鋼結構設計原理考試復習題要點

1、1、 填空題1 .鋼結構計算的兩種極限狀態(tài)是承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。2 .鋼結構具有輕質高強、材質均勻，韌性和塑性良好、裝配程度高，施工周期短、密閉性好、耐熱不耐火和易銹蝕等特點。3 .鋼材的破壞形式有塑性破壞和脆性破壞。4 .影響鋼材性能的主要因素有化學成分、冶煉，澆注，軋制、鋼材硬化、溫度、應力集中、殘余應力、重復荷載作用和鋼材缺陷。5 .影響鋼材疲勞的主要因素有應力集中、應力幅（對焊接結構）或應力比（對非焊接結構）、應力循環(huán)次數6 .建筑鋼材的主要機械性能指標是屈服點、抗拉強度、伸長率、沖擊韌性、和冷彎性能。7 .鋼結構的連接方法有焊接連接、釧釘連接和螺栓連接。8 .角焊縫的

2、計算長度不得小于8hf,也不得小于40mm。側面角焊縫承受靜載時，其計算長度不宜大于60hf。9 .普通螺栓抗剪連接中，其破壞有五種可能的形式，即螺栓剪壞、孔壁擠壓壞、構件被拉斷、端部鋼板被剪壞和螺栓彎曲破壞。10 .高強度螺栓預拉力設計值與螺栓材質和螺栓有效面積有關。11 .軸心壓桿可能的屈曲形式有彎曲屈曲、扭轉屈曲和彎扭屈曲。12 .軸心受壓構件的穩(wěn)定系數，與殘余應力、初彎曲和初偏心和長細比有關。13 .提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效途徑是加強受壓翼緣和增加側向支承點。14 .影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有荷載類型、荷載作用點位置、梁的截面形式、側向支承點的位置和距離和梁端支承條件。15 .焊接組

3、合工字梁，翼緣的局部穩(wěn)定常采用限制寬厚比的方法來保證，而腹板的局部穩(wěn)定則常采用設置加勁肋的方法來解決。2、 問答題1 .鋼結構具有哪些特點？答：鋼結構具有的特點：。1鋼材強度高，結構重量輕。2鋼材內部組織比較均勻，有良好的塑性和韌性。3鋼結構裝配化程度高，施工周期短。4鋼材能制造密閉性要求較高的結構。5鋼結構耐熱，但不耐火。6鋼結構易銹蝕，維護費用大。2 .鋼結構的合理應用范圍是什么？答：鋼結構的合理應用范圍：重型廠房結構。2大跨度房屋的屋蓋結構。3高層及多層建筑。4輕型鋼結構。5塔桅結構小板殼Z§構。7橋梁Z§構。8移動式結構3 .鋼結構對材料性能有哪些要求？答：鋼結構對

4、材料性能的要求：。1較高的抗拉強度fu和屈服點fy較好的塑性、韌性及耐疲勞性能。3良好的加工性4 .鋼材的主要機械性能指標是什么？各由什么試驗得到？答：鋼材的主要機械性能指標是屈服點、抗拉強度、伸長率、沖擊韌性、冷彎性能。其中屈服點、抗拉強度和伸長率由一次靜力單向均勻拉伸試驗得到；冷彎性能是由冷彎試驗顯示出來；沖擊韌性是由沖擊試驗使試件斷裂來測定。5 .影響鋼材性能的主要因素是什么？答：影響鋼材性能白主要因素有：。1化學成分。2鋼材缺陷。3冶煉，澆注，軋制。4鋼材硬化。5溫度CB應力集中C7殘余應力C8重復荷載作用6 .什么是鋼材的疲勞？影響鋼材疲勞的主要因素有哪些？答：鋼材在連續(xù)反復荷載作用

5、下，當應力還低于鋼材的抗拉強度，甚至還低于屈服點時也會發(fā)生斷裂破壞，這種現象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。影響鋼材疲勞的主要因素是應力集中、應力幅（對焊接結構）或應力比（對非焊接結構）以及應力循環(huán)次數。7 .選用鋼材通常應考慮哪些因素？答：選用鋼材通?？紤]的因素有：。1結構的重要性。2荷載特征。3連接方法O結構的工作環(huán)境溫度。5結構的受力性質8 .鋼結構有哪些連接方法？各有什么優(yōu)缺點？答：鋼結構常用的連接方法有：焊接連接、釧釘連接和螺栓連接三種。焊接的優(yōu)點：。1不需打孔，省工省時；。2任何形狀的構件可直接連接，連接構造方便；。3氣密性、水密性好，結構剛度較大，整體性能較好9 .焊縫可能存在的缺陷有

6、哪些？答：焊縫可能存在的缺陷有裂紋、氣孔、夾硝、燒穿、咬邊、未焊透、弧坑和焊瘤。10 .焊縫的質量級別有幾級？各有哪些具體檢驗要求？答：焊縫質量分為三個等級。三級質量檢查只對全部焊縫進行外觀缺陷及幾何尺寸檢查，其外觀可見缺陷及幾何尺寸偏差必須符合三級合格標準要求；二級質量檢查除對外觀進行檢查并達到二級質量合格標準外，還需用超聲波或射線探傷20%焊縫，達到B級檢驗出級合格要求；一級質量檢查除外觀進行檢查并符合一級合格標準外，還需用超聲波或射線對焊縫100%探傷，達到B級檢驗n級合格要求；11 .對接焊縫的構造要求有哪些？答：對接焊縫的構造要求有：一般的對接焊多采用焊透縫，只有當板件較厚，內力較小

7、，且受靜載作用時，可采用未焊透的對接縫。為保證對接焊縫的質量，可按焊件厚度不同，將焊口邊緣加工成不同形式的坡口。起落弧處易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工復雜，因此除承受動力荷載外，一般不用引弧板，而是計算時為對接焊縫將焊縫長度減2t（t為較小焊件厚度）。（4對于變厚度（或變寬度）板的對接，在板的一面（一側）或兩面（兩側）切成坡度不大于1:2.5的斜面，避免應力集中。當鋼板在縱橫兩方向進行對接焊時，焊縫可采用十字形或T形交叉對接，當用T形交叉時，交叉點的間距不得小于200mm12 .角焊縫的計算假定是什么？角焊縫有哪些主要構造要求？答：角焊縫的計算假定是：1破壞沿有效載面；2破壞面

8、上應力均勻分布。表6-1角焊縫的構造要求部位項目構造要求蚤注焊腳尺寸如上限“EL的f的管結構除外）；一1電6時,幻1對板邊L,時，勾（1門為較薄熱件厚度/為板辿笫焊縫的板件再度下限當時t“為較厚煤件厚而自前如“可感Inimj對單面T形焊“應加1mm.E為煤件再度*揖縫長度上限60Az內力沿假縫全長均勻分布者不限下限8打和40mm桿端與節(jié)點板用兩側面加焊縫逮接，如右圖長度小11111J1ii1匕云跛順時）A為較薄蜉件厚度搭接連接搭接最小長度5力25mmh為我障焊件厚度13 .焊接殘余應力和焊接殘余變形是如何產生的？焊接殘余應力和焊接殘余變形對結構性能有何影響？減少焊接殘余應力和焊接殘余變形的方法

9、有哪些？答：鋼材在施焊過程中會在焊縫及附近區(qū)域內形成不均勻的溫度場，在高溫區(qū)產生拉應力，低溫區(qū)產生相應的壓應力。在無外界約束的情況下，焊件內的拉應力和壓應力自相平衡。這種應力稱焊接殘余應力。隨焊接殘余應力的產生，同時也會出現不同方向的不均勻收縮變形，稱為焊接殘余變形。焊接殘余應力的影響：對塑性較好的材料，對靜力強度無影響；降低構件的剛度；降低構件的穩(wěn)定承載力;（4降低結構的疲勞強度；在低溫條件下承載，加速構件的脆性破壞。焊接殘余變形的影響：變形若超出了施工驗收規(guī)范所容許的范圍，將會影響結構的安裝、正常使用和安全承載；所以，對過大的殘余變形必須加以矯正。減少焊接殘余應力和變形的方法：1合理設計：

10、選擇適當的焊腳尺寸、焊縫布置應盡可能對稱、進行合理的焊接工藝設計，選擇合理的施焊順序。2正確施工：在制造工藝上，采用反變形和局部加熱法；按焊接工藝嚴格施焊，避免隨意性；盡量采用自動焊或半自動焊，手工焊時避免仰焊。14 .普通螺栓連接和摩擦型高強度螺栓連接，在抗剪連接中，它們的傳力方式和破壞形式有何不同？答：普通螺栓連接中的抗剪螺栓連接是依靠螺栓抗剪和孔壁承壓來傳遞外力。當受剪螺栓連接在達到極限承載力時，可能出現五種破壞形式，即螺栓被剪斷、孔壁被擠壓壞、構件被拉斷、構件端部被剪壞和螺栓彎曲破壞。高強螺栓連接中的抗剪螺栓連接時，通過擰緊螺帽使螺桿產生預拉力，同時也使被連接件接觸面相互壓緊而產生相應

11、的摩擦力，依靠摩擦力來傳遞外力。它是以摩擦力剛被克服，構件開始產生滑移做為承載能力的極限狀態(tài)。15 .螺栓的排列有哪些構造要求？答：螺栓排列的構造要求：1受力要求：端距限制一-防止孔端鋼板剪斷，>2do；螺孔中距限制一限制下限以防止孔間板破裂即保證>3do,限制上限以防止板間翹曲。21造要求：防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕，限制螺孔中距最大值。3施工要求：為便于擰緊螺栓，宜留適當間距。16 .普通螺栓抗剪連接中，有可能出現哪幾種破壞形式？具體設計時，哪些破壞形式是通過計算來防止的？哪些是通過構造措施來防止的？如何防止？答：普通螺栓抗剪連接中的五種破壞形式：螺栓被剪斷、孔壁被擠壓壞、構件

12、被拉斷、構件端部被剪壞名稱位置和方向最大容許距陽1取兩者的較小值）埴小容許距離外排（垂直內力方向或嵯內力方向）幽或中中垂直內力方向16% 或 24/心間構件受壓力UdQ 或 18f間順內力方向距排構杵受拉力1皿或241沿對角線方向順內力方向鞏中心至壬,剪切邊或手工氣割邊構杵邊或出L 5d0壕距離內力軋制邊、自動氣割高強度螺栓方向或鋸割邊其他螺栓或引釘1.表心3.4 端柱或釧旬的最大、最小容許距離注%為螺栓或鋪1釘的孔徑,為外層較灣板件的厚度，Z鋼板邊緣與剛性構件f如角鋼，槽鋼等）相連的螺栓或鎮(zhèn)釘的地大間距可 按中間排的數值采用.和螺栓彎曲破壞。以上五種可能破壞形式的前三種，可通過相應的強度計算

13、來防止，后兩種可采取相應的構件措施來保證。一般當構件上螺孔的端距大于2d0時，可以避免端部沖剪破壞；當螺栓夾緊長度不超過其直徑的五倍，則可防止螺桿產生過大的彎曲變形。17 .高強度螺栓的8.8級和10.9級代表什么含義？答：級別代號中，小數點前的數字是螺栓材料經熱處理后的最低抗拉強度，小數點后數字是材料的屈強比（fy/fu）。8.8級為：fu>800N/mm2,fy/fu=0.810.9級為：fu>1000N/mm2,fy/fu=0.918 .軸心壓桿有哪些屈曲形式？答：受軸心壓力作用的直桿或柱，當壓力達到臨界值時，會發(fā)生有直線平衡狀態(tài)轉變?yōu)閺澢胶鉅顟B(tài)變形分枝現象，這種現象稱為壓

14、桿屈曲或整體穩(wěn)定，發(fā)生變形分枝的失穩(wěn)問題稱為第一類穩(wěn)定問題。由于壓桿截面形式和桿端支承條件不同，在軸心壓力作用下可能發(fā)生的屈曲變形有三種形式，即彎曲屈曲、扭轉屈曲和彎扭屈曲。19 .在考慮實際軸心壓桿的臨界力時應考慮哪些初始缺陷的影響？答：在考慮實際軸心壓桿的臨界力時應考慮殘余應力的影響、初彎曲和初偏心的影響、桿端約束的影響。20 .在計算格構式軸心受壓構件的整體穩(wěn)定時，對虛軸為什么要采用換算長細比？答：格構式軸心受壓構件一旦繞虛軸失穩(wěn)，截面上的橫向剪力必須通過綴材來傳遞。但因綴材本身比較柔細，傳遞剪力時所產生的變形較大，從而使構件產生較大的附加變形，并降低穩(wěn)定臨界力。所以在計算整體穩(wěn)定時，對

15、虛軸要采用換算長細比（通過加大長細比的方法來考慮綴材變形對降低穩(wěn)定臨界力的影響）21 .什么叫鋼梁喪失整體穩(wěn)定？影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素是什么？提高鋼梁整體穩(wěn)定的有效措施是什么？答：鋼梁在彎矩較小時，梁的側向保持平直而無側向變形；即使受到偶然的側向干擾力，其側向變形也只是在一定的限度內，并隨著干擾力的除去而消失。但當彎矩增加使受壓翼緣的彎曲壓應力達到某一數值時，鋼梁在偶然的側向干擾力作用下會突然離開最大剛度平面向側向彎曲，并同時伴隨著扭轉。這時即使除去側向干擾力，側向彎扭變形也不再消失，如彎矩再稍許增大，則側向彎扭變形迅速增大，產生彎扭屈曲，梁失去繼續(xù)承受荷載的能力，這種現象稱為鋼梁喪失整體

16、穩(wěn)定。影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有：荷載類型、荷載作用點位置、梁的截面形式、側向支承點的位置和距離、梁端支承條件。提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效措施是加強受壓翼緣、增加側向支承點22 .什么叫鋼梁喪失局部穩(wěn)定？怎樣驗算組合鋼梁翼緣和腹板的局部穩(wěn)定？答：在鋼梁中，當腹板或翼緣的高厚比或寬厚比過大時，就有可能在梁發(fā)生強度破壞或喪失整體穩(wěn)定之前，組成梁的腹板或翼緣出現偏離其原來平面位置的波狀屈曲，這種現象稱為鋼梁的局部失穩(wěn)。23 .壓彎構件的整體穩(wěn)定計算與軸心受壓構件有何不同？答：可見，壓彎構件的整體穩(wěn)定計算比軸心受壓構件要復雜。軸心受壓構件在確定整體穩(wěn)定承載能力時，雖然也考慮了初彎曲、初偏心等初始缺陷的

17、影響，將其做為壓彎構件，但主要還是承受軸心壓力，彎矩的作用帶有一定的偶然性。對壓彎構件而言，彎矩卻是和軸心壓力一樣，同屬于主要荷載。彎矩的作用不僅降低了構件的承載能力，同時使構件一經荷載作用，立即產生撓曲，但其在失穩(wěn)前只保持這種彎曲平衡狀態(tài)，不存在達臨界力時才突然由直變彎的平衡分枝現象，故壓彎構件在彎矩作用平面內的穩(wěn)定性屬于第二類穩(wěn)定問題，其極限承載力應按最大強度理論進行分析。24 .壓彎構件的局部穩(wěn)定計算與軸心受壓構件有何不同？答：局部穩(wěn)定性屬于平板穩(wěn)定問題，應應用薄板穩(wěn)定理論，通過限制翼緣和腹板的寬厚比所保證的。確定限值的原則：組成構件的板件的局部失穩(wěn)應不先于構件的整體穩(wěn)定失穩(wěn)，或者兩者等

18、穩(wěn)。軸心受壓構件中，板件處于均勻受壓狀態(tài)；壓彎構件中，板件處于多種應力狀態(tài)下，其影響因素有板件的形狀和尺寸、支承情況和應力狀況（彎曲正應力、剪應力、局部壓應力等的單獨作用和各種應力的聯合作用），彈性或彈塑性性能，同時還有在腹板屈曲后強度的利用問題3、 計算題1 .試驗算如圖所示牛腿與柱連接的對接焊縫的強度。荷載設計值F=220kN。鋼材Q235,焊條E43,手工焊，無ww引弧板，焊縫質量三級。有關強度設計值fc=215N/mm2,ft=185N/mm2。（假定剪力全部由腹板上的焊縫承受）2.b點MWwb_4220 20 10一 一 3227 103= 193.8N/mm2 < ffw =

19、185N /mm2(滿足)3F = 220 10A 29 102 . . .2=75.9N / mm1. 解：一、確定對接焊縫計算截面的幾何特性1 .計算中和軸的位置（對水平焊縫的形心位置取矩）(30-1)115.5y0.5=9.9cmyb=31-9.9=21.1cm(30-1)1(20-1)12 .焊縫計算截面的幾何特性1全部焊縫計算截面的慣性矩Iw<1(30-1)3(30-1)16.12(20-1)19.42=4790cm412全部焊縫計算截面的抵抗矩W：=L=4790=484cm3w：=k=4790=227cm3ya9.9yb21.1腹板焊縫計算截面的面積Aww=(30-1)1=2

20、9cm2、驗算焊縫強度1.a 點 0 a =- Wwa220父20父30=90.9N/mm2<ffw=185N/mm2(滿足)484103折算應力.二232=v193.82375.92=234.2N/mm2：二1.1fcw=236.5N/mm2c2 .試計算如圖所示鋼板與柱翼緣的連接角焊縫的強度。已知N=390kN（設計值），與焊縫之間的夾角8=60口。一一一_f,w鋼材Q235,焊條E43,手工焊。有關強度設計值=160N/mm2。解：Nx=Nsini-390sin60=337.7kNNy=Ncosr-390cos60'=195kNNx337.7103-f-2helw-20.7

21、8(200-10)2=158.7N/mm2Ny1951032helw-20.78(200-10)2=91.6N/mm2（;；Li=?,L 2=?158)2+91.62=159MPa<ffw=160MPa(滿足)V1.223.設計雙角鋼拉桿與節(jié)點板之間的連接角焊縫計算長度厚Uriin2480X8已知：米用三面圍焊：hf=6mm,fWf=160N/mm2,N=529kN（靜載設計值）解：N3=0.7hf%Lw3-fffw=0.761601.22160104=131.2kNN3N1=K1N-=0.7529-131.2/2=304.7kN2N2=K2NN33=0.3529-131.2/2=93.

22、1kN2liNil2304.7103“w=227mm20.7hfffw20.76160N220.7hfffw知103=69mm20.76160N = 1250kN,（靜載設計值），鋼材 Q235,焊條4 .設計矩形拼接板與板件用三面圍焊連接的平接接頭。軸心拉力E43,手工焊。有關強度設計值？=215N/mm2,fWf=160N/mm2。圖示尺寸單位mm.（焊縫L實際長度取cm整數）解：端縫：N1=2bMhe父Pf父ffw=2m320m0.7m6m1.22M160M10'=524.7kN側向：N2=N-N1=1250-524.7=725.3kNw2N24 0.7 hf ffw725.3

23、1034 0.7 6 1605 = 275mm =28cm蓋板全長L=2Lw21cm=2281=57cm5 .設計矩形拼接板與板件用普通螺栓連接的平接接頭。（如圖所示，單位mm）。已知軸心拉力設計值N=600KN,解:有關強度設計值：？bv=130N/mn2,?bc=305N/mm2,?=215N/mmo粗制螺栓d=20mm孔徑do=21.5mmbbd.b2-3lNvnvfv=2-2013010=81.7kN44N：1=d"tfcb=201830510=109.8kNcc瓜bI=81.7KNmina)b)c)NN in排列 中距 端距 邊距凈截面驗算60081 .77.3KN 取8個

24、3do =64.5取802do=43.0取501.5do =32.25取 40I-IAn=(160-221.5)18=2106mm23600 102 1 06二2 8M P215MPa說明凈截面強度不夠，接頭不能承受600kN的拉力，經驗算，蓋板應采用12mm厚鋼板，被連接板應采用25mm鋼板。d)拼接板長1=225038010=690mm6.圖示一用M20普通螺栓的鋼板拼接接頭，鋼材為Q235,?=215N/mm2。試計算接頭所能承受的最大軸心力設計值。螺栓M20,孔徑21.5mm,?bv=130N/mm,?bc=305N/mm2。解：螺栓所能承受的最大軸心力設計值單個螺栓受剪承載力設計值N

25、b=nvfvb=2父”父2M130M=81.6kN(Nmin)44101單個螺栓承壓承載力設計值Nb-dtfcb-21.43051=85.4kN10連接螺栓所能承受的最大軸心力設計值N=nNmin=9M81.6=734.4kN、構件所能承受的最大軸心力設計值I II IV V280111口WI-I截面凈截面面積為A：=(bd。*=(251M2.15)".4=32cm2II-II截面凈截面面積AfII=2e+(n1-1)Va2+e2n1dot=2父5+(3-1)44.52+7.523父2.15父1.4=29.46cm2III-III截面凈截面面積為A：=(bn111d0)t=(25-2

26、2.15)1.4=28.98cm2三個截面的承載設計值分別為I-I截面：N=A：f=32黑102父215=688000N=688kNII_2_IIII截面：N=Anf=29.46x10父215=633400N=633.4kNIII -III 截面:因前面II截面已有n1個螺栓傳走了（n1/n）N的力，故有（1上）N=AnIfn 2_28.98 10215(1 -1/9)= 701000N =701kNnII -II 截面 N =633.4kN(按V-V截面確定)構件所能承受的最大軸心力設計值按二、連接蓋板所能承受的軸心力設計值AV=(b-nVd0)t=(25-32.15)20.8=29.68c

27、m2N=An?=29.68102215=638100N=638.1kN通過比較可見，接頭所能承受的最大軸心力設計值應按構件II-II截面的承載能力取值，即Nmax=633.4kN。再者，若連接蓋板不取2塊8mmB鋼板而去2塊7mm即與構件等厚，則會因開孔最多其承載力最小。7 .若上題的拼接接頭改用10.9級M20磨擦型高強度螺栓，接觸面處理采用鋼絲刷清除浮銹。接頭所能承受的最大軸心力設計值能增大多少？已知高強度螺栓預拉力設計值P=155kN,接觸面抗滑移系數”=0.3。解：一、摩擦型高強度螺栓所能承受的最大軸心力設計值單個螺栓受剪承載力設計值Nb=0.9nfP=0.920.3155=83.7k

28、N連接一側螺栓所能承受的最大軸心力設計值N=nN；.=9m83.7=753.3kN二、構件所能承受的最大軸心力設計值毛截面：N=Af=25014215=752500N=752.5kNI-I截面凈截面面積為An=(b-n1d0)t=(25-1x2.15)x1.4=32cm2n1=1,n=9根據(1-0.56)4_fnAn即N=n/102215=728500N=728.5kNn111-0.51-0.5n9II-II截面凈截面面積為AnIN國2e (n1 -1) a2 e2 -n1d0t =2 5 (3-1)' 4.52 7.52 -3 2.15 1.4 =29.46cm2AnI f29.4

29、6 102 215 =760100N = 760.1kNn11 -0.5 n11 -0.5 9III-III 截面凈截面面積為AnII =(bnIIId-t =(25 2 父 2.15)父 1.4 = 28.98cm2因前面I I截面已有n1個螺栓傳走了（ n”n） N的力，故有（1 一5-0.5 nniii )iii nAnII fN )n(1 n- -0.5nnm28.98 102 215-= =801100N =801.1kN2)(1 -1/9 -0.5 -)9構件所能承受的最大軸心力設計值按II -II截面N =728.5kN三、連接蓋板所能承受的軸心力設計值（按V-V截面確定）耳三（

30、b-nvd0）t =（25 -3 2.15） 2 0.8 -29.68cm2 nv -3,n -9Avfnv1 -0.5 n _ 2_29.68 1021531 -0.5 9-765700N= 765.7kN通過比較可見，接頭所能承受的最大軸心力設計值為Nmax=728.5kN。與上題比較增大N=728.5-633.4=95.1kN。8 .計算圖示連接的承載力設計值No螺栓M20,孔21.5mm,材料Q235A已知：？=215N/mm2,?bv=l30N/mm2,?b=305N/mm2。du21解：單個螺栓文男承載力設計值N；=nvfvb=2xX130x=81.7kN4410單個螺栓承壓承載力

31、設計值Nb=d<t=21,03051=61kN10連接螺栓所能承受的最大軸心力設計值N=nNmin=4父61=244kN節(jié)點板凈截面抗拉承載力：N=10(400-421.5)215=675kN故連接的承載力為N=244kN9,試計算下圖所示連接中C級螺栓的強度。已知荷載設計值F=60KN,螺栓M20,孔徑21.5mm,?bv=130N/mn2,?bc=305N/mm2.d2221解：單個螺栓文男承載力設計值N；=nvf：=1父乂130父一=40.8kN44101單個螺栓承壓承載力設計值Nb=dt阡：=22.03051=122kN10故應按Nmin=Nb=40.8kN進行驗算偏心力F的水平

32、及豎直分力和對螺栓群轉動中心的距離分別為:4N60=48kN,ex=18cm5,V=360=36kN,ey=7.5cmT=NeyVex=487,53618=1008kNcm扭矢IT作用下螺栓“1”承受的剪力在x,y兩方向的分力:T1xTv'、Xi2 八.y21008 7.54 52 4 7.52=23.26kNN；yTx1、x2y：1008 54 52 4 7.52= 15.51kN軸心力N、剪力V作用下每個螺栓承受的水平和豎直剪力:nN48vV36N1x12kNN1y=9kNn4n4螺栓“1”承受的合力：Nmax=.(NlN：)2(N：NVy)2=7(23.26+12)2+(15.5

33、1+9)2=42.94kNaN；.=40.8kN(不滿足)第一章緒論1 .選擇題(1)在結構設計中，失效概率Pf與可靠指標B的關系為。A. Pf越大，B越大，結構可靠性越差B. Pf越大，B越小，結構可靠性越差C. Pf越大，B越小，結構越可靠D. Pf越大，B越大，結構越可靠(2)按承載力極限狀態(tài)設計鋼結構時，應考慮。A.荷載效應的基本組合B.荷載效應的標準組合C.荷載效應的基本組合，必要時尚應考慮荷載效應的偶然組合D.荷載效應的頻遇組合2 .填空題(1)某構件當其可靠指標P減小時，相應失效概率將隨之。(2)承載能力極限狀態(tài)為結構或構件達到或達到不適于繼續(xù)承載的變形時的極限狀態(tài)。(3)在對結

34、構或構件進行極限狀態(tài)驗算時，應采用永久荷載和可變荷載的標準值。3 .簡答題(1)鋼結構和其他建筑材料結構相比的特點。(2)鋼結構的設計方法。第二章鋼結構的材料1 .選擇題(1)鋼材的設計強度是根據確定的。A.比例極限B.彈性極限C.屈服點D.極限強度(2)鋼結構設計中鋼材的設計強度為。A.強度標準值B.鋼材屈服點C.強度極限值D.鋼材的強度標準值除以抗力分項系數(3)鋼材是理想的體。A.彈性B.塑性C.彈塑性D.非彈性(4)鋼結構中使用鋼材的塑性指標，目前最主要用表示。A.流幅B.沖擊韌性C.可焊性D.伸長率(5)鋼材的伸長率6用來反映材料的。A.承載能力B.彈性變形能力C.塑性變形能力D.抗

35、沖擊荷載能力(6)建筑鋼材的伸長率與標準拉伸試件標距間長度的伸長值有關。A.達到屈服應力時B.達到極限應力時C.試件塑性變形后D.試件斷裂后(7)鋼材的三項主要力學性能為。A.抗拉強度、屈服強度、伸長率B.抗拉強度、屈服強度、冷彎性能C.抗拉強度、冷彎性能、伸長率D.冷彎性能、屈服強度、伸長率(8)鋼材的剪切模量數值鋼材的彈性模量數值。A.高于B.低于C.相等于D.近似于(9)在構件發(fā)生斷裂破壞前，有明顯先兆的情況是的典型特征。A.脆性破壞B.塑性破壞C.強度破壞D.失穩(wěn)破壞(10)鋼中硫和氧的含量超過限量時，會使鋼材。A.變軟B.熱脆C.冷脆D.變硬(11)以下關于應力集中的說法中正確的是。

36、A.應力集中降低了鋼材的屈服強度B.應力集中產生同號應力場，使塑性變形受到限制C.應力集中產生異號應力場，使鋼材變脆D.應力集中可以提高構件的疲勞強度(12)鋼材在低溫下，強度,塑性,沖擊韌性。A.提高B.下降C.不變D.可能提高也可能下降B.塑性提高D.可焊性提高(14)下列因素中與鋼構件發(fā)生脆性破壞無直接關系A.鋼材的屈服點的大小B.鋼材含碳量(13)鋼材經歷了應變硬化(應變強化)之后A.強度提高C.冷彎性能提高D.應力集中C.負溫環(huán)境(15)鋼材牌號Q235、Q345、Q390、Q420是根據材料命名的。A.屈服點B.設計強度C.抗拉強度D.含碳量(16)沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼冶煉澆注方法的主要

37、不同之處是。A.冶煉溫度不同B.冶煉時間不同C.沸騰鋼不加脫氧劑D.兩者都加脫氧劑，但鎮(zhèn)靜鋼再加強脫氧劑(17)對鋼材的分組是根據鋼材的確定的。A.鋼種B.鋼號C.橫截面積的大小D.厚度與直徑(18)型鋼中的H型鋼和工字鋼相比，。A.兩者所用的鋼材不同B.前者的翼緣相對較寬C.前者的強度相對較高D.兩者的翼緣都有較大的斜度2 .填空題(1)假定鋼材為理想的彈塑性體，是指屈服點以前材料為性的。(2)伸長率時和伸長率頻，分別為標距長1=和1=的試件拉斷后的。(3)如果鋼材具有性能，那么鋼結構在一般情況下就不會因偶然或局部超載而發(fā)生突然斷裂。(4)%是鋼材的指標。(5)當溫度從常溫下降為低溫時，鋼材

38、的塑性和沖擊韌性。(6)鋼材內部除含有Fe,C外，還含有害元素。(7)碳對鋼材性能的影響很大，一般來說隨著含碳量的提高，鋼材的塑性和韌性逐漸o(8)對于焊接結構，除應限制鋼材中的硫、磷的極限含量外，還應限制的含量不超過規(guī)定值。(9)鋼中含硫量太多會引起鋼材的;含磷量太多會引起鋼材的。(10)鋼材在冶煉和澆鑄過程中常見的冶金缺陷有、等。(11)鋼材的硬化，提高了鋼材的，降低了鋼材的。(12)隨著時間的增長，鋼材強度提高，塑性和韌性下降的現象稱為。(13)應力集中易導致鋼材脆性破壞的原因在于應力集中處受到約束。(14)根據循環(huán)荷載的類型不同，鋼結構的疲勞分和兩種。(15)試驗證明，鋼材的疲勞強度主

39、要與構造狀況、應力幅和循環(huán)荷載重復次數有關，而與鋼材的并無明顯關系。(16)在不同質量等級的同一類鋼材(如Q235A,B,C,D四個等級的鋼材)，它們的屈服點、強度和伸長率都一樣,只是它們的化學成分和指標有所不同。(17)符號L125X80X10表示。3 .簡答題(1)簡述建筑鋼結構對鋼材的基本要求，規(guī)范推薦使用的鋼材有哪些?(2)鋼材的塑性破壞和脆性破壞。(3)衡量鋼材主要性能常用哪些指標？它們各反映鋼材的什么性能？(4)鋼材中常見的冶金缺陷有哪些？(5)碳、硫、磷對鋼材的性能有哪些影響？(6)什么情況下會產生應力集中，應力集中對材性有何影響？(7)什么是疲勞斷裂？它的特點如何？簡述其破壞過

40、程。(8)鋼材的力學性能為何要按厚度(直徑)進行劃分？第三章鋼結構的連接1 .選擇題(1)焊縫連接計算方法分為兩類，它們是。A.手工焊縫和自動焊縫B.仰焊縫和俯焊縫C.坡口焊縫和角焊縫D.連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫(2)在下圖的連接中，角鋼肢尖上的角焊縫的焊腳尺寸hf應滿足A. hfmin=1.510MhB. hfmin=15.12<hC. hfmin=1.5一10<h"fmax=1.210"max=10-(12)Mhfmax=1.212LQD.hn=15,12<hf<hfmax=1.210(3)在彈性階段，側面角焊縫應力沿長度方向的分別為。A.均分分布B.

41、一端大、一端小C.兩端大、中間小D.兩端小、中間大(4)斜角焊縫主要用于。A.鋼板梁B.角鋼桁架C.鋼管結構D.薄壁型鋼結構(5)部分焊透的坡口焊縫計算應按計算。A.焊透的坡口焊縫B.角焊縫C.斷續(xù)焊縫D.斜焊縫(6)關于重級工作制吊車焊接吊車梁的腹板與上翼緣間的焊縫，。A.必須采用一級焊透對接焊縫C.可采用角焊縫(7)產生焊接殘余應力的主要因素之一是A.鋼材的塑性太低C.焊接時熱量分別不均B.可采用三級焊透對接焊縫D.可采用二級焊透對接焊縫B.鋼材的彈性模量太高D.焊縫的厚度太小A.螺栓較細B.鋼板較薄(8)承受靜力荷載的構件，當所用鋼材具有良好的塑性時，焊接殘余應力并不影響構件的A.靜力強

42、度B.剛度C.穩(wěn)定承載力D.疲勞強度A.變形C.疲勞強度A.構件的剛度B.構件的極限強度(9)焊接殘余應力對構件的無影響。B.靜力強度D.整體穩(wěn)定(10)對于常溫下承受靜力荷載、無嚴重應力集中的碳素結構鋼構件，焊接殘余應力對下列沒有明顯影響的C.構件的穩(wěn)定性D.構件的疲勞強度(11)焊接結構的疲勞強度的大小與關系不大。A.鋼材的種類B.應力循環(huán)次數C.連接的構造細節(jié)D.殘余應力的大小(12)鋼結構在搭接連接中，搭接的長度不得小于焊件較小厚度的A.4倍，并不得小于20mmB.5倍，并不得小于25mmC.6倍，并不得小于30mmD.7倍，并不彳#小于35mm(13)采用螺栓連接時，構件發(fā)生沖剪破壞

43、是因為。C.截面削弱過多D.邊距或栓間距太小A.栓桿的抗剪承載力C. A、B中的較大值(15)高強度螺栓承壓型連接可用于A.直接承受動力荷載C.冷彎薄壁鋼結構的連接(14)一個普通剪力螺栓在抗剪連接中的承載力是B.被連接構件(板)的承壓承載力D.A、B中的較小值OB.承受反復荷載作用的結構的連接D.承受靜力荷載或間接承受動力荷載結構的連接(16)每個受剪力作用的高強度螺栓摩擦型連接所受的拉力應低于其預拉力的倍。A.1.0B.0.5C.0.8D.0.7(17)高強度螺栓摩擦型連接受拉時，螺栓的抗剪承載力。A.提高B.降低C.按普通螺栓計算D.按高強度螺栓承壓型連接計算(18)摩擦型連接的高強度螺

44、栓在桿軸方向受拉時，承載力A.與摩擦面的處理方法有關B.與摩擦面的數量有關C.與螺栓直徑有關D.與螺栓的性能等級無關2.填空題兩種類型。Pf =;但對直接承受動力荷載的結(1)焊接的連接形式按構造可分為(2)在靜力或間接動力荷載作用下，正面角焊縫的強度設計增大系數構，應取3=。(3)工字形或T形牛腿的對接焊縫連接中，一般假定剪力由的焊縫承受，剪應力均布。(4)斜角角焊縫兩焊腳邊的夾角或時，不宜用作受力焊縫(鋼管結構除外)。(5)焊接結構中存在著雙向或三向同號拉應力場，材料塑性變形的發(fā)展受到限制，使鋼材變脆。特別是當焊接應力較大時，在溫度較低的條件下很容易發(fā)生現象。(6)凡能通過一、二級檢驗標準

45、的對接焊縫，其抗拉設計強度與母材的抗拉設計強度。(7)當焊件的寬度不同或厚度相差4mm以上時，在對接焊縫的拼接處，應分別在焊縫的寬度方向或寬度方向或厚度方向做成坡度不大于的斜角。(8)當對接焊縫的焊件厚度很小(w10mm)時，可采用破口形式。(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，因而也就不必再進行計算。(10)焊縫按施焊位置分、和,其中的操作條件最差，焊縫質量不易保證，應盡量避免。(11)鋼板對接中，采取分段施焊，厚焊縫則分層施焊，工字形頂接焊接時采用對稱跳焊，上述措施的目的在(12)普通螺栓按制造精度分和

46、兩類；按受力分析分和兩類。(13)螺栓連接中，規(guī)定螺栓最小容許距離的理由是：;規(guī)定螺栓最大容許距離的理由(14)采用螺栓連接時，栓桿發(fā)生剪斷破壞，是因為。(15)普通螺栓連接受剪時，限制端距e>2d,是為了避免鋼板被破壞。(16)普通螺栓是通過來傳力的；高強度螺栓摩擦型連接是通過來傳力的。(17)單個螺栓承受剪力時，螺栓承載力應取和的較小值。(18)普通螺栓群承受彎矩作用時，螺栓群繞旋轉，高強螺栓群承受彎矩作用時，螺栓群繞旋轉。(19)高強度螺栓根據螺栓受力性能分為和兩種。(20)承壓型高強螺栓僅用于承受荷載和荷載結構中的連接。3.簡答題(1) 簡述鋼結構連接的種類和特點。(2) 何時采

47、用部分焊透的對接焊縫？(3) 為何要規(guī)定螺栓排列的最大和最小容許距離要求？(4) 受剪普通螺栓有哪幾種可能的破壞形式？如何防止？(5) 影響高強度螺栓預拉力的因素有哪些？(6) 簡述普通螺栓連接與高強度螺栓摩擦型連接在彎矩作用下計算時的異同點。第四章軸心受力構件1.選擇題(1)實腹式軸心受拉構件計算的內容包括。C.強度、局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定(2)實腹式軸心受壓構件應進行 A.強度計算C.強度、整體穩(wěn)定和長細比計算(3)對有孔眼等削弱的軸心拉桿承載力,A.最大應力達到鋼材屈服點C.最大應力達到鋼材抗拉強度D.強度、剛度(長細比)A.強度B.強度和整體穩(wěn)定性B.強度、整體穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性和長細比計

48、算D.強度和長細比計算鋼結構設計規(guī)范采用的準則為凈截面B.平均應力達到鋼材屈服點D.平均應力達到鋼材抗拉強度(4)下列軸心受拉構件，可不驗算正常使用極限狀態(tài)的為C.受拉支撐桿D.預應力拉桿(5)普通軸心鋼構件的承載力經常取決于。A.扭轉屈曲B.強度C.彎曲屈曲D.彎扭屈曲(6)在下列因素中，對軸心壓構件的彈性屈曲承載力影響不大。A.壓桿的殘余應力分布B.構件的初始幾何形狀偏差C.材料的屈曲點變化D.荷載的偏心大小(7)為提高軸心壓構件的整體穩(wěn)定，在桿件截面面積不變的情況下，桿件截面的形式應使其面積分布A.盡可能集中于截面的形心處B.盡可能遠離形心C.任意分布，無影響D.盡可能集中于截面的剪切中

49、心(8)軸心受壓構件的整體穩(wěn)定系數中與等因素有關。A.構件截面類別、兩端連接構造、長細比B.構件截面類別、鋼號、長細比C.構件截面類別、計算長度系數、長細比D.構件截面類別、兩個方向的長度、長細比(9)a類截面的軸心壓桿穩(wěn)定系數中值最高是由于。A.截面是軋制截面B.截面的剛度最大C.初彎矩的影響最小D.殘余應力影響的最小(10)軸心受壓構件腹板局部穩(wěn)定的保證條件是ho/tw不大于某一限值，此限值。A.與鋼材強度和柱的長細比無關B.與鋼材強度有關，而與柱的長細比無關C.與鋼材強度無關，而與柱的長細比有關D.與鋼材強度和柱的長細比均有關(11)提高軸心受壓構件局部穩(wěn)定常用的合理方法是。A.增加板件

50、寬厚比B.增加板件厚度C.增加板件寬度D.設置橫向加勁肋(12)為了,確定軸心受壓實腹式柱的截面形式時，應使兩個主軸方向的長細比盡可能接近。A.便于與其他構件連接B.構造簡單、制造方便C.達到經濟效果D.便于運輸、安裝和減少節(jié)點類型(13)雙肢綴條式軸心受壓構件繞實軸和繞虛軸等穩(wěn)定的要求是C.2y 27Ai(14)計算格構式壓桿對虛軸 x軸的整體穩(wěn)定時，其穩(wěn)定系數應根據查表確定。A. xB. 'oxC. yD./"Oy(15)當綴條采用單角鋼時，按軸心壓桿驗算其承載力，但必須將設計強度按鋼結構設計規(guī)范中的規(guī)定乘以折減系數，原因是A.格構式柱所給的剪力值是近似的B.綴條很重要，

51、應提高其安全性C.綴條破壞將引起繞虛軸的整體失穩(wěn)D.單角鋼綴條實際為偏心受壓構件(16)與節(jié)點板單面連接的等邊角鋼軸心受壓構件,九=100,計算穩(wěn)定時，鋼材強度設計值應采用的折減系數A.0.65B.0.70C.0.75D.0.85(17)與節(jié)點板單面連接的等邊角鋼軸心受壓構件，安裝時高空焊接，計算連接時，焊縫強度設計值的折減系數A.0.585B.0.630C.0.675D.0.765(18)雙肢格構式受壓柱，實軸為x-x,虛軸為y-y,應根據確定肢件間距離。A.x='yB.'0y='x1 .%y=?uyD.強度條件(19)在下列關于柱腳底板厚度的說法中，錯誤的是。A.底

52、板厚度至少應滿足t>14mmB.底板厚度與支座反力和底板的支承條件有關C.其它條件相同時，四邊支承板應比三邊支承板更厚些D.底板不能太薄，否則剛度不夠，將使基礎反力分布不均勻2 .填空題(1)軸心受拉構件的承載力極限狀態(tài)是以為極限狀態(tài)的。(2)軸心受壓構件整體屈曲失穩(wěn)的形式有。(3)理想軸心受壓構件的失穩(wěn)狀態(tài)為。(4)當臨界應力0cr小于時，軸心受壓構件屬于彈性屈曲問題。(5)我國鋼結構設計規(guī)范在制定軸心受壓構件整體穩(wěn)定系數平時，主要考慮了兩種降低其整體穩(wěn)定承載能力的因素。(6)因為殘余應力減小了構件的,從而降低了軸心受壓構件的整體穩(wěn)定承載力。(7)實腹式軸心受壓構件設計時，軸心受壓構件

53、應符合條件。(8)在計算構件的局部穩(wěn)定時，工字形截面的軸心受壓構件腹板可以看成矩形板，其翼緣板的外伸部分可以看成是矩形板。(9)計算軸心受壓格構式構件的綴條、綴板，需要先求出橫向剪力，此剪力大小與和有關。(10)格構式軸心受壓柱構件滿足承載力極限狀態(tài)，除要求保證強度、整體穩(wěn)定外，還必須保證(11)雙肢綴條格構式壓桿繞虛軸的換算長細比：%x=九2+27-A,其中A代表。:Ai(12)格構式軸心受壓桿采用換算長細比鼠=科不計算繞虛軸的整體穩(wěn)定，這里的系數，式中“代表,它和所采用的綴材體系有關。(1)計算柱腳底板厚度時，對兩相鄰支承邊的區(qū)格板，應近似按邊支承區(qū)格板計算其彎矩值。(13)計算軸心受壓柱柱腳的底板厚度時，其四邊支承板的M=0qa2,式中a為四邊支承板中的,(14)柱腳中靴梁的主要作用是。3 .簡答題(1)理想軸心受壓構件的整體失穩(wěn)形式有幾種？各對應何種截面？(2)影響軸心受壓構件的穩(wěn)定承載力的因素有哪些？(3)計算單軸對稱截面軸心受壓構件繞對稱軸的整體穩(wěn)定時為什么用換算長細比？(4)計算格構式軸心受壓構件繞虛軸的整體穩(wěn)定時為什么用換算長細比？(5)軸心受壓柱柱腳中靴梁的作用有哪些？第五章受彎構件1 .選擇題x軸和y軸