2021年度钢结构设计原理题库及答案

1.下列状况中，属于正常使用极限状态状况是[D]

A强度破坏B丧失稳定

C连接破坏D动荷载作用下过大振动

2.钢材作为设计根据强度指标是[C]

A比例极限fpB弹性极限fC

C屈服强度fyD极限强度fu

3.需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用应力循环次数〃不不大于或等于

[A]

A5X104B2X104

C5X1O5D5X106

4.焊接部位应力幅计算公式为[B]

AAb=ba-0.7bmin

CA<T=0.7<Tniax-eTminDAb/J%

5.应力循环特性值（应力比）P=。//。皿将影响钢材疲劳强度。在其他条件完全相似状

况下，下列疲劳强度最低是[A]

A对称循环P=-lB应力循环特性值p=+l

C脉冲循环P=0D以压为主应力循环

6.与侧焊缝相比，端焊缝[B]

A疲劳强度更高B静力强度更高

C塑性更好D韧性更好

7.钢材屈强比是指[C]

A比例极限与极限强度比值B弹性极限与极限强度比值

C屈服强度与极限强度比值D极限强度与比例极限比值.

8.钢材因重复荷载作用而发生破坏称为[B]

A塑性破坏B疲劳破坏

C脆性断裂D重复破坏.

9.规范规定：侧焊缝计算长度不超过60h,,这是由于侧焊缝过长C

A不经济B弧坑处应力集中互相影响大

C计算成果不可靠D不便于施工

10.下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证施焊方位是D

A平焊B立焊

C横焊D仰焊

II.有一由两不等肢角钢短肢连接构成T形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢背、

肢尖内力分派系数心、心为A

A匕=0.75,%—0.25Bk、=0.70,k2—0.30

CA】=0.65,=0.35Dk、=0.75,2,=0.35

12.轴心受力构件用侧焊缝连接,侧焊缝有效截面上剪应力沿焊缝长度方向分布是

A

A.两头大中间小B.两头小中间大

C.均匀分布D.直线分布.

13.焊接残存应力不影响钢构件[B

A疲劳强度B静力强度

C整体稳定D刚度

14.将下图（a）改为（b）是为了防止螺栓连接[D

A栓杆被剪坏B杆与孔挤压破坏

D杆受弯破坏

N/2

NI2

(b)

15.规范规定普通螺栓抗拉强度设计值只取螺栓钢材抗拉强度设计值0.8倍，是由于

C

A偏安全考虑B考虑实际作用时也许有偏心影响

C撬力不利影响D上述A、B、C

16.受剪栓钉连接中，就栓钉杆自身而言，不存在疲劳问题连接是D]

A普通螺栓B钾钉连接

B承压型高强度螺栓D受剪摩擦型高强度螺栓

17.高强度螺栓预拉力设计值计算公式尸=竺吟"人£中，三个0.9不是

1.2••

I)

A螺栓材料不均匀性折减系数B超张拉系数

C附加安全系数D考虑拧紧螺栓时扭矩产生剪力不利影响。

18.以被连板件间之间静力摩擦力作为其极限值连接是C

A普通螺栓连接B钾钉连接

C摩擦型高强度螺栓连接D承压型高强度螺栓连接

19.用螺栓连接轴心受力构件,除了要验算净截面强度外，还要进行毛截面强度验算连接螺

栓连接是C

A普通粗制螺栓连接B普通精制螺栓连接

C摩擦型高强度螺栓连接D承压型高强度螺栓连接

20.提高轴心受压构件钢号,能明显提高构件A

A静力强度B整体稳定

C局部稳定D刚度

21.钢构造规范关于轴心受压钢构件整体稳定柱子曲线（小-入关系曲线）有多条主线因素

是考虑了C

A材料非弹性B构件初弯曲

C残存应力影响D材料非均匀

22.工字形截面轴心受压钢构件局部稳定验算办法是[B]

A和整体稳定同样验算应力B验算宽厚比，且以为是“细长柱”

C验算宽厚比，且以为是“粗短柱”D验算刚度

23.工字形、H形截面轴心受压构件翼缘局部稳定验算公式，W（10+0.14）J竽中，入为

【D1

A绕x轴长细比3B绕y轴长细比1

C2=min(Ax,Av)D2=max（儿,乙）

24.采用格构式轴心受压构件，可以明显提高[B]

A构件强度B构件绕虚轴刚度

C构件绕实轴刚度D构件局部稳定

25.宽敞截面轴心受压钢构件腹板局部稳定解决办法：当构件强度、整体稳定、刚度

绰绰有余时，应采用[C]

A增长腹板厚度以满足宽厚比规定B设立纵向加劲肋

C任凭腹板局部失稳D设立纵向加劲肋、横向加劲肋和短加劲肋

26.焊接组合梁翼缘局部稳定保证普通是[A]

A验算宽厚比（增长翼缘厚度）B设立横向加劲肋

C设立纵向加劲肋D设立短加劲肋

27.焊接组合梁翼缘和腹板（工字形截面）连接焊缝承受是[D]

A弯矩作用B弯矩和剪力共同作用

C拉力作用'【）剪力作用

28.直接承受动力荷载端焊缝强度提高系数为[A]

ABf=1.0BB.1.22

CPf=1.05D0f=1.15

29.吊车钢梁在设计荷载作用下应按哪个应力阶段设计计算A

A弹性阶段B弹塑性阶段

C全塑性阶段1）强化阶段

30.工字形组合截面吊车钢梁在进行抗弯强度计算时，截面塑性某些发展系数取值为

[A]

AYx=Yy=1.0Byx=l.05,丫尸1.2

Cyx=l.15,yy=l.2Dyx=l.05,yy=l.15

31.下列截面中，抗扭刚度最大截面形式是[D]

A工字形截面BT形截面

CH形截面D箱形截面

32.（静力荷载作用下）工字形截面梁截面某些塑性发展系数为[B]

Arx=l.0,ry=l.0Brx=l.05,ry=l.2

Crx=l.2,ry=l.05Drx=l.05,ry=l.05

33.格构式构件应当用在当用实腹式时[A]

A强度有余但刚度局限性状况B强度局限性但刚度有余状况

C强度局限性刚度也局限性状况D强度有余刚度也有余状况

34.轴心受压钢构件（如工字形截面）翼缘和腹板宽厚比验算时，公式中长细比取截面两主

轴方向较大者是由于[D]

A这样更为安全B这样更为经济

C这样更容易通过D材料力学公式中总体稳定由较大长细比喻向控制

35.在其他条件相似状况下，简支钢梁在下列哪种受力状况下相应临界弯矩值最低

[C]

A全跨匀布荷载B跨中一集中荷载

C纯弯曲D任意荷载

36.某轴心受压钢构件绕x轴和绕y轴属于同一条柱子曲线（即曲-入关系曲线或表格），贝h

两轴等稳定条件是[A

A.=4,B./

**〉

c.—y

D.4=Iy

37.钢材蓝脆现象发生温度大概是B]

ACB250°C

C300°CI)350°C

38.钢构件受剪连接中栓钉类型不同，孔洞对构件强度削弱限度不同。孔洞对构件强度削弱

最小是B

A.普通螺栓连接B.摩擦型高强度螺栓连接

C.承压型高强度螺栓连接D.钾顶连接

39.轴心受压钢构件总体稳定验算时，容许应力折减系数6所相应长细比人是绕

I)

A两主轴方向长细比中较大者B两主轴方向长细比中较小者

C绕弱轴方向长细比D两主轴方向长细比中，所相应。较小者

40.型钢构件不需要进行C

A强度验算B总体稳定验算

C局部稳定验算D刚度验算

41.下列哪种状况属于正常使用极限状态A

A梁在动载作用下振动B动我作用下疲劳

C板件宽厚比验算D钢梁腹板加劲肋设立与计算

42.除了保证钢梁腹板局部稳定外，还要承受作用位置固定集中荷载加劲肋是

I)

A竖向（横向）加劲肋B水平（纵向）加劲肋

C短加劲肋D支承加劲肋

43.相似钢号状况下，钢板越厚,A

A强度越高、塑性越好B强度越高、塑性越差

C强度越低、塑性越好D强度越低、塑性越差

44.焊接组合梁在穹矩作用卜，翼缘和腹板（_L字形截面）连接焊缝有效截面上承受是

[C]

A拉应力B压应力

C剪应力'D拉、压、剪应力均有

45.受剪栓钉连接中，被连板件不容许相对滑动连接是[C]

A普通螺栓连接B抑钉连接

C摩擦型高强度螺栓连接D承压型高强度螺栓连接

46.角焊缝每个弧坑考虑长度为[B]

A被焊板件厚度tB焊缝正边尺寸（焊脚尺寸）hf

C2倍被焊板件厚度2tD2倍焊缝正边尺寸2勺

47.强度计算时，不考虑截面某丝塑性发展构件是[A]

A轴心受力构件B受弯构件

C拉弯构件D压弯构件

48.钢梁当拟定8b>0.6时，阐明梁在[B]

A弹性阶段失稳B弹塑性阶段失稳

C全塑性阶段失稳D不会失稳

49.当缀条柱单肢长细比不满足不需进行稳定计算规定期，需进行单肢稳定性计算。这时,

单肢稳定计算应按[A]

A轴心受拉验算B轴心受压验算

C压弯构件验算D拉弯构件验算

50.梁截面变化办法没有[D]

•

A变化翼缘宽度B变化翼缘厚度

C变化梁高度D变化腹板厚度

1.钢构造疲劳计算办法为容许应力法。

2.影响钢构造（普通）脆性断裂重要因素有：钢材自身质量、应力集中限度、低温和应力

比。X;无应力比（也可以换成钢板厚度）

3.对焊透对接焊缝，当满足下列条件之一者，强度已满足，无需进行强度验算：

①焊缝质量得以保证（即一、二级焊缝）；

②焊缝有效截面不低于焊件有效截面（即采用引弧板）。X;…同步满足时…

4.实验表白：端焊缝强度和塑性高于侧焊缝。X;…塑性低于侧焊缝

5.轴心受压钢构件柱子曲线（6-）“关系曲线）有多条因素是由于考虑了回转半径不同。X；…

残存应力影响

6.当摩擦型高强度螺栓拉力NkO.8P时，构件间有效夹紧力为零。因此，同步受剪和受拉

b

摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值为N、b=0.9n…（P-0.8NJ。X;-Nv=0.9n,u

（P-1.25Nt）

7.应力集中将引起三向同号受力，三向同号受力屈服强度比单向受力高。因此，更不容易

发生脆性破坏。X;…更有也许发生脆性破坏

8.（受剪）摩擦型高强度螺栓连接在动荷载作用下，螺栓杆也许会发生疲劳破坏。X;…

不也许会发生疲劳破坏

9.提高钢号对提高轴心受压钢构件稳定承载力有明显效果（与钢材设计强度成正比）。X;…

无明显效果

10.任何螺栓连接构件，由于孔洞对构件截面有削弱，因此，强度验算只需要对净截面进行。

X;…摩擦型高强度螺栓连接除外

11.双肢格构式轴心受压构件分肢间距是通过绕虚轴与绕实轴等稳定原则拟定。V

12.宽厚比验算属于正常使用极限状态。X;…承载能力极限状态

13.所有钢构件刚度验算都是验算长细比。X；除钢梁外…

14.对接焊缝强度计算办法和焊件强度计算办法是同样。V

15.栓钉杆直径越小，被连板件越厚，越有也许栓钉杆与孔壁间挤压控制受剪栓钉单个栓钉

承载力。X;…越有也许发生螺栓杆受剪皮坏

16.钢梁从开始受荷载作用到破坏，要经历弹性阶段、弹塑性阶段、屈服阶段和强化阶段。

X；…弹性阶段、弹塑性阶段、全塑性阶段

17.普通状况卜，钢梁翼缘板和腹板局部稳定都是通过设立加劲肋来保证。X;…钢梁翼缘

板通过限制宽厚比…

18.钢梁最小梁高由建筑高度控制（决定）。X;…由刚度条件…

19.焊接残存应力是自相平衡。V

20.焊接组合梁翼缘板与腹板连接焊缝（侧焊缝）长度不受60h「限制。J

一、简答题

1.极限状态法按预定功能划分为哪几种极限状态？

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.钢管混凝土中，为什么混凝土强度能提高？

答：由于在较高应力状态下，混凝土泊松比不不大于钢材泊松比，这样钢管对其内混凝土形

成横向“套箱作用”。

3.为什么以钢材屈服强度作为静力强度设计指标？

答：（1）有强化阶段作为安全储备；（2）不致产生工程中不容许过大变形；（3）实测值较为

可靠；（4）可以近似沿用虎克定律。

4.为什么伸长率实验时要规定标距长度？

答：由于不同标距试件测出伸长率大小不同。

5.防止脆性断裂办法有哪些？

答：（1）采用性能较好钢材；（2）减少应力集中限度；（3）采用较薄厚度钢板构成构件。

6.什么叫钢材硬化？

答：钢材因加工等因素使其强度提高，塑性减少现象。

7.应力集中如何影响钢材性能？

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。

8.什么叫钢材塑性破坏？

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。

9.影响钢材疲劳破坏重要因素有哪些?

答：（1）钢材自身质量：（2）应力集中限度；（3）应力比；（4）应力循环次数；（5）应力幅。

10.钢板厚度如何影响钢材脆性断裂？

答：钢板厚度越大，因应力集中弓起（三向同号受力中）板厚方向应力就越大，主剪应力就

越小，正应力就越有也许起控制作用，因此钢板越厚，越有也许发生度如何影响钢脆性断裂。

11.各级焊缝实际强度与母材强度相对大小关系如何？规范规定如何取值？

答：各级焊缝抗压强度没有明显差别，可抗拉、抗剪就不同了。实验表白一、二级焊缝实际

强度高于母材强度，规范取母材强度；三级焊缝拉、剪强度低于母材强度，规范专门规定了

其取值。

12.焊缝质量控制分为哪儿级？

答：一、二及三级焊缝质量控制。

13.对接焊缝不需要进行强度计算状况有哪些？

答：（1）同步满足：①保证焊缝质量（焊缝为一、二级）；②采用引弧板（保证焊缝

有效截面）。（2）采用斜焊缝，且焊缝长度方向与受力方向夹角正切不大于等于1.5。

14.为什么要规定角焊缝焊脚尺寸最大值和最小值？

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.为什么要规定侧面角焊缝最大长度和最小长度？其值为多少？

答：（1）侧焊缝长度过小，焊件局部加热严重，且起落弧应力集中互相影响。因此，规范规

定侧焊缝长度不不大于8儿和40晒。（2）侧面角焊缝长度过长，焊缝有效截面上剪应力沿其

长度方向应力分布严重不均匀，规范规定，侧焊缝长度不超过60h.，如超过，超过某些不计

算其承载力。

16.焊接残存应力对构造性能有何影响？

答：焊接残存应力对钢构件静力强度无影响；焊接残存应力对钢构造疲劳、刚度、稳定等其

她方面都不利。

17.为什么摩擦型高强度螺栓连接时因螺栓孔对强度承载力削弱比其她栓钉连接时

小？

答：由于栓孔圆心截面已通过摩擦力将某些力传递走了。

18.提高轴心受压构件整体稳定性办法有哪些？

答：（1）米用宽展截面以增长惯性斑；（2）增长约束以减少计算长度。

19.为什么轴心受压构件柱子曲线有多条？

答：由于考虑了残存应力影响。

20.提高钢材强度级别与否能明显提高轴心受压构件整体稳定性？为什么？

答：不能明显提高。简朴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6却随钢材强度级别提高而减少。

21.宽厚比限制值拟定原则是什么？

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”，局部稳定临界应力不低于0.95倍钢材屈服强度。

22.宽敞截面腹板局部稳定有哪几种解决办法？

答：（1）增长腹板厚度使其满足宽厚比限制规定；（2）设立纵向加劲肋；（3）任其局部失稳。

23.双肢轴心受压构件设计时，如何拟定分肢之间距离？

答：依照绕虚轴与绕实轴等稳定原则拟定分肢之间距离。

24.钢梁整体稳定计算时，为什么在稳定系数%>0.6时要用冰代替以？

答：由于稳定系数是按弹性计算，当%>0.6时，阐明钢梁在弹塑性阶段整体失稳，因此要

用武代替稣。

25.在钢梁局部稳定中，为什么翼缘是限制宽厚比，而腹板普通是设立加劲肋？

答：翼缘重要抵抗弯矩产生应力，从提高抗弯来看，乐意增长翼缘厚度使其满足宽厚比限制

规定；对腹板，它重要抵抗剪力产生剪应力，它普通不起控制作用，另一方面，腹板高度对

抗弯至为重要，换句话说，腹板高而薄，以增长板厚来保证其局部稳定不经济，普通是设立

加劲肋。

六、计算题

1.某简支梁，钢材为Q235,跨度为,=12m,承受均布静力荷载设计值“=69kN/m,施工

时因腹板长度不够，需要在跨度方向离左支座3.5m处设对接焊缝，焊缝质量III级，手工焊,

22

焊条E43型，实验算该对接焊缝与否满足强度规定。已知£=185N/mm,f：=125N/mmo

R=—ql=—x69x12=414^

支座反力：22

剪力：V=414-69x3.5=172.5^V

M=414x3.5-ix69x3.52=l026.4雨

弯矩：2

(2)焊缝截面特性参数计算

人」x8x1000'+2x280x16x5082=2.978x109mm4

惯性矩：12

面积矩：

S=280xl6x508+8x500x250=2.276xlO6+1.0xl06=3.276x106

5,=280xl6x508=2.276x106mm3

（3）焊缝强度验算

由于只规定对焊缝强度进行验算，因此，无需计算截面上下边沿最大弯曲正应力。

焊缝最大弯曲正应力（翼缘与腹板交界处），有

丝1026.4x1?*500=172.37V/mnr<f,w=\85N/mm2

19

Ix2.978xlO'

.XJ2.5X10X.”X10、23.7N/^V125N/标

9