哈工大考題鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)模擬試題(答案)：

1、模擬試題三：一、填空題（每空1分，共計(jì)22）1、鋼結(jié)構(gòu)防腐常采用的方法有_，_。點(diǎn)擊查看答案答：涂防腐漆、混凝土包裹2、衡量鋼材承受動(dòng)荷時(shí)抵抗脆性破壞的指標(biāo)是_。點(diǎn)擊查看答案答：沖擊韌性 3、材料為q235b的兩個(gè)鋼構(gòu)件相焊接時(shí)，應(yīng)選擇_型焊條。點(diǎn)擊查看答案答：e43 4、鋼材在熱加工過程中產(chǎn)生裂紋，可能是由于材料中的_元素含量過高。點(diǎn)擊查看答案答：硫(s) 5、在鋼結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范中，焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分為_級(jí)。點(diǎn)擊查看答案答：三 6、某連接采用承壓型螺栓，m20，端矩為40mm， 從構(gòu)造角度分析此連接可能發(fā)生_破壞。點(diǎn)擊查看答案答：(板件被)沖剪破壞 7、摩擦型高強(qiáng)螺栓依靠_傳力，以_為

2、承載力的極限狀態(tài)。點(diǎn)擊查看答案答：板間摩擦阻力、摩擦阻力被克服 8、軸心受壓桿有_種穩(wěn)定平衡壯態(tài)，其穩(wěn)定屬于第_類穩(wěn)定。點(diǎn)擊查看答案1答：二、一 9、某單軸對(duì)稱截面軸心受壓構(gòu)件，若繞對(duì)稱主軸失穩(wěn)，將是_屈曲，若繞對(duì)非稱主軸失穩(wěn)，將是_屈曲。點(diǎn)擊查看答案答：彎扭、彎曲 10、某梁材料為q235，當(dāng)腹板高厚比h0/tw=100時(shí)，為保證腹板的局部穩(wěn)定應(yīng)設(shè)置_加勁助, 當(dāng)腹板h0/tw=180時(shí)，應(yīng)設(shè)置_加勁助。點(diǎn)擊查看答案答：橫向、縱向 11、在梁的設(shè)計(jì)過程中，限制梁的撓度，屬于_極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。點(diǎn)擊查看答案答：正常使用 12、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)形式可分為在彎矩作用平面內(nèi)的_失穩(wěn)和在彎矩作用

3、平面外的_失穩(wěn)。點(diǎn)擊查看答案答：平面內(nèi)、平面外 13、格構(gòu)式柱受壓彎作用，截面面積為480cm2，鋼材q235b，f=205n/mm2。彎矩產(chǎn)生的截面水平剪力為100kn，計(jì)算綴件時(shí)所使用的柱截面水平剪力為_kn。點(diǎn)擊查看答案答：115.8 14、梯形鋼屋架節(jié)點(diǎn)板的厚度是根據(jù)_確定的。點(diǎn)擊查看答案答：受力最大的腹桿內(nèi)力 15、屋架下弦支座節(jié)點(diǎn)處應(yīng)設(shè)_性系桿，此系桿按_設(shè)計(jì)。點(diǎn)擊查看答案2答：剛、壓桿 二、單項(xiàng)選擇題(將序號(hào)寫在橫線上方) (每題2分, 共計(jì)16分)1、最易產(chǎn)生脆性破壞的應(yīng)力狀態(tài)是_。 單向壓應(yīng)力狀態(tài) 三向拉應(yīng)力狀態(tài) 二向拉一向壓的應(yīng)力狀態(tài) 單向拉應(yīng)力狀態(tài) 答： 2、產(chǎn)生焊接殘余

4、應(yīng)力的主要因素之一是_。 鋼材的塑性太低 鋼材的彈性模量太高 焊接時(shí)熱量分布不均勻 焊縫的厚度太小答： 3、如圖所示，等邊角鋼受軸心力n=300kn，肢背焊縫受力n1=_kn。 90 195 210 225答： 4、圖示摩擦型高強(qiáng)螺栓群受彎時(shí)的旋轉(zhuǎn)中心為_。 a點(diǎn) b點(diǎn) c點(diǎn)3 點(diǎn)擊查看答案點(diǎn)擊查看答案點(diǎn)擊查看答案 d點(diǎn) 答： 5、某軸壓柱繞兩主軸屬于不同類截面，等穩(wěn)定條為_。x=yx=yix=iyix=iy答： 6、雙肢格構(gòu)式軸心受壓柱，虛軸為x-x軸，實(shí)軸為y-y軸，應(yīng)根據(jù)_確 定兩單肢間距離。x=yox=yx=oy強(qiáng)度條件 答： 7、某梁的截面幾何尺寸已定，荷載作用于梁的受拉下翼緣上,欲

5、提高此梁整體穩(wěn)定承載力的最有效途徑是_。 改變梁荷載作用位置 改變梁的材料 減小梁受壓翼緣的自由長度 改變梁端支承條件答： 4 點(diǎn)擊查看答案 點(diǎn)擊查看答案 點(diǎn)擊查看答案 點(diǎn)擊查看答案8、屋架上弦桿兩節(jié)間在a、b點(diǎn)平面外有側(cè)向支撐，計(jì)算桿ab平面外穩(wěn)定時(shí)，計(jì)算長度取_。 l1 0.9(l1+l2) l2 0.875(l1+l2) 點(diǎn)擊查看答案答： 三、簡答題：(共14分)1、為什么不同厚度的同一種類鋼材強(qiáng)度取值不同？(6分) 點(diǎn)擊查看答案答：同一種類不同厚度的鋼材，軋制次數(shù)不一樣；薄鋼板軋制次數(shù)多、晶粒細(xì)、強(qiáng)度高。 2、截面如圖各簡支梁，梁高和截面面積均相等，除截面放置和荷載在截面上的作用位置不

6、同之外，其它條件均相同，請(qǐng)指出整體穩(wěn)定性最好的和最差的梁？并說明理由？(8分) 點(diǎn)擊查看答案答：圖b所示整體穩(wěn)定性最好，圖c所示整體穩(wěn)定性最差。因圖b荷載作用于下翼緣而限制梁的扭轉(zhuǎn)，所以圖b整體穩(wěn)定性好于圖a， 同理圖d的整體穩(wěn)定性好于圖c； 因圖b加強(qiáng)了受壓翼緣，所以圖b整體穩(wěn)定性好于圖d，同理圖a的整體穩(wěn)定性好于圖c。 四、計(jì)算題：（共48分）1、右圖所示角鋼，兩邊用角焊縫與柱相連，鋼材q345，焊條e50系列，手工焊，繞角焊，承受靜力荷載設(shè)計(jì)值f=400kn，試求所采用的焊角厚度hf=? ( 焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值5 =200n/mm2)(14分) 答：6 點(diǎn)擊查看答案 2、驗(yàn)算圖示摩擦型高強(qiáng)螺

7、栓連接是否滿足要求？已知螺栓 m24，8.8級(jí)，抗滑移系數(shù)u=0.55，預(yù)拉力p=155kn，受靜載，v=270 kn，n=480 kn (10分) 答： 3、軸心受壓柱如圖所示。鋼材q235b，f=215n/mm2，采用焊接組合截面，定承載力和局部穩(wěn)定能否滿足要求？(14分) 7 點(diǎn)擊查看答案 試驗(yàn)算其整體穩(wěn)8 點(diǎn)擊查看答案答： 4、圖示簡支梁受集中荷載作用，梁截面采用hm400200813熱軋h型鋼制成，鋼材為q235b，f=215n/mm2，已知a84.12cm2，ix=23700cm4，wx1190cm3。梁的穩(wěn)定系數(shù)b=0.5547，x=1.05，梁截面有削弱，試驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定和抗

8、彎強(qiáng)度是否滿足要求？(10分) 點(diǎn)擊查看答案9答： 模擬試題一：一、填空題（每空1分，共計(jì)32）1鋼結(jié)構(gòu)防火常采用的方法有_，_。點(diǎn)擊查看答案答：涂防火漆、混凝土包裹 2建筑鋼材的主要性能指標(biāo)有伸長率、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、冷彎性能、沖擊韌性、z向收縮率，其中伸長率是衡量鋼材_能力的指標(biāo)；_是衡量鋼材抗層狀撕裂能力的指標(biāo)。點(diǎn)擊查看答案答：塑性變形、z向收縮率 3. 高強(qiáng)度低合金鋼的焊接性能可以通過_值來衡量。點(diǎn)擊查看答案答：碳當(dāng)量（ce） 4鋼材受三向同號(hào)拉應(yīng)力作用時(shí)，即使三向應(yīng)力絕對(duì)值很大，甚至大大超過屈服點(diǎn)，但兩兩應(yīng)力差值不大時(shí)，材料不易進(jìn)入_狀態(tài)，此時(shí)發(fā)10生的破壞為_破壞。點(diǎn)擊查看答案答

9、：塑性、脆性 5在溫度250左右時(shí)，鋼材的性能與在常溫時(shí)相比較，強(qiáng)度更_、塑性更_。點(diǎn)擊查看答案答：高（好）、差（壞） 6q235a級(jí)鋼不能用于主要焊接結(jié)構(gòu)，原因在于不能保證_。點(diǎn)擊查看答案答：含碳量 7、采用手工電弧焊，材料為q345的鋼構(gòu)件相焊接時(shí)，應(yīng)選擇_型焊條；材料為q235和q345的構(gòu)件相焊接時(shí)，應(yīng)選擇_型焊條。點(diǎn)擊查看答案答：e50、e43 8、板厚為t寬度為b的板采用對(duì)接焊縫連接，施焊時(shí)未設(shè)引弧板，則計(jì)算長度取為_。點(diǎn)擊查看答案答：b-2t 9、兩鋼板厚度分別為10mm和16mm，采用雙面 t型連接，手工焊，其最小焊腳尺寸可取_mm。點(diǎn)擊查看答案答：6 10、承壓型高強(qiáng)螺栓依靠

10、_和_共同傳力，以_為承載力的極限狀態(tài)。點(diǎn)擊查看答案答：摩擦阻力、栓桿、栓桿被剪斷或板件被擠壓破壞 11、普通螺栓連接受剪時(shí)的四種破壞形式為螺栓受剪破壞、_破壞、板件被沖剪破 11壞、板件被拉斷破壞，其中板件被沖剪破壞是由于_不滿足構(gòu)造要求而引起的。點(diǎn)擊查看答案答：板件被擠壓、端距（端距<2d0） 12、殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度承載力_影響，降低_承載力，_剛度。點(diǎn)擊查看答案答：無、穩(wěn)定、降低 13、軸心受壓柱柱腳底板的大小是根據(jù)混凝土的_確定的，底板的厚度是根據(jù)_確定的。點(diǎn)擊查看答案答：抗壓強(qiáng)度、（底板）抗彎強(qiáng)度（或）14、計(jì)算構(gòu)件的局部穩(wěn)定時(shí)，工字形截面軸壓構(gòu)件的腹板可以看成_簡支的矩形

11、板，其翼緣板的一半（即外伸部分）可以看成_的矩形板。點(diǎn)擊查看答案答：四邊、三邊簡支一邊自由（或三邊簡支） 15、與不考慮屈曲后強(qiáng)度的梁相比，考慮屈曲后強(qiáng)度的梁，其腹板的抗剪承載力_，抗彎承載力_。點(diǎn)擊查看答案答：提高、（略有）下降 16、在梁的整體穩(wěn)定計(jì)算中,等于_為梁彈性和彈塑性工作的分界點(diǎn)。點(diǎn)擊查看答案答：0.6 17、屋架上弦桿的承載能力由_控制，屋架下弦桿的截面尺寸由_控制。點(diǎn)擊查看答案答：穩(wěn)定、強(qiáng)度 1218、在廠房結(jié)構(gòu)中，無檁屋蓋的屋架在下弦跨中處應(yīng)設(shè)_性系桿。點(diǎn)擊查看答案答：柔 二、簡答題 (每題5分，共20分)1、簡述以屈服強(qiáng)度fy作彈性設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)的依據(jù)？ 點(diǎn)擊查看答案答：a

12、、以 fy作彈性、塑性工作的分界點(diǎn)，屈服后，（23），易察覺；若過大，產(chǎn)生的變形過大，不允許； b、從fyfu,塑性工作區(qū)很大，有足夠的變形保證截面上的應(yīng)力不超過fu，fyfu作為強(qiáng)度儲(chǔ)備。2、簡述梁腹板加勁肋的布置原則？點(diǎn)擊查看答案答：a、當(dāng)時(shí)，梁腹板的局部穩(wěn)定得到保證；對(duì)無局部壓應(yīng)力（c0）的梁，可不配置加勁肋；對(duì)有局部壓應(yīng)力的梁，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋；b、當(dāng)當(dāng)或肋。0.5h0橫肋間距2h0；無局壓的梁，若，橫肋間距可取2.5h0； ，應(yīng)配置橫向加勁肋， （受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束）， （受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束），或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)配置縱向加勁c、局部壓應(yīng)力很大的梁

13、，尚宜在受壓區(qū)配置短橫向加勁肋；d、任何情況下，；e、支座處和受壓翼緣較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承支承加勁肋。 3、試說明如圖所示格構(gòu)式偏心受壓綴條柱中綴條的設(shè)計(jì)13 點(diǎn)擊查看答案答：水平剪力取實(shí)際剪力和似按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。的大值，此剪力與斜綴條的水平分力平衡，得到斜綴條所受的力，斜綴條近4、梯形鋼屋架腹桿（采用雙角鋼）的截面形式如何，是如何確定的？點(diǎn)擊查看答案答：端豎桿采用不等邊角鋼長邊相連或十字形截面；端斜桿采用不等邊角鋼長邊相連；跨中豎桿采用十字形截面；其它腹桿采用等邊角鋼相連；是根據(jù)等穩(wěn)定原則x=y，即iy/ix=loy/lox確定的。 三 計(jì)算題（共四題，計(jì)48分）1、圖示連接，

14、受靜載，鋼材q235b，焊條e4303，求？(9分) =160n/mm2。驗(yàn)算焊縫能否滿足承載要 點(diǎn)擊查看答案答： 14 2、圖示摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，被連接板厚14mm，單塊拼接蓋板厚12mm，鋼材q235b，f=215n/mm2，螺栓m20，10.9級(jí)，預(yù)拉力p=155kn，栓孔直徑22mm，鋼材表面噴砂后涂無機(jī)富鋅漆，摩擦面的抗滑移系數(shù)0.35，計(jì)算該連接所能承受的最大軸力？(9分) 點(diǎn)擊查看答案答： 15 3、計(jì)算右圖所示格構(gòu)式綴板柱（同一截面綴板線剛度之和大于柱肢線剛度的6倍）的最大承載力（僅考慮柱的整體穩(wěn)定）,已知柱截面a=45.622=91.24cm2, 截面無削弱, 材料q235

15、-b,f=215n/mm2 , 截面慣性矩ix=10260cm4, iy=13620cm4, 單肢的i12.0cm,柱計(jì)算長度lox=loy=6m(15分) 點(diǎn)擊查看答案 16答： 4、某普通工字梁，如圖，該梁承受靜力荷載設(shè)計(jì)值p=180kn(忽略自重)，已知跨度l=6m，鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215n/mm2，fv=125n/mm2，x=1.05，截面慣性矩i<sub?< sub>x=397906133mm4，截面的最大面積矩s=864400mm3，上翼緣對(duì)中和軸的面積矩s1=614400mm3，支座處設(shè)有支承加勁肋，試問該梁是否滿足強(qiáng)度和局部穩(wěn)定的要求（不考慮屈曲后強(qiáng)度）？

16、如該梁不滿足整體穩(wěn)定的要求，在不改變荷載和截面的條件下，應(yīng)采取什么措施？(15分) 點(diǎn)擊查看答案17答： 181. 簡述鋼結(jié)構(gòu)有哪些主要特點(diǎn)。（8分） 答： （1）鋼材的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕；（2）鋼材的塑性和韌性好；（3）材質(zhì)均勻，和力學(xué)計(jì)算的假定比較符合；（4）鋼結(jié)構(gòu)密閉性好；（5）鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，施工周期短；（6）鋼材耐腐蝕性差；（7）鋼材耐熱，但不耐火。 2. 什么是鋼材的應(yīng)力集中現(xiàn)象，它對(duì)鋼材的性能有什么影響。（8分） 答：鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中有時(shí)存在著孔洞、槽口、凹角、缺陷以及截面突然改變時(shí)，構(gòu)件中的應(yīng)力分布將不再保持均勻，而是在缺陷以及截面突然改變處附近，出現(xiàn)應(yīng)力線曲折、密集、產(chǎn)生高峰

17、應(yīng)力，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中現(xiàn)象。在應(yīng)力集中處應(yīng)力線發(fā)生彎曲、變密，出現(xiàn)高峰應(yīng)力區(qū)并常使構(gòu)件處于同號(hào)的雙向或三向應(yīng)力場的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，阻礙了鋼材塑性變形的發(fā)展，促使鋼材轉(zhuǎn)入脆性狀態(tài)，造成脆性破壞。3. 選擇鋼材標(biāo)號(hào)時(shí)，應(yīng)考慮哪些因素。（6分） 答：（1）結(jié)構(gòu)的重要性；（2）荷載情況(靜載或動(dòng)載)；（3）連接方法（焊接或非焊接連接）；（4）工作條件（溫度及腐蝕介質(zhì)）；（5）鋼材厚度。 4. 簡述化學(xué)元素碳、錳、硫、磷和氮對(duì)鋼材的性能各有什么影響。（6分） 答：（1）碳：碳含量提高，則鋼材強(qiáng)度提高，但同時(shí)鋼材的塑性、韌性、疲勞強(qiáng)度、可焊性及抗銹蝕能力下降；（2）錳：錳可提高鋼材強(qiáng)度但不過多降低塑性和

18、沖擊韌性；（3）硫：硫使鋼材易發(fā)生熱脆現(xiàn)象，還能降低鋼材的塑性、韌性可焊性和疲勞強(qiáng)度；（4）磷：磷能降低鋼材的塑性、韌性可焊性和疲勞強(qiáng)度，磷使鋼材發(fā)生冷脆現(xiàn)象，但能提高鋼的強(qiáng)度和抗銹蝕能力；（5）氮：氮是有害元素，與磷類似，使鋼冷脆。 5. 試比較普通螺栓與摩擦型高強(qiáng)度螺栓，在剪力作用下的計(jì)算假定和計(jì)算公式有何異同處。（8分）答：普通螺栓連接在抗剪時(shí)依靠桿身承壓和螺栓抗剪來傳遞剪力，不計(jì)預(yù)拉力的影響，在計(jì)算中只考慮栓桿剪斷和孔壁承壓破壞這兩種破壞形式，以螺桿剪斷或孔壁擠壓破壞為其承載能力的極限狀態(tài)。而摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接單純依靠被連接構(gòu)件間的摩擦阻力傳遞剪力，以剪力達(dá)到最大摩擦力作為承載能力的

19、極限狀態(tài)。兩者在計(jì)算公式中的區(qū)別如下：普通螺栓： 單個(gè)抗剪承載力設(shè)計(jì)值：n=nvbvpd2419 fvbb單個(gè)承壓承載力設(shè)計(jì)值：nc=dtfcbb單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值： nmin=min(nvb,ncb)驗(yàn)算時(shí)： b nvnmin摩擦型高強(qiáng)度螺栓： b單個(gè)抗剪承載力設(shè)計(jì)值：nv=arnfmp 驗(yàn)算時(shí)： nvnvb 6. 格構(gòu)式柱有什么特點(diǎn)，它與實(shí)腹式柱在整體穩(wěn)定的計(jì)算上有何異同。（8分） 答：軸心受壓格構(gòu)式柱一般采用對(duì)稱截面，由肢件和綴材組成。格構(gòu)式截面容易使壓桿實(shí)現(xiàn)兩主軸方向的等穩(wěn)定性，同時(shí)剛度大，抗扭性能好，用料較省。在格構(gòu)式柱中當(dāng)繞實(shí)軸發(fā)生彎曲失穩(wěn)時(shí)，其整體穩(wěn)定的計(jì)算同實(shí)腹式柱，由實(shí)軸的

20、長細(xì)比ly查jy值，計(jì)算公式為n/(jya)f；當(dāng)繞虛軸發(fā)生彎曲失穩(wěn)時(shí)，用換算長細(xì)比lox來代替對(duì)虛軸的長細(xì)比lx，求出相應(yīng)的jx，計(jì)算公式同實(shí)腹式軸心壓桿，即n/(jxa)f。 7. 工字型截面的軸心壓桿和壓彎構(gòu)件，其翼緣板局部穩(wěn)定的確定原則和計(jì)算公式有何不同，并說明理由。（8分） 答：工字型截面的軸心壓桿其翼緣板的局部穩(wěn)定是根據(jù)局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定的等穩(wěn)定性，即板件的局部穩(wěn)定臨界應(yīng)力不小于構(gòu)件整體穩(wěn)定的臨界應(yīng)力（等穩(wěn)原則）來確定其寬厚比，翼緣的寬厚比計(jì)算公式為： b/t(10+0.1lmax)235， fy其中當(dāng)lmax100時(shí)，取lmax=100。工字型截面的壓彎構(gòu)件其翼緣板的局部穩(wěn)定是由

21、受壓翼緣的臨界應(yīng)力不低于鋼材的屈服點(diǎn)（等強(qiáng)原則）確定的，翼緣的寬厚比計(jì)算公式為：b/t9235/fy（塑性）；b/t13235/fy（部分塑性）；b/t15235/fy（彈性）。由于翼緣的屈曲不會(huì)影響構(gòu)件的整體穩(wěn)定。 8. 簡述梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象，影響梁臨界彎距的主要因素有哪些。（8分） 答：梁的截面一般窄而高，彎矩作用在其最大剛度平面內(nèi)，當(dāng)荷載較小時(shí)，梁的彎曲平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。當(dāng)荷載增大到某一數(shù)值后，梁在彎矩作用平面內(nèi)彎曲的同時(shí)，將突然發(fā)生側(cè)向的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，并喪失繼續(xù)承載的能力，這種現(xiàn)象稱為梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象。梁的臨界彎矩mcr主要和梁的側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度、翹曲剛度、梁的截面形狀、荷載類

22、型、荷載作用位置以及梁的跨度等有關(guān)。 209. 鋼結(jié)構(gòu)框架鋼柱的計(jì)算長度系數(shù)與哪些因素有關(guān)。（6分） 答：鋼結(jié)構(gòu)框架鋼柱的計(jì)算長度系數(shù)與框架類型、相交于柱上端節(jié)點(diǎn)的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值k1、相交于柱下端節(jié)點(diǎn)的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值k2、柱與基礎(chǔ)的連接方式、橫梁遠(yuǎn)端連接方式、橫梁軸力大小以及柱的形式等因素有關(guān)。 10. 簡述三角型鋼屋架的主要特點(diǎn)和適用范圍。（8分） 答：三角型鋼屋架的主要特點(diǎn)：防水處理簡單，支座處構(gòu)造復(fù)雜，弦桿各節(jié)間的(a1=0.65,a2=0.35) （10分） 解：fwf=220n/ 又 tf1=n1/(helw1)ffw，所以 llw1n1/(h

23、effw)=409.51103/(5.6220)=332.39mm n2/(heffw)=109.51103/(5.6220)=88.89mm w2所需的lw：lw1=332.39/2=166.19mm，lw2=88.89/2=44.44mm 21實(shí)際長度為l1=lw1+hf=166.19+8=174.19mm，取取l1=180mm； 12. 某工作平臺(tái)的軸心受壓柱如圖所示，已知荷載n =2300kn，鋼柱計(jì)算長度lx=7.0m，ly=4.0m，鋼材為q345b，f=315n/mm2,fy=345n/mm2, 試確定柱的整體穩(wěn)定承載力和局部穩(wěn)定能否滿足要求？（16分） 解：f=315n/截面特

24、性： l2=lw2+hf=44.44+8=52.44mm，取l2=60mm。 ix123003iy=2=54106mm4 12ix=ix/a=257.317106/9300=166.34mm iy=iy/a=54106/9300=76.20mm lox7103長細(xì)比： lx=42.1l=150 ix166.34 4103ly=52.5l=150 iy76.20loy整體穩(wěn)定：由長細(xì)比查表得穩(wěn)定系數(shù)為：jx=0.851，jy=0.786 n2300103=314.6n/mm2f=315n/mm2 jminajya0.7869300n22 整體穩(wěn)定滿足要求； b150-3=12.25(25+0.5

25、lmax)235/fy=42.30 tw6由以上計(jì)算結(jié)果知，此柱的整體穩(wěn)定承載力滿足要求，局部穩(wěn)定中翼緣的寬厚比滿足要求，但腹板的高厚比不滿足要求。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 試 題 一 填空題（每空1分，共計(jì)32分） 1、 鋼結(jié)構(gòu)防火常采用的方法有 ，。2、 建筑鋼材的主要性能指標(biāo)有伸長率、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、冷彎性能、沖擊韌性、z向收縮率，其中伸長率是衡量鋼材 能力的指標(biāo)；是衡量鋼材抗層狀撕裂能力的指標(biāo)。3、 高強(qiáng)度低合金鋼的焊接性能可以通過 值來衡量。4、 鋼材受三向同號(hào)拉應(yīng)力作用時(shí)，即使三向應(yīng)力絕對(duì)值很大，甚至大大超過屈服點(diǎn)，但兩兩應(yīng)力差值不大時(shí)，材料不易進(jìn)入 狀態(tài)，此時(shí)發(fā) 生的破壞

26、為 破壞。5、 在溫度250左右時(shí)，鋼材的性能與在常溫時(shí)相比較，強(qiáng)度更、塑性更。6、 q235a級(jí)鋼不能用于主要焊接結(jié)構(gòu)，原因在于不能保證 。7、 當(dāng)采用手工電弧焊，材料為q345的鋼構(gòu)件相焊接時(shí)，應(yīng)選擇型焊條；材料為q235和q345的構(gòu)件相焊接時(shí)，應(yīng)選擇 型焊條。8、 兩塊板厚為t寬度為b的板采用對(duì)接焊縫連接，施焊時(shí)未設(shè)引弧板，則 23計(jì)算長度取為 。 9、兩鋼板厚度分別為10mm和16mm，采用雙面 t型連接，手工焊，其最小焊腳尺寸可取 mm。10、承壓型高強(qiáng)螺栓依靠 和 共同傳力，以 為承載力的極限狀態(tài)。11、普通螺栓連接受剪時(shí)的四種破壞形式為螺栓受剪破壞破壞 、板件被沖剪破壞、板件被

27、拉斷破壞，其中板件被沖剪破壞是 由于 不滿足構(gòu)造要求而引起的。12、殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度承載力 影響 ，降低 承載力，剛度 。13、軸心受壓柱柱腳底板的大小是根據(jù)混凝土的 確定的，底板的厚度是根據(jù) 確定的。14、計(jì)算構(gòu)件的局部穩(wěn)定時(shí)，工字形截面軸壓構(gòu)件的腹板可以看成 簡支的矩形板，其翼緣板的一半（即外伸部分）可以看成的矩形板。15、與不考慮屈曲后強(qiáng)度的梁相比，考慮屈曲后強(qiáng)度的梁，其腹板的抗剪承載力 ，抗彎承載力 。16、在梁的整體穩(wěn)定計(jì)算中, jb等于 為梁彈性和彈塑性工作的分界點(diǎn)。17、屋架上弦桿的承載能力由 控制，屋架下弦桿的截面尺寸由控制。18、在廠房結(jié)構(gòu)中，無檁屋蓋的屋架在下弦跨中處應(yīng)

28、設(shè) 性系桿。 24二、 簡答題 (每題5分，共20分)1、簡述以屈服強(qiáng)度fy作彈性設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)的依據(jù)？ 2、簡述梁腹板加勁肋的布置原則？3、 試說明如圖所示格構(gòu)式偏心受壓綴條柱中綴條的設(shè)計(jì)內(nèi)力如何選取？ 4、梯形鋼屋架腹桿（采用雙角鋼）的截面形式如何，是如何確定的？ 三 計(jì)算題（共四題，計(jì)48分）21、圖示連接，受靜載，鋼材q235b，焊條e4303，fw=160n/mm。驗(yàn)算焊縫 f能否滿足承載要求？(9分) 2、圖示摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，被連接板厚14mm鋼材q235b，f =215n/mm2，螺栓m20，10.9 徑22mm，鋼材表面噴砂后涂無機(jī)富鋅漆，摩擦面的抗滑移系數(shù)0.35， 計(jì)算該

29、連接所能承受的最大軸力？ (9分) 4 44 3、計(jì)算右圖所示格構(gòu)式綴板柱（同一截面綴板線剛度之和大于柱肢線剛度的6倍）的最大承載力（僅考慮柱的整體穩(wěn)定）, 已知柱截面a=45.622=91.24cm2,截面無削弱, 材料q235-b, f=215n/mm2 , 截面慣性矩ix=10260cm4, iy=13620cm4, 單肢的i1=2.0cm ,柱計(jì)算長度lox=loy= 6m (15分) 4、某普通工字梁，如圖，該梁承受靜力荷載設(shè)計(jì)值p=180 kn(忽略自重)，已知跨度l=6m，鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f =215n/mm2，fv=125n/mm2，x=1.05，截面慣性矩ix=3979061

30、33mm4，截面的最大面積矩s=864400mm3，上翼緣對(duì)中和軸的面積矩s1=614400mm3，支座處設(shè)有支承加勁肋，試問該梁是否滿足強(qiáng)度和局部穩(wěn)定的要求（不考慮屈曲后強(qiáng)度）？如該梁不滿足整體穩(wěn)定的要求，在不改變荷載和截面的條件下，應(yīng)采取500 26 1.8m 2.4m 1.8m 1 12 什么措施？(15分)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理試題參考答案 一、填空題：(每空1分，共32分) 1、 涂防火漆、混凝土包裹2、 塑性變形、z向收縮率3、 碳當(dāng)量（ce）4、 塑性、脆性5、 高（好）、差（壞）6、 含碳量7、 e50、e438、 b-2t9、 610、 摩擦阻力、栓桿、栓桿被剪斷或板件被擠壓破壞11

31、、 板件被擠壓、端距（端距< 2d0）12、 無、 穩(wěn)定、 降低13、 抗壓強(qiáng)度、（底板）抗彎強(qiáng)度（或t=mf）14、 四邊、三邊簡支一邊自由（或三邊簡支）15、 提高、（略有）下降16、 0.617、 穩(wěn)定、強(qiáng)度18、 柔 二、 簡答題 (每題5分，共20分)1、 a、 以 fy作彈性、塑性工作的分界點(diǎn)，屈服后，（23），易察覺；若過大，產(chǎn)生的變形過大，不允許；b、 從 fy fu ,塑性工作區(qū)很大，有足夠的變形保證截面上的應(yīng)力不超過fu ， fy fu 作為強(qiáng)度儲(chǔ)備。 80f時(shí)，梁腹板的局部穩(wěn)定得到保證；2、 a、 當(dāng) h 0w 235 y對(duì)無局部壓應(yīng)力（c0）的梁，可不配置加勁肋；

32、 27對(duì)有局部壓應(yīng)力的梁，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋；b、 當(dāng) h 0tw 80 235 f y，應(yīng)配置橫肋，當(dāng) h 0 w 170 235 f y（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束），235 或 h 0w 150 f y（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束），或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)配置縱向加勁肋。0.5h0橫肋間距2h0； 100無局壓的梁，若 h 0 ，橫肋間距可取2.5h0 ； wc、 局部壓應(yīng)力很大的梁，尚宜在受壓區(qū)配置短橫向加勁肋； d、 任何情況下，h 0w 250 ；e、 支座處和受壓翼緣有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承支承加勁肋。3、水平剪力取實(shí)際剪力和 fy235的大值，此剪力與斜

33、綴條的水平分力平衡，得到斜綴條所受的力，斜綴條近似按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。4、端豎桿采用不等邊角鋼長邊相連或十字形截面；端斜桿采用不等邊角鋼長邊相連；跨中豎桿采用十字形截面；其它腹桿采用等邊角鋼相連；是根據(jù)等穩(wěn)定原則x=y，即iy/ix=loy/lox確定的。 af85三、計(jì)算題（共四題，計(jì)48分） 1、解：將力簡化到焊縫群的形心為：（2剪力 v=p=100kn彎矩 m=p0.14=14knm614106在m作用下：f=149.5mm2 2220.7hflw20.78(240-28)（46m100103在v作用下：tf=39.9nmm2 20.7hflw20.78(240-28)v左、右兩側(cè)點(diǎn)為危

34、險(xiǎn)點(diǎn)（3分） 149.52()2+2f=()+(39.9)2=128.9nmm2fwf=160 1.221.22f 焊縫能滿足承載力要求282、解單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：（4分） nv=nfmp=0.920.35155=97.65kn b焊縫一側(cè)8個(gè)螺栓所能承擔(dān)的荷載 n1=8nb=897.65=781.2kn v第一排螺栓處為危險(xiǎn)截面11，如右圖 2nanf 即：(1-0.5n1n)nanf （4分）(1-0.5(14220-31422)2152解得：n 570510n = 570.5 kn22截面0.5(n-n)(240+4702+702-522)14f解得：n 3525312n =

35、 3525 kn（1分） 該連接所能承受的最大軸力為570.5 kn3、解：計(jì)算繞實(shí)軸的承載力iy=iya=91.24=12.2cm（4y=loyiy=49.18l=150查表得： jy=0.86ny=jyaf=0.869124215=1687kn計(jì)算繞虛軸的承載力ix=ixa=10.6cm（2x=loxix=.6=56.6（2分） 1=l1i1=(730-20=26.5（2分） ox=2x+12=56.62+26.52=62.5l=150查表得： jx=0.794（2nx=jxaf=0.7949124215=1557.6kn1=26.50.5max=31.3 且1< 40 ，1>

36、 25（229 1 1所以單肢穩(wěn)定滿足（1分） 故最大承載力為nmax = 1557.6 kn4、解：荷載作用點(diǎn)所在截面受力最大，（2最大剪力v=180kn跨中最大彎矩m=1801.8=324knm跨中最大彎矩處，即荷載作用處=m=324106262=202.9nmm2f=215nmm2（2xix0.5h1.05397906133翼緣與腹板連接處正應(yīng)力 s1=202.9262=193.6mm2 抗彎滿足要求荷載作用處最大剪應(yīng)力：tmax=vsmaxi=1801038644003979061338=48.87mm2fv=125mm2xtw（2緣與腹板連接處vs11801036144001=i=3

37、4.7mm2fv=125xtw3979061338mm2 抗剪滿足要求 （2pc=l=1.0180103=140.6nmm2f=215mm2ztw(100+512)8翼緣與腹板連接處的折算應(yīng)力：2222193.6140.6+334.7212+c-s1sc+3=+140.6-（2=183.4mm21f=1.1215=236.5mm2（1分） 強(qiáng)度滿足要求腹板 h0tw=62.580（2翼緣板 b1t=813 局部穩(wěn)定滿足要求（2分） 在受壓上翼緣設(shè)側(cè)向支撐，可滿足整體穩(wěn)定要求。 30 荷載作用位置翼（或在受壓上翼緣上設(shè)剛性鋪板，且鋪板與上翼緣牢固連接） 一、 填空題：(每空1分，共20分)1、

38、計(jì)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采用荷載的值；計(jì)算疲勞時(shí)，應(yīng)采用荷載的 值。2、 鋼材q235b中，235代表 ，按脫氧方法該鋼材屬于 鋼。3、 對(duì)于普通碳素鋼，隨含碳量的增加，鋼材的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度 ，塑性和韌性 ，焊接性能 。4、當(dāng)采用三級(jí)質(zhì)量受拉斜對(duì)接焊縫連接的板件，承受軸心力作用，當(dāng)焊縫軸線與軸心力方向間夾角滿足 ，焊縫強(qiáng)度可不計(jì)算 。5、鋼材的選用應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、 、 等因素綜合 考慮，選用合適的鋼材。6、鋼材受三向同號(hào)拉應(yīng)力作用，數(shù)值接近，即使單項(xiàng)應(yīng)力值很大時(shí)，也不易進(jìn)入 狀態(tài)，發(fā)生的破壞為 破壞。7、 某梯形鋼屋架，屋脊處應(yīng)設(shè) 性系桿，該系桿按 桿設(shè)計(jì)。8、

39、軸心受壓柱的柱腳底板厚度是按底板的 受力工作確定的。9、 如下圖突緣式支座加勁肋，應(yīng)按承受支座反力的軸心受壓構(gòu)件計(jì)算梁平面外（繞z軸）穩(wěn)定，鋼材q235鋼，此受壓構(gòu)件截面面積值為 ， 其長細(xì)比為 。11200 10 10、 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的穩(wěn)定計(jì)算采用換算長細(xì)比是考慮的影響。11、實(shí)腹式單向偏心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定，分為彎矩 的穩(wěn)定和 彎矩 的穩(wěn)定。 二、 單項(xiàng)選擇題(每題2分，共16分)31l1、對(duì)于q235鋼板，其厚度越大 。a. 塑性越好b. 韌性越好c. 。a. 1 b. 3 c. 2或4 d. 5n 3、工字形截面軸心受壓構(gòu)件,翼緣外伸部分的寬厚比b/t(10+0.1l式中的

40、 是 。a.構(gòu)件繞強(qiáng)方向的長細(xì)比b.構(gòu)件兩個(gè)方向的長細(xì)比平均值c.構(gòu)件兩個(gè)方向的長細(xì)比較大值d.構(gòu)件兩個(gè)方向的長細(xì)比較小值 4、單向受彎構(gòu)件的抗彎強(qiáng)度s=mx/(gxwnx)f 其中g(shù)x=1.05時(shí),為使翼緣不先 失去局部穩(wěn)定, 翼緣外伸部分的寬厚比b/t為 。 a .b.c.d. 5、已知焊接工字形截面簡支梁，承受均布荷載作用,鋼材q235，fy=235n/mm2，并在支座設(shè)置支承加勁肋，梁腹板高度900mm，厚度12mm，要求考慮腹 板穩(wěn)定性， 則。a 布置縱向和橫向加勁肋b 按計(jì)算布置橫向加勁肋32c 按構(gòu)造要求布置加勁肋d 不用布置加勁肋6、荷載作用于截面形心的焊接工字形等截面簡支梁，

41、最容易發(fā)生整體失穩(wěn)的 情況是 。 a 跨中集中荷載作用b 跨間三分點(diǎn)各有一個(gè)集中荷載作用c 梁兩端有使其產(chǎn)生同向曲率、數(shù)值相等的端彎矩作用d 全跨均布荷載作用7、彎矩繞虛軸作用的雙肢綴條式壓彎構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行 和綴條計(jì)算。a 強(qiáng)度、彎矩作用平面彎矩作用平面彎矩作用平面強(qiáng)度、彎矩作用平面1422.2mm2b 1800mm2c 2000mm2d 2500mm2 三、簡答題：（共21分)1、焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因和對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的影響？（8分)33 2、簡述影響梁整體穩(wěn)定的因素（8分) 3、為什么在截面為單軸對(duì)稱的實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件，繞對(duì)稱軸的穩(wěn)定計(jì)算采用換算長細(xì)比？（5分) 四、計(jì)算題：（共43分）1

42、、 圖示連接，受靜載f=120kn(設(shè)計(jì)值)，角焊縫焊腳尺寸hf=8mm,鋼材q235b，手工焊,焊條e43型，fw=160n/mm2。 f驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度（10分） 2、 如圖所示，兩塊鋼板截面厚度16mm寬度420mm，兩面用厚度10mm蓋板連接， 鋼材q235b承受軸心力作用，采用8.8級(jí)螺栓m20高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，孔徑21.5mm，接觸面采用噴砂處理，f =215n/mm2，預(yù)拉力p=125 kn，摩擦面的抗滑移系數(shù)0.45，求此連接接頭能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值（10分） 1 343、已知一焊接工字形截面梁，承受靜力荷載，梁某截面彎矩設(shè)計(jì)值720kn.m，剪力設(shè)計(jì)值500kn，該截面集

43、中力設(shè)計(jì)值f=200kn，沒有加勁肋，沿梁跨度方向支承長度150mm，鋼材q235b，鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f =215n/mm2，fv=125n/mm2，x=1.05，y=1.0，毛截面慣性矩ix=181812cm4，截面的最大面積矩s=2509.4cm3，上翼緣對(duì)中和軸的面積矩s1=1709.4cm3，驗(yàn)算梁截面強(qiáng)度(10分) ado=20用于連接a 4、已知如圖雙肢槽鋼格構(gòu)式軸心受壓綴條柱，軸心壓力設(shè)計(jì)值n=1900kn（包括柱身等構(gòu)造自重），所有鋼材均選用q235b，f=215n/mm2，計(jì)算長度l0x=l0y=6000mm，a=45o，柱截面無削弱。（232b的截面面積a=255.1=11

44、0.2cm2，iy=12.1cm；分肢對(duì)自身1-1軸的慣性矩i1=336cm4，回轉(zhuǎn)半徑i1=2.47cm，zo=2.16cm，b=320mm；單根綴條角鋼l454的截面面積a1=3.49cm2；imin=0.89cm，v=（13分）試驗(yàn)算1） 柱的整體穩(wěn)定與單肢穩(wěn)定 35yy b z0 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)試題參考答案一、填空題：(每空1分，共20分)1、設(shè)計(jì)值、標(biāo)準(zhǔn)值2、屈服點(diǎn)235n/mm2，鎮(zhèn)靜鋼3、增高、 下降、 變差4、tanq1.55、荷載特征、連接方法、工作環(huán)境、應(yīng)力狀態(tài)、鋼材厚度（答出兩個(gè)即可）6、塑性、 脆性7、剛、受壓8、受彎9、2960mm2 21.0710、剪切變形的

45、影響11、作用平面 單項(xiàng)選擇題(每題2分，共16分)d a c b d c d b三 簡答題(共計(jì)21分)1、(8分)焊縫出現(xiàn)不均勻溫度場。焊縫附近溫度最高，可高達(dá)1600度以上。在焊縫區(qū)以外，溫度則急劇下降。36焊縫區(qū)受熱而縱向膨脹，但這種膨脹因變形的平截面規(guī)律(變形前的平截面，變形后仍保持平面)而受到其相鄰較低溫度區(qū)的約束，由于鋼材在600以上時(shí)呈塑性狀態(tài)(稱為熱塑狀態(tài))，因而高溫區(qū)的這種壓應(yīng)力使焊縫區(qū)的鋼材產(chǎn)生塑性壓縮變形對(duì)結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度沒影響，降低結(jié)構(gòu)的剛度，影響壓桿的穩(wěn)定性，對(duì)低溫冷脆有影響，對(duì)疲勞強(qiáng)度不利。2、 (8分)梁的側(cè)向抗彎剛度eiy、抗扭剛度git，和抗翹曲剛度eiw愈大

46、，則臨界彎矩愈大。梁兩端支承條件、構(gòu)件側(cè)向支承點(diǎn)間距、受壓翼緣寬度、荷載的種類和作用位置。3、 (5分)對(duì)于單軸對(duì)稱截面，構(gòu)件除繞非對(duì)稱軸發(fā)生彎曲屈曲外，還可能發(fā)生繞對(duì)稱軸彎扭屈曲，軸力由于截面的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生作用于形心處非對(duì)稱軸方向的剪力，剪力不通過剪心，產(chǎn)生扭矩，彎扭屈曲比繞對(duì)稱軸的彎曲屈曲的臨界應(yīng)力要低，因此繞對(duì)稱軸的穩(wěn)定應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的換算長細(xì)比計(jì)算。四、計(jì)算題1、解： 將力f2 v = fcos60= 60 kn （n = fsin60o=103.9 knm = n35 = 3636.5 knmmn作用下：f（5non103.9103=60.24(helw)20.78(170-28)v

47、60103=34.79()20.78(170-28)helwnmm2 在v作用下：fvnmm2在m作用下：sfm63636.5103=2=82.14nmm2 2helw0.78(170-28)26m焊縫上下兩點(diǎn)最危險(xiǎn)（3w=121.78nmm2ff 焊縫滿足承載力要求 2、解：單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：（3nvb = 0.9nf p = 0.920.45125101.25 kn蓋板一側(cè)螺栓能傳遞的荷載為： n1 = 16 nvb = 1620kn被連接板所能承擔(dān)的軸力為：37n2 = af = 16420215602000 n = 1444.8 kn（3分） 連接板的橫截面尺寸大于被連接板橫截面，且采用相同的鋼材，故不必計(jì)算連接板的承載力。危險(xiǎn)截面凈截面面積 an = 16（420-421.5）5344 mm