2024年鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題與解析

鋼構(gòu)造設(shè)計原理題庫

一、單項選擇題（在每題列出的四個備選項中只有一種是符合題

目規(guī)定的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選

均無分）

I.下列狀況中，屬于正常使用極限狀態(tài)的狀況是【】

A強(qiáng)度破壞B喪失穩(wěn)定

C連接破壞D動荷載作用下過大的振動

2.鋼材作為設(shè)計根據(jù)11勺強(qiáng)度指標(biāo)是【】

A比例極限fpB彈性極限fc

C屈服強(qiáng)度fyD極限強(qiáng)度fU

3.需要進(jìn)行疲勞計算條件是：直接承受動力荷載反復(fù)作用時應(yīng)力循環(huán)次數(shù)”不小于或等于

[]

A5XIO4B2X104

C5X1O5D5X106

4.焊接部位的應(yīng)力幅計算公式為【】

AA。=crnm-0.7crminBAb=-crniin

CA。=0.7crnm-4血DACT=+<rnlin

5.應(yīng)力循環(huán)特性值（應(yīng)力比）P=。min/。網(wǎng)將影響鋼材U勺疲勞強(qiáng)度。在其他條件完全相似

狀況下，下列疲勞強(qiáng)度最低的是【】

A對稱循環(huán)P=-1B應(yīng)力循環(huán)特性值P=+1

C脈沖循環(huán)P=0D以壓為主小J應(yīng)力循環(huán)

6.與側(cè)焊縫相比，端焊縫日勺

A疲勞強(qiáng)度更高B靜力強(qiáng)度更高

C塑性更好I）韌性更好

7.鋼材的屈強(qiáng)比是指

A比例極限與極限強(qiáng)度的比值B彈性極限與極限強(qiáng)度的比值

C屈服強(qiáng)度與極限強(qiáng)度的比值D極限強(qiáng)度與比例極限的比值.

8.鋼材因反復(fù)荷載作用而發(fā)生的破壞稱為

A塑性破壞B疲勞破壞

C脆性斷裂D反復(fù)破壞.

9.規(guī)范規(guī)定：側(cè)焊縫日勺L算長度不超過60h,,這是由于側(cè)焊縫過長

A不經(jīng)濟(jì)B弧坑處應(yīng)力集中互相影響大

C計算成果不可靠D不便于施工

10.下列施焊方位中，操作最困難、焊縫質(zhì)量最不輕易保證的施焊方位是

A平焊B立焊

C橫焊D仰焊

11.有一由兩不等肢角鋼短肢連接構(gòu)成的T形截面軸心受力構(gòu)件，與節(jié)點板焊接連接，則肢

背、肢尖內(nèi)力分派系數(shù)乙、&2為【】

Ak、—0.75,A:2=0.25Bk、—0.70,Z:2=0.30

Ck、=0.65,A=0.35I)k]=0.75,女2=0.35

12.軸心受力構(gòu)件用側(cè)焊維連接，側(cè)焊縫有效截面上日勺剪應(yīng)力沿焊縫長度方向的分布是

A.兩頭大中間小B.兩頭小中間大

C.均勻分布I）.直線分布.

13.焊接殘存應(yīng)力不影響鋼構(gòu)件H勺

A疲勞強(qiáng)度B靜力強(qiáng)度

C整體穩(wěn)定D剛度

14.將下圖（a）改為（b）是為了防止螺栓連接的

A栓桿被剪壞B桿與孔的擠壓破壞

C被連構(gòu)件端部被剪壞D桿受彎破壞

15.規(guī)范規(guī)定一般螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計值只取螺栓鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計值的0.8倍，是由于

A偏安全考慮B考慮實際作用時也許有偏心的影響

C擢力的不利影響D上述A、B、C

16.受剪栓釘連接中，就栓釘桿自身而言，不存在疲勞問題時連接是【

A一般螺栓B鉀釘連接

B承壓型高強(qiáng)度螺栓D受剪摩擦型高強(qiáng)度螺栓

17.高強(qiáng)度螺栓的|預(yù)拉力設(shè)計值計算公式。=絲處絲A匚中，三個0.9不是考慮

1.2??

23.工字形、H形截面軸心受壓構(gòu)件翼緣局部穩(wěn)定驗算公式，＜（10+0.12）/.中，入為

A繞x軸的長細(xì)比入,B繞y軸的長細(xì)比。

C2=min(4，Av)D2=max(2t,2v)

24.采用格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件，可以明顯提高

A構(gòu)件1內(nèi)強(qiáng)度B構(gòu)件繞虛軸的剛度

C構(gòu)件繞實軸的剛度D構(gòu)件的局部穩(wěn)定

25.寬敞截面軸心受壓鋼構(gòu)件腹板局部穩(wěn)定的處理措施：當(dāng)構(gòu)件的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、剛度

綽綽有余時，應(yīng)采用【】

A增長腹板厚度以滿足寬厚比規(guī)定B設(shè)置縱向加勁肋

C任憑腹板局部失穩(wěn)D設(shè)置縱向加勁肋、橫向加勁肋和短加勁肋

26.焊接組合梁翼緣的局部穩(wěn)定保證一般是

A驗算寬厚比（增長翼緣厚度）B設(shè)置橫向加勁肋

C設(shè)置縱向加勁肋D設(shè)置短加勁肋

27.焊接組合梁翼緣和腹板（工字形截面）的連接焊縫承受的是

A彎矩作用B曲矩和剪力共同作用

C拉力作用'D剪力作用

28.直接承受動力荷載的湍焊縫強(qiáng)度提高系數(shù)為【】

AB尸1.()BBQ.22

CPf=l.()5DPr=L15

29.吊車鋼梁在設(shè)計荷載作用下應(yīng)按哪個應(yīng)力階段設(shè)計計算【】

A彈性階段B彈塑性階段

C全塑性階段I）強(qiáng)化階段

30.工字形組合截面吊車鋼梁在進(jìn)行抗彎強(qiáng)度計算時，截面塑性部分發(fā)展系數(shù)取值為

[]

AYx=Yy=1.0Byx=1.05,丫尸1.2

CY，=l.15,yy=l.2Dyx=l.05,yy=l.15

31.下列截面中，抗扭剛度最大的截面形式是【】

A工字形截面BT形截面

CH形截面D箱形截面

32.（靜力荷載作用下）工字形截面梁的I截面部分塑性發(fā)展系數(shù)為【】

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

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

33.格構(gòu)式構(gòu)件應(yīng)當(dāng)用在當(dāng)用實腹式時【】

A強(qiáng)度有余但剛度局限性的狀況B強(qiáng)度局限性但剛度有余的狀況

C強(qiáng)度局限性剛度也局限性的狀況D強(qiáng)度有余剛度也有余的狀況

34.軸心受壓鋼構(gòu)件（如工字形截面）翼緣和腹板的寬厚比驗算時，公式中的長細(xì)比取截面

兩主軸方向較大者是由于【】

A這樣更為安全B這樣更為經(jīng)濟(jì)

C這樣更輕易通過D材料力學(xué)公式中總體穩(wěn)定由較大長細(xì)比方向控制

35.在其他條件相似狀況下，簡支鋼梁在下列哪種受力狀況下對應(yīng)的臨界彎矩值最低

A全跨勻布荷載B跨中一集中荷載

C純彎曲D任意荷載

36.某軸心受壓鋼構(gòu)件繞x軸和繞y軸屬于同一條H勺柱子曲線（即力-入關(guān)系曲線或表格），

則，兩軸等穩(wěn)定的條件是.【】

A.2=2B./=/

C.ix=iyD.=<v

37.鋼材藍(lán)脆現(xiàn)象發(fā)生的溫度大概是【】

A200°CB250°C

C300°CD350°C

38.鋼構(gòu)件的受剪連接中栓釘類型不一樣，孔洞對構(gòu)件強(qiáng)度減弱的程度不一樣?？锥磳?gòu)件

強(qiáng)度減弱最小日勺是【

]

A.一般螺栓連接B.摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接

C.承壓型高強(qiáng)度螺栓連接D.錦頂連接

39.軸心受壓鋼構(gòu)件總體穩(wěn)定驗算時，容許應(yīng)力折減系數(shù)”所對應(yīng)的長細(xì)比人是繞

[J

A兩主軸方向長細(xì)比中的較大者B兩主軸方向長細(xì)比中的較小者

C繞弱軸方向H勺長細(xì)比D兩主軸方向長細(xì)比中，所對應(yīng)的6較小者

40.型鋼構(gòu)件不需要進(jìn)行

A強(qiáng)度驗算B總體穩(wěn)定驗算

C局部穩(wěn)定驗算D剛度驗算

41.下列哪種狀況屬于正常使用極限狀態(tài)

A梁在動載作用下H勺振動B動載作用下的疲勞

C板件的寬厚比驗算D鋼梁腹板加勁肋的設(shè)置與計算

42.除了保證鋼梁腹板局部穩(wěn)定外，還要承受作用位置固定的集中荷載的加勁肋是

A豎向（橫向）加勁肋B水平（縱向）加勁肋

C短加勁肋D支承加勁肋

43.相似鋼號狀況下,鋼板越厚,]

A強(qiáng)度越高、塑性越好B強(qiáng)度越高、塑性越差

C強(qiáng)度越低、塑性越好D強(qiáng)度越低、塑性越差

44.焊接組合梁在彎矩作用下，翼緣和腹板（工字形截面）的連接焊縫有效械面上承受口勺是

)

A拉應(yīng)力B壓應(yīng)力

C剪應(yīng)力D拉、壓、剪應(yīng)力均有

45.受剪栓釘連接中，被連板件不容許相對滑動的連接是

A?般螺栓連接B釧I釘連接

C摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接D承壓型高強(qiáng)度螺栓連接

46.角焊縫每個弧坑考慮的長度為]

A被焊板件厚度tB焊縫正邊尺寸（焊腳尺寸）hf

C2倍被焊板件厚度2tD2倍焊縫正邊尺寸2〃/

47.強(qiáng)度計算時，不考慮截面部分塑性發(fā)展的構(gòu)件是

■

A軸心受力構(gòu)件B受彎構(gòu)件

C拉彎構(gòu)件D壓彎構(gòu)件

48.鋼梁當(dāng)確定的0b>0.6時，闡明梁在

A彈性階段失穩(wěn)B彈塑性階段失穩(wěn)

C全塑性階段失穩(wěn)D不會失穩(wěn)

49.當(dāng)綴條柱單肢的長細(xì)比不滿足不需進(jìn)行穩(wěn)定計算日勺規(guī)定期，需進(jìn)行單肢日勺穩(wěn)定性計算。

這時，單肢穩(wěn)定計算應(yīng)按【】

A軸心受拉驗算B軸心受壓驗算

C壓彎構(gòu)件驗算D拉彎構(gòu)件驗算

50.梁截面變化的措施沒有[1

■

A變化翼緣寬度B變化翼緣厚度

C變化梁的高度D變化腹板厚度

二、判斷改錯題（題意對的者，打“即可；題意錯誤者，先打X,

然后將錯誤處改對時）

1.鋼構(gòu)造的疲勞計算措施為容許應(yīng)力法。

2.影響鋼構(gòu)造（一般）脆性斷裂的重要原因有：鋼材自身口勺質(zhì)量、應(yīng)力集中程度、低溫和

應(yīng)力比。

3.對焊透的對接焊縫，當(dāng)滿足下列條件之一者，強(qiáng)度已滿足，無需進(jìn)行強(qiáng)度驗算：

①焊縫質(zhì)量得以保證（即一、二級焊縫）；

②焊縫有效截面不低于焊件有效截面（即采用引弧板）。

4.試驗表明：端焊縫的強(qiáng)度和塑性高于側(cè)焊縫。

5.釉心受壓鋼構(gòu)件柱子曲線（6-A關(guān)系曲線）有多條的原因是由于考慮了回轉(zhuǎn)半徑的不一

樣。

6.當(dāng)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的拉力N,=0.8P時，構(gòu)件間的有效夾緊力為零。因此，同步受剪和

受拉的摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗剪承教力設(shè)計值為N、KO.9n3（P-0.8NJ。

7.應(yīng)力集中將引起三向同號受力，三向問號受力的屈服強(qiáng)度比單向受力高。囚此，更不輕

易發(fā)生脆性破壞。

8.（受剪）摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接在動荷載作用下，螺栓桿也許會發(fā)生疲勞破壞。

9.提高鋼號對提高軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定承載力有明顯效果（.與鋼材設(shè)計強(qiáng)度成正比）。

10.任何螺栓連接的構(gòu)件，由「孔洞對構(gòu)件截面有減弱，因此，強(qiáng)度驗算只需要對凈截面進(jìn)

行。

11.雙肢格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件分肢間距是通過繞虛軸與繞實釉等穩(wěn)定原則確定。

12.寬厚比驗算屬于正常使用極限狀態(tài)。

13.所有鋼構(gòu)件I內(nèi)剛度驗算都是驗算長細(xì)比。

14.對接焊縫的強(qiáng)度計算措施和焊件強(qiáng)度計算措施是同樣的。

15.栓釘桿直徑越小，被連板件越厚，越有也許栓釘桿與孔壁間擠壓控制受剪栓釘單個栓釘

承載力。

16.鋼梁從開始受荷載作用到破壞，要經(jīng)歷彈性階段、彈塑性階段、屈服階段和強(qiáng)化階段。

17.一般狀況下，鋼梁翼緣板和腹板的局部穩(wěn)定都是通過設(shè)置加勁肋來保證。

18.鋼梁日勺最小梁高由建筑高度控制（決定）。

19.焊接殘存應(yīng)力是自相平衡口勺。

20.焊接組合梁翼緣板與我板H勺連接焊縫（側(cè)焊縫）FI勺長度不受60h出邯艮制。

三、簡答題

1.極限狀態(tài)法按預(yù)定功能劃分為哪幾種極限狀態(tài)？

2.鋼管混凝土中，為何混凝土的強(qiáng)度能提高？

3.為何以鋼材的屈服強(qiáng)度作為靜力強(qiáng)度設(shè)計指標(biāo)？

4.為何伸長率試驗時要規(guī)定標(biāo)距長度？

5.防止脆性斷裂的措施有哪些？

6.什么叫鋼材的硬化？

7.應(yīng)力集中怎樣影響鋼材H勺性能？

8.什么叫鋼材的塑性破壞？

9.影響鋼材疲勞破壞的I重要原因有哪些？

10.鋼板厚度怎樣影響鋼材脆性斷裂？

11.各級焊縫日勺實際強(qiáng)度與母材強(qiáng)度口勺相對大小關(guān)系怎樣？規(guī)范規(guī)定怎樣取值？

12.焊縫質(zhì)量控制分為哪幾級？

13.對接焊縫不需要進(jìn)行強(qiáng)度計算U勺狀況有哪些？

14.為何要規(guī)定角焊縫焊腳尺寸最大值和最小值？

15.為何要規(guī)定側(cè)面角焊縫的最大長度和最小長度？其值為多少？

16.焊接殘存應(yīng)力對■構(gòu)造性能有何影響？

17.為何摩擦型高強(qiáng)度喘栓連接時因螺栓孔對強(qiáng)度承載力的減弱比其他栓釘連接時

??？

18.提高軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性日勺措施有哪些？

19.為何軸心受壓構(gòu)件的柱子曲線有多條？

20.提高鋼材強(qiáng)度等級與否能明顯提高軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性？為何？

21.寬厚比限制值確實定原則是什么？

22.寬敞截面腹板局部穩(wěn)定有哪幾種處理措施？

23.雙肢軸心受壓構(gòu)件設(shè)計時，怎樣確定分肢之間的距崗？

24.鋼梁整體穩(wěn)定計算時，為何在穩(wěn)定系數(shù)%>0.6時要用以替代外？

25.在鋼梁局部穩(wěn)定中，為何翼緣是限制寬厚比，而腹板一般是設(shè)置加勁肋？

六、計算題

1.某簡支梁，鋼材為Q235,跨度為/=12m,承受均布靜力荷載設(shè)計值夕=69kN/m,施工

時因腹板長度不夠，需要在跨度方向離左支座3.5m處設(shè)對接焊縫，焊縫質(zhì)量II【級，手工焊,

焊條E43型，試驗算該對按焊縫與否滿足強(qiáng)度規(guī)定。已如外=]85N/mm2,f：'=\25N/mn?。

2.下圖所示為雙角鋼構(gòu)成的JT形截面軸心受抖構(gòu)件與節(jié)點板采用側(cè)焊縫連接。角鋼為

2L110X10,節(jié)點板厚度/=10mm,鋼材為Q235,E43型手工焊（f；,=160MPa）o靜力N

=660kN,焊縫正邊尺寸%=8mm（在最大最小焊縫正邊尺寸之間）。試計算所需肢背、肢

尖焊縫長度小、就

E43焊條（/r=160MPa）,焊腳尺寸4=10mm。假設(shè)e=100mm,試計算該連接能承受

4.一連接構(gòu)造圖如下圖所示。兩塊A板用三級對接焊縫（已知/J=185N/mm2,行=

125N/mnr）與立柱焊接，3板與A板用8個直徑為d=22mm預(yù)拉力P=190kNB勺摩擦型

高強(qiáng)度螺栓連接。構(gòu)件材料為Q235。試計算焊縫連接所能承受荷載設(shè)計值F。（提醒：由于

只規(guī)定計算焊縫連接的承載力設(shè)計值，螺栓連接的狀況不管）

5.驗算下圖所示角焊縫連接的強(qiáng)度。已知：靜力荷載作用力設(shè)計值F=500kN,e=10Cnun,

hf=10mm,鋼材為Q235,焊條為E43型，/；'=160N/〃"/。

6.某軸心受壓柱，設(shè)計內(nèi)力N=2023kN,kx=6m（強(qiáng)軸）,1歸=3m（弱軸）,鋼材Q345（f=310N/mm2）,

采用兩塊翼緣板2LI250X12和一塊腹板口250乂10焊成工字形截面，截面無減弱。試驗算

其強(qiáng)度和剛度（[X]=150）o

7.一連接構(gòu)造圖如下圖所示。兩塊A板用三級對接焊縫與立柱焊接，8板與A板用8個直

徑為d=22mm預(yù)拉力P=190kNU勺摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，摩擦系數(shù)為〃=0.35,構(gòu)件材

料為Q235。試計算螺栓連接所能承受荷載設(shè)計值入（提醒：由于只規(guī)定計算螺栓連接口勺承

載力設(shè)計值，焊縫連接的狀況不管。扭矩作用下，最不利螺栓的受力計算公式為:

此Ty\)

ZOU)

8.已知一工字型鋼梁13%(取=692(:小1/5)1=27.5011,腹板厚9.511101),承受靜力荷載，最大

彎矩取、=130kN?m,最大剪力V皿=89kN。Q235鋼材(f=215MPa,f、,=125MPa)。規(guī)定進(jìn)行抗彎

和抗剪強(qiáng)度驗算。

9.已知某樓蓋次梁140a(Q235B),跨中承受集中靜力荷載設(shè)計值。=160kN,試進(jìn)行各項

強(qiáng)度驗算。集中荷載在跨度方向的I分布長度為a=90mm,計算跨度/=6m,梁自重

2

67.6kg/irio(已知/=215N/mnf、fv=125N/mm)

IP=160kN

I40a:/=I6.5mm,r=12.5mm

/w=10.5mm/=21720cm4

Ix/Sx=34.1cni

10.如下圖所示拉彎溝件，受軸心拉力設(shè)計值N=200kN,跨中作用一集中荷載設(shè)計值

產(chǎn)=30kN(以上均為靜載),構(gòu)件采用2個角鋼L140X90X8長邊相連，角鋼間凈距為8mm。

鋼材為Q235,已知截面無減弱，不考慮自重，試驗算該構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度。

24

(查雙角鋼T形截面特性表及截面塑性發(fā)展系數(shù)表可知：A=36.08m,/t=731cm,/；=

42

4.50cm,/v=453cm,(v=3.55cm,Z()=4.50cm,加=1.05,y1V=1.2,f=2\5N/mm)

11.已知桁架中口勺上弦桿，軸心壓力設(shè)計值為7V=135OkN；兩主軸方向的計算長度分

別為/OA=3OOcm,/o.v=6OOcm；截面為兩根角鋼2L2G0X125X16構(gòu)成短邊相連的T形

截面，角鋼節(jié)點板厚10mm(如下圖所示)，鋼材為Q235AF(f=215N/mn?)。試驗算該

壓桿的整體穩(wěn)定性。

附：由型鋼表查得A=99.48cm2,/A=3.52cm,/v=9.62cm(＞兩軸同屬b類柱子曲線:

b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)(p

，信0123456789

01.0001.0001.0000.9990.9990.9980.9970.9960.9950.994

100.9920.9910.9890.9870.9850.9830.9810.9780.9760.973

200.9700.9670.9630.9600.9570.9530.9500.9460.9430.939

300.9360.9320.9290.9250.9220.9180.9140.9100.9060.903

400.8990.8950.8910.8870.8820.8780.8740.8700.8650.861

500.8560.8520.8470.8420.8380.8330.8280.8230.8180.813

600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757

700.7510.7450.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.694

800.6880.6810.6750.6680.6610.6550.6480.6410.6350.628

900.6210.6140.6080.6010.5940.5880.5810.5750.5680.561

1000.5550.5490.5420.5360.5290.5230.5170.5110.5050.499

1100.4930.4870.4810.4750.4700.4640.4580.4530.4470.442

1200.4370.4320.4260.4210.4160.4110.4060.4020.3970.392

1300.3870.3830.3780.3740.3700.3650.3610.3570.3530.349

1400.3450.3410.3370.3330.3290.3260.3220.3180.3150.311

1500.3080.3040.3010.2980.2950.2910.2880.2850.2820.279

1600.2760.2730.2700.2670.2650.2620.2590.2560.2540.251

1700.2490.2460.2440.2410.2390.2360.2340.2320.2290.227

1800.2250.2230.2200.2180.2160.2140.2120.2100.2080.206

1900.2040.2020.2000.1980.1970.1950.1930.1910.1900.188

2000.1860.1840.1830.1810.1800.1780.1760.1750.1730.172

2100.1700.1690.1670.1660.1650.1630.1620.1600.1590.158

2200.1560.1S50.1540.1530.1510.1500.1490.1480.1460.145

2300.1440.1430.1420.1410.1400.1380.1370.1360.1350.134

2400.1330.1320.1310.1300.1290.1280.1270.1260.1250.124

2500.123

b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)（P

鋼構(gòu)造設(shè)計原理題庫答案

四、單項選擇題（在每題列出的四個備選項中只有一種是符合題

目規(guī)定的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選

均無分）

1D2C3A4B5A6B7C8B9C10D

11A12A13B14D15C16D17D18C19C20A

21C22B23D24B25C26A27D28A29A30A

31D32B33A34D35c36A37B38B39D40C

4IA42D43A44C45C46B47A48B49A50D

五、判斷改錯題（題意對的者，打?即可；題意錯誤者，先打X,

然后將錯誤處改對時）

1.V.

2.X;無應(yīng)力比（也可以換成鋼板厚度）。

3.X;…同步滿足時…。

4.X;…塑性低于側(cè)焊縫，

5.X;…殘存應(yīng)力的影響，

b

6.X;-Nv=O.9ntP（P-1.25Nt）o

7.義；…更有也許發(fā)生脆性破壞。

8.義；…不也許會發(fā)生疲勞破壞。

9.X;…無明顯效果。

10.X;…摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接除外。

11.Vo

12.X;…承載能力極限狀態(tài)。

13.X；除鋼梁外…。

14.人

15.X;…越有也許發(fā)生螺栓桿受剪皮壞。

16.X;…彈性階段、彈塑性階段、全塑性階段。

17.X;…鋼梁翼緣板通過限制寬厚比…。

18.X;…由剛度條件…。

19.

20.J

三、簡答題

1.答：極限狀態(tài)法按預(yù)定功能劃分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。

2.答：由于在較高應(yīng)力狀態(tài)下，混凝十泊松比不小于鋼材泊松比，這樣鋼管對其內(nèi)的混

凝土形成橫向“套箍作用二

3.答：（1）有強(qiáng)化階段作為安全儲備；（2）不致產(chǎn)生工程中不容許的過大變形；（3）實測

值較為可靠；（4）可以近似沿用虎克定律。

4.答：由于不一樣標(biāo)距日勺試件測出時伸長率大小不一樣。

5.答：（1）采用性能很好的鋼材；（2）減少應(yīng)力集中程度；（3）采用較薄厚度的鋼板構(gòu)成

構(gòu)件。

6.答：鋼材因加工等原因使其強(qiáng)度提高，塑性減少的現(xiàn)象。

7.答：應(yīng)力集中會導(dǎo)致三向同號受力，與單向受力相比，三向同好受力更輕易發(fā)生脆性斷

裂。

8.答：鋼材應(yīng)力到達(dá)或超過其屈服強(qiáng)度，破壞前有明顯變形給以預(yù)兆，破壞不忽然。

9.答：（1）鋼材自身H勺質(zhì)量；（2）應(yīng)力集中程度；（3）應(yīng)力比；（4）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；（5）

應(yīng)力幅。

10.答：鋼板厚度越大，因應(yīng)力集中引起（三向同號受力中）板厚方向的應(yīng)力就越大，主剪

應(yīng)力就越小，正應(yīng)力就越有也許起控制作用，因此鋼板越厚，越有也許發(fā)生度怎樣影響鋼脆

性斷裂。

11.答：各級焊縫的抗壓強(qiáng)度沒有明顯差異，可抗拉、抗剪就不一樣了。試驗表明一、二級

焊縫的實際強(qiáng)度高于母材強(qiáng)度，規(guī)范取母材強(qiáng)度；三級焊縫時拉、剪強(qiáng)度低于母材強(qiáng)度，規(guī)

范專門規(guī)定了其取值。

12.答：一、二及三級焊縫質(zhì)量控制。

13.答：（1）同步滿足：①保證焊縫質(zhì)量（焊縫為一、二級）；②采用引弧板（保證焊縫日勺

有效截面）。

（2）采用斜焊縫，且焊縫H勺長度方向與受力方向口勺夾角的正切不不小于等于1.5。

14.答：焊腳尺寸過小，施焊時冷卻速度過快而產(chǎn)生淬硬組織；焊腳尺寸過，會使母材形成

“過燒”現(xiàn)象。

15.答：（1）側(cè)焊縫長度過小，焊件局部加熱嚴(yán)重，且起落弧應(yīng)力集中互相影響。因此，規(guī)

范規(guī)定側(cè)焊縫長度不不不小于8%和40mm。（2）側(cè)面角焊縫的長度過長，焊縫有效截面上剪

應(yīng)力沿其尺度方向的應(yīng)力分布嚴(yán)重不均勻，規(guī)范規(guī)定，側(cè)焊縫長度不超過60h「如超過，超

過部分不計算其承載力。

16.答：焊接殘存應(yīng)力對鋼構(gòu)件H勺靜力強(qiáng)度無影響：焊接殘存應(yīng)力對鋼構(gòu)造的疲勞、剛度、

穩(wěn)定等其他方面都不利。

17.答：由于栓孔圓心截面已通過摩擦力將部分力傳遞走了。

18.答：（1）采用寬展的截面以增長慣性矩；（2）增長約束以減少計算長度。

19.答：由于考慮了殘存應(yīng)力口勺影響。

20.答：不能明顯提高。簡樸從整體穩(wěn)定計算公式來看，似乎整體穩(wěn)定與鋼材強(qiáng)度設(shè)沙值「

成正比，但穩(wěn)定系數(shù)＜1）卻隨鋼材強(qiáng)度等級的提高而減少。

21.答：（1）等穩(wěn)定原則］對“細(xì)長柱”，局部穩(wěn)定臨界應(yīng)力不低于整體穩(wěn)定臨界應(yīng)力）；（2）

局部穩(wěn)定臨界應(yīng)力足夠大（對“粗短柱”，局部穩(wěn)定臨界應(yīng)力不低于0.95倍鋼材屈服強(qiáng)度。

22.答：（1）增長腹板厚度使其滿足寬厚比的限制規(guī)定；（2）設(shè)置縱向加勁肋；（3）任其局

部失穩(wěn)。

23.答：根據(jù)繞虛軸與繞實軸等穩(wěn)定原則確定分肢之間時距離。

24.答：由于穩(wěn)定系數(shù)是按彈性計算的，當(dāng)件＞0.6時，闡明鋼梁在彈塑性階段整體失穩(wěn),

因此要用我替代外。

25.答：翼緣重要抵御彎矩產(chǎn)生打勺應(yīng)力，從提高抗彎來看，樂意增長翼緣厚度使其滿足寬厚

比限制規(guī)定，對腹板，它重要抵御剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力，它一般不起控制作用，另首先，腹板

高度對抗彎至為重要，換句話說，腹板高而薄，以增長板厚來保證其局部穩(wěn)定不經(jīng)濟(jì)，一般

是設(shè)置加勁肋。

六、計算題

1.某簡支梁，鋼材為Q235,跨度為/=12m,承受均布靜力荷載設(shè)計值q=69kN/m,施工

時因腹板長度不夠，需要在跨度方向離左支座3.5m處設(shè)對接焊縫，焊縫質(zhì)量III級，手工焊,

22

焊條E43型，試驗算該對接焊縫與否滿足強(qiáng)度規(guī)定。已知=185N/mm,￡=125N/mmo

/?=-(//=-x69xl2=414W

支座反力：22

剪力：y=414-69x3.5=172.5ZJV

1,

M=414x3.5--X69X3.52=1026.4WJW

彎矩：2

（2）焊縫截面特性參數(shù)計算

/=—x8xl0(X)3+2x280xl6x5082=2.978x103加

慣性矩：12

面積矩:

S=280X16X508+8X500X250=2.276XI06+1.0X106=3.276X106,W

S,=280x16x508=2.276x106mm3

（3）焊縫強(qiáng)度驗算

由于只規(guī)定對焊縫強(qiáng)度進(jìn)行驗算，因此，無需計算截面上下邊緣的最大彎曲正應(yīng)力。

焊縫最大彎曲正應(yīng)力（翼緣與腹板交界處），有

(T,=yy=器:喘x5()0=172.3N/mtrr</“'=185N/mnr

「空=*?四.=23'/蕨/-25'/版

IJ2.978X109X8'

￡”j2.276.<AZ/2

r.=r—=23.7x-------=16.5N/mm

1S3.276

［冒+3■=V172.32+3X16.52=174.7N/mm2<=1.1x185=204N/mnr

焊縫強(qiáng)度滿足規(guī)定。

2.下圖所示為雙角鋼構(gòu)成依JT形截面軸心受拉構(gòu)件與節(jié)點板采用側(cè)焊縫連接。角鋼為

2LU0X10,節(jié)點板厚度/=10mm,鋼材為Q235,E43型手工焊（疔=僚。MPa）。靜力N

=660kN,焊縫正邊尺寸％=8mm（在最大最小焊縫正邊尺寸之間）。試計算所需肢背、肢

尖焊縫長度的、/w2o

圖3.30例題3.3附圖

【解】（1）計算肢背、肢尖焊縫受力

N、=k、N=0.7x660=462kN

N2=&N=0.3x660=198kN

（2）計算肢背、肢尖焊縫長度

公國+2分母』=2者熱6G+2x8=274〃刈

ZM2=1Z/K.4-2/7.>+2〃廣元黑%+2x8=127,加

”4GwJ2s

取lwi=280mm,lW2=130mmo

焊緇長度滿足最大最小長度規(guī)定，驗算從略。

3.下圖所示一牛腿鋼板兩邊用角焊縫與鋼柱連接，其尺寸如圖所示。鋼材為Q235,手工焊,

E43焊條（/“=]60MPa）,焊腳尺寸％=10mm。假設(shè)e=10（）mm,試計算該連接能承受

的最大靜力荷載設(shè)計值？

§

解：（1）內(nèi)力計算

焊縫所受內(nèi)力有N、M=Ne=100N

（2）焊縫有效截面參數(shù)計算

A,=2X=2x0.7xl()x(220-2x10)=28(X)〃〃/

W“二2x\x0.7/^,=2x1x0.7xl0x(220-2xl0)2=93.3xlO3W

(3)各內(nèi)力產(chǎn)生的應(yīng)力計算

NN

r—*?"

z-77~2800

_M__100N_N

a/-W^-93.3xl03-933

(4)計算該連接能承受的最大靜力荷載設(shè)計值N

由角焊縫基本計算公式，有

小」^比上3160

VU.22x933j12800J

解之,得NW168.7X10%=168.7kN

故計算該連接能承受的最大靜力荷載設(shè)計值N=168.7kNo

4.一連接構(gòu)造圖如下圖所示。兩塊A板用三級對接焊縫(已知=185N/mn?,/；=

125N/mn?)與立柱焊接，B板與八板用8個直徑為4=22mm預(yù)拉力尸=190kN的摩擦型

高強(qiáng)度螺栓連接。構(gòu)件材料為Q235。試計算焊縫連接所能承受荷載設(shè)計值F。(提醒：由于

只規(guī)定計算焊縫連接的承載力設(shè)計值，螺栓連接歐I狀況不管)

解：(1)對接焊縫所受內(nèi)力

剪力V=F,彎矩M=25O尸

(2)抗彎強(qiáng)度確定F

/=2x—xlOx38O?=91.45xl06mm

12

M250F……

a———y----------xl90<185

/'9L45xlO6

185x91.45x1()6

因此F<------------------=356xlON=356kN

250x190

(3)抗剪強(qiáng)度確定F

S=2>IOxl9Ox—=361xlO3mm3

2

VS361xlQ3F...

=125

T~~lb~91.45X106X20,

.125X9L45X106X20…

因此F<-----------------------=633xlO5N=633kN

361x10、

最終得焊縫連接的承載力設(shè)計值為r=356kN。

5.驗算下圖所示角焊縫連接的強(qiáng)度。已知：靜力荷載作用力設(shè)計值F=500kN,e=10Cmni,

hFlOmm,鋼材為Q235,焊條為E43型，/；'=160N/。

解：(1)焊縫內(nèi)力計算

暢向軸心力V=Fsin45°=353.55kN

水平軸心力IkFcosdS'BSB.55kN

彎矩M=He=353.55X

(2)各內(nèi)力在焊縫截面最不利處產(chǎn)生應(yīng)力計算

V353.55xlO3353.55x1

r=—=---------------------=----------=66.46MP。

'fA,2x0.7x10x000-2x10)5320

H

力=—=66.46MPa

66

MM35.36xl035.36xl0，_____

b；=——=-------------------------=---------=1i0n4.95MP。

W-2x1x0.7xl0x(400-2xI0)2336933

(3)焊縫強(qiáng)度驗算

小靖丫卜66.46+104.95丫“心公仆"，卬

-----—+r；=------------+66.46-=\55A3MPa<

Pf)卜122)

安全。

6.某軸心受壓柱，設(shè)計內(nèi)力N=2023kN,l.x=6m(強(qiáng)軸)，%=3m(弱軸),鋼材Q345(f=31ON/mm2),

采用兩塊翼緣板2L1250X12和一塊腹板口250X10焊成工字形截面，截面無減弱。試驗算

其強(qiáng)度和剛度([X]=150)o

解：(1)截面幾何特性

A=25x1.2x24-25x0.8=80cm2

34

/V=AX(25X274、-24.2x25)=ll345cm

I、=—X(1.2X253X2+25X0.83)=3126C/H4

里尬二U.91c〃?

4=80

i==6.25cm

80

二600

=50.4

~11.91

1300

4,=----=48

)6.25

（2）強(qiáng)度驗算

因截面無減弱，因此

N2000xIO3

(7=—==250N/mm2<f=3\ON/nun2(強(qiáng)度安全)

A80x100

（3）剛度驗算

A=max（4，4）=50.4<R]=150（剛度通過）

7.?連接構(gòu)造圖如下圖所示。兩塊A板用三級對接焊縫與立柱焊接，8板與A板用8個直

徑為d=22mm預(yù)拉力戶=190kN的）摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，摩擦系數(shù)為〃=0.35,構(gòu)件材

料為Q235。試計算螺栓連接所能承受荷載設(shè)計值入（提醒：由于只規(guī)定計算螺栓連接口勺承

載力設(shè)計值，焊縫連接叼狀況不管。扭矩作用下，最不利螺栓日勺受力計算公式為：

）

二

解：（1）螺栓所受內(nèi)力

剪力V=F,扭矩7=155/

（2）最不利一種螺栓所受剪力計算

N：V=-V=0.125F

?!

y(.r；+切2)=8x352+4X(5O2+1302)=87400

130x155/

此+才）=87400=0.2305F

35x155"

N'==0.062IF

87400

N"=J（心尸+（晴+械）2=0.2969F

（3）單個摩擦型高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力設(shè)計值

N：=0.9〃"=0.9x2x0.35x190=119.7kN

根據(jù)Ni.maxWN：,得FW403.2kN。

8.已知一工字型鋼梁132a（凡=692cm",L/Sx=27.5cm,腹板厚9.5mm）,承受靜力荷載，最大

彎矩Mw=130kN?m,最大剪力LI89kN。Q235鋼材（f=215MPa,fv=125MPa）＜,規(guī)定進(jìn)行抗彎

和抗剪強(qiáng)度驗算。

解：（1）抗療強(qiáng)度驗算

CF=—=⑶*=187.86N/mm?<f=215N/mnF（抗零強(qiáng)度滿足）

W692x103

（2）抗剪強(qiáng)度驗算

VSV89x103

=34.（r7N/nmr<f=\25N/mm2（抗剪強(qiáng)度滿足）

■~bl~b（I/S）~9.5x27.5x10v

9.已知某樓蓋次梁140a（Q235B）,跨中承受集中靜力荷載設(shè)計值P=16（）kN,試進(jìn)行各項

強(qiáng)度驗算。集中荷載在跨度方向的分布長度為a=9i）mm,計算跨度/=6m,梁自重

67.6kg/nio（已知/=215N/mnr、￡.=125N/mnf）

P=160kN

I40a:f=16,5mm,r=12.5mm

/w=10.5mm,Ix=21720cm

/x/5x=34.1cm

解：（1）基本數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

hv=/+r=16.5+12.5=29mm,/“=a+5//v=90+5x29=235mm

%=h-2h、=400-2x29=342mm.yt=h/2-h