部稳定满足要求在受压上翼缘设侧向支撑，可满足整体稳定要求。（2分）30（或在受压上翼缘上设刚性铺板，且铺板与上翼缘牢固连接）一、填空题：(每空1分，共20分)1、计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载的值；计算疲劳时，应采用荷载的值。2、钢材Q235B中，235代表，按脱氧方法该钢材属于钢。3、对于普通碳素钢，随含碳量的增加，钢材的屈服点和抗拉强度，塑性和韧性，焊接性能。4、当采用三级质量受拉斜对接焊缝连接的

37、板件，承受轴心力作用，当焊缝轴线与轴心力方向间夹角满足，焊缝强度可不计算。5、钢材的选用应根据结构的重要性、等因素综合考虑，选用合适的钢材。6、钢材受三向同号拉应力作用，数值接近，即使单项应力值很大时，也不易进入状态，发生的破坏为破坏。7、某梯形钢屋架，屋脊处应设性系杆，该系杆按杆设计。8、轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板的受力工作确定的。9、如下图突缘式支座加劲肋，应按承受支座反力的轴心受压构件计算梁平面外（绕Z轴）稳定，钢材Q235钢，此受压构件截面面积值为，其长细比为。001101=0h02002Z81010、格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定计算采用换算长细比是考虑的影响。11、实腹式单向

38、偏心受压构件的整体稳定，分为弯矩的稳定和弯矩的稳定。二、单项选择题(每题2分，共16分)311、对于Q235钢板，其厚度越大。A.塑性越好B.韧性越好C.内部缺陷越少D.强度越低2、如图采用C级普通螺栓连接，最危险螺栓为。A.1B.3C.2或4D.5123N453、工字形截面轴心受压构件,翼缘外伸部分的宽厚比btf/(100.1)235/(100.1)235y式中的是。A.构件绕强方向的长细比B.构件两个方向的长细比平均值C.构件两个方向的长细比较大值D.构件两个方向的长细比较小值4、单向受弯构件的抗弯强度Mx/(xnx)f其中x1.05时为使翼缘不先失去局部稳定,翼缘外伸部分的宽厚比b/t为

39、。A.9235fyB.13235fyC.15235fyD.40235fy2，5、已知焊接工字形截面简支梁，承受均布荷载作用钢材Q235，并在支座设置支承加劲肋，梁腹板高度900mm，厚度12mm，要求考虑腹板稳定性，则。A布置纵向和横向加劲肋B按计算布置横向加劲肋32C按构造要求布置加劲肋D不用布置加劲肋6、荷载作用于截面形心的焊接工字形等截面简支梁，最容易发生整体失稳的情况是。A跨中集中荷载作用B跨间三分点各有一个集中荷载作用C梁两端有使其产生同向曲率、数值相等的端弯矩作用D全跨均布荷载作用7、弯矩绕虚轴作用的双肢缀条式压弯构件，应进行和缀条计算。A强度、弯矩作用平面内稳定、弯矩作用平面外稳

40、定、刚度B弯矩作用平面内稳定、分肢稳定C弯矩作用平面内稳定、弯矩作用平面外稳定、刚度D强度、弯矩作用平面内稳定、分肢稳定、刚度8、已知双轴对称工字钢截面轴心受压柱，轴心压力小，根据刚度控制截面面积A150,lloxoy22I2A,I0.5Axy截面面积A为2A1422.2mm2B1800mm2C2000mm2D2500mm21分)1、焊接残余应力产生的原因和对结构工作性能的影响？（8分)332、简述影响梁整体稳定的因素（8分)3、为什么在截面为单轴对称的实腹式轴心受压构件，绕对称轴的稳定计算采用换算长细比？（5分)43分）1、图示连接，受静载F=120kN(设计值)，角焊缝焊脚尺寸hf=8mm

41、,钢材Q235B，手工焊,焊条E43型，fw=160N/mm。f验算焊缝强度（10分）501200608F2、如图所示，两块钢板截面厚度16mm宽度，两面用厚度10mm盖板连接，钢材Q235B承受轴心力作用，采用8.8级螺栓M20高强度螺栓摩擦型连接，孔径，接触面采用喷砂处理，f=215N/mm2，预拉力P=125kN，摩擦面的抗滑移系数0.45，求此连接接头能承受的最大轴心力设计值（10分）06001001001N0N65580555580558080108080016101NN343承受静力荷载，梁某截面弯矩设计值720KN.m500KN，该截面集中力设计值F=200KN，没有加劲肋，沿梁

42、跨度方向支承长度，钢材Q235B，钢材的强度设计值f=215N/mm，f=125N/mm2，X，1.0，毛截面惯性矩I=181812cm4，33截面的最大面积矩S=2509.4cm，上翼缘对中和轴的面积矩1=1709.4cm，验算梁截面强度(10分)A150do=20用于连接F-14x300-10 x800-14x300A4、已知如图双肢槽钢格构式轴心受压缀条柱，轴心压力设计值N=1900KN（包括柱身等构Q235B，f=215N/mm2，计算长度l=l=6000mm，45o，柱截面无削弱。（232b的截面面积A=255.1=110.2cm2，；分肢对自身1-1轴的惯性矩I1=336cm4，回

43、转半径i=2.47cm，；单根缀条角钢L454的截面2面积A=3.49cm；imin=0.89cm，AffyV（13分）23585试验算1）柱的整体稳定与单肢稳定2）求斜缀条的受力大小303540450.9360.9180.8990.878505560650.8560.8330.8070.780707580850.7510.7200.6880.65535l1x1yy1xZ0b钢结构基本原理及设计试题参考答案一、填空题：(每空1分，共20分)、设计值、标准值2、屈服点235N/mm，镇静钢、增高、下降、变差、tan1.5、荷载特征、连接方法、工作环境、应力状态、钢材厚度（答出两个即可）、塑性、脆

44、性、刚、受压、受弯221.07、2960mm10、剪切变形的影响11、作用平面内、作用平面外二单项选择题(每题2分，共16分)DACBDCDB三简答题共计21分)1、(8分)焊缝出现不均匀温度场。焊缝附近温度最高，可高达1600度以上。在焊缝区以外，温度则急剧下降。36焊缝区受热而纵向膨胀，但这种膨胀因变形的平截面规律(变形前的平截面，变形后仍保持平面)而受到其相邻较低温度区的约束，由于钢材在以上时呈塑性状态(称为热塑状态)，因而高温区的这种压应力使焊缝区的钢材产生塑性压缩变形对结构的静力强度没影响，降低结构的刚度，影响压杆的稳定性，对低温冷脆有影响，对疲劳强度不利。2、(8分)梁的侧向抗弯刚

45、度EIy、抗扭刚度GIt，和抗翘曲刚度EIw愈大，则临界弯矩愈大。梁两端支承条件、构件侧向支承点间距、受压翼缘宽度、荷载的种类和作用位置。3、(5分)对于单轴对称截面，构件除绕非对称轴发生弯曲屈曲外，还可能发生绕对称轴弯扭屈曲，轴力由于截面的转动产生作用于形心处非对称轴方向的剪力，剪力不通过剪心，产生扭矩，弯扭屈曲比绕对称轴的弯曲屈曲的临界应力要低，因此绕对称轴的稳定应采用考虑扭转效应的换算长细比计算。四、计算题1、解：将力F简化到焊缝群的形心为：（2分）V=Fcos60=60kN=60kNN=Fsin60=103.9kNM=N35=3636.5kNmm在N作用下：Nf3N103.910(h)

46、20.78(17028)lew60.24Nmm2（5分）在V作用下：Vf3V6010(h)20.78(17028)ewl234.79Nmm在M作用下：fM36M63636.5102hlew20.78(17028)282.14Nmm2焊缝上下两点最危险（3分）22142.38222fw()f()34.79121.78Nmmff1.221.22焊缝满足承载力要求2、解：单个螺栓的抗剪承载力设计值：（3分）Nvb=fP=0.920.45101.25kNb=fP=0.920.45101.25kNb=1620kN盖板一侧螺栓能传递的荷载为：N1=16Nv被连接板所能承担的轴力为：37N2=Af=1660

47、2000N=1444.8kN（3分）连接板的横截面尺寸大于被连接板横截面，且采用相同的钢材，故不必计算连接板的承载力。2危险截面净截面面积An=16（）5344mm在危险截面处，对于被连接板（10.5n1/n）N3=Anf（3分）f5344215A1313097N1313.1kNnNn43110.510.5n16（1分）故该连接所能承受的最大轴力为：N=1313.1kN3、解：24nxx2014(4007)4=163259.3cmII（2分）3Wnx2Ih3943.46cmx（3分）6M72010max3W1.053943.4610 xnx2173.88KN/mf33VS500102509.4

48、10 xmax4It1818121010 xw2/mfv6My72010400114I163259.310nx2/m（3分）33VS500101709.410 x14It1818121010 xw2/mcFltzw31.020010220102/m222ZScc3（2分）2222176.4190.9176.4190.9347.01173.14Nmmf11.1215=236.5、解：一、）绕实轴整体稳定的验算：yli06000y121y49.6150刚度满足。查表得到：y0.858(1分)NAy31900100.8581102022/mmf215N/mm满足要求。(2分)）绕虚轴的刚度和整体稳定

49、验算：38绕虚轴惯性矩：Ab224I2I(Z)233655.1(162.16)210890cmx1022绕虚轴回转半径：iI/A210890/110.2(1分)xx长细比：xl0600 xix14.0642.7(1分)A110.2换算长细比222742.72747.41500 xxA23.491x刚度满足。(1分)查表得到：0.867x(1分)NAx31900100.86811020022/mmf215N/mm满足要求。(2分)3）单肢的稳定验算：所以分肢稳定满足规X要求(2分)l3222.160111.20.70.749.634.71maxi2.471二、Aff11020215yV27874

50、N(1分)2358585VN19.67KN(1分)do2cos45三、填空题：(每空1分，共22分)1、建筑钢结构焊接技术规程（JGJ）推荐使用来衡量低合金钢的焊接性能。2、硫、磷、氮、氧和氢均为有害元素，其中和易引起钢材的低温冷脆。3、影响结构疲劳寿命的最主要因素是构造状态、和。、钢材的机械性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、和。5、主要焊接结构不能采用Q235级钢，因含碳量不作交货条件，无法保证含碳量。6、将一块Q235B级钢板与Q345B级钢板通过焊接进行连接时，宜选择型焊条。7、钢结构设计规X（）规定：质量属于三级的焊缝，焊缝的抗拉设计强度等于母材抗拉设计强度的倍。8、单轴对称的T形

51、截面轴心受压构件，绕对称轴失稳时易发生失稳，39绕非对称轴时易生失稳。9、轴心受压构件失稳时可能绕两主轴循原则，如进行梯形钢屋架设计时屋架端杆应采用的截面型式。10、在轴心受压构件中，确定箱形截面板件满足局部稳定的宽（高）厚比原则，确定工字形截面确定板件宽（高）厚比值的原则。11、荷载作用点的位置对梁的整体稳定有影响，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性。12、某梯形钢屋架，下弦支座应设置系杆，该系杆需要杆设计。13、某工字形组合截面简支梁，若腹板的高厚比，应设置加劲肋，若腹板高厚比，应设置加劲肋。二、单选(每2分，共14分)1、最易产生脆性破

52、坏的应力态。(A)单向压应力态(B)三向拉应力态(C)单向拉应力态(D)二向拉一向压的应力态2、采用摩擦型高强螺栓连接的两块钢板，如图所示，II危险截面所受的力。(A)NI(B)0.875N(C)0.75N(D)0.5N0600100100N01N6I3、如图所示，两块钢板焊接，据手工焊构造要求，焊角高f应满足要求。(A)6f89mm(B)f12mm(C)5f89mm(D)6hf10mmhf10mm4016mm、受弯构件考虑屈曲后强度时，下列说法正确的为。(A)腹板抗弯承载力提高(B)腹板抗剪承载力提高(C)腹板抗弯、抗剪承载力均提高(D)腹板抗弯承载力提高，抗剪承载力降低5、单向受弯构件的抗

53、弯强度/()MWf其中x1.0时,为使翼缘不先失去局部稳定,xxnx翼缘外伸部分的最大宽厚比b/t为。(A)9235fy(B)13235fy(C)15235fy(D)40235fy6、弯矩矢量作用在工字形偏压柱的弱轴平面内，屈曲时会发生屈曲。(A)平面内(B)平面外(C)不一定(D)可能平面内，也可能平面外7、在钢屋架支座节点的设计中，支座底板的厚度由决定。(A)抗剪和抗弯共同工作(B)抗压工作(C)抗剪工作(D)抗弯工作22分)并说明防止该种破坏的相应计算方法或构造418分）2、请说明图中所示格构式柱头的主要组成零件及荷载传递路径和方式。（9分）3、如图所示为单向压弯的格构式柱，分肢1对y轴

54、惯性矩为I，分肢2对y轴惯性矩为I，轴力N作用在虚轴（x轴）上，由轴力产生的弯矩My作用在构件的主轴平面内，请说明分配到分肢1和分肢2上轴力和弯矩的分配原则及分肢1所受轴力和弯矩的大小。（5分）轴力作用点x21Myy分肢1分肢22y211a4242分）1、如图所示钢板与工字形柱采用双面角焊缝T形连接，hfQ235B，焊条为E43系列，fw2f160N/mm；钢板承受一个竖向集中荷载F的作用（静力荷载），荷载作用点至工字形柱翼缘外表面的距离为150mmT形连接所能承担的最大竖向荷载F9分）工字形柱F15000400200210、验算如图所示的螺栓连接的强度。4个C级螺栓M20，所用钢材为Q235

55、-B。已知对于C-M20：Afff（8分）244.8mm;170N/mm;140N/mm;305N/mm2b2b2b2etvc160kN04060604加劲肋4524163轴心压力设计值N=1450kN（包括柱身等构造自重），所有钢材均选用Q345，f=310N/mm，计算长度l0 x=6000mm，l，柱截面无削弱。432已知：218b的截面面积A=229.3=5860mm，i=68.4mm；满足同一截面缀板线刚度大于较大柱肢线刚度6倍的要求；分肢对自身1-1轴的惯性矩I=1110000mm，回转半径i=19.5mm；，b，；其他相关参数见图。验算该柱的整体稳定（包括分肢稳定）是否满足要求（

56、可不进行缀材验算）12分）fy2353035404550556065707580850.9360.9180.8990.8780.8560.8330.8070.7800.7510.7200.6880.655002=bh6034=1l0036=l1002=bh-2008218bx1yy081=bx1c=283.218.418.4h=3204、已知一焊接工字形截面简支梁，计算跨度为6m，在跨中位置作用一静力集中荷载F，荷载作用处未设置加劲肋，但设有一块垫板，该垫板在沿梁跨度方向支承长度为160mm。钢材为，钢材的强度设计值f=215N/mm2，fv=125N/mm，X，=1.0。在梁跨中截面处上、下

57、翼缘各开有2个直径为20mm的孔。毛截面惯性矩I=211026cm，截面对中和轴的最大面积矩S=2918cm，上翼缘对中和轴的面积矩=1958cm3。式求该简支梁由截面强度控制所能承受的最大集中荷载F(13分)。44I160AFdo=20用于连接-16x300 xx-12x800-16x300I四、填空题：(每空1分，共22分)1、建筑钢结构焊接技术规程（JGJ）推荐使用碳当量(或CE)来衡量低合金钢的焊接性能。2、硫、磷、氮、氧和氢均为有害元素，其中磷和氮易引起钢材的低温冷脆。3、影响结构疲劳寿命的最主要因素是构造状态、循环荷载和循环次数。、钢材的机械性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷

58、弯性能、Z向收缩率和冲击韧性。5、主要焊接结构不能采用Q235A级钢，因含碳量不作交货条件，无法保证含碳量。6、将一块Q235B级钢板与Q345B级钢板通过焊接进行连接时，宜选择E43型焊条。7、钢结构设计规X（）规定：质量属于三级的焊缝，焊缝的抗拉设计强度等于母材抗拉设计强度的0.85倍。8、单轴对称的T形截面轴心受压构件，绕对称轴失稳时易发生弯扭失稳，绕非对称轴时易发生弯曲失稳。9、轴心受压构件失稳时可能绕两主轴屈曲，设计时应遵循等稳定原则，如进行梯形钢屋架设计时屋架端斜杆应采用不等边角钢长肢相连的截面型式。10、在轴心受压构件中，确定箱形截面板件满足局部稳定的宽（高）厚比限值的原则是构件

59、应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不低于屈服应力，或不先于屈服），确定工字形截面确定板件宽（高）厚比限45值的原低于整体屈曲临界应力或等稳定或不先于整体稳。11、荷载作用点的位置对梁的整体稳定有影响，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性降低。12、某梯形钢屋架，下弦支座应设置刚性系杆，该系杆需要受压杆设。13、某工字形组合截面简支梁，若腹板的高厚比，应设置横向加劲肋，若腹板高厚比，应设置纵向加劲肋。二、单选(每2分，共14分)1、最易产生脆性破坏的应力态B。(A)单向压应力态(B)三向拉应力态(C)单向拉应力态(D)二向拉一

60、向压的应力态2采用摩擦型高强螺栓连接的两块钢板，如图所示，II危险截面I所受的力B。(A)N(B)0.875N0600100100N01N6(C)0.75NI(D)0.5N3、如图所示，两块钢板焊接，根据手工焊构造要求，焊高度hf应A要求。(A)6f89mm(B)f12mm(C)5f89mm(D)6hf10mmhf10mm16mm4、受弯构件考虑屈曲后强度时，下列说正的B。(A)腹板抗弯承载力提高46(B)腹板抗剪承载力提高(C)腹板抗弯、抗剪承载力均提高(D)腹板抗弯承载力提高，抗剪承载力降低5、单向受弯构件的抗弯强度/()MWf其中x1.0时,为使翼缘不先失去局部稳定,xxnx翼缘外伸部分