江南大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計期末復(fù)習(xí)題考題附答案

1、班級學(xué)號_ 姓名_ （第 頁， 共 頁）-密-封-線-密-封-線-密-封-線-密-封-線-密-封-線-密-封-線-密-封-線-密-封-線-江南大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計試卷 d 卷 時間： 120 分鐘 適應(yīng)專業(yè)：土木工程（王登峰） 【考試】【閉卷】題型一二三四五六七八九十總分分?jǐn)?shù)20103040得分評卷人： 合分人：一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題2分，共20分) 1.摩擦型高強螺栓連接與承壓型高強螺栓連接的主要區(qū)別是 d 。(a)摩擦面處理不同 (b)材料不同 (c)預(yù)拉力不同 (d)設(shè)計計算時所取極限狀態(tài)不同2.在靜力荷載作用下，鋼材承受三向拉應(yīng)力時，易發(fā)生 b 。(a)塑性破壞 (b)脆性

2、破壞 (c)疲勞破壞 (d)無法判定3.進(jìn)行強度驗算時，荷載應(yīng)采用 d 。(a)將永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以永久荷載分項系數(shù)(b)將可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以可變荷載分項系數(shù)(c)永久荷載和可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，均不乘以各自的分項系數(shù)(d)將永久荷載和可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值均乘以各自的分項系數(shù)4.鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點設(shè)計中，應(yīng)盡可能選用 a 的焊接位置。(a)俯焊 (b)仰焊 (c)立焊 (d)任意5.在綴條穩(wěn)定驗算式中，系數(shù)是 c 。(a)考慮塑性發(fā)展的系數(shù) (b)考慮重要性的調(diào)整系數(shù)(c)考慮單角鋼單面連接偏心受力的系數(shù) (d)考慮安全的附加系數(shù)6.為提高梁在彎矩作用下的強度和剛度，應(yīng)盡可能使梁的 d 。(a)翼緣厚

3、而窄 (b)翼緣寬薄而腹板窄厚 (c)腹板厚而窄 (d)腹板薄而寬7.對于鋼結(jié)構(gòu)用鋼材，對化學(xué)成分的定義為 b 。(a) c為不可缺少元素，mn、s、p均為有害元素(b) c為不可缺少元素，mn為脫氧劑，s、p為有害元素(c) c、mn、s、p均為有害元素(d) c、mn為有害元素，s、p為不可缺少元素8.規(guī)范規(guī)定綴條式格構(gòu)柱單肢的長細(xì)比（為柱兩個主軸方向長細(xì)比的最大值），是為了 c 。 (a)保證柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定 (b) 保證柱平面外的整體穩(wěn)定(c)避免單肢先于整個柱失穩(wěn) (d)構(gòu)造要求9.由于建筑用鋼材多為塑性性能好的鋼材，故殘余應(yīng)力的存在將 b 。(a)降低靜力承載能力 (b)對靜力承

4、載能力無影響(c)提高靜力承載能力 (d)鋼材易發(fā)生塑性破壞10.為提高梁的整體穩(wěn)定性，從用鋼量的角度，經(jīng)濟的做法是 d 。(a)加強兩個翼緣 (b)加強受拉翼緣 (c)加高腹板 (d)受壓翼緣設(shè)側(cè)向支承二、填空題（本大題共10空，每空1分，共10分）二、填空題（本大題共10空，每空1分，共10分）1、現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范除了疲勞計算外，采有以概率理論為基礎(chǔ)的 概率極限狀態(tài)設(shè)計 方法。2、衡量鋼材的塑性性能的指標(biāo)有 伸長率 和 斷面收縮率 兩個指標(biāo)。3、構(gòu)件的長細(xì)比是指 之比（用符號表示）。4、計算雙肢格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸x軸彎曲的整體穩(wěn)定性時，其軸心受壓整體穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)根據(jù) 換算長細(xì)比 查表

5、確定。5、設(shè)計采用大型屋面板的鉸支承梯形鋼屋架下弦桿截面時，如節(jié)間距為，則屋架下弦桿平面內(nèi)的計算長度應(yīng)取 。6、雙軸對稱截面的理想軸心壓桿，有彎曲屈曲和 扭轉(zhuǎn)屈曲 兩種屈曲形式。7、工字形截面簡支梁，當(dāng)受壓翼緣側(cè)向支承點間距離愈小時，則梁的整體穩(wěn)定性就 愈高（好）8、試驗證明，鋼材的疲勞強度主要與構(gòu)造狀況、應(yīng)力幅和循環(huán)荷載重復(fù)次數(shù)有關(guān)，而與鋼材的_靜力強度_并無明顯關(guān)系。9、軸心受力的兩塊板通過對接斜焊縫連接時，只要使焊縫軸線與n力之間的夾角滿足條件時，對接斜焊縫的強度就不會低于母材的強度，因而也就不必再進(jìn)行計算。三、簡答題 （30分）1.對于理想的軸心受壓構(gòu)件，提高鋼材的牌號（即鋼材強度），

6、對構(gòu)件的穩(wěn)定承載能力有何影響？為什么？(7分)無影響。因為理想軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力為，與鋼號無關(guān)。2.剪力作用下的普通螺栓連接節(jié)點可能發(fā)生哪些破壞形式？(8分)栓桿被剪斷、栓桿（孔壁承壓）破壞、板件拉斷、栓桿受彎破壞、板端沖剪破壞3.兩板件通過抗剪螺栓群承擔(dān)剪力時，就板件的凈截面強度來說，摩擦型高強螺栓連接與普通螺栓連接有何區(qū)別？采用何種連接方式更合理？(7分)摩擦型高強螺栓連接板件計算截面承力需考慮孔前傳力，其所受荷載小于普通螺栓連接。從板件的受力來說，采用摩擦型高強螺栓連接更合理。4.同一種類的鋼材，當(dāng)其厚度或直徑發(fā)生變化時，鋼材的機械性能（強度和塑性）有何變化？為什么？(8分)同一種

7、類的鋼材，當(dāng)其厚度或直徑發(fā)生減小時，鋼材的強度和塑性會提高。因為隨著鋼材厚度或直徑的減小，鋼材（型鋼）的軋制力和軋制次數(shù)增加，鋼材的致密性好，存在大缺陷的幾率減少，故強度和塑性會提高。四、計算題 （共40分） 1. （本題12分）試驗算圖中所示柱牛腿中鋼板與柱翼緣節(jié)點的連接焊縫的強度（說明驗算點）。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計值。鋼材為q235-af。手工焊，焊條e43型。ffw=160n/mm2，ftw=185n/mm2，fvw=125n/mm2。1.（本題12分）2. （本題12分）試驗算圖示節(jié)點摩擦型高強螺栓群的強度。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計值，高強螺栓為8.8級m20，預(yù)拉力p=110kn，被

8、連接板件鋼材q235-af（=125n/mm2，=215n/mm2），板件摩擦面間作噴砂處理（=0.45）。3. （本題16分）某簡支梁截面如圖所示，梁的跨度為6m，荷載為靜力荷載設(shè)計值，試驗算梁的強度是否滿足要求。判定梁的局部穩(wěn)定是否滿足要求（腹板判定是否需設(shè)加勁肋，如需設(shè)加勁肋，請按構(gòu)造要求設(shè)置加勁肋，并畫出加勁肋的布置圖）。梁采用q235-a鋼材，fd=215n/mm2，fvd=125n/mm2 ，fy=235n/mm2。計算時可忽略梁的自重。3.（本題16分）一、單項選擇題（2×10=20分）1.大跨度結(jié)構(gòu)常采用鋼結(jié)構(gòu)的主要原因是鋼結(jié)構(gòu)（ b ） a.密封性好 b.鋼材的輕質(zhì)

9、高強 c.制造工廠化 d.便于拆裝2.鋼結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)是指（ c ） a.結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈振動 b.結(jié)構(gòu)的變形已不能滿足使用要求 c.結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載力產(chǎn)生破壞 d.使用已達(dá)五十年3.鋼號q345a中的345表示鋼材的（ c ） a.fp值 b.fu值 c.fy值 d.fvy值4.結(jié)構(gòu)鋼材最易發(fā)生脆性破壞的應(yīng)力狀態(tài)為（ a ） a.三向同號等值拉應(yīng)力作用 b.兩向異號等值正應(yīng)力作用 c.單向拉應(yīng)力作用 d.三向等值剪應(yīng)力作用5.鋼材塑性破壞的特點是（ d ） a.變形小 b.破壞經(jīng)歷時間非常短 c.無變形 d.變形大6.普通螺栓抗剪工作時，要求被連接構(gòu)件的總厚度螺栓直徑的5倍，是防止（ a

10、 ） a.螺栓桿彎曲破壞 b.螺栓桿剪切破壞 c.構(gòu)件端部沖剪破壞 d.板件擠壓破壞7.焊接殘余應(yīng)力不影響構(gòu)件的（ b ） a.整體穩(wěn)定性 b.靜力強度 c.剛度 d.局部穩(wěn)定性8.在動荷載作用下，側(cè)面角焊縫的計算長度不宜大于（ b ） a.40hf b.60hf c.80hf d.120hf9.確定軸心受壓實腹柱腹板和翼緣寬厚比限值的原則是（ c ） a.等厚度原則 b.等穩(wěn)定原則 c.等強度原則 d.等剛度原則10.發(fā)生彎扭屈曲的理想軸心受壓構(gòu)件截面形式為（ b ） a.雙軸對稱工字形截面 b.單角鋼截面 c.h型鋼截面 d.箱形截面二、填空題（1×10=10分）1在彎矩作用下，

11、摩擦型高強度螺栓群的中和軸位于 。2在結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)計算時，應(yīng)采用荷載的 值。3型鋼代號l100×8中，l表示 。4q235b鋼中的235表示 。5動力荷載作用下鋼材抵抗脆性破壞的性能指標(biāo)為 。6部分t型鋼是半個 型鋼。7在計算兩端簡支工字形軸壓柱 腹板 板的臨界應(yīng)力時，它的支承條件簡化為四邊簡支。8在承受靜力荷載的角焊縫中，側(cè)面角焊縫的強度設(shè)計值比正面角焊縫 。9工字形截面梁按彈性設(shè)計時，應(yīng)使翼緣的寬厚比b1/t1 。10下圖所示格柱截面中，虛軸指的是 軸。1、螺栓群形心軸2、設(shè)計3、角鋼4、屈服強度5、沖擊韌性akv值或沖擊韌性值或akv值6、h7、腹板8、小9、三、簡答題

12、（30分）1、鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式有哪兩種？其特點如何？ （7分）鋼結(jié)構(gòu)破壞形式有；延性破壞和脆性破壞兩種，各自特點為 塑性破壞：破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯的銹跡剝落線。由于塑性破壞前總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時間較長，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至發(fā)生嚴(yán)重后果。 脆性破壞：破壞前塑性變形很小，或根本沒有塑性變形，而突然迅速斷裂。由于破壞前沒有任何預(yù)兆，破壞速度又極快，無法察覺和補救，而且一旦發(fā)生常引發(fā)整個結(jié)構(gòu)的破壞，后果非常嚴(yán)重，因此在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工和使用過程中，要特別注意防止這種破壞的發(fā)生。2、影響鋼材機械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影響

13、？（8分）主要的影響因素有： 1）化學(xué)成分的影響：影響較大的幾種化學(xué)成分為c、si、mn、s、p、o,其中碳素結(jié)構(gòu)鋼中則是鐵以外的最主要元素，碳是形成鋼材強度的主要成分，隨著含碳量的提高，鋼的強度逐漸增高，而塑性和韌性下降，冷彎性能、焊接性能和抗銹蝕性能等也變劣。si、mn為有益元素，在普通碳素鋼中，它們是脫氧劑，可提高鋼材強度。s、p、o為有害元素，s可能引發(fā)剛才熱脆，p可能引發(fā)剛才冷脆，氧與硫類似使鋼熱脆。 2） 鋼材的硬化 鋼材的硬化有三種情況：時效硬化、冷作硬化（或應(yīng)變硬化）和應(yīng)變時效硬化，鋼材的硬化使鋼材的強度提高，而塑性和韌性下降。 3）應(yīng)力集中的影響 應(yīng)力集中主要友構(gòu)件

14、的截面突變引起，嚴(yán)重的應(yīng)力集中，能引起鋼材脆性破壞，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量使構(gòu)件和連接節(jié)點的形狀和構(gòu)造合理，防止截面的突然改變。 4）殘余應(yīng)力的影響 殘余應(yīng)力對構(gòu)件的靜力強度不會產(chǎn)生影響，但它降低構(gòu)件的剛度與穩(wěn)定承載力，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的焊接構(gòu)造設(shè)計和施工時，應(yīng)盡量減少焊接殘余應(yīng)力。3、受彎構(gòu)件在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使其猶如受壓構(gòu)件和受拉構(gòu)件的組合體。對于受壓的上翼緣可沿剛度較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩(wěn)定的受拉下翼緣對其提供了此方向連續(xù)的抗彎和抗剪約束，使它不可能在這個方向上發(fā)生屈曲。當(dāng)外荷載產(chǎn)生的翼緣壓力達(dá)到一定值時，翼緣板只能繞自身的強軸發(fā)生平面內(nèi)的屈曲，對整個梁來

15、說上翼緣發(fā)生了側(cè)向位移，同時帶動相連的腹板和下翼緣發(fā)生側(cè)向位移并伴有整個截面的扭轉(zhuǎn)，這時我們稱其發(fā)生了整體失穩(wěn)。3. 何謂受彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)？（7分）受彎構(gòu)件在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使其猶如受壓構(gòu)件和受拉構(gòu)件的組合體。對于受壓的上翼緣可沿剛度較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩(wěn)定的受拉下翼緣對其提供了此方向連續(xù)的抗彎和抗剪約束，使它不可能在這個方向上發(fā)生屈曲。當(dāng)外荷載產(chǎn)生的翼緣壓力達(dá)到一定值時，翼緣板只能繞自身的強軸發(fā)生平面內(nèi)的屈曲，對整個梁來說上翼緣發(fā)生了側(cè)向位移，同時帶動相連的腹板和下翼緣發(fā)生側(cè)向位移并伴有整個截面的扭轉(zhuǎn)，這時我們稱其發(fā)生了整體失穩(wěn)。4. 在角焊縫設(shè)計中，對焊

16、腳尺寸和計算長度有哪些構(gòu)造要求？為什么？（8分） 最大焊腳尺寸：，防止焊縫過燒焊件；最小焊腳尺寸：，防止焊縫冷裂；最大計算長度：，防止應(yīng)力沿焊縫長度不均勻分布；最小計算長度：，防止焊縫沿長度缺陷幾率增加。四、計算題（40分）1、下圖所示某鋼板的搭接連接，采用c級普通螺栓m22，孔徑23.5mm，承受軸心拉力，鋼材q235，試驗算此連接是否可靠。，（12分）解：（1）螺栓連接計算 單個螺栓抗剪設(shè)計承載力 單個螺栓的承壓設(shè)計承載力 所需螺栓個數(shù)： 單面搭接，螺栓實際用量應(yīng)為：個 該連接采用了8個螺栓，符合要求 （2）構(gòu)件凈截面驗算 因為師錯排布置，可能沿1-2-3-4直線破壞，也可能沿1-2-5-

17、3-4折線破壞 1-2-3-4截面的凈截面面積為： 1-2-5-3-4截面的凈截面面積為： 故：該連接是可靠的。2、下圖所示角焊縫連接能承受的靜力設(shè)計荷戴p=160kn。已知：鋼材為q235bf，焊條為e43型，是判斷該連接是否可靠。（12分） 解： 故該連接可靠。3. 一工字形截面軸心受壓柱如圖所示，l0x=l = 9m，l0y=3m , 在跨中截面每個翼緣和腹板上各有兩個對稱布置的 d = 24mm 的孔，鋼材用q235af，f =215n/mm2，翼緣為焰切邊。試求其最大承載能力n。局部穩(wěn)定已保證，不必驗算。（16分）截面幾何特性： 按強度條件確定的承載力： 按穩(wěn)定條件確定的承載力： 因

18、x軸為弱軸，且 ，因而對y軸的穩(wěn)定承載力小于對x軸的穩(wěn)定承載力，由 查表得 所以 所以 此柱的最大承載力為2160kn。一、單項選擇題（2×10=20分）1鋼材的抗剪強度設(shè)計值與鋼材抗拉強度設(shè)計值f的關(guān)系為（ c ）a bcd2在三向應(yīng)力狀態(tài)下，鋼材轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)的綜合強度指標(biāo)稱為（ d ）a設(shè)計應(yīng)力b計算應(yīng)力c容許應(yīng)力d折算應(yīng)力3鋼材的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線是通過下列哪項試驗得到的?（ b ）a冷彎試驗b單向拉伸試驗c沖擊韌性試驗d疲勞試驗4鋼結(jié)構(gòu)焊接常采用e43xx型焊條，其中43表示（ a ）a熔敷金屬抗拉強度最小值b焊條藥皮的編號c焊條所需的電源電壓d焊條編號，無具體意義5鋼材的疲

19、勞強度與下列哪一項沒有明顯關(guān)系?（ b ）a荷載作用的應(yīng)力幅值b鋼材的靜力強度c構(gòu)件或連接的構(gòu)造情況d循環(huán)荷載重復(fù)的次數(shù)6下列哪種元素含量的提高會增加鋼材的強度和抗銹蝕能力，但卻會嚴(yán)重地降低鋼材的塑性、韌性和可焊性，特別是在溫度較低時會促使鋼材發(fā)生冷脆現(xiàn)象（ b ）a硫b磷c硅d錳7在焊接施工過程中，應(yīng)該采取措施盡量減小殘余應(yīng)力和殘余變形的發(fā)生，下列哪一項措施是錯誤的?（ a ）a直焊縫的分段焊接b焊件的預(yù)熱處理c焊接后進(jìn)行退火處理d加強板邊約束，阻止被焊接板件變形的發(fā)生8在如圖所示的普通螺栓連接中，受力最大的螺栓所在的位置為（ a ）a(a)b(b)c(c)d(d)9當(dāng)沿受力方向的連接長度l

20、1>15d0時(d0為孔徑)，螺栓的抗剪和承壓承載力設(shè)計值應(yīng)予以降低，以防止（ b ）a中部螺栓提前破壞b端部螺栓提前破壞c螺栓受彎破壞d螺栓連接的變形過大10. t形連接中直角角焊縫的最小焊腳尺寸hfmin=1.5，最大焊腳尺寸hfmax=1.2t1，式中的t1和t2分別為（c）a.t1為腹板厚度，t2為翼緣厚度b.t1為翼緣厚度，t2為腹板厚度c.t1為較小的被連接板件的厚度，t2為較大的被連接板件的厚度 d.t1為較大的被連接板件的厚度，t2為較小的被連接板件的厚度二、填空題（1×10=10分）1. 對于沒有明顯屈服點的鋼材，以卸載后試件的殘余應(yīng)變?yōu)開0.2%_時所對應(yīng)的

21、應(yīng)力作為假想屈服點，也稱為條件屈服點。2. 殘余應(yīng)力將減小構(gòu)件的剛度，同時將_降低_構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。3型鋼代號l100×8中，l表示 。4q235bf鋼中的f表示 沸騰鋼 。5動力荷載作用下鋼材抵抗脆性破壞的性能指標(biāo)為 沖擊韌性akv值或沖擊韌性值或akv值6部分t型鋼是半個 h 型鋼。7. 焊接工字型組合截面軸壓柱腹板局部穩(wěn)定條件為，其中應(yīng)取兩個方向長細(xì)比的較大值。8. 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，但側(cè)向支承點必須設(shè)在鋼梁的_受壓_翼緣。9. 實腹式偏心壓桿在彎矩平面外的失穩(wěn)屬于_彎扭_屈曲。10工字形截面梁按彈性設(shè)計時，應(yīng)使翼緣的寬厚比b1/t1 。

22、1、0.2%2、降低3、角鋼4、沸騰鋼5、沖擊韌性akv值或沖擊韌性值或akv值6、h 7、兩個方向長細(xì)比的較大值8、受壓9、彎紐10、三簡答題（30分）1. 簡述鋼材塑性破壞的特征和意義。 1、塑性破壞的主要特征是：破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯的銹跡剝落線。只有當(dāng)構(gòu)件中的應(yīng)力達(dá)到抗拉強度后才會發(fā)生破壞，破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。由于塑性破壞前總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時間較長，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至發(fā)生嚴(yán)重后果。鋼材塑性破壞前的較大塑性變形能力，可以實現(xiàn)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力重分布，鋼結(jié)構(gòu)的塑性設(shè)計就是建立在這種足夠的塑性變形能力上。 3、什么是格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的換算長細(xì)比？在軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算中，按臨界應(yīng)力相等的原則，將格構(gòu)式構(gòu)件換算為實腹