钢结构设计原理试卷

PAGEPAGE2钢结构设计原理试卷（Ａ卷）得分评卷人一、单项选择题：（每小2分，20分1.对于碳素结构钢来讲其含碳越高，则（ ）。得分评卷人A。强度越高B.变形能力越好C。焊接性能好D。疲劳强度提高2。在抗剪连接中，强度等级、直径和数量相同的承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强螺栓连( )A。承载力低,变形大C.承载力低，变形小

B.承载力高,变形大D。承载力高，变形小3图示工字形截面杆件当受纯弯时其截面最大压应力为腹板的局部稳定刚好满足若受偏心压力时，其截面最大压应力也,则其腹板的局部稳定（ ）.A.一定满足 一定不满足C.也刚好满足 。无法判断4。在计算工字形截面两端铰支轴心受压构件腹板临界应力,其支承条件( )

y maxx xy

maxA.四边简支 B。三边简支，一边自由

题3图C.两边简,两边自由 D.悬臂设计焊接工字形截面梁,腹板布置横向加劲肋的主要目的是提高梁( A.抗弯刚度B。抗弯强C.整体稳定性D。局部稳定性进行疲劳验算时，计算部位的设计应力幅应采( 计算A。荷载标准值 。荷载设计值C。考虑动力系数的荷载标准值 。考虑动力系数的荷载设计值格构式轴心受压柱整体稳定计算时，用换算长细比代替长细比，这是考虑（ ）.格构柱弯曲变形的影响C。缀材弯曲变形的影响两端铰接轴心受压杆件，轴力图如下图所示，其它条件相同，则发生弹性失稳时，压杆的临界力的关系是（ ）。

cr1

> Ncr2N

Ncr3N

>Ncr4

B

＞cr4

>Ncr2N

＞cr3

Ncr1NC。Ncr4＞Ncr3＞Ncr2＞Ncr1 D．Ncr1＞Ncr3＞Ncr2＞Ncr4d cr1 cr2 cr3 cr4cba题8图轴心受压柱的柱脚底板厚度是根据下列哪种工作状态确定的？（ ）B。底板抗弯工作C.底板抗剪工作D.底板抗弯及抗压工作常温条件下，残余应力的存在将使构件（钢材的变形性能良好）的静力强度（ A.降低 提高C。受影响 。不受影响得分评卷人二、填空题（每空1分，共10分）得分评卷人1的。235／235／f4h/t0 w

(25)

,其中应取。5.提高钢梁的整体稳定性最有效的办法之一就是设置侧向支承点，但侧向支承点必须设在钢梁的翼缘处。6。实腹式偏心压杆在弯矩平面外的失稳属于屈曲。9。工字形截面轴压柱的翼缘宽厚比限值是根据导出的.10.Q235—A·F钢中的“A”表示.得分评卷人三、判断题(每小题1分，共10分）得分评卷人1。钢结构既耐热又耐火。(）2.建筑结构常用的钢材（如Q235钢）塑性变形很大，所以钢结构发生的破坏都是塑性破坏。（).3。梁的翼缘与腹板间的角焊缝长度可以大于60h。（）f轴心压杆截面两主轴方向的等稳定条件是指x

。(）y得分评卷人得分评卷人四、简答题（每小题5分,共15分）1。简述图示柱头的传力途径。10～20突缘填板构造螺栓顶板2。简述影响钢材疲劳强度的因素。垫板加劲肋3。影响钢梁整体稳定的因素有哪些？3曲.()6。轴心受压格构柱的斜缀条与平行弦桁架中腹杆的计算方法完全一样。（）7.8。拉弯构件一般都会产生强度破坏和失稳破坏。（)9.如有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上,即可认为梁的整体稳定满足要求.()10。当简支组合截面梁整体稳定不满足时，宜增加下翼缘的宽度。（）得分评卷人五、计算题（共45分)1。试确定图示角钢与钢板连接的侧面角焊缝的长度,并验算其构造是否满足要求.肢背和肢尖的焊脚尺寸h 8mm,钢材Q235-B，手工焊条E43型，角焊缝强度设计值ffw160N/mm2，角钢受轴心拉力设计值N980KN。焊缝的内力分配系数：肢背f0.65，肢尖 0.35.(8分)1 2812510 82。试验算如图所示高强螺栓摩擦型连接的强度是否满足要求。已知：钢材为Q235-B螺栓为8。8级、M20,接触面喷砂处理，抗滑移系数=0.45，预拉力=125KN，静荷载设计值=400KN。（8分）2000 4

7847400KN3。如图轴心受压格构已知l l 7.0m，荷载作用下产生的轴心压力设计值0x 0yN1650KNQ235—A(215N2定。单个槽钢［32a的截面面积A48.7cm2,绕自身弱轴(轴）惯性矩I1

305cm4;角钢∠45×4=3.49

2。（10分）轴压构件稳定系数表（b类截面）40 45 50 55 60 650。8990.8780.8560。8330.8070。

b=320x x1y

4541 1yx x1275.21-1

32a4PAGEPAGE84。如图所示某均布荷载作用下的组合截面简支梁，跨中无侧向支承，梁的刚度和局部稳Q235—B（f215Nmm2fv

125Nmm2）， 1.05x力设计值。（10分）A59.8cm2Ixi 7.38cm。y

1.336104cm4;Wx

7.633102cm3；Iy

3.255103cm4；3460

t2

235

0.282提示:

1

y

；

1.07b 2

4.4h f b y x y

by =6000

x x 5w=60 ==y=2005.某两端铰接工字形截面压弯构件，l l0x 0y

10m,承受轴向压力设计值N500KN，端弯矩设计值Mx100KNm钢（=215NEN），150.试验算其弯矩作用平面内的整体稳定及其刚度是否满足要求。(9分）已知：A59.8cm2;I 1.336104cm4；i 14.95cm，W 7.633102cm3；x x x（提示：mx

0.650.35 MMM1

；NEx

2EA）1.12xb类截面轴心受压构件的稳定系数λ0123456789500.85608520.8470.8420。8380。8330.82808230.8180.81360080708020.7970.7910。7860.7800.7740.7690.7630757x钢结构设计原理试卷 （Ｂ卷） x适用专:土木工程 10m

y =x 5w=60 ==y得分评卷人

一、单项选择题：（每小题2分,共20分）

=2001。钢材的强度设计值取为（ )A。 B. 。f/u R

D。f/y R在三向正应力状态下，当出现下列何种情况钢材易发生脆性破( ）.A。异号应力，且应力差较小B.异号应力，且应力差较大C。同号拉应力，且应力差较小 D。同号拉应力，且应力差较大工字形截面吊车梁腹板高厚比h0

t 100 235fw

,则梁的腹板（ ）。A。可不设加劲肋 按构造设置横向加劲肋 b oC.按计算设置横向加劲肋 按计算设置纵向加劲肋图示焊接连接中，最大的焊缝应力发生( ）A。aB。点 。点 。d点

c d题4图5。梁的受压翼缘侧向支承点的间距、截面尺寸和跨内最大弯矩均保持不变，且不存在部稳定问,承受以下哪种荷载时梁的临界弯矩为最大（ ）.A.三分点处各有一个集中荷载作用 均布荷载作用C.跨中一个集中荷载作用D.纯弯矩作用6。通常轴心受压缀条式格构柱的横缀条不受力，但一般仍设,其主要理由( ）A。起构造作B.可以加强柱的整体抗弯刚度C.对单肢稳定起作D。以上三种原因都有7.钢梁的最小高度是根据（ 条件确定A。钢梁的强度 钢梁的刚度 。梁的整体稳定 。梁的局部稳8.图示的四边简支薄a=b时，纯剪作用下板的屈曲形式是（ ).A B C D9。对于弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件，其平面外稳定是由（ ）来保的A.计算柱平面外稳C。柱本身的构造要求B。计算分肢稳定 选足够大的分肢间距（ ).整体稳定、刚度整体稳定、端面承压、刚度D.连接焊缝、端面承压、刚度

刨平抵紧支承加劲肋题10图得分评卷人二、填空题（每空1分，共10分）钢材的强度设计值按分组。焊接结构在焊缝附近形成热影响区，该区域钢材材质。3。规范规定,角焊缝的计算长度lw

8h和40mmf轴心拉杆需要进行计算，并限制其长细比。高强螺栓群承受偏心拉力作用，连接的中性轴应在。6。对于没有明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变时所对应的应力为假想屈服点，也称为条件屈服点。7。残余应力将减小构件的刚同时构件的稳定承载.保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其。实腹式构件在、作用下，其弯矩作用平面外的整体失稳属于。的影响。λ0x得分评卷人三、判断题(每小题1分，共10分）得分评卷人1.对于摩擦型高强螺栓的抗剪连接，应进行螺栓杆的抗剪和板件的挤压计算.（）2。构件的长细比是其计算长度与截面宽度之比。（)3。轴心压杆稳定系数值,与钢种、截面种类和杆件长细比有关.（）4.当其他条件不变时,减少梁受压翼缘的自由长度，可提高梁的整体稳定性。（)5。为了保证受压构件的局部稳定，不应使组成板件的宽度过.（ ）6对于有孔眼削弱的在其整体稳定计算公式Mx ≤中应取净截面抵抗矩。Wb x（)7.在连续反复的循环荷载作用下，若每次循环中应力幅均为常数,称为常幅应力循环。（）8。钢材有两种性质各异的破坏形式:弹性破坏和脆性破坏。(）受静载作用的侧焊缝的最大计算长度为40h。()f.（）得分评卷人四、简答题（每小题5分，共15分）得分评卷人简述钢结构用钢材的机械性能指标有哪些。2。什么是应力集中？对钢材的性能由什么影响?3。简述普通螺栓抗剪连接的破坏形式.得分评卷人五、计算题（共45分）1。如图所示焊接连接，肋板与柱翼缘焊缝hf

10mm，fw160N/mm2,此连接受静荷f=250KN作用，与轴夹角为45， 1.22。试验算此焊缝是否安全。分）f1050014501250KNQ235-B螺栓为8.8级、M22，接触面喷砂处理,抗滑移系数=0。45,预紧力=155KN，静荷载设计值=270KN。（8分）200

270KN0 70 84 40 73.图示两端铰支轴心受压柱，承受轴心压力设计值 =1400KN（静荷载钢材Q235（f215Nmm2（b9PAGEPAGE18［]=150（10分)b类截面轴心受压构件的稳定系数λ0123456789500.8560.8520。8470。8420。8380.83308280.82308180.81360080708020.7970.7910。7860。7800.7740.76907630.75725014x25014N=1400KNNy yx25081--1

0030001 16003I32aQ235-B,(f215Nmm2，E206103Nmm2)，梁的自重标准值g 0.52KNm， 1.2，k G 1.4 1.05，试根据梁的抗弯强度和刚度求其所能够承受的最大均布静荷载标Q xAIx

1.108104cm4；Wx

6.92102cm3；

5 ql4。384 EI全部荷载作用下vT

l400；可变荷载作用下Q

l500（10分）I32ayKx x6000y某用808长肢相拼而成的Ｔ形截面拉弯构件，静荷载作用下，承受轴心拉力N190KN，横向均布荷载设计值q9.8KNm（Q235AF，350x11.05x21.2.试验算其能否可靠工作。A16.99233.98cm2Ix256.672513.34cm4,ix，iy3.2cm,y04.06cm。（9分）22yx∟125×80×8x4000y01y8钢结构设计原理试卷（Ａ卷）适用专业：土木工程参考答案一、单项选择题:（每小题2分，共20分）1。A2.B 3.B 。A 。D 6.A 7.B 。B 。B 。D二、填空题（每空1分，共10分）1.热脆2.塑性3。不影响4.和_的较大值5。受压6。弯扭7。杠杆(或撬力）8.长细比9.等稳定10。质量等级为A级三、判断题（每小题1分，共10分）1。×2.×3.√4。×5.×6.×7。√8。×9。×10。×四、简答题（每小题5分，共15分)1.简述图示柱头的传力途径。梁→突缘→垫板→顶板→加劲肋→柱2。简述影响钢材疲劳强度的因素。影响钢材疲劳强度的因素主要是构造状况、应力幅和反复荷载的循环次数构造状况包幅为最大最小应力之差。3.影响钢梁整体稳定的因素有哪些?梁的临界弯矩Mcr愈大，梁的整体稳定性愈好，因而影响它的主要因素是:—梁的侧向抗弯刚度。它愈大,整体稳定性愈好。将受压翼缘加宽，有时就是为了提高EIy值。—梁的抗扭刚度。提高它也能提高梁的整体稳定性。-梁整体稳定屈曲系数.与荷载种类、荷载作用位置、支承条件、截面形式等有关。—梁受压翼缘的自由长度（受压翼缘侧向支承点之间的距离）。减小是提高梁的整体稳定性的最有效办法。五、计算题(共45分)1。(8分）解:肢背焊缝：N 9800.65637KN1Nl 1 N2hfe f

63700020.78160

16371.47mm60hf

480mm肢尖焊缝受:N NN 343KN2 1l N2w2 2hfe f

343191.400020.78160

16207.4mm60hf

480mm2。（8分）解:作用于螺栓群截面形心处的内力有：剪力=0.707F=282。8KN拉力=0.707F=282.8KN弯矩MVe=282.8×0。2=56。56KN.m最上面一排螺栓所受拉力：N N t1 n 2

282.8 5656161 y2 10 2(2822162i28.2870.798.98KN＜0.8P0.8125100KN按比例关系得：N 28.2870.78t2 16

63.63KNN 28.28028.28KNt3Nv

0.9nf

(nP1.25N)0.910.451250.910.45125101.25298.9863.630.4051250286.4390.26KN＞V282.8KN所以连接强度满足要求。3.（10分）解：I 2(30548.713.762)19051cm4,19051(219051(248.7)I Axi I Axx

13.99cm l i 13.9950502275022748.73.49227AA227AAx 10x

53.6绕虚轴类截,查得 0.839xN 1650103则绕虚轴稳定：x满足要求。4。（10分）解：

202Nmm2f215Nmm20.83948702Mx

1ql28M

160002q860002q弯曲正应力：整体稳定：

xfWx

81.057.633105

215q38.29KNm lyy i1181.3124.435

6007.38

81.33460 Ah

235 3460 59.835

235b W y x

f 81.32 763.3y

23511t24.4hy 1.070.282b b

1.070.2821.835

0.916 Mx

f

60002q

215q33.41KNm80.9167.633105b x该梁所能承受的最大荷载q33.41KNm5。（9分）解：l 0x ix

100067＜14.95

150稳定系数表得： 0.769；xN 2Ex x

3.14220610359.81021.1672

2466.84KNM 0.650.35 mx M1

0.650.35 0300

0.65N Mmx x

500103 0.65100106xA W(10.8x

) 0.76959.8102

1.05763.310310.8

500 x 1x NEx

2466.84108.7396.8205.53N2＜2152钢结构设计原理试卷（Ｂ) 适用专业：土木工参考答案一、单项选择题：（每小题2分，共20分)1.D C 3.C 4.B C 。C 。B 。D 。B 。二、填空题（每分,10分）1。直径和厚度2。变脆3。局部过热且起、落弧坑太近,以及可能引起的缺陷,使焊缝不可靠4。强度。栓群形心。0。。降8.长细比 。弯扭弯三、判断(每小分，10分）1.×2.×3.√4.√5.×6.×7。√8.×9.×10.√四、简答题(每小题5分，共15分）1.简述钢材的钢材的机械性能指标有哪些。屈服点；伸长率δ；抗拉强度；冷弯试验；冲击韧性Cv（包括常温冲击韧性、0度时冲击韧性负温冲击韧性）2。简述焊接残余应力对结构性能的影响。低了结构的刚度；对于轴心受压构件，焊接残余应力使其挠曲刚度减小，降低压杆的稳了钢材低温脆断倾向；焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显的不利影响3.简述普通螺栓抗剪连接的破坏形式。螺栓杆剪断;板件孔壁挤压破坏；板件被拉断；板件端部剪坏；螺栓杆弯曲破坏五、计算题（共45分)1。（8分）解:PPx

Pcos450.707250176.8KN焊缝形心处弯矩M50Py

=50×176。8×103=8。8388×106N.mm焊缝上端点为最不利点，设为A点.PP xP

176.8103

70.16N/mm2fAM

A 20.710(20020)fM 68.8388106

116.92N/mm2fAP

W 20.710(20020)2P 176.8103y 70.16N/mm2fA A 20.710(20020)f由(PMfAfA)2((PMfAfA)2(P)2fAf(70.16116.92)2(70.16)21.22f160N/mm2所以此焊缝不满足要求。2.（8分）解:作用于螺栓群截面形心处的内力有：剪力==270KN弯矩MVe=270×0。2=54KN.m最上面一排螺栓所受拉力: N 1t1 2 yi

5400162(2822162)

67.5KN＜0.8P0.8155124KN按比例关系得：8N 67.5t2 16

33.75KN; N 0t3Nv

0.9nf

(nP1.25N)0.910.450.910.45155101.25267.533.750.4051550253.13525.23KN＞V270KN所以连接强度满足要求.3.解：A2251.4250.890cm21I 1x

2527.8324.2253 13250cm41I 2y

1.42533650cm43650901236509013250ix 90

i y

6.37cml 800cm; l 400cm0x 0yl0xlx ilxl0yy iy

8