鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理試卷1

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理試卷（A卷）得分評(píng)卷人、單項(xiàng)選擇題：（每小題 2分，共20分）1 .對(duì)于碳素結(jié)構(gòu)鋼來講其含碳越高，則（ A ）。A.強(qiáng)度越高B.變形能力越好C.焊接性能好D.疲勞強(qiáng)度提高2 .在抗剪連接中，強(qiáng)度等級(jí)、直徑和數(shù)量相同的承壓型高強(qiáng)度螺栓連接比摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接（B ）A.承載力低，變形大B.承載力高，變形大C.承載力低，變形小D.承載力高，變形小3 .圖示工字形截面桿件，當(dāng)受純彎時(shí)，其截面最大壓應(yīng)力為max,腹板的局部穩(wěn)定剛好滿足；若受偏心壓力時(shí)，其截面最大壓應(yīng)力也為max,則其腹板的局部穩(wěn)定 （B ）。題3圖m axA. 一定滿足B. 一定不滿足C.也剛好滿足 D.無法判斷4 .

2、在計(jì)算工字形截面兩端較支軸心受壓構(gòu)件腹板的臨界應(yīng)力時(shí)，其支承條件為（A ）A.四邊簡(jiǎn)支B.三邊簡(jiǎn)支，一邊自由C.兩邊簡(jiǎn)支，兩邊自由D.懸臂5 .設(shè)計(jì)焊接工字形截面梁時(shí)，腹板布置橫向加勁肋的主要目的是提高梁的（D ）A.抗彎剛度B.抗彎強(qiáng)度 C.整體穩(wěn)定性D.局部穩(wěn)定性6 .進(jìn)行疲勞驗(yàn)算時(shí)，計(jì)算部位的設(shè)計(jì)應(yīng)力幅應(yīng)采用（ A ）計(jì)算。A.荷載標(biāo)準(zhǔn)值B.荷載設(shè)計(jì)值C.考慮動(dòng)力系數(shù)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值D.考慮動(dòng)力系數(shù)的荷載設(shè)計(jì)值7 .格構(gòu)式軸心受壓柱整體穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，用換算長(zhǎng)細(xì)比0x代替長(zhǎng)細(xì)比x,這是考慮（B ）。A.格構(gòu)柱彎曲變形的影響B(tài).格構(gòu)柱剪切變形的影響C.綴材彎曲變形的影響D.綴材剪切變形的影響8 .

3、兩端較接軸心受壓桿件，軸力圖如下圖所示，其它條件相同，則發(fā)生彈性失穩(wěn)時(shí)，各壓桿的臨界力的關(guān)系是（B ）。A. N cr1 > N cr2 > N cr3 > N cr4B. Ncr4 > Ncr2 > Ncr3 > Ncr1C. Ncr4>Ncr3>Ncr2>Ncr1 D . Ncr1>Ncr3>Ncr2>Ncr4題8圖9 .軸心受壓柱的柱腳底板厚度是根據(jù)下列哪種工作狀態(tài)確定的？ （ B ）A.底板抗壓工作B.底板抗彎工作C.底板抗剪工作D.底板抗彎及抗壓工作10 .常溫條件下，殘余應(yīng)力的存在將使構(gòu)件（鋼材的變形性能良好）

4、的靜力強(qiáng)度（D ）A.降低B.提高C.受影響D.不受影響1 .對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)用鋼材應(yīng)嚴(yán)格控制硫的含量，這是因?yàn)楹蛄窟^大，在焊接時(shí)會(huì)引起鋼材 的熱脆。2 .鋼材的伸長(zhǎng)率是衡量鋼材塑性性能的指標(biāo)，是通過一次靜力拉伸試驗(yàn)得到的。3 .當(dāng)軸心受壓構(gòu)件發(fā)生彈性失穩(wěn)時(shí)，提高鋼材的強(qiáng)度將不影響構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。4 .焊接工字形組合截面軸壓柱，腹板局部穩(wěn)定條件為h0/tw （25 0.5 /235/f，其中 應(yīng)取 xlfi_ y的較大值。5 .提高鋼梁的整體穩(wěn)定性最有效的辦法之一就是設(shè)置側(cè)向支承點(diǎn)，但側(cè)向支承點(diǎn)必須設(shè) 在鋼梁的受壓翼緣處。6 .實(shí)腹式偏心壓桿在彎矩平面外的失穩(wěn)屬于彎扭屈曲。7 .普通螺栓受拉力作

5、用時(shí)，螺栓的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值較低，這是考慮到杠桿（或撬力）對(duì)螺 栓的不利影響。8 .對(duì)軸心受力構(gòu)件,正常使用極限狀態(tài)是控制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比。9 .工字形截面軸壓柱的翼緣寬厚比限值是根據(jù)等穩(wěn)定導(dǎo)出的。10 .Q235-A- F鋼中白“ A”表示質(zhì)量等級(jí)為 Aa。四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1 .簡(jiǎn)述圖示柱頭的傳力途徑。簡(jiǎn)述圖示柱頭的傳力途徑。梁一突緣一墊板一頂板一加勁肋一柱2 .簡(jiǎn)述影響鋼材疲勞強(qiáng)度的因素。1020突緣頂板墊板加勁肋構(gòu)造螺栓3.影響鋼梁整體穩(wěn)定的因素有哪些得分評(píng)卷人五、計(jì)算題（共45分）1.試確定圖示角鋼與鋼板連接的側(cè)面角焊縫的長(zhǎng)度，并驗(yàn)算其構(gòu)造是否滿足要求。肢背和肢尖的焊腳尺寸

6、hf 8mm,鋼材為Q235-B,手工焊，焊條為 E4理，角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw 160N/mm2,角鋼受軸心拉力設(shè)計(jì)值 N 980KN。焊縫的內(nèi)力分配系數(shù):肢背1 0.65，肢尖2 0.35。（8分）解：肢背焊縫：N1 980 0.65 637KNw1Niw2heff6370002 0.7 8 16016371.47 mm 60hf 480mm肢尖焊縫受力：N2 N N1 343KNw2N22heffw343191.40002 0.7 8 16016 207.4mm 60hf480mm2.為8.8級(jí)、M20,接觸面噴砂處理，抗滑移系數(shù)=0.45,預(yù)拉力P=125KN,靜荷載設(shè)計(jì)試驗(yàn)算如圖所示

7、高強(qiáng)螺栓摩擦型連接的強(qiáng)度是否滿足要求。已知：鋼材為Q235-B螺栓值 F =400KNL （ 8分）解：作用于螺栓群截面形心處的內(nèi)力有：剪力 V =0.707F=282.8KN拉力 N =0.707F=282.8KN彎矩 M V e=282.8 X 0.2=56.56KN.m最上面一排螺栓所受拉力：z N My1282.85656 16Nt1222n 2 y-102 (2 82 2 162)28.28 70.7 98.98 KN < 0.8P 0.8 125 100KN按比例關(guān)系得：Nt2 28.28 70.7 63.63KN 16Nt3 28.28 0 28.28KNN： 0.9nf

8、(nP 1.25 Nti)0.9 1 0.45 125 10 1.25 2 98.98 63.63 28.280.405 1250 286.4390.26KN >V 282.8KN所以連接強(qiáng)度滿足要求。4.如圖所示某均布荷載作用下的組合截面簡(jiǎn)支梁，跨中無側(cè)向支承，梁的剛度和局部穩(wěn)定滿足要求，截面無削弱，鋼材 Q235-B（ f 215 N/mm2, fv 125 N1/ mm2 ）, x 1.05,腹板局部穩(wěn)定滿足，忽略梁自重。試按抗彎強(qiáng)度和整體穩(wěn)定確定該梁的承載力設(shè)計(jì)值q o（10分）已知：A 59.8cm2； Ix 1.336 104cm4； Wx 7.633 1 02cm3； |y

9、 3.255 103cm4;iy 7.38cm。提示：3460Ah,1b2 J 1yWxI1yt4.4h2350.282 b 1.07Mx4.解：梁的最大彎矩1 . 2 8ql彎曲正應(yīng)力：整體穩(wěn)定:6007.38Mx81.33460b2-yAhWyt 4.4h1 60002q860002 q8 1.05 7.633 105215 q 38.29 KN m2353460 59.8 3581.32763.3；181.3 14.4 35235235fyb1.835 >b 1.070.2821 .070.2821 .8350.916Mx60002q8 0.916 7.633 105215 q 3

10、3.41 KN. m該梁所能承受的最大荷載q 33.41KN m5.某兩端錢接工字形截面壓彎構(gòu)件，l0x l0y 10m,承受軸向壓力設(shè)計(jì)值 N 500KN ,端彎矩設(shè)計(jì)值 Mx 100KN m,材料為 Q 235鋼(f=215N/mm2, E 206 103 N/mm2),構(gòu)件截面尺寸如圖所示，150。試驗(yàn)算其彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定及其剛度是否滿足要求。(9分)24423已知：A 59.8cm ； Ix 1.336 10 cm ； ix 14.95cm, Wx 7.633 10 cm ；（提示:mx 0.65 0.35冷 Nex 系)入0123456789500.8560.8520.847

11、0.8420.8380.8330.8280.8230.8180.813600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)1=，解:l0xxix14.951000 汽67 <15010m0=¥=200查穩(wěn)定系數(shù)表得:0.769 ；Nex2EA1.1 23.142206 1031.167259.8 102 2466.84KNmx0.650.35M M0.650.3500.65300mx Mx5001030.65 100 106xAWix(10.8Nex一 一一 20.769 59.8 1031.05

12、 763.3 105001 0.8 2466.84108.73 96.8 205.53 N/mm2 < f215 N mm2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理試卷（B卷）適用專業(yè)：土木工程得分評(píng)卷人一、單項(xiàng)選擇題：（每小題2分,共20分）1 .鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為（）A- fyB. fu C.fu/ R D.fy/ R2 .在三向正應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)出現(xiàn)下列何種情況時(shí)，鋼材易發(fā)生脆性破壞（）。A.異號(hào)應(yīng)力，且應(yīng)力差較小B.異號(hào)應(yīng)力，且應(yīng)力差較大C.同號(hào)拉應(yīng)力，且應(yīng)力差較小D.同號(hào)拉應(yīng)力，且應(yīng)力差較大3 .工字形截面吊車梁腹板高厚比h0/tw 100V 235 fy ,則梁的腹板（）。A.可不設(shè)加勁肋B.按構(gòu)造設(shè)

13、置橫向加勁肋C.按計(jì)算設(shè)置橫向加勁肋D.按計(jì)算設(shè)置縱向加勁肋4 .圖示焊接連接中，最大的焊縫應(yīng)力發(fā)生在（）。A. a點(diǎn)B. b 點(diǎn) C. c 點(diǎn) D. d 點(diǎn)5 .梁的受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)的間距、截面尺寸和跨內(nèi)最大彎矩均保持不變，且不存在局 部穩(wěn)定問題，承受以下哪種荷載時(shí)梁的臨界彎矩為最大（）。A.三分點(diǎn)處各有一個(gè)集中荷載作用B.均布荷載作用C.跨中一個(gè)集中荷載作用D. 純彎矩作用6 .通常軸心受壓綴條式格構(gòu)柱的橫綴條不受力，但一般仍設(shè)置，其主要理由是（A.起構(gòu)造作用B.可以加強(qiáng)柱的整體抗彎剛度C.對(duì)單肢穩(wěn)定起作用D. 以上三種原因都有7 .鋼梁的最小高度是根據(jù)（）條件確定的。A.鋼梁的強(qiáng)度 B

14、.鋼梁的剛度 C.梁的整體穩(wěn)定D.梁的局部穩(wěn)定8 .圖示的四邊簡(jiǎn)支薄板，當(dāng) a=b時(shí)，純剪作用下板的屈曲形式是（）。ABCD9 .對(duì)于彎矩繞虛軸x作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，其平面外穩(wěn)定是由（）來保的。A.計(jì)算柱平面外穩(wěn)定C.柱本身的構(gòu)造要求B.計(jì)算分肢穩(wěn)定D.選足夠大的分肢間距10 .圖示梁端的支承加勁肋與梁翼緣刨平抵緊且滿足構(gòu)造要求，其設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)計(jì)算（ ）。A.整體穩(wěn)定、剛度B.整體穩(wěn)定、端面承壓、剛度C.整體穩(wěn)定、端面承壓、連接焊縫、填空題（每空1分，共10分）刨平抵緊題10圖D.連接焊縫、端面承壓、剛度1 .鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按 分組。2 .焊接結(jié)構(gòu)在焊縫附近形成熱影響區(qū)，該區(qū)域鋼材材質(zhì) 。3

15、 .規(guī)范規(guī)定，角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度 lw 8hf和40mm,是為了防止 。4 .軸心拉桿需要進(jìn)行 計(jì)算，并限制其長(zhǎng)細(xì)比。5 .高強(qiáng)螺栓群承受偏心拉力作用，連接的中性軸應(yīng)在 。6 .對(duì)于沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼材，以卸載后試件的殘余應(yīng)變?yōu)?時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作 為假想屈服點(diǎn)，也稱為條件屈服點(diǎn)。7 .殘余應(yīng)力將減小構(gòu)件的剛度，同時(shí)將 構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。8 .保證拉彎、壓彎構(gòu)件的剛度是驗(yàn)算其 。9 .實(shí)腹式構(gòu)件在 N、Mx作用下，其彎矩作用平面外的整體失穩(wěn)屬于 。10 .格構(gòu)式軸心受壓柱整體穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，用換算長(zhǎng)細(xì)比0x代替長(zhǎng)細(xì)比x,這是考慮格構(gòu)柱 變形的影響。得分評(píng)卷人四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1 .簡(jiǎn)述

16、鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)有哪些。2 .什么是應(yīng)力集中？對(duì)鋼材的性能由什么影響?3 .簡(jiǎn)述普通螺栓抗剪連接的破壞形式。得分評(píng)卷人五、計(jì)算題（共45分）1.如圖所示焊接連接，肋板與柱翼緣焊縫hf 10mm, fW 160N/mm2,此連接受靜荷P=250KM乍用，P與x軸夾角為45 , f 1.22。試驗(yàn)算此焊縫是否安全。（8分）=270KN2.試驗(yàn)算如圖所示的高強(qiáng)螺栓摩擦型連接中螺栓的強(qiáng)度是否滿足要求。已知：鋼材為 Q235-B螺栓為8.8級(jí)、M2?接觸面噴砂處理，抗滑移系數(shù) =0.45,預(yù)緊力P=155KN,靜荷載設(shè)計(jì)值 N =270KN （8分）3.圖示兩端較支軸心受壓柱，承受軸心壓力設(shè)計(jì)

17、值N =1400KN （靜荷載），鋼材 Q235（f 215N/mm2）,截面為焊接工字形截面，截面無削弱，翼緣板為焰切邊（ b類截面），用=150,假設(shè)該柱的局部穩(wěn)定有保證。試驗(yàn)算該柱能否安全工作。（10分）b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)入0123456789500.8560.8520.8470.8420.8380.8330.8280.8230.8180.813600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.7574.如圖所示簡(jiǎn)支梁，截面為132a型鋼，截面無削弱，鋼材 Q235-B,（ f 215N/'mm2,qk。E 206 10

18、3 N/mm2）,梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值 gk 0.52KN/m, g 1.2, q 1.4,5 ql4384 EIx 1.05 ,試根據(jù)梁的抗彎強(qiáng)度和剛度求其所能夠承受的最大均布靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值已知：A 67.1cm2； Ix 1.108 104cm4; Wx 6.92 102cm3；全部荷載彳用下vT l/40O；可變荷載作用下 Vq l/500 （10分）5.某用2 125 80 8長(zhǎng)肢相拼而成的T形截面拉彎構(gòu)件，靜荷載作用下，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N 190KN ,橫向均布荷載設(shè)計(jì)值 q 9.8KN/m （含自重），如圖所示。截面無削弱，鋼材Q235 A F,350, x1 1.05, x2 1.2。

19、試驗(yàn)算其能否可靠工作。已知截面參數(shù)：A 16.99 2 33.98cm2, Ix 256.67 2 513.34cm4,ix 4.01cm, iy 3.2cm , y04.06cm。（9分）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理試卷（B卷）適用專業(yè)：土木工程參考答案一、單項(xiàng)選擇題：（每小題2分，共20分）1 .D 2.C 3.C 4.B 5.C 6.C 7.B 8.D 9.B 10.B二、填空題（每空1分，共10分）1.直徑和厚度 2.變脆3 .局部過熱且起、落弧坑太近，以及可能引起的缺陷，使焊縫不可靠4 .強(qiáng)度5.栓群形心 6. 0.2% 7. 降低8.長(zhǎng)細(xì)比 9. 彎扭10.彎曲三、判斷題（每小題1分，共10分）

20、1. X 2. X 3. V 4. V 5. X 6. X 7. V 8. X 9. X 10. V四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1 .簡(jiǎn)述鋼材的鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)有哪些。屈服點(diǎn)；伸長(zhǎng)率8;抗拉強(qiáng)度；冷彎試驗(yàn)；沖擊韌性Cv （包括常溫沖擊韌性、0度時(shí)沖擊韌性負(fù)溫沖擊韌性）2 .簡(jiǎn)述焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響。焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度沒有影響；焊接殘余應(yīng)力的存在增大了結(jié)構(gòu)的變形，即 降低了結(jié)構(gòu)的剛度；對(duì)于軸心受壓構(gòu)件，焊接殘余應(yīng)力使其撓曲剛度減小，降低壓桿的 穩(wěn)定承載力；對(duì)于厚板或交叉焊縫，將產(chǎn)生三向焊接殘余拉應(yīng)力，限制了其塑性的發(fā)展, 增加了鋼材低溫脆斷傾向；焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞

21、強(qiáng)度有明顯的不利影響3 .簡(jiǎn)述普通螺栓抗剪連接的破壞形式。螺栓桿剪斷；板件孔壁擠壓破壞；板件被拉斷；板件端部剪壞；螺栓桿彎曲破壞五、計(jì)算題（共45分）1. （8分）解：RHP cos45 0.707 250 176.8 KN焊縫形心處彎矩106N.mm M50Py=50X 176.8 X 10 =8.8388 X焊縫上端點(diǎn)為最不利點(diǎn)，設(shè)為 A嵐。P fAPxAf3176,8 102 0,7 10 (200 20)_270.16N/mmM fA6 8,8388 10622 0,7 10 (200 20)2116.92N /mm2pfAPAf176.8 1032 0,7 10 (200 20)_2

22、70.16N/mmP M/ fA fA 2 p P、2()( fA)f(70,16 36,92)2 (70.16)2 168.63N/mm2 ffw=160N/mm2所以此焊縫不滿足要求。2. (8 分)解：作用于螺栓群截面形心處的內(nèi)力有：剪力 V = N =270KN彎矩 M V e=270X 0.2=54KN.m最上面一排螺栓所受拉力：NtiMy15400 16T 2"T""2Z _ 22y22(2822162)67.5KN v 08P 0.8 155124 KN按比例關(guān)系得：Nt2 67.5 33.75KN; Nt3 016Nb 0.9nf (nP 1.25 Nti)270KN0.9 1 0.45 155 10 1.25 2 67.5 33.75 00.405 1550 253.13525.23KN >V所以連接強(qiáng)度滿足要求。3.解:2 2521.4 25 0.8 90cm2IxV2533427.8 24.2 2513250cm1.4 253 3650cm4ix,1132509012.13cm;3650i6.37 cmy . 90l0x800cm;l0y400cml0x800ix12.1366150l0y400