哈工大鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理08試題

1、第1頁(yè)（共8頁(yè)）哈工大 2008 年 春季學(xué)期題號(hào)-一一二_二三_ 三四五六七八九十總分分?jǐn)?shù)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 注設(shè)計(jì)值； 計(jì)算疲勞時(shí)，應(yīng)采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。爲(wèi)-2、鋼材 Q235B 中，235 代表屈服點(diǎn)，按脫氧方法該鋼材屬于鎮(zhèn)靜鋼。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)度增高塑性和韌性下降，焊接性能變差 。為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tan -1.5，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)的重要性荷載特征、連接方法、

2、工作環(huán)境、應(yīng)力狀態(tài)、鋼材厚 度 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 塑性 狀態(tài)，發(fā)生的破壞為脆性破壞。7、 某梯形鋼屋架，屋脊處應(yīng)設(shè)剛性性糸桿，該系桿按受壓 桿設(shè)計(jì)。8、 軸心受壓柱的柱腳底板厚度是按底受彎受力工作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2960mm2，其長(zhǎng)細(xì)比為 21.07I1010、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(zhǎng)細(xì)比是考慮剪切變形的影響。11、實(shí)腹式單向偏心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定，分為彎矩作用平面內(nèi) 的

3、穩(wěn)定和彎矩作用平面外的穩(wěn)定。單項(xiàng)選擇題（每題 2 分，共 16 分）鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)試題班號(hào)姓名遵守守考考場(chǎng)場(chǎng)紀(jì)紀(jì)律律管導(dǎo)核字主領(lǐng)審簽試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)班號(hào):姓名:第 2 頁(yè)(共 8 頁(yè))1、對(duì)于 Q235 鋼板，其厚度越大DA. 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AA. 1 B. 3 C. 2 或 4 D. 53、工字形截面軸心受壓構(gòu)件，翼緣外伸部分的寬厚比b/t乞(10 0.1 )、.235fy式中的 是 C 。A. 構(gòu)件繞強(qiáng)方向的長(zhǎng)細(xì) -B. 構(gòu)件兩個(gè)方向的長(zhǎng)細(xì)比平均值C. 構(gòu)件兩個(gè)方向的長(zhǎng)細(xì)比較大值D. 構(gòu)件兩個(gè)方

4、向的長(zhǎng)細(xì)比較小值4、 單向受彎構(gòu)件的抗彎強(qiáng)度二二Mx/(xWnx)乞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B。A .9、.235 fyB.13 235 fyC.15、235一fyD.40 235 fy5、 已知焊接工字形截面簡(jiǎn)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 D 。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(jiǎn)支梁，最容易發(fā)生整體失穩(wěn)的情況是 CA

5、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N試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)班號(hào):姓名:第3頁(yè)（共 8 頁(yè)）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D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&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 AI I - 150,lx=8000mm,lOy= 4500mm,lx=2A2,ly=0.5A2截面面

6、積 A 為 BA 1422.2mm22B 1800mm2C 2000mm2D 2500mm三、簡(jiǎn)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）焊縫出現(xiàn)不均勻溫度場(chǎng)。焊縫附近溫度最高，可高達(dá)1600 度以上。在焊縫區(qū)以外，溫度則急劇下降。焊縫區(qū)受熱而縱向膨脹，但這種膨脹因變形的平截面規(guī)律（變形前的平截面，變形后仍保持平面）而受到其相鄰較低溫度區(qū)的約束，由于鋼材在 600C以上時(shí)呈塑性狀態(tài)（稱為熱塑狀態(tài)），因而高溫區(qū)的這種壓應(yīng)力使焊縫區(qū)的 鋼材產(chǎn)生塑性壓縮變形對(duì)結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度沒影響，降低結(jié)構(gòu)的剛度，影響壓桿的穩(wěn)定性，對(duì)低溫冷脆有影響，對(duì)疲 勞強(qiáng)度不利。2、簡(jiǎn)述

7、影響梁整體穩(wěn)定的因素（8 分）梁的側(cè)向抗彎剛度 Ely、抗扭剛度 Glt，和抗翹曲剛度 Elw 愈大，則臨界彎矩愈大。梁兩端支承條件、構(gòu)件側(cè)向支承點(diǎn)間距、受壓翼緣寬度、荷載的種類和作用位置。試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)班號(hào):姓名:第4頁(yè)（共 8 頁(yè)）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(zhǎng)細(xì)比？（ 5 分）對(duì)于單軸對(duì)稱截面，構(gòu)件除繞非對(duì)稱軸發(fā)生彎曲屈曲外，還可能發(fā)生繞對(duì)稱軸彎扭屈曲，軸 力由于截面的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生作用于形心處非對(duì)稱軸方向的剪力，剪力不通過剪心，產(chǎn)生扭矩，彎扭屈 曲比繞對(duì)稱軸的彎曲屈曲的臨界應(yīng)力要低，因此繞對(duì)稱軸的穩(wěn)定應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的換算長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算

8、。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.鋼材 Q235B，手工焊，焊條 E43 型，f；=160N/mm2驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度（10 分）、解:將力 F 簡(jiǎn)化到焊縫群的形心為:V = Fcos60o= 60 kNN = Fsin 60o=103.9 kNM = Nx35 = 3636.5 kNmm焊縫上下兩點(diǎn)最危險(xiǎn)(2分)在 N 作用下:（5分） 在 V 作用下:NTfN103.9 103、(helw)2 0.7 8 (170-2 8)V(helw)60H032 0.7 8 (170-2 8)=60.24-34.79N mm2N：在

9、M 作用下:6Mhelw6匯3636.5 030.7 8 (170 -2 8)22= 82.14N；mm2(3分)CTf142.38)234.792=121.781.22N mm2一f：試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)班號(hào):姓名:第5頁(yè)（共 8 頁(yè)）焊縫滿足承載力要求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8.8 級(jí)螺栓 M20 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，孔徑 21.5mm，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)口 = 0.45 ,求此連接接頭能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)

10、值（十十+十 + + + + 十十+十 + + +558055 55805580 80 10 80 8000單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：Nvb= 0.9nfpP = 0.9X2X0.45X125=101.25 kN蓋板一側(cè)螺栓能傳遞的荷載為：N1= 16 Nvb= 1620kN嚴(yán)連接板所能承擔(dān)的軸力為：N2= Af = 16X420X215=602000 N = 1444.8 kN（3分）連接板的橫截面尺寸大于被連接板橫截面，且采用相同的鋼材，故不必計(jì)算連接板的承載力。危險(xiǎn)截面凈截面面積 An= 16X（420-4X21.5）= 5344 mm2在危險(xiǎn)截面處，對(duì)于被連接板（1 0.5n/n）

11、N3= Anf（3分）N3=Anf=534恥25= 1313097N=1313.1 kN11-0.5蟲1-n16（1分）故該連接所能承受的最大軸力為： N= 1313.1 kN3、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720KN.m，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(zhǎng)度150mm,鋼材 Q235B，鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f =215N/mm2, fv=125N/mm2,Yx=1.05, ：=1.0，毛截面慣性矩lx=181812cm4，截面的最大面積矩 S=2509.4cm3,上翼緣對(duì)中和軸的面積矩S=1709.4cm3,驗(yàn)

12、算梁截面強(qiáng)度（10 分）nIIII解:（3+ + +十 + + + + +十十 + + +N試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)班號(hào):姓名:第6頁(yè)（共 8 頁(yè)）=176.41290.92-176.41 90.9 3 47.012=173.14N：mm2：1.1 215= 236.54、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(zhǎng)度 Ix=l0y=6000mm，? _45o，柱截面無削弱（232b 的截面面積 A=2X55.1=110.2cm2, iy=12.1cm ;分肢對(duì)自身 1-1 軸的慣性矩|

13、nx=lx-20 14 （4007）24 = 163259.3cm4（3分）（3分）Wnx max-2lxh -3943.46 cm3720 106xWnxIxtwMy1Inx21.05 3943.46 103=173.88KN /m”33500 10259.4 10=69.01 心用181812 10410720106VSx500 1031709.4 103Ixtw4181812 10 10=47.01KN /mCZS1.0 200 103Iztw二 90.9KN /m2220 10二Y2= = c 32（2解:試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)班號(hào):姓名:第7頁(yè)（共 8 頁(yè)）I1=336cm4，回

14、轉(zhuǎn)半徑 i1=2.47cm, Zo=2.16cm , b=320mm；單根綴條角鋼 L45X4 的試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)班號(hào):姓名:第8頁(yè)（共 8 頁(yè)）截面面積 A1=3.49cm2; imin=0.89cm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303540450.9360.9180.8990.878505560650.8560.8330.8070.780707580850.7510.7200.6880.6552）繞虛軸的剛度和整體穩(wěn)定驗(yàn)算:繞虛軸慣性矩：lx=2丨1-Z。）2=2 |336 55.1 （16 -2.16）2,210890cm4繞虛軸回轉(zhuǎn)半徑：ix= . 1x/ A =210890/110.2 = 14.06cm（1分）解:1）繞實(shí)軸整體穩(wěn)定的驗(yàn)算：_ ly6000_y49.6： =150剛度滿足。iy121查表得到：y =0.8581900 10201N/mm2：f =215N/mm：yA 0.858 110202I滿足要求。（1 分）（2分）（13 分）1bax q Zo試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)班號(hào):姓名:第9頁(yè)（共 8 頁(yè)）長(zhǎng)細(xì)比：十總以2.7（1分）