鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理題庫

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理題庫答案單項(xiàng)選擇題（在每小題列出的四個備選項(xiàng)中只有一個是符合題目要求的，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 ）1D2C3A4B5A6B7C8B9C10D11A12A13B14D15C16D17D18C19C20A21C22B23D24B25C26A27D28A29A30A31D32B33A34D35C36A37B38B39D40C41A42D43A44C45C46B47A48B49A50D二、判斷改錯題（題意正確者，打（題息正確后，打即可；題意錯誤者，先打題息謂誤居，先打?yàn)槿缓髮㈠e誤處改正確）1. Vo2. X ;無應(yīng)力比（也可以換成鋼板厚度）。3. X ;同時

2、滿足時。4. X ;塑性低于側(cè)焊縫。5. X ；殘余應(yīng)力的影響。6. X ; N/b=0.9nUx （P-1.25N t）。7. X ；更有可能發(fā)生脆性破壞。8. x ;不可能會發(fā)生疲勞破壞。9. x ;無顯著效果。10. x ;摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接除外。11. Vo12. X ;承載能力極限狀態(tài)。13. x ;除鋼梁外。14.15. X ；越有可能發(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。-。19.20.三、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：因

3、為在較高應(yīng)力狀態(tài)下，混凝土的泊松比大于鋼材泊松比，這樣鋼管對其內(nèi)的混凝土形成橫向“套箍作用” 。3. 答： （ 1）有強(qiáng)化階段作為安全儲備； （ 2 ）不致產(chǎn)生工程中不允許的過大變形；（ 3）實(shí)測值較為可靠；（ 4）可以近似沿用虎克定律。4答：因?yàn)椴煌瑯?biāo)距的試件測出的伸長率大小不同。5 答： （ 1）采用性能較好的鋼材；（ 2）減少應(yīng)力集中程度；（ 3 ）采用較薄厚度的鋼板組成構(gòu)件。6答：鋼材因加工等原因使其強(qiáng)度提高，塑性降低的現(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，三向同好受力更容易發(fā)生脆性斷裂。8答：鋼材應(yīng)力達(dá)到或超過其屈服強(qiáng)度，破壞前有明顯變形給以預(yù)兆，破壞不突然。9 答

4、： （ 1）鋼材本身的質(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)力就越有可能起控制作用， 所以鋼板越厚， 越有可能發(fā)生度如何影響鋼脆性斷裂。11答：各級焊縫的抗壓強(qiáng)度沒有明顯差異，可抗拉、抗剪就不同了。試驗(yàn)表明一、二級焊縫的實(shí)際強(qiáng)度高于母材強(qiáng)度，規(guī)范取母材強(qiáng)度；三級焊縫的拉、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）同時滿足：保證焊縫質(zhì)量（焊縫為一、二級） ；采用引弧板（保證焊縫的有效截面） 。（ 2

5、 ）采用斜焊縫，且焊縫的長度方向與受力方向的夾角的正切小于等于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)力集中相互影響。所以，規(guī)范規(guī)定側(cè)焊縫長度不小于8hf和40mm （2）側(cè)面角焊縫的長度過長，焊縫有效截面上剪應(yīng)力沿其長度方向的應(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60hf ， 如超過， 超過部分不計算其承載力。16答：焊接殘余應(yīng)力對鋼構(gòu)件的靜力強(qiáng)度無影響；焊接殘余應(yīng)力對鋼結(jié)構(gòu)的疲勞、剛度、穩(wěn)定等其他方面都不利。17答：因?yàn)樗讏A心截面已通過摩擦力將部分力傳遞

6、走了。18答：（ 1）采用寬展的截面以增加慣性矩； （ 2）增加約束以減少計算長度。19答：因?yàn)榭紤]了殘余應(yīng)力的影響。20答：不能明顯提高。簡單從整體穩(wěn)定計算公式來看，似乎整體穩(wěn)定與鋼材強(qiáng)度設(shè)計值f成正比，但穩(wěn)定系數(shù)。卻隨鋼材強(qiáng)度等級的提高而降低。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 ）增加腹板厚度使其滿足寬厚比的限制要求； （ 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(shí)軸等穩(wěn)定原則確定

7、分肢之間的距離。24答：因?yàn)榉€(wěn)定系數(shù)是按彈性計算的，當(dāng)b 0.6 時，說明鋼梁在彈塑性階段整體失穩(wěn)，所以要用 b 代替 b 。25答：翼緣主要抵抗彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力，從提高抗彎來看，愿意增加翼緣厚度使其滿足寬厚比限制要求；對腹板，它主要抵抗剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力，它一般不起控制作用，另一方面，腹板高度對抗彎至為重要， 換句話說， 腹板高而薄， 以增加板厚來保證其局部穩(wěn)定不經(jīng)濟(jì)，通常是設(shè)置加勁肋。六、計算題1 .某簡支梁，鋼材為 Q235,跨度為l=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 3.5 m處設(shè)對接焊縫，焊縫質(zhì)量出級，手工焊,焊條E43型，

8、試驗(yàn)算該對接焊縫是否滿足強(qiáng)度要求。已知 fj =l85N/mm2, f： =125N/mm2。11R ql - 69 12 414kN支座反力： 22剪力：V 414 69 3.5 172.5kN12M 414 3.569 3.52 1026.4kN.m彎矩：2(2)焊縫截面特性參數(shù)計算13_2_94Ix 8 10002 280 16 5082.978 10 mm慣性矩：12面積矩:_ 66_63S 280 16 508 8 500 250 2.276 101.0 103.276 10 mmS 280 16 508 2.276 106mm3(3)焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算由于只要求對焊縫強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，所以，

9、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Ix1026.4 106_ _ 1_92.978 1095002172.3N/mm2ftw 185N / mm2VSIwt172.5 103 3.276 1062.978 109 8223.7N/mm2fvw 125N / mm2& 23.7 絆 16.5N /mm2S3.276.12312172.323 16.52174.7N / mm21.1ftw1.1 185204N / mm2焊縫強(qiáng)度滿足要求。2 .下圖 所示為雙角鋼組成的T形截面軸心受拉構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)板采用側(cè)焊縫連接。角鋼為2L110X10,節(jié)點(diǎn)板

10、厚度t 10 mm,鋼材為Q235, E43型手工焊(ffw 160 MPa )。靜力N15 / 10圖3.30 例題3.3附圖= 660 kN,焊縫正邊尺寸hf 8 mm (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3、心?！窘狻?i)計算肢背、肢尖焊縫受力N1k1N0.7 660 462kNN2k2N0.3 660 198kN(2)計算肢背、肢尖焊縫長度lw12hfN12hef：2hf462 1032 82 0.7 8 160274mmlw22hfN22heffw2hf198 1032 0.7 8 160127mm取 lw1=280mm,l w2=130mm。焊縫長度滿足

11、最大最小長度要求，驗(yàn)算從略。其尺寸如圖所示。鋼材為Q235,手工焊,3 .下圖所示一牛腿鋼板兩邊用角焊縫與鋼柱連接,E43焊條(ffw 160 MPa),焊腳尺寸hf = 10mm。假設(shè)e= 100 mm,試計算該連接能承受焊縫所受內(nèi)力有 N M=Ne=100N(2)焊縫有效截面參數(shù)計算2A 2 0.7hflw 2 0.7 10 (220 2 10) 2800mm2W 2 1 0.7hfl2 2 - 0.7 10 (220 2 10)2 93.3 103mm366(3)各內(nèi)力產(chǎn)生的應(yīng)力計算N NfAf2800M 100N Nf3Ww 93.3 103933(4)計算該連接能承受的最大靜力荷載設(shè)

12、計值N由角焊縫基本計算公式，有1.22 9332800160解之，得 NW 168.7 X 103N=168.7kN故計算該連接能承受的最大靜力荷載設(shè)計值N=168.7kN。wwft =185N/mm2, fv =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125 N/mm2)與立柱焊接，B板與A板用8個直彳仝為d=22mm預(yù)拉力P=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。(提示：由于 只要求計算焊縫連接的承載力設(shè)計值，螺栓連接的情況不管)解：(1)對接焊縫所受內(nèi)力剪力V=F,彎矩 M = 250F(2)抗彎強(qiáng)度確定F

13、1I 2 -1236410 38091.45 10 mmMTy250F 6 190 w 185 91.45 106所以185 91.45 106F 0250 1903356 10 N 356 kNS 2 101901902361 1033 mmVS361103F -6<125Ib91.451020所以FW也91.4510620 633103 N 633 kN361 10(3)抗剪強(qiáng)度確定F最后得焊縫連接的承載力設(shè)計值為F = 356 kN。5.驗(yàn)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=100mmhf=10mm 鋼材為 Q235,焊條為 E43型，ffw

14、 160N/mm2。解：(1)焊縫內(nèi)力計算豎向軸心力 V=Fsin45 0=353.55kN水平軸心力 H=Fcos450=353.55kN彎矩 M=He=353.55X 0.1=35.36kN.m353.55 10366.46MPa5320(2)各內(nèi)力在焊縫截面最不利處產(chǎn)生應(yīng)力計算V353.55 103Aw 2 0.7 10 (400 2 10)66.46MPaM M f Ww35.36 10635.36 106122 0.7 10 (400 2 10)6336933104.95MPa(3)焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算66.46 104.951.22266.462155.43MPa安全。6.某軸心受壓柱，設(shè)

15、計內(nèi)力N=2000kN,l 0x=6m（強(qiáng)軸），10y=3m：弱軸），鋼材Q345（ f=310N/mm2）, 采用兩塊翼緣板 2D250X 12和一塊腹板口 250X 10焊成工字形截面，截面無削弱。試驗(yàn)算 其強(qiáng)度和剛度（入=150）。解：（1）截面幾何特性A 25 1.2 2 25 0.8 80cm2Ix112112(25(1.2ix11345,80312680iy60011.91300(2)6.25強(qiáng)度驗(yàn)算27.43 24.2 253)253 2 25 0.83)11.91cm6.25cm50.44811345cm43126cm4因截面無削弱，所以_3N 2000 10A 80 1002

16、50N / mm22f 310N /mm (強(qiáng)度安全)tTy1tN1 x22-， N1 y(xyi)（3）剛度驗(yàn)算maX x, y) 50.4 150 (剛度通過)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，B板與A板用8個直徑為d= 22 mm預(yù)拉力P=190 kN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F。（提示：由于只要求計算螺栓連接的承載力設(shè)計值，焊縫連接的情況不管。扭矩作用下，最不利螺栓的受力計算公式為：Txi(T解：(1)螺栓所受內(nèi)力剪力V=F,扭矩T=155F(2)最不利一個螺栓所受剪力計算v VM 0

17、.125Fn(X2 yi2) 8 352 4 (502 1302) 87 4000.230 5 FTy1130 155FT-2T(xiyi )87 400NTyTX135 155F22-TZ (x yi )87 4000.062 1FMg(N；x)2 (NV N；y)2 0.296 9F(3)單個摩擦型高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力設(shè)計值N： 0.9nf P 0.9 2 0.35 190 119.7 kN根據(jù) Ni, maxW Nvb ,得 F< 403.2 kN。8,已知一工字型鋼梁 132a(Wx=692cm3,I x/Sx=27.5cm,腹板厚9.5mm),承受靜力荷載，最大 彎矩Mmak1

18、30kN日 最大剪力 Vmak89kN。Q235鋼材(f=215MPa,f v=125MPa)。要求進(jìn)行抗彎 和抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算。解：(1)抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算130 106692 103 2187.86N /mm2f 215N/mm (抗彎強(qiáng)度滿足)(2)抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算VS V bI b(I/S)89 1039.5 27.5 1034.07N/mm2 fv 125N/mm2 (抗剪強(qiáng)度滿足)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= 160 kN ,試進(jìn)行各項(xiàng)強(qiáng)度驗(yàn)算。集中荷載在跨度方向的分布長度為a = 90 mm ,計算跨度l = 6 m ,梁自重2267.6 kg/

19、m。(已知 f 215 N / mm、fv 125 N / mm )I產(chǎn)=】60kNT40u; t 16.5 mnkt r"l2.5 mm"10.5 nirn t /( =21 720 cm解：(1)基本數(shù)據(jù)準(zhǔn)備hy t r 16.5 12.5 29 mm, la a 5hy 90 5 29 235 mmh0 h 2hy 400 229 342 mm, y1 h /2 hy 171 mm自重設(shè)計值支座反力跨中彎矩跨中剪力g 1.2 67.6（剪力）VmaxMxR-29.82 gl1 .28 gl101600.795 kN /m82.4 61-0.795 6 82.4 kN2

20、_2_ _ _0.795 62 243.6 kN m1-P 80 kN2(2)跨中抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算Mx243.6610xWnx_41.05 21 720 102_2200 213.6 N /mm < f 215 N/mm(3)支座抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算maxVmax SxI xtw382.4 1034.1 1010.5223 N /mm< fv 125 N /mm2(4)局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算3160 10tw la10.5 23564.8 N / mm2 & f2215 N / mm(5)折算應(yīng)力驗(yàn)算Mxry1x6243.6 10-421 720 10171 191.8 N/mm2由于型鋼表中沒有給出Si,近似取1maxV /Vmax23 80/82.4 22.3 N/mm22,則eq2221 c 1c 3 1.191.82< 1