钢结构设计复习题及答案

《钢结构》一、填空题1．

钢结构设计中，承载能力极限状态的设计内容包括：_________________________、

_______________________、。2．影响疲劳强度最主要的因素是、、。3．在螺栓的五种破坏形式中，其中_________________、_________________、_____________________须通过计算来保证。4．梁的强度计算包括_____________、_______________、_____________、______________。5．轴心受压格构式构件绕虚轴屈曲时，______________________不能忽略，因而绕虚轴的长细比λx要采用____________________。6．提高轴心受压构件临界应力的措施有、、。7．当构件轴心受压时，构件可能以、和等形式丧失稳定而破坏。8．实腹梁和柱腹板局部稳定的验算属于_____极限状态，柱子长细比的验算属于______极限状态，梁截面按弹性设计属于______极限状态。9．螺栓抗剪连接的破坏方式包括____________、_________、、_____________和__________________。10．为防止梁的整体失稳,可在梁的翼缘密铺铺板。11．常用的连接形式有，，。12．压弯构件在弯矩作用平面外的失稳属于（失稳类别）。13．在不同质量等级的同一类钢材(如Q235A,B,C,D四个等级的钢材)，它们的屈服点强度和伸长率都一样，只是它们的和指标有所不同。14．在静力或间接动力荷载作用下，正面角焊缝的强度设计增大系数βf＝；但对直接承受动力荷载的结构，应取βf＝。15．普通螺栓连接受剪时，限制端距e≥2d，是为了避免钢板被破坏。16．轴心受拉构件计算的内容有和。17．设计采用大型屋面板的铰支撑梯形钢屋架下弦杆截面时，如节间距离为l，则屋架下弦杆在屋架平面内的计算长度应取。18．轴心受力的两块板通过对接斜焊缝连接时，只要使焊缝轴线与N力之间的夹角θ满足条件时，对接斜焊缝的强度就不会低于母材的强度，因而也就不必在进行计算。19．格构式轴心受压杆采用换算长细比，计算绕虚轴的整体稳定，这里的系数，式中代表，它和所采用的缀材体系有关。20．承受向下均匀荷载作用的简支梁，当荷载作用位置在梁的翼缘时，梁整体稳定性较高。21.梁的整体稳定系数大于0.6时，需要代替，它表明此时梁已经进入阶段。22．当大于______________时，要用代替，它表明钢梁已进入弹塑性工作阶段。23．钢材的伸长率指标是通过___________________试验得到的。24．计算构件的正常使用极限状态，应使拉,压杆满足条件__________________25．普通螺栓靠螺栓承压和抗剪传递剪力，而高强螺栓首先靠被被连接板件之间的______________传递剪力。26．当实腹梁腹板高厚比满足时，为保证腹板的局部稳定应设置__________________27.钢材的强度指标是。28.冷弯性能是判别钢材的综合指标。29.影响钢材性能的有害化学成分是。30.轴心受压构件发生弯扭屈曲。31.焊接组合梁截面高度的确定应考虑三种参考高度，是指由建筑要求确定的最大梁高；由确定的；由刚度要求确定的最小梁高。32.现行钢结构设计规范（GBJ17—88）采用的运用概率理论的设计方法可称为_______________设计法。二、选择题1．在重型工业厂房中，采用钢结构是因为它具有（）的特点。A．匀质等向体、塑性和韧性好B．匀质等向体、轻质高强C．轻质高强、塑性和韧性好D．可焊性、耐热性好2．螺栓连接受剪工作时，在－曲线上的最高点“3”作为连接的承载力极限，则其螺栓应为（）。A．摩擦型高强度螺栓和普通螺栓B．摩擦型高强度螺栓和承压型高强度螺栓C．普通螺栓和承压型高强度螺栓D．摩擦型高强度螺栓3．引起梁受压翼缘板局部稳定的原因是（）。A．弯曲正应力B．弯曲压应力C．局部压应力D．剪应力4．钢材经冷作硬化后屈服点（），塑性降低了。A．降低B．不变C．提高D．变为零5．直角角焊接的焊脚尺寸应满足hfmin1.5及hfmax1.2·t2，则t1、t2分别为（）的厚度。A．t1为厚焊件，t2为薄焊件B．t1为薄焊件，t2为厚焊件C．t1、t2皆为厚焊件D．t1、t2皆为薄焊件6．

格构式轴心受压构件的整体稳定计算时，由于（），因此以换算长细比代替。A．格构式柱可能发生较大的剪切变形B．要求实现等稳定设计C．格构式柱可能单肢失稳D．格构式柱承载能力提高7．初偏心对压杆的影响与初弯曲相比较，有。A．两者均使压杆的承载力提高B．两者均使压杆的承载力降低C．前者使压杆的承载力提高，后者使压杆的承载力降低D．前者使压杆的承载力降低，后者使压杆的承载力提高8．等稳定性指的是。ABCD9．四种不同厚度的Q345钢，其中()厚的钢板强度设计值最高。A.12mmB.18mmC.36mmD.52mm10．为了()，确定轴心受压实腹式构件的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。A.便于与其他构件连接B.构造简单、制造方便C.达到经济效果D.便于运输、安装和减少节点类型11.当无集中荷载作用时，焊接工字形截面梁翼缘与腹板的焊缝主要承受()。A.竖向剪力B.竖向剪力及水平剪力联合作用C.水平剪力D.压力12.在对结构或构件进行正常使用极限状态计算时，永久荷载和可变荷载应采用（）A.设计值B.标准值C.永久荷载为设计值，可变荷载为标准值D.永久荷载为标准值，可变荷载为设计值13．以下关于应力集中的说法正确的是()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14．图示焊接连接中，最大焊缝应力发生在()A.a点B.b点C.c点D.d点15．如图所示普通螺栓连接中，受力最大的螺栓为()A.aB.bC.cD.d16．轴压柱腹板局部稳定的保证条件是不大于某一限值，此限值()A.与钢材强度和柱的长细比无关B.与钢材强度有关，而与柱的长细比无关C.与钢材强度无关，而与柱的长细比有关D.与钢材强度和柱的长细比均无关17．一简支梁受均布荷载作用，其中永久荷载标准值为15kN/m,仅一个可变荷载，其标准值为20kN/m，则强度计算时的设计荷载为()A.q=1.215+1.420B.q=15+20C.q=1.215+0.851.420D.q=1.215+0.61.42018．偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式中，代表()A.受压较大纤维的毛截面抵抗矩B.受压较小纤维的毛截面抵抗矩C.受压较大纤维的净截面抵抗矩D.受压较小纤维的净截面抵抗矩19．对格构式轴压杆绕虚轴的整体稳定计算时，用换算长细比代替，这是考虑（）A．格构柱剪切变形的影响B.格构柱弯曲变形的影响C．钢材剪切变形的影响D.钢材弯曲变形的影响20．保证焊接组合工字形截面轴心受压杆翼缘板局部稳定的宽厚比限制条件，是根据矩形板单向均匀受压确定的，其边界条件为（）A．四边简支B.三边简支，一边自由C.两边简支，一边自由，一边弹性嵌固D.两边简支，一边自由，一边嵌固21．梁的受压翼缘划向支撑点的间距和截面尺寸都不改变，且跨内的最大弯矩相等，则临界弯矩最低的是（）A.受多个集中荷载的梁B.受均布荷载的梁C.受纯弯矩的梁D.受跨中一个集中荷载的梁22．实腹式偏心压杆在弯矩作用平面外的失稳是（）A.弯扭屈曲B.弯曲屈曲C.扭转屈曲D.局部屈曲三、简答题1．简述双肢格构式轴心受压杆件的截面选择步骤。2．我国钢结构设计规范梁的整体稳定验算中为什么要引入等效弯矩系数？3．摩擦型高强螺栓工作机理是什么？4．拉杆为何要控制刚度？如何验算？拉杆允许长细比与会什么有关？5．化学成分碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响?6．受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式?如何防止?7．轴心受压构件的整体失稳承载力和哪些因素有关？8．简述压弯构件作用平面外失稳的概念？9．请说出单向应力状态下钢材的基本力学性能指标。10．焊缝的质量标准分为几级？应分别对应于哪些受力性质的构件和所处部位。11《钢结构规范》规定哪些情况之下，可不计算梁的整体性？复习题答案一、填空题1．静力强度动力强度稳定2．构造状况作用的应力幅重复荷载的循环次数3．螺栓杆被剪断板件被挤压破坏板件净截面强度不够4．弯曲正应力剪应力局部压应力折算应力5．单位剪切角换算长细比λ6．加强约束、见减小构件自由长度、提高构件抗弯刚度7．弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳8．承载能力、正常使用、承载能力9．栓杆剪断、孔壁承压破坏、板件拉断、栓杆弯曲、板件剪坏10．上。11．焊接连接，螺栓连接，铆钉连接。12．分岔失稳。13．化学成分，冲击韧性14．1.2，1.015．冲剪16．强度，刚度17．l18．19．单位剪切角20．下21．弹塑性22．0.623．单向静力拉伸24．25．摩擦力26．横向加劲肋27、和；28、塑性变形能力和冶金质量；29、S和P；30、单轴对称截面饶对称轴失稳时；31.用钢量最少，经济梁高32.近似概率极限状态二、选择题1．A2．C3．B4．C5．A6．

A 7．B8．D9．A10．C11．C12．B13．B14．D15．A16．D17．A18．A.19．A20．B21．C22．A三、简答题1．（1）根据绕实轴的整体稳定性，选择肢件的截面。选择方法与实腹式轴心受压构件的截面选择方法完全相同；（2）根据等稳定条件，确定两分肢间的距离；（3）验算整体稳定性和分肢稳定性，包括对刚度的验算；（4）但有截面削弱时，应验算构件的强度。2．梁的整体稳定临界应力的计算是梁发生纯弯曲时推导出采的，在其它荷载作用下，梁的临界应力与在纯弯曲作用下梁的临界应力之比用等效弯矩系数去表示，这样会给设计计算带来方便。3．由螺栓对连接板件的预压力产生磨擦力来抗剪，以板件之间磨擦力达到最大，板件发生相对滑动作为极限状态。4．防止在运送、安装过程中由重力等其它因素作用而产生过大的变形，由限制拉杆长细比的办法来验算，即。拉杆容许比细比与载荷性质如静载、动载有关。5．碳含量增加，强度提高，塑性、韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性硫使钢热脆，磷使钢冷脆。但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。6．螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有vy种形式:(l栓杆被剪断;②螺栓承压破坏;③板件净截面被拉断;④端板被栓杆冲剪破坏。第③种破坏形式采用构件强度验算保证;第④种破坏形式由螺栓端距)?a0保证。第①、②种破坏形式通过螺栓计算保证。7．构件不同方向的长细比.（λ）、截面的形状和尺寸、材料的力学性能（强度，塑性）、残余应力的分布和大小、构件的初弯曲和初扭曲、荷载作用点的初偏心、构件的端部约束条件、构件失稳的方向等等。8．弯矩作用平面外稳定的机理与梁失稳的机理相同，即在压力和弯矩作用下，发生弯曲平面外的侧移与扭转，也叫弯扭屈曲。9．屈服强度，极限抗拉强度，伸长率，弹性模量，冷弯性能。

10．焊缝的质量标准分为三级。角焊缝和一般对接焊缝采用三级即可，与钢材等强度的受拉受弯对接焊缝则应用一级或二级，须对焊缝附近主体金属作疲劳计算的横向对接焊缝用一级，纵向对接焊缝和翼缘连接焊缝用二级。11①梁受压翼缘有铺盖板与之牢固连接，防止梁发生侧向位移；②对工字型或十型钢截面梁，当梁自由长度加梁截面宽之比不超限时；③对箱形截面梁，当，且时，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.结构的变形已不能满足使用要求

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、锰

B.钒、锰

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

11、以下关于应力集中的说法中正确的是

B

。

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.H10MnSi

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.如图所示两端铰支理想轴心受压构件Ix/Iy≥4，其临界压力Ncr为(

D

)

A.π2EIx/(2b2)

B.π2EIx/b2

C.π2EIy/(4b2)

D.π2EIy/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

B

。

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

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

21.当仅讨论截面形式对轴心受压杆的失稳影响时，一般来说，图示的四种截面中最易发生扭转失稳的截面为（）

22.

双轴对称焊接工字形单向压弯构件，若弯矩作用在强轴平面内而使构件绕弱轴弯曲，则此构件可能出现的整体失稳形式是(

)

A.平面内的弯曲屈曲

B.扭转屈曲

C.

平面外的弯扭屈曲

D.

平面内的弯曲屈曲或平面外的弯扭屈曲

x。x代替23.格构式轴心受压构件的整体稳定计算时，由于（

），因此以换算长细比

A．格构式柱可能发生较大的剪切变形

B．要求实现等稳定设计

C．格构式柱可能单肢失稳

D．格构式柱承载能力提高

24.关于钢结构的特点叙述错误的是（）

A.建筑钢材的塑性和韧性好

B.钢材的耐腐蚀性很差

C.钢材具有良好的耐热性和防火性

D.钢结构更适合于建造高层和大跨结构

25.钢材屈服点fy的高低反应材料（）

A.受静荷时的最大承载能力

B.受静荷时的最大变形能力

C.受动荷时的最大承载能力

D.受静荷时发生塑性变形前的承载能力

26.在三向正应力状态下，当出现下列何种情况时，钢材易发生脆性破坏（）

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

27.角焊缝的最小焊脚尺寸hfmin≥1.5

，最大焊脚尺寸hfmax≤1.2t1，式中的t1和t2分别为（）

A.t1为腹板厚度，t2为翼缘厚度

B.t1为翼缘厚度，t2为腹板厚度

C.t1为较薄的被连接板件的厚度，t2为较厚的被连接板件的厚度

D.t1为较厚的被连接板件的厚度，t2为较薄小的被连接板件的厚度

28.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用(

)

A.E55型

B.E50型

C.E43型

D.H10MnSi

29.对于常温下承受静力荷载、无严重应力集中的碳素结构钢构件，焊接残余应力对下列没有明显影响的是（

）

A.构件的刚度

B.构件的极限强度

C.构件的稳定性

D.构件的疲劳强度

30．

受弯构件的刚度要求是

≤[

]，计算挠度

时，则应（

）。

A．用荷载的计算值

B．用荷载的标准值

C．对可变荷载用计算值

D．对永久荷载用计算值

31.

焊接工字型截面梁腹板设置加劲肋的目的（

）

A．提高梁的抗弯强度

B．提高梁的抗剪强度

C．提高梁的整体稳定性

D．提高梁的局部稳定性

32、焊接工字形等截面简支梁，在何种情况下，整体稳定系数

最高？（

）

A、跨度中央一个集中荷载作用时

B、跨间三分点处各有一个集中荷载作用时

C、全跨均布荷载作用时

D、梁两端有使其产生同向曲率、数值相等的端弯矩的荷载作用时

二、填空题(每空1分)

1.钢结构出现疲劳断裂时，破坏截面上的应力低于钢材的____________强度。

2.摩擦型高强度螺栓连接以

为承载能力极限状态；而承压型高强度螺栓连接以

为承载能力极限状态。3.我国在建筑钢结构中主要采用的钢材为碳素结构钢和____________结构钢。

焊缝连接形式根据焊缝的截面形状，可分为

和

两种类型。

4.型钢有热轧成型和____________成型两大类。

5.应力集中将会导致构件发生____________破坏。

减小焊接残余变形的主要方法有：

，

和

。

6.当温度t<0℃时，随着温度下降，钢材的冲击韧性值也____________。

7.在受拉的螺栓连接中，普通螺栓所受拉力的大小不仅与外力有关，还与被连接板件的____________有关。

8.高强度螺栓根据其螺栓材料性能分为两个等级：8.8级和10.9级，其中10.9表示

。9.性能等级为4.6级和4.8级的C级普通螺栓连接，_____级的安全储备更大。

10.

相同的梁分别承受均布荷载和集中荷载的作用，虽然两者在梁内产生的最大弯矩相同，但前者的整体稳定承载力比后者___________。

11.规范规定普通螺栓抗拉强度设计值ftb取为螺栓钢材抗拉强度设计值f的0.8倍，是为了考虑

的影响。

12.

实腹式偏心压杆在弯矩平面外的失稳属于___________屈曲。

13.

使格构式轴心受压构件满足承载力极限状态，除要保证强度、整体稳定外，还必须保证___________。

14.钢材随时间进展将发生屈服强度和抗拉强度提高、塑性和冲击韧性降低的现象，称为

。

15.根据施焊时焊工所持焊条与焊件之间的相互位置的不同，焊缝可分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种方位，其中___________施焊的质量最易保证。

16.钢材的含碳量越高，则强度越

，韧性越

，抗腐蚀性越

。17.钢号Q345—B表示

钢材。

18.建筑钢材中严格控制硫的含量，在Q235钢中不得超过0.05%，在Q345钢中不得超过0.045%，这是因为含硫量过大，在焊接时会引起钢材的___________。

19.钢结构防火性能差是由于当温度超过一定值时，钢材的

和

将随温度升高而急剧降低。

20.钢材的伸长率是衡量钢材___________性能的指标，是通过一次静力拉伸试验得到的。

21.当轴心受压构件发生弹性失稳时，提高钢材的强度将___________构件的稳定承受载力。

22.当构件轴心受压时，对于双轴对称截面，可能产生

；对于无对称轴的截面，可能产生

；对于单轴对称截面，则可能产生

。

23.焊缝缺陷有多种，其中_________对焊缝受力的危害最大。

24.焊接结构中存在着双向或三向同号拉应力场，材料塑性变形的发展受到限制，使钢材变脆。特别是当焊接应力较大时，在温度较低的条件下很容易发生___________现象。

25.当板件厚度或宽度在一侧相差大于4mm时，应做坡度不大于1：2.5(静载)或_________

(动载)的斜角，以平缓过度，减小应力集中。

26.加劲肋按其作用可分为_________________、___________________。

27.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。

28.轴心受压格构式构件绕虚轴屈曲时达临界状态杆轴绕曲时的___________

___________不能忽略，因而绕虚轴的长细比λx

要采用____________________。

29.轴心受压构件，当构件截面无孔眼削弱时，可以不进行___________计算。

30.相同的梁分别承受均布荷载和集中荷载的作用，虽然两者在梁内产生的最大弯矩相同，但前者的整体稳定承载力比后者___________。

三、简答题（每小题10分）

1、何谓应力集中？应力集中对钢材的机械性能有何影响？

2、通过哪些设计措施可以减小焊接残余应力和焊接残余变形？

3、焊接残余应力对结构性能有哪些影响？

4、抗剪的普通螺栓连接有哪几种破坏形式？用什么方法