钢结构设计原理复习题DOC.docx

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钢结构设计原理复习题DOC

齐齐哈尔大学钢结构基本原理期末复习模拟试题库

一、单选题（1分×20=20分）

1、下列关于荷载分项系数的论述（）不正确。

A、γG不分场合均取为1.2B、γG为结构永久荷载分项系数

C、γQ用于计算活荷载效应的设计值

D、γQ一般情况下取1.4，当楼面活荷载大于4kN/mm2时，取1.3

2、验算型钢梁正常使用极限状态的变形时，用荷载（）。

A、设计值B、标准值C、组合值D、最大值

3、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、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

4、钢材的冷弯试验是判别钢材（）的指标。

A、强度B、塑性C、塑性及冶金质量D、塑性及可焊性

5、在常温和静载作用下，焊接残余应力对下列哪一项没有影响（）

A、静力强度B、刚度C、低温冷脆D、疲劳强度

6、当剪应力等于（）fy时，受纯剪作用的钢材将转入塑性工作状态

A、

B、

C、

D、

7、应力集中愈严重，钢材也就变得愈脆，这是因为（）

A、应力集中降低了材料的屈服点 

B、应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到约束

C、应力集中处的应力比平均应力高

D、应力集中提高了钢材的塑性

8、在结构设计中，失效概率Pf与可靠指标的关系为（）。

A.、Pf越大，越大，结构可靠性越差

B.、Pf越大，越小，结构可靠性越差

C.、Pf越大，越小，结构越可靠

D.、Pf越大，越大，结构越可靠

9、当沿受力方向的连接长度l1>15d0时（d0为螺栓孔径），螺栓的抗剪和承压承载力设计值应予以降低，以防止（）。

A.、中部螺栓提前破坏B.、螺栓的连接变形过大

C.、螺栓受弯破坏D.、端部螺栓提前破坏

10、承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接（）。

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

11、在计算工字形截面两端铰支轴心受压构件腹板的临界应力时，其支承条件为（   ）

A、四边简支        B、三边简支,一边自由

C、两边简支,两边自由           D、悬臂

12、简支梁当（）时整体稳定性最差

A、梁上作用均布弯矩（各截面弯矩相等）B、满跨均布荷载作用

C、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用D、跨中集中荷载作用

13、在确定焊接工字形截面高度时可不考虑（）的限制条件。

A、建筑或工艺净空要求,B、最小刚度要求

C、经济要求D、工作环境条件要求

14、T形截面（图1）所示的拉弯构件强度计算最不利点为（）。

A、截面上边缘“1”点

B、截面下边缘“3”点

C、截面中和轴处“2”点

D、可能是“1”点，也可能是“3”点

题14图

15、格构式轴心受压构件的等边单角钢斜缀条可按轴心受压构件设计，但强度设计值要乘以折减系数以考虑（）。

A、剪力的影响B、单面连接偏心的影响

C、构件焊接缺陷的影响D、节点构件不对中的影响

16、实腹式轴心受压构件整体稳定的公式N/（ϕA）≤f物理意义是（）

A、构件截面上的平均应力不超过钢材抗压强度设计值

B、构件截面上的最大应力不超过钢材抗压强度设计值

C、构件截面上的最大应力不超过欧拉临界应力设计值

D、构件轴心压力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值

17、当钢材为Q235B与Q345B用手工焊接时，宜采用（）型焊条。

A、碳钢E43B、碳钢E50C、低合金E50D、低合金E55

18、在力学缺陷和几何缺陷中，（）对钢材轴心受压杆的临界力影响最大。

A、初弯曲B、初扭曲C、初偏心D、残余应力

19、弯矩作用平面在对称平面内的实腹式压弯构件，在弯矩作用平面内的失稳形式是（）。

A、空间失稳B、平面弯曲失稳C、扭转失稳D、弯扭失稳

20、在弹性阶段，侧面角焊缝上应力沿长度方向的分布为（）。

A、均匀分布B、一端大一端小

C、两端大而中间小D、两端小而中间大

二、判断题（1分×10=10分）

1、钢结构受拉构件一般只须计算强度和刚度。

（）

2、为了消除对接焊缝起弧和落弧不易熔透而出现的焊口,通常采用设置引弧板。

（）

3、当焊缝质量标准为一、二级时，认为对接焊缝的设计强度与母材相等。

（）

4、双轴对称十字形截面轴心受压构件一般发生的屈曲形式是扭转屈曲。

（）

5、缀条格构柱的斜缀条按受拉构件计算。

（）

6、工字形截面梁腹板的局部稳定是通过限制板件高厚比来保证的。

（）

7、钢材的疲劳破坏是积累损伤的结果。

（）

8、屋盖支撑体系中的刚性系杆既可受拉也可受压压杆。

（）

9、高强度螺栓承压型连接可以用于直接承受动荷载的结构。

（）

10、钢结构构件的疲劳计算采用允许应力幅法，且应力按弹性计算。

（）

三简答题（每小题5分，共20分）

1、试简述化学元素硫和磷对钢材材性的影响。

2、简述影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施。

3、《规范》给出了几条轴心受压构件的代表曲线？

是依据哪些情况来制定这些柱子曲线的？

4、计算格构式压杆绕虚轴弯曲的整体稳定性时，为什么要采用换算长细比？

四、计算题（50分）

1、如图所示一钢板与工字形柱的角焊缝T形连接。

手工焊，E43型焊条，hf=8mm。

设钢板高度为2a=400mm，钢板与一斜拉杆相连，拉杆受力F。

钢材采用Q235钢，试求两条焊缝能传递的静载设计值F。

已知

（10分）

题1图

2、如图2所示一牛腿，用C级螺栓连接于钢柱上，牛腿下设有承托板以承受剪力。

螺栓公称直径M20，孔径d0=22mm，螺纹处有效直径de=17.65mm，螺栓布置如图3。

竖向荷载设计值F=1.0×105N（静载），距柱翼缘表面200mm。

轴心拉力设计值N=1.0×105N。

试验算螺栓强度（12分）

已知、

题2图

3、某简支梁跨长为5.5m，在梁上翼缘承受均布静力荷载，恒载标准值为10.2kN/m（不包括梁自重），活载标准值为25kN/m，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑，钢材为Q235钢，梁的容许挠度为l/250。

若选用型钢Ⅰ36b，其单位长度质量为65.7kg/m，梁的自重荷载为0.644kN/m，Ix=16574cm4，Wx=921cm3，Ix/Sx=30.6cm，tw=12.0mm，试验算该受弯构件设计是否合理。

（13分）

已知、

题3图

4、某焊接工字形截面压弯构件，翼缘板截面－300×14；腹板截面－560×10，截面翼缘为剪切边（对x轴为b类截面，对y轴为c类截面），钢材为Q345钢。

两端铰接，长度为15m，承受的轴心压力设计值为N=900kN，在杆的中央有一横向集中荷载设计值P=120kN，在弯矩作用平面外位于杆的三分点处各有一个支撑点，如图4所示。

假设构件的局部稳定满足要求，试验算此构件其他方面是否满足要求。

已知、

，

弯矩平面内整体稳定计算公式、

，

；弯矩平面外整体稳定计算公式、

，

。

（15分）

题4图

b类截面轴心受压构件的稳定系数ϕ

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

60

0.807

0.802

0.797

0.791

0.786

0.780

0.774

0.769

0.763

0.757

70

0.751

0.745

0.739

0.732

0.726

0.720

0.714

0.707

0.701

0.694

c类截面轴心受压构件的稳定系数ϕ

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

70

0.643

0.636

0.629

0.623

0.616

0.610

0.604

0.597

0.591

0.584

80

0.578

0.572

0.566

0.559

0.553

0.547

0.541

0.535

0.529

0.523

90

0.517

0.511

0.505

0.500

0.494

0.488

0.483

0.477

0.472

0.467

齐齐哈尔大学钢结构期末复习模拟试题库1

参考答案

一、单选题（1分×20=20分）

1、A2、B3、A4、C5、A6、C7、B8、B9、D10、B

11、A12、A13、D14、B15、B16、D17、A18、D19B20、C

二、判断题（1分×10=10分）

1、√2、√3、√4、√5、×6、√7、√8、√9、×10、√

三简答题（每小题5分，共20分）

1、答、硫会引起钢材的热脆，还会降低钢材的冲击韧性、疲劳强度、抗锈蚀性能和焊接性能，在厚钢板中还会引起钢材的层状撕裂；磷可以提高钢材的强度和抗锈蚀能力，却严重的降低钢的韧性、塑性、冷弯性能和焊接性能，特别是在温度较低时会导致钢材发生冷脆。

2、答、影响梁整体稳定的因素有荷载的类型；荷载的作用位置；梁的侧向刚度、扭转刚度、翘曲刚度；受压翼缘的自由长度；梁的支座约束程度。

增强梁整体稳定的措施有增大受压翼缘的宽度；在受压翼缘设置侧向支撑；当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面；增加梁两端的约束提高其稳定承载力；采取措施使梁端不能发生扭转。

3、答、《规范》给出了4条轴心受压构件的代表曲线。

根据不同截面形状、不同加工条件和相应的残余应力大小、不同的弯曲屈曲方向以及l/1000的初弯曲来制定这些柱子曲线的。

4、答、格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲时，两分肢非实体相连，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件腹板弱，除弯曲变形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。

四、计算题（50分）

1、解、将拉力F分解为垂直于焊缝长度的分力

和沿焊缝长度的分力

，则、（1分）

（3分）

（3分）

由公式

得（1分）

，求得

（2分）

2、解、用C级螺栓（承托承受剪力）

1.螺栓承载力设计值。

一个C级螺栓在杆轴方向受拉的承载力设计值

为

（3分）

2.螺栓的拉力计算及螺栓强度验算

先假定被连接构件绕螺栓群的形心转动，此时弯矩的设计值

（1分）

故连接中螺栓最小拉力值为

（4分）

由于

，说明被加构件应偏安全地认为绕底排螺栓转动，由对底排螺栓取矩，取顶排螺栓最大拉力值为

（4分）

所以连接满足要求。

3、解、梁上的均布荷载标准值

（1分）

梁上的均布荷载设计值

（1分）

跨中的最大弯矩标准值

（1分）

跨中的最大弯矩设计值

（1分）

支座处的最大剪力设计值

（1分）

强度验算

弯曲正应力

（2分）

支座处最大剪力

（2分）

强度满足要求。

刚度验算

（3分）

刚度满足要求。

对于型钢截面无须进行局部稳定验算；另外梁的受压翼缘有可靠侧向支撑，整体稳定得到保障。

综上所述该受弯构件设计合理。

（1分）

4、解、1.构件截面特性

（0.5分）

（1.5分）

（1.5分）

（0.5分）

2.强度计算

跨中最大弯矩

（1分）

（2分）

强度满足要求。

3.弯矩平面内稳定计算

柱在框架平面内的计算长度为

（1分）

由

，查轴心受力稳定系数表得

（焊接、剪切边，属于b类截面）

（1分）

平面内仅一跨集中力作用，

（2分）

平面内稳定性满足。

4.弯矩平面外稳定计算

因柱平面外三分点有侧向支撑，故柱平面外的计算长度为

（1分）

由

，查轴心受力稳定系数表得

（焊接、剪切边，属于c类截面）

（1分）

AB段最大弯矩

弯矩系数（一端弯矩为零）

BC段最大弯矩

弯矩系数（有弯矩和横向荷载，同向曲率）

故应对BC段计算即可

（2分）

平面外稳定性满足。