钢结构复习题(本科)

填空

1.在确定实际轴心压杆的稳定承载力，应考虑构件的初始缺陷。初始缺陷是指初

穹曲、有戴偏心、残余应力。

2.钢结构中采用的各祎版新和型钢，都是经过多次辐扎形成的，薄钢板的屈服点

比厚钢板的屈服点高。

3.受单向弯矩作用加压弯构件整体失稳可能存在两种形式为置物皿虬二侧

曲。

4.钢梁进行刚度检算时，按结构的歪雕用极限状态计算，荷载应按标迤直计算；

进行强度、稳定检算时，按结构承载能力极限状态计算,荷载应按设计值计算。

5.双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式篁蛔也和扭转屈曲；单轴对

称截面的实腹式轴心压绕其非对称轴失稳是蜜晒血，而篆箕帚称而买港是篁担

屈曲。

6.对焊接板梁强度计算，除进行抗弯强度、抗剪强度计算外，还应检算局部稳定

和整体稳定。

7.焊接组合梁截面高度h根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。

8.螺栓连接中，沿受力方向规定嫁栓端距大于2d,是为了防止构件受剪破坏;

要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的5倍，为了防止板材弯曲变形。

9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截而施施娶彘家数，目的是考虑

部分截面塑性。

10.藁钢种牌号为Q235-A,其中A的含义是质量较差，某型钢符号为NU0*10,

其表示的含义为边长*厚度。

11.格构式轴心压杆中，对绕虚轴（x轴）整体稳定检算时应考虑剪切变形影响，

以

12.钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋，支撑加筋肋的

端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算。

13.建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能，目前我国和世界上大多数国

家，在钢材中主要采用碳素结构钏和低合金结构钢中少数几种钢材。

14.钢材的抗剪强度屈服点是菰拉强的的0.58倍。

15.使钢材在高温下变脆的化学元素是9使钢材在低温下变脆的化学元素是

N、P。

16为化简计算，规范对重级工作制吊车梁和重级、中级制吊车衍架的变幅疲劳

折算为等效常幅疲劳计算，等效应力幅。c采用潜在效应的等效系数ar和设计

应力谱中的最大应力幅（/。）max的乘积来表示。

17.自动埋弧焊角焊缝焊脚尺寸最小值为。,目根号工-1）mmo侧面角焊缝最小计

算长度应不小于8hf和40mm,最大计算衣底蔽受静载或间接动荷载时应不大

于60hf,承受动荷载应不大于40hfo

18.实际轴心压杆的板件宽厚比南殖是根据板件屈曲临界应力与构件整体屈曲临

界应力相等原则确定的。

19.赢心房并席耘1进行分肢稳定计算的目的是保证分支失稳不先于构件的整体

稳定失稳。

20.影响钢梁的整体稳定的主要原因有荷载类型、载作用点位置、梁截面形式、

侧向支撑点位置和距离、端部支撑条件。

，钢材荏单向均匀受拉时—其工作特性可分为

五个阶段。

2.…衡量钢材塑性性能好坏的指标有”....…）…和X..—

［应力幅越大，对应的疲劳强度越（），对应的应力循环次数越（）<>

4.往钢材中添加适量的硅，其强度（），而对塑性、冲击韧性、冷弯性能

7）1,

亡赢^厂（）为脱氧剂，镇静钢以（）为脱氧剂。

0•时效使钢材的强度（,，塑性<,,…源

7.Q235AF表示（）,

Q345B表示（）。

8.某受弯构件，在外荷载作用下，截面上A点的应力为9=1QON/加之，

%=-100'/加2,其应力比为（），应力幅为（）。

9.某双轴对称工字型截面受弯构件，当荷载作用于梁上翼缘受压时其临界弯矩

为当荷载作用于梁下翼缘受压时其临界弯矩为知2,则“I（）”2。

21.焊接组合工字型截面钢梁，翼缘的局部稳定是采用限制宽厚比的方法来保证,

而腹板的局部稳定则采用配置加筋肋的方法来保证。

22.计算钢结构构件的正常使用极限状态时，应使拉压构件满足稳定条件，使受

弯构件满足稳定刚度条件。

23.实腹式压弯构件的实际包括截面选择、截面强度验算、刚度演算、整体稳定、

局部稳定演算等内容。

24.焊接残余应力对钢结构静力强度无影咆；使钢结构刚度降低；使钢结构稳定

承载力降低;使钢结构的疲劳强度工隆。

25.钢梁强度计算一般包括弯曲正应力、剪应力、局部承压应力和折算应力计算

四个方面。

26.提高钢梁整体稳定性的有效措施增大受压区高度和增加侧向支撑。

27.轴心稳定系数①根据钢号、面类型、“细比。

28.钢材加工性能包括冷加工性能、热加工、热处理。

29.影响钢材疲劳性能的主要因素有应力集中、应力幅应力比和应力循环。

余而结构常用的焊接方法有手工焊、短旅百、气味保护焊。

31、在弯矩作用下，摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于螺栓群的形心。

32、在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的设计值。

33、型钢代号L100X8中，L表示角钢。

34、部分T型钢是半个工字型钢。

35、在计算两端简支工字形轴压柱翼板的临界应力时,它的支承条件简化

为三边简支，一边自由。

36、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

大0

（但侧面角焊缝的塑性比正面大）

37、侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大，侧面角焊缝的应力沿其长度

的分布越不均匀。

38、轴心受拉构件的承载能力极限状态是截面应力达钢筋屈服强

度。

1.选用焊条型号应满足焊缝金属与主体金属等强度的要求。Q235钢应选用

()型焊条。

%普通螺栓是通过乂………—..….).来传力的.;，摩擦型高强度螺栓是

通过()来传力的。

3.高强度螺栓性能等级中的8.8级的含义是：

()。

4.普通螺栓和承压型高强度螺栓抗剪连接，达到承载力极限状态时，有5种可能

的破坯彩“式，官们分别是2,

(),构件被拉或压破坏，板端被冲剪破坏，栓杆受

矍破取„

W.壬字花牛腿的对接焊缝连接中，一般假定剪力由(_________)的焊缝承受，

剪应力均布。

6.屋盖支撑包括(………………)、

()、竖向支撑和系杆五部分。

7,钢屋盖根据屋面材料和屋面结构布置情况.可分为_<………——……)—和

()两大类。

8.进行屋架上的荷载和内力计算时，可变荷载中的屋面活荷载和(_______2

不会同时由现，百取两著中而较大值计算。

9.上弦横向水平支撑的间距不宜超过(______)米。当房屋纵向长度较大时，

应在房屋长度中间加设横向水平支撑。

10.当承受轴心力的板件用斜焊缝对接，焊缝轴线方向与作用力方向间的夹角。

符食<…———…),时,…其强度改不验算」

11.凡能通过一、二级检验标准的对接焊缝，其抗拉设计强度与母材的抗拉设计

强度J___________)。

12.按压杆设计的系杆为()系杆，按拉杆设计的系杆为

()系用。

13.在满足强度的条件下，下图所示①号和②号焊缝合理的焊脚为尺寸应分别为

(),

()。

一、选择题(每题2分)

1.钢材经历了时效后

(A)强度提高(B)塑性提高(0冷弯性能提高(D)可焊性提高

2.大跨度结构应优先选用钢材，其主要原因是

(A)钢结构具有良好的装配性

(B)钢材的韧性好

(C)钢材接近各向均质体，力学计算结果与实际结果更符合

(D)钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料

3.钢材是理想的体。

(A)弹性体(B)塑性体(C)弹塑性体(D)非弹性体

4.钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由____等于单向拉伸时的屈服点

决定的。

(A)最大主拉应力(B)最大剪应力(C)最大主压应力(D)折算应力

5.钢材的三项主要力学性能为o

(A)抗拉强度、屈服强度、伸长率(B)抗拉强度、屈服强度、冷弯

(C)抗拉强度、伸长率、冷弯(D)屈服强度、伸长率、冷弯

6.有四种厚度不等的Q345钢板，其中厚的钢板设计强度最高。

(A)12mm(B)18mm(C)25mm(D)30mm

7.直角焊缝的有效厚度he=o

(A)0.7hf(B)4mm(C)1.2hf(D)1.5hf

8.当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应0

(A)设置纵向加劲肋(B)设置横向加劲肋

(0减少腹板宽度(D)增加翼缘的厚度

9.在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。

(A)脆性破坏(B)塑性破坏(C)强度破坏(D)失稳破坏

10.一悬臂梁，焊接工字形截面，受向下垂直荷载作用，欲保证此梁的整体

稳定，侧向支承应加在o

(A)梁的上翼缘(B)梁的下翼缘

(0梁的中和轴部位(D)梁的上翼缘及中和轴部位

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.自重轻

C.制造工厂化D.便于拆装

2、钢材的设计强度是根据C确定的。

A、比例极限;B、弹性极限；

C、屈服强度；D、极限强度。

3.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.结构的变形己不能满足使用要

求

C.结构达到最大承载力产生破坏D.使用已达五十年

4、某构件发生了脆性破坏，不经检查可以肯定下列问题中A对该破坏无直

接影响。

A、钢材的屈服点过低；B、构件的荷载增加速度过快；

C、存在冷加工硬化；D、构件有构造原因引起的应力

集中。

5.钢材的抗拉强度fu与屈服点fy之比fu/fy反映的是钢材的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

6、Q235钢按照质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高，其分类

依据是C

A、冲击韧性；B、冷弯试验；

C、化学成分；D、伸长率。

7.钢号Q345A中的345表示钢材的(C)

A.fp值B.fu值C.fy值D.fvy值

8.钢材所含化学成分中，需严格控制含量的有害元素为(C)

A.碳、镒B.机、专孟

C.硫、氮、氧D.铁、硅

9、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。

10.对于普通螺栓连接，限制遍噩e»2do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

11、以下关于应力集中的说法中正确的是Bo

A、应力集中降低了钢材的屈服强度B、应力集中产生同号

应力场，使塑性变形受到限制

C、应力集中产生异号应力场，使钢材变脆D、应力集中可以提高构件的

疲劳强度

12.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用

(C)

A.E55型B.E50型

C.E43型D.HlOMnSi

13.在搭接连接中，为了减小焊接残余应力，其搭接长度不得小于较薄焊件厚

度的(A)

A.5倍B.10倍

C.15倍D.20倍

14、图示连接中高强度螺栓群受弯后的旋转中心

为。

A、a点；B、b点；

C、c点；D、d点。

15.如图所示两端钱支理想轴心受压构件Ix/Iy»4,其临界压力Ncr为

(D)

A.n2EIx/(2b2)B.n2EIx/b2

C.Ji2EIy/(4b2)D.n2EIy/b2

16.承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接（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

17、当沿受力方向的连接长度时，螺栓的抗剪和承压设计承载力均应降低,

以防止Bo

A、中部螺栓提前破坏；B、端部螺栓提前破坏；

C、螺栓受弯破坏；D、螺栓连接的变形过大。

18.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

19.梁整体失稳的方式为（D）

A.弯曲失稳B.剪切失稳

C.扭转失稳D.弯扭失稳

20、对于直接承受动力荷载的结构,宜采用Co

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

1.钢材经历了时效后o

（A）强度提高（B）塑性提高（C）冷弯性能提高（D）可焊性提高

2.大跨度结构应优先选用钢材，其主要原因是

（A）钢结构具有良好的装配性

（B）钢材的韧性好

（C）钢材接近各向均质体，力学计算结果与实际结果更符合

（D）钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料

3.钢材是理想的体。

（A）弹性体（B）塑性体（C）弹塑性体（D）非弹性体

4.钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由____等于单向拉伸时的屈服点

决定的。

（A）最大主拉应力（B）最大剪应力（C）最大主压应力（D）折算应力

5.钢材的三项主要力学性能为o

（A）抗拉强度、屈服强度、伸长率（B）抗拉强度、屈服强度、冷弯

（C）抗拉强度、伸长率、冷弯（D）屈服强度、伸长率、冷弯

6.有四种厚度不等的Q345钢板，其中厚的钢板设计强度最高。

（A）12mm（B）18mm（C）25mm（D）30mm

7.直角焊缝的有效厚度he=o

（A）0.7hf（B）4mm（C）1.2hf（D）1.5hf

8.当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应0

（A）设置纵向加劲肋（B）设置横向加劲肋

（0减少腹板宽度（D）增加翼缘的厚度

9.在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。

（A）脆性破坏（B）塑性破坏（C）强度破坏（D）失稳破坏

10.一悬臂梁，焊接工字形截面，受向下垂直荷载作用，欲保证此梁的整体

稳定，侧向支承应加在O

（A）梁的上翼缘（B）梁的下翼缘

（0梁的中和轴部位（D）梁的上翼缘及中和轴部位

三、判断题

1.钢结构对钢材的屈服点要求较高，屈服点高可以增加结构的安全储备。

（）

2.进行疲劳验算时，计算部分得设计应力幅应按标准荷载计算。（）

3.板件一旦发生局部失稳，构件立即破坏。（）

4.残余应力的存在对构件的失稳破坏、脆性断裂破坏、疲劳破坏无影响。

（）

5.焊接构件的疲劳强度直接与应力幅有关，而与应力比关系不大。（）

6.理想轴心压杆与实际轴心压杆的整体失稳无本质区别。（）

7.对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时与侧面角焊缝的计

算式相同。（）

8.实腹式双轴对称压弯构件，弯矩绕弱轴作用，平面外的屈曲形式为弯曲

屈曲。（）

9.当受弯构件腹板不满足局部稳定要求时，应设置加劲肋，设加劲肋后，

不必再对腹板进行局部稳定验算。（）

10.截面有削弱的轴心受拉构件，截面削弱处的应力始终为均匀分布。（）

1钢结构对钢材的屈服点要求较高，屈服点高可以增加结构的安全储备。

（）

2.进行疲劳验算时，计算部分得设计应力幅应按标准荷载计算。（）

3.板件一旦发生局部失稳，构件立即破坏。（）

4.残余应力的存在对构件的失稳破坏、脆性断裂破坏、疲劳破坏无影响。

（）

5.焊接构件的疲劳强度直接与应力幅有关，而与应力比关系不大。（）

6.理想轴心压杆与实际轴心压杆的整体失稳无本质区别。（）

7.对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时与侧面角焊缝的计

算式相同。（）

8.实腹式双轴对称压弯构件，弯矩绕弱轴作用，平面外的屈曲形式为弯曲

屈曲。（）

9.当受弯构件腹板不满足局部稳定要求时，应设置加劲肋，设加劲肋后，

不必再对腹板进行局部稳定验算。（）

10.截面有削弱的轴心受拉构件，截面削弱处的应力始终为均匀分布。（）

四、简答题

1.简述钢结构有哪些主要特点。（8分）

答：（1）材料的强度高，塑性和韧性好；

（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合；

（3）制作简便，施工周期短；

（4）质量轻；

（5）钢材耐腐蚀性差；

（6）钢材耐热，但不耐火；

2.碳素结构钢按质量分为几级？并是怎样划分的？Q235B-b代表的意义是什

么？（10分）

答：碳素结构钢按质量分为A、B、C、D四级。

其中A级钢材不作冲击韧性要求，冷弯性能在需方有要求时才进行；B、C、D各

级钢材均要求冲击韧性值Ak.227J,且冷弯试验均要求合格，所不同的是三者的

试验温度有所不同，B级要求常温（20±5℃）冲击值，C和D级则分别要求

和-20℃冲击值。

Q235B-b代表屈服强度为235N/mm2,B级,半镇静钢。

3.钢结构中，选用钢材时要考虑哪些主要因素？（8分）

答：结构或构件的重要性；

荷载的性质（静载或动载）；

连接方法（焊接、钾接或螺栓连接）；

工作条件（温度及腐蚀介质）。

4.轴心受力构件的截面形式有哪几种？并且对轴心受力构件截面形式的共同要

求是什么？

答：轴心受力构件的截面形式有热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合截面以及

格构式组合截面。

对轴心受力构件截面形式的共同要求是：

（1）能提供强度所需要的截面积；

（2）制作比较简便；

（3）便于和相邻的构件连接；

（4）截面开展而壁厚较薄，以满足刚度要求。

5.计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用几种强度计算准则？

并简述各准则的内容。我国钢结构规范对于一般构件采用哪一准则作为强度极

限？（10分）

答：计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用三种强度计算准则。

其中（1）截面边缘纤维屈服准则：当构件受力最大截面边缘处的最大应力达到

屈服时，即认为构件达到了强度极限。（2）全截面屈服准则：这一准则以构件最

大受力截面形成塑性较为强度极限。（3）部分发展塑性准则：这一准则以构件最

大受力截面的部分受压区和受拉区进入塑性为强度极限。

我国钢结构规范对于一般构件采用部分发展塑性准则作为强度极限。

6.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的。当荷载增大到某一数值后，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Ms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。

7.钢结构框架钢柱的计算长度系数与哪些因素有关。（6分）

答：钢结构框架钢柱的计算长度系数与框架类型、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K、相交于柱下端节点的横梁线刚度之和与柱线刚

度之和的比值K?、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。

8.简述焊接残余应力对结构性能的影响。（8分）

答：（1）对结构静力强度的影响：不影响结构的静力强度；

（2）对结构刚度的影响：残余应力使构件的变形增大，刚度降低；

（3）对压杆稳定的影响：焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小，从而必定降低

其稳定承载能力；

（4）对低温冷脆的影响：在低温下使裂纹容易发生和发展，加速构件的脆性破

坏；

（5）对疲劳强度的影响：焊接残余应力对疲劳强度有不利的影响，原因就在于

焊缝及其近旁的高额残余拉应力。

9.简述螺栓连接的五种破坏形式。（6分）

答：螺栓连接的五种破坏形式为：

（1）螺栓杆剪断；

（2）孔壁挤压；

（3）钢板被拉断；

（4）钢板剪断；

（5）螺栓杆弯曲。

1.简述承载力极限状态，该极限状态主要有哪些破坏表现形式。

2.解释钢材中残余应力的特点，以及对构件强度和刚度的影响。

3.简述钢结构轴心受压杆常见的失稳型式。

4.简述提高粱整体稳定性的措施。

五、计算题

1如图所示角钢和节点板采用两边侧焊缝的连接中，N=660kN（静力荷载，设计值），角钢为

2L110X10,钢材Q235,焊条为E43系列型，手工焊，角焊缝的强度设计值

160N/mm2,角钢肢尖和肢背的焊脚尺寸均取8mm。试确定所需侧焊缝的实际长度。

（等肢角钢肢背、肢尖

1,解：焊缝受力：M=%]N=660x0.7=462kN

M=&N=660x0.3=198kN（1分）

wl——!一=25.78cm（5分）

2〃/

—色一=11cm（5分）

w2

2〃e/fW

/]=/w1+1.6=27.38cm取28cm（2分）

/2=Zw2+1.6=12.6cm取13cm（2分）

2.如图所示为一车间平台，平台上主梁与次梁组成梁格，承受由面板传来的荷载。

平台标准恒载为BKN/m?（包括自重），标准活载为4.5KN/m）无动力荷载，恒载

分项系数七=1.2,活载分项系数废=1.4。平台面板视为刚性，并与此梁牢固连

接，次梁截面选用如图所示。次梁两端按简支设计，验算平台的次梁的强度和刚

，允滞挠度：卬=上。（15分）

度。钢材为Q345。f=3l0N/m,n2

dfi250

4X3=12m

2.解：

次梁承担3m宽板内的荷载，则梁的

标准荷载：qk=22.5KN/m（2分）

设计荷载：qd=29.1KN/m（2分）

最大设计弯矩：M=133.65KN.N（2分）

截面几何特性：

26453

A-5680mm,/x=82.5xl0mm,Wx=5.5x10rnm（3分）

抗弯强度验算：b=-----=231.5N//w〃2<f3]0%//初〃2（3分）

d

yxWx

5q/1

刚度验算:w=22.3tnm=—<[w]（3分）

384£/268250

1.某9m跨度简支梁的截面和荷载（包括自重在内的设计值），在距支座2.5m处

有翼缘和腹板的拼接连接，试验算该对接焊缝的强度。已知钢材为Q235,采用

E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。

=185N/nvn2,f^=125N/mm2（15分）

q=130KN/m

-250X16

中

1000X10

r-250X16

1.答案：

1）距支座2.5m处的内力计算

M=qLa/2-130X2.5X（9-2.5）=1029.6KN.m（1分）

V=q（L/2-a）=130（4.5-2.5）=273KN（1分）

2）焊缝计算截面的几何特征值计算

64

Iw=2898x10/mz（1分）

=5.16XK）6〃”〃3（]分）

=2.03x。“加（1分）

S“=3.28x106研J（］分）

3）焊缝强度计算

5“，*="=183.5%//出〃2<£"=185N/mm2微分）

max卬

rvw

yq

^=-^=30.98^//7^2<e=1257V/ww?2（2分）

'卬」w

5=ba.h=1778N3n店（2分）

h

yq

马=』"=19.2N/，?W〃2（2分）

'w"w

折算应力行亏F=178.9KV/m4<1""，=203N/〃M2（