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

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：E434、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

2、靠_傳力，以_為承載力的極限狀態(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 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

3、彎矩作用平面內(nèi)的_失穩(wěn)和在彎矩作用平面外的_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480cm，鋼材Q235B，f=205N/mm。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：2214、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 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

4、向拉應(yīng)力狀態(tài)答： 2、產(chǎn)生焊接殘余應(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) d點(diǎn)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 答： 5、某軸壓柱繞兩主軸屬于不同類截面，等穩(wěn)定條為_。 x=y x=yIx=Iy ix=iy 點(diǎn)擊查看答案 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=y ox=y x=o

5、y 強(qiáng)度條件點(diǎn)擊查看答案 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 點(diǎn)擊查看答案 答：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 (L1+L2) L2 (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

6、面放置和荷載在截面上的作用位置不同之外，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(14分) =200N/mm2 ) 點(diǎn)擊查看答案

7、 答：2、驗(yàn)算圖示摩擦型高強(qiáng)螺栓連接是否滿足要求？已知螺栓 M24，級(jí)，抗滑移系數(shù)u=，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，承載力和局部穩(wěn)定能否滿足要求？(14分) 點(diǎn)擊查看答案試驗(yàn)算其整體穩(wěn)定 答：點(diǎn)擊查看答案 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=，x=，梁截面有削弱，試驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定和抗彎強(qiáng)度是否滿

8、足要求？(10分) 點(diǎn)擊查看答案 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) 生的破壞為_破壞。 點(diǎn)擊查看答案 答：塑

9、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

10、高強(qiáng)螺栓依靠_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

11、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。 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： 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 18、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

12、依據(jù)？點(diǎn)擊查看答案 答：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。橫肋間距2h0； 無局壓的梁，若，橫肋間距可??； ，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

13、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，；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)內(nèi)力如何選取？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

14、計(jì)算題（共四題，計(jì)48分）1、圖示連接，受靜載，鋼材Q235B，焊條E4303，(9分) =160N/mm2。驗(yàn)算焊縫能否滿足承載要求？點(diǎn)擊查看答案 答：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，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)，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：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=2=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 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/mm，fv=125N/mm，X=，截面慣性矩ISUB?x=397906133mm，截面的最大面積矩S=864400mm，上翼緣對(duì)中和軸的面積矩S1=614400mm，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

16、，應(yīng)采取什么措施？(15分) 33224點(diǎn)擊查看答案 答：1. 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

17、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(chǎng)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沖擊韌性；（3）硫：硫使鋼材易發(fā)生熱脆現(xiàn)象

18、，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極限狀態(tài)。兩者在計(jì)算公式中的區(qū)別如下：

19、普通螺栓：單個(gè)抗剪承載力設(shè)計(jì)值：N?nvbv?d24fvb單個(gè)承壓承載力設(shè)計(jì)值：Ncb?d?tfcbb?min(Nvb,Ncb) 單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值： Nmin 驗(yàn)算時(shí)： b Nv?Nmin摩擦型高強(qiáng)度螺栓： b單個(gè)抗剪承載力設(shè)計(jì)值：Nv?Rnf?P驗(yàn)算時(shí)： Nv?Nvb6. 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)軸的長細(xì)比?y查?y值，計(jì)算公式為N/(?yA

20、)?f；當(dāng)繞虛軸發(fā)生彎曲失穩(wěn)時(shí)，用換算長細(xì)比?ox來代替對(duì)虛軸的長細(xì)比?x，求出相應(yīng)的?x，計(jì)算公式同實(shí)腹式軸心壓桿，即N/(?xA)?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?0.1?max)235， fy其中當(dāng)?max?30時(shí)，取?max?30；當(dāng)?max?100時(shí)，取?max?100。 工字型截面的壓彎構(gòu)件其翼緣板的局部穩(wěn)定

21、是由受壓翼緣的臨界應(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/t?9235/fy（塑性）；b/t?13235/fy（部分塑性）；。由于翼緣的屈曲不會(huì)影響構(gòu)件的整體穩(wěn)定。 b/t?15235/fy（彈性）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

22、狀、荷載類型、荷載作用位置以及梁的跨度等有關(guān)。 9. 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)間的內(nèi)力很不均勻，屋架端部高度小，該處節(jié)間的內(nèi)力最大，因弦桿截面常按整根弦桿得最大內(nèi)力選用，造成弦桿截面鋼材的增加，故跨度較大時(shí)選用不

23、經(jīng)濟(jì)。三角型鋼屋架的適用范圍：屋面坡度要求較陡的結(jié)構(gòu)中。 二、計(jì)算題11. 計(jì)算圖示角鋼與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊縫，采用三面圍焊，手工焊，鋼材Q390B，焊條E55型，wff?220N/mm2，軸心拉力設(shè)計(jì)值N=1000kN， 試確定角焊縫的尺寸。 (?1?0.65,?2?0.35) （10分） 2解：fw，hf?8mm，he?0.7hf?0.7?8?5.6mm f?220N/mm 正面角焊縫所受的力為：N3?he?lw3?fffw?5.6?2?160?1.22?220?480.98kN 側(cè)面角焊縫所受的力為：N1?1N?N3/2?0.65?1000?480.98/2?409.51kN N2?2N?

24、N3/2?0.35?1000?480.98/2?109.51kN又 ?f1?N1/(he?lw1)?ffw，所以 ?lw1?N1/(heffw)?409.51?103/(5.6?220)?332.39mm?lw2?N2/(heffw)?109.51?103/(5.6?220)?88.89mm 所需的lw：lw1?332.39/2?166.19mm，lw2?88.89/2?44.44mm 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Q

25、345B，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l2?lw2?hf?44.44?8?52.44mm，取l2?60mm。求？（16分）? ? 解：f?315N/mm2,fy?345N/mm2，lx?7.0m，ly?4.0m 截面特性：A?2?300?12?350?6?9300mm2 6?3503Ix?2?300?12?1812?257.317?106mm41212?3003Iy?2?54?106mm412 30 40 50 60 70 80 90 100 ix?Ix/A?257.317?106/9300?166.34mmiy?Iy/A?54?

26、106/9300?76.20mmlox7?103長細(xì)比： ?x?42.1?150ix166.34 4?103?y?52.5?150iy76.20loy整體穩(wěn)定：由長細(xì)比查表得穩(wěn)定系數(shù)為：?x?0.851，?y?0.786 N2300?103?314.6N/mm2?f?315N/mm2 ?minA?yA0.786?9300N整體穩(wěn)定滿足要求；b150?3?12.25?(10?0.1?max)235/fy?12.59 局部穩(wěn)定：?t12h0350?58.33?(25?0.5?max)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

27、板的高厚比不滿足要求。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 試 題題號(hào) 分?jǐn)?shù) 一 填空題（每空1分，共計(jì)32分） 一 二 三 四 五 六 總分 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

28、 。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

29、、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, ?b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)設(shè) 性系桿。 二、 簡答題 (每題5分，共20分)1、簡

30、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??？ 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) P=100 kN81402402、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，級(jí)，預(yù)拉力P=155 kN，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

31、系數(shù)， 計(jì)算該連接所能承受的最大軸力？ (9分) N45 7070 45 45 701070 45N 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40 4 40的整體穩(wěn)定）, 已知柱截面A=2=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) ? 45 50 55 60 65 70 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，

32、鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f =215N/mm2，fv=125N/mm2， X=，截面慣性矩Ix=3mm4，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P=180kNP500 1.8m100 100 2.4m1.8m8 200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

33、 12 12什么措施？(15分)7、 E50、E43 8、 b-2t9、 610、 摩擦阻力、栓桿、栓桿被剪斷或板件被擠壓破壞 11、 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?6Mmaxf） 14、 四邊、三邊簡支一邊自由（或三邊簡支） 15、 提高、（略有）下降 16、 17、 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

34、fu 作為強(qiáng)度儲(chǔ)備。 2、 a、 當(dāng) 時(shí)，梁腹板的局部穩(wěn)定得到保證； h0tw?80235fy 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) h0tw?80235fy，應(yīng)配置橫肋，235fy（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束）h0tw?170當(dāng) ， 或 ，或按計(jì)算需要 h0tw?150235fy（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束）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。 橫肋間距2h0；無局壓的梁，若 h0tw?100，橫肋間距可取 ； c、 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 0tw?250；e、 支座處和受壓翼

35、緣有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承支承加勁肋。fy235的大值，此剪力與斜綴條的水平分 3、水平剪力取實(shí)際剪力和 Af85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。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分）剪力 V?P?100kN彎矩 M?P?0.14?14kNm 在M作用下：6M6?14?106f?149.5N4分）2?0.7?hfl2?8)2mm2w2?

36、0.7?8?(240?2在V作用下：?V100?1032f?2?0.7?h?2?0.7?8?(240?2?8)?39.9Nmmflw左、右兩側(cè)點(diǎn)為危險(xiǎn)點(diǎn)3分）(f1.22)2?2149.52f?(1.22)?(39.9)2?128.9Nmm2?fwf?160 焊縫能滿足承載力要求 單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：（4分）Nbv?0.9nf?P?0.9?2?0.35?155?97.65kN焊縫一側(cè)8個(gè)螺栓所能承擔(dān)的荷載 Nb1?8Nv?8?97.65?781.2kN 第一排螺栓處為危險(xiǎn)截面11，如右圖 21 N?An?f 即：(1?0.5n1n)NAn?f（4分）(1?0.5?38)N(14?22

37、0-3?14?22)?2152解得：N 570510N = kN 122截面0.5(N?3（可不算） 8N)(2?40?4702?702?5?22)?14?f 2、解（ （解得：N 3525312N = 3525 kN（1分） 該連接所能承受的最大軸力為 kN3、解：計(jì)算繞實(shí)軸的承載力iy?IyA?1362091.24?12.2cm（4分）y?loyiy?60012.2?49.18?150查表得： ?y?0.86Ny?yAf?0.86?9124?215?1687kN計(jì)算繞虛軸的承載力ix?IxA?1026091.24?10.6cm（2分）x?loxix?60010.6?56.6（2分）1?l1

38、i1?(730-200)20?26.52222x?1?56.6?26.5?62.5?150（2分） ox?查表得： ?x?0.794（2分）Nx?xAf?0.794?9124?215?1557.6kN1?26.5?0.5max?31.3 且1 25（2分）所以單肢穩(wěn)定滿足（1分） 故最大承載力為Nmax = kN4、解： 荷載作用點(diǎn)所在截面受力最大，（2分） 最大剪力V?180kN跨中最大彎矩M?180?1.8?324kNm 跨中最大彎矩處，即荷載作用處（2分）M324?106?262?202.9Nmm2?f?215Nmm2xIx0.5h1.05?397906133翼緣與腹板連接處正應(yīng)力 ?1

39、?202.9?250262?193.6Nmm2 抗彎滿足要求 荷載作用處最大剪應(yīng)力：?max?VSmaxIxtw180?103?864400?48.87Nmm2?fv?125Nmm2 荷載作用位置翼397906133?8（2分） 緣與腹板連接處180?103?6144001?34.7Nmm2?fv?125Nmm2397906133?8IxtwVS1 抗剪滿足要求腹板上邊緣的局部壓應(yīng)力：（2分）1.0?180?103?140.6Nmm2?f?215Nmm2 c?lZtw(100?5?12)?8P翼緣與腹板連接處的折算應(yīng)力：222221?c?1?c?3?193.6?140.6?193.6?140.

40、6?3?34.72（2分）?183.4Nmm2?1f?1.1?215?236.5Nmm2（1分） 強(qiáng)度滿足要求腹板 h0tw?5008?62.5?80（2分） 翼緣板 b1t?9612?8?13 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。（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、 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

41、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、 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 。1h0=1000120200Z

42、10 8 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)1、對(duì)于Q235鋼板，其厚度越大 。A. 塑性越好 B. 韌性越好 C. 內(nèi)部缺陷越少 D. 強(qiáng)度越低2、如圖采用C級(jí)普通螺栓連接，最危險(xiǎn)螺栓為 。 A. 1 B. 3 C. 2或4 D. 512 3 4 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?0.1?)235fy 式中的 ?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

43、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?Mx/(?xWnx)?f 其中?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 . 9235fy B. 13235fy C. 15235fy D. 40235fy5、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 C 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，最容易發(fā)生整體失穩(wěn)的

44、 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、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定、彎矩作用平面外穩(wěn)定、剛度 B 彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定、分肢穩(wěn)定C 彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定、彎矩作用平面外穩(wěn)定、剛度 D 強(qiáng)度、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定、分肢穩(wěn)定、剛度 8、已知雙軸對(duì)稱工字鋼截面軸心受壓柱，軸心壓力小，根據(jù)剛度控制截面面積A?150,lox?8000mm,loy?4500mm,Ix?2A2,Iy?0.5A2截面面積A為 A B 1800mmC 2000mm22D

45、2500mm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)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)2四、計(jì)算題：（共43分）1、 圖示連接，受靜載F=120kN(設(shè)計(jì)值)，角焊縫焊腳尺寸hf=8mm,2鋼材Q235B，手工焊,焊條E43型，fw=160N/mm。 f驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度（10分）50 120 60 F08 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，采用級(jí)螺栓M20高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，孔徑

46、，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)， 求此連接接頭能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值（10分）60 100 60 100 100N55 80 55 55 80 55 80 80 10 80 80 N N10 16 10N 3、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，剪力設(shè)計(jì)值500KN，該截面集中力設(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=，?1.0，毛截面慣性矩Ix=181812cm4，截面的最大面積矩S=，上翼緣對(duì)中和軸的

47、面積矩S1=，驗(yàn)算梁截面強(qiáng)度(10分) A150Ado=20用于連接-14x300 -10x800F -14x300A 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，?45o，柱截面無削弱。（232b的截面面積A=2=，iy=；分肢對(duì)自身1-1軸的慣性矩I1=336cm4，回轉(zhuǎn)半徑i1=，Zo=，b=320mm；單根綴條角鋼L454的截面面積A1=；imin=， V?試驗(yàn)算1） 柱的整體穩(wěn)定與單肢穩(wěn)定 2）求斜綴條的受力大小 Af85fy235（13分）? ? ? ? ? ?30 50 70 35 55 75 40 60 80 45 65 85 x1y 1y x bZ0l1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、tan?1.5 5、荷載特征、連接方法、工作環(huán)境、應(yīng)力狀態(tài)、鋼材厚度