鋼結構設計試題~

1、鋼結構試題一、簡答題(每小題5分，共20分)1.結構或構件的承載能力極限狀態(tài)包括哪些計算內容?正常使用極限狀態(tài)又包括哪些內容?2.為什么采用鋼材的屈服點fy作為設計強度標準值?無明顯屈服點的鋼材，其設計強度值如何確定?3.為了保證實腹式軸壓桿件組成板件的局部穩(wěn)定，有哪幾種處理方法?4.何謂焊接板梁的最大高度hmax和最小高度hmin?梁的經濟高度he的范圍?腹板太厚或太薄會出現什么問題?二、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內。每小題1分，共10分)1.下列各項，( )不屬于結構的承載能力極限狀態(tài)范疇。 A.靜力強度計算 B.動力強度計算

2、C.穩(wěn)定性計算 D.梁的撓度計算2.在下列各化學元素中，( )的存在可提高鋼材的強度和抗銹蝕能力，但卻會嚴重地降低鋼材的塑性、韌性和可焊性，特別是在溫度較低時促使鋼材變脆(冷脆)。 A.硅 B.鋁 C.硫 D.磷3.根據鋼材的一次拉伸試驗，可得到如下四個力學性能指標，其中( )是鋼結構的強度儲備。 A.屈服點fy B.抗拉強度fu C.伸長率 D.彈性模量E4.普通軸心受壓構件的承載力經常決定于( )。 A.扭轉屈曲 B.強度 C.彎曲屈曲 D.彎扭屈曲5.摩擦型高強度螺栓的抗剪連接以( )作為承載能力極限狀態(tài)。 A.螺桿被拉斷 B.螺桿被剪斷 C.孔壁被壓壞 D.連接板件間的摩擦力剛被克服6

3、.根據施焊時焊工所持焊條與焊件之間的相互位置的不同，焊縫可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊四種方位，其中( )施焊的質量最易保證。 A.平焊 B.立焊 C.橫焊 D.仰焊7.為了保證焊接板梁腹板的局部穩(wěn)定性，應根據腹板的高厚比的不同情況配置加頸肋。當<170時，應( )。 A.不需配置加勁肋 B.配置橫向加勁肋 C.配置橫向和縱向加頸肋 D.配置橫向、縱向和短加頸肋8.雙軸對稱焊接工字形單向壓彎構件，若彎矩作用在強軸平面內而使構件繞弱軸彎曲，則此構件可能出現的整體失穩(wěn)形式是( )。 A.平面內的彎曲屈曲 B.扭轉屈曲 C.平面內的彎曲屈曲或平面外的彎扭屈曲 D.平面外的彎扭屈曲9.屋架設計中，

4、積灰荷載應與( )同時考慮。 A.屋面活荷載 B.雪荷載 C.屋面活荷載與雪荷載兩者中的較大者 D.屋面活荷載與雪荷載10.梯形屋架端斜桿最合理的截面形式是( )。 A.兩不等邊角鋼長邊相連的T形截面 B.兩不等邊角鋼短邊相連的T形截面 C.兩等邊角鋼相連的T形截面 D.兩等邊角鋼相連的十字形截面三、填空題(每空1分，共10分)1.用結構鋼材制成的拉伸試件進行拉伸試驗時，得到的平均應力-應變關系曲線(-關系曲線)可分為_、_、_、_和頸縮階段。2.計算直角角焊縫承載能力時是以_方向的最小截面為危險截面，此危險截面稱為角焊縫的計算截面或有效截面。側面角焊縫的強度要比正面角焊縫的強度_。3.側面角

5、焊縫的計算長度與其焊腳高度之比越大，側面角焊縫的應力沿其長度的分布_。4.軸心受拉構件的承載能力極限狀態(tài)是_。5.實腹式拉彎構件的截面出現_是構件承載能力的極限狀態(tài)。但對格構式拉彎構件或冷彎薄壁型鋼截面拉彎桿，常把_視為構件的極限狀態(tài)。這些都屬于強度的破壞形式，對于軸心拉力很小而彎矩很大的拉彎桿也可能存在和梁類似的彎扭失穩(wěn)的破壞形式。四、計算題(第1小題15分，第2小題20分，第3小題25分，共60分)1. 如圖所示，鋼牛腿與鋼柱采用對接焊縫進行連接。已知鋼牛腿的截面尺寸為：翼緣板寬b=250mm，厚度為t=14mm；腹板高度h0=300mm，厚度為tw=12mm。作用于牛腿上的偏心荷載設計值

6、為250KN(靜力荷載)，偏心距為e=170mm。鋼材為Q235，采用手工焊，焊條為E43型，采用引弧板，焊縫質量等級為二級，試對此連接進行驗算。(15分)(已知fwv=125N/mm2，fwt=fwc=215N/mm2)注意：為降低計算量，這里已給出構件截面的部分幾何特性參數： 對接焊縫截面形心軸距翼緣外邊緣距離為y0=86.6mm，y1=y0=86.6mm,y2=227.4mm, Ix=7074cm4,Aw=36cm2。2. 有一實腹式雙軸對稱焊接工字形截面軸心受壓柱，Q235鋼材，翼緣為焰切邊，對x,y軸均屬于b類截面。截面尺寸為：翼緣板寬b=250mm，厚度為t=12mm,腹板高度為h

7、0=350mm，厚度為tw=10mm，計算長度為lox=12m,loy=4m,承受的軸心壓力設計值為1200KN。試對該柱進行驗算。(20分)(f=215N/mm2)3. 如圖所示一焊接組合截面板梁，截面尺寸為：翼緣板寬度b=340mm，厚度為t=12mm；腹板高度為h0=450mm，厚度為tw=10mm,Q235鋼材。梁的兩端簡支，跨度為6m，跨中受一集中荷載作用，荷載標準值為：恒載40KN，活載70KN(靜力荷載)。試對梁的抗彎強度、抗剪強度、折算應力、整體穩(wěn)定性和撓度進行驗算。(f=215N/mm2,fv=125N/mm2,=)(25分) b=b· =0.81 b=1.1- 注

8、意，為降低計算量，這里已給出構件截面部分幾何特性參數： A=126.6cm2 Ix=51146cm4, Iy=7861cm4, Wx=2158cm4, Sx=1196cm3，Sx1=942cm3附表1.15 Q235鋼(3號鋼)b類截面軸心受壓構件的穩(wěn)定系數浙江省2002年1月高等教育自學考試鋼結構試題參考答案課程代碼：02442一、簡答題(每小題5分，共20分) 1.結構或構件的承載能力極限狀態(tài)包括靜力強度、動力強度和穩(wěn)定等的計算達到這種極限狀態(tài)時，結構或構件達到了最大承載力而發(fā)生破壞，或達到了不適于繼續(xù)承受荷載的巨大變形。結構或構件的正常使用極限狀態(tài)是對應于結構或構件達到正常使用或耐久性的

9、某項規(guī)定限值。達此極限狀態(tài)時，結構或構件雖仍保持承載力，但在正常荷載和作用下產生的變形已不能使結構或構件滿足正常使用的要求，包括靜力荷載作用下產生的巨大變形和動力荷載作用下產生的劇烈振動等。 2.選擇屈服點作為結構鋼材設計強度標準值是因為：(1)它是鋼材開始塑性工作的特征點，鋼材屈服后，塑性變形很大，極易為人們察覺，可及時處理，避免發(fā)生破壞；(2)從屈服到鋼材破壞，整個塑性工作區(qū)域比彈性工作區(qū)域約大200倍，且抗拉強度與屈服點之比(強屈比)較大，是鋼結構的極大后備強度，使鋼材不會發(fā)生真正的塑性破壞，十分安全可靠。對無明顯屈服點的鋼材，以卸載后試件的殘余應變?yōu)?.2%所對應的應力作為屈服點。 3

10、.對翼緣板，可通過增加其厚度，使其寬厚比不超過一定的限值以確保其滿足局部穩(wěn)定性要求；對腹板，一方面可以通過增加其厚度，使其高厚比不超過一定的限值，也可在腹板中央沿腹板全長設置一根縱向加勁肋，以保證其局部穩(wěn)定性要求。 4.梁的高度應由建筑高度、剛度要求和經濟條件三者來確定。建筑高度是指梁格底面最低表面到樓板頂面之間的高度，它的限制決定了梁的最大可能高度hmax，一般由建筑師提出；剛度要求是要求梁的撓度vv，它決定了梁的最小高度hmin；由經濟條件可定出梁的經濟高度he，一般由梁的用鋼量為最小來確定，梁的經濟高度的范圍為：hminhehmax，腹板太厚將增加用鋼量，導致不經濟，而太薄，梁的腹板將不

11、能保證局部穩(wěn)定性要求，從而使梁的穩(wěn)定性承載能力降低。二、單項選擇題(每小題1分，共10分) 1.D 2.D 3.B 4.C 5.D 6.A 7.B 8.A 9.C 10.A三、填空題(每空1分，共10分) 1.彈性階段 彈塑性階段 塑性階段 強化階段 2.45° 低 3.越不均勻 4.強度承載力極限狀態(tài)即鋼材的屈服點 5.塑性鉸 截面邊緣開始屈服四、計算題(第1小題15分，第2小題20分，第3小題25分，共60分) 1.解：由于翼緣處剪應力很小，可以認為全部剪力由腹板處的豎直焊縫均勻承受，而彎矩由整個T形截面焊縫承受。 荷載設計值計算： V=F=250KN M=250×0.

12、17=42.5KN·m 驗算正應力： M1= =52N/mm2<fwt M2=136.6N/mm2<fwc 驗算剪應力： = =69.4N/mm2<fwv 驗算2點折算應力 =182N/mm2<1.1fwt 驗算表明：連接安全。 2.解：(1)構件截面幾何特性計算： A=25×1.2×2+35×1.0=95cm2 Ix=25×37.43-(25-1)×353=23237cm4 Iy=×2×1.2×253=3125cm4 ix=15.64cm iy= =5.74cm x= =76.7

13、 y= =69.7 (2)強度驗算： 因截面無削弱，所以這里無需驗算強度。 (3)整體穩(wěn)定性驗算： 截面對x、y軸彎曲屈曲都屬于b類截面，故整體穩(wěn)定性由繞x軸屈曲控制。 由x=76.7查表得：y=0.709 =178.2N/mm2<f 整體穩(wěn)定性能夠保證。 (4)局部穩(wěn)定性驗算： 翼緣=10<(10+0.1)=10+0.1×76.7=17.67 腹板=35<(25+0.5) =25+0.5×76.7=63.35 局部穩(wěn)定性能夠保證。 3.解：荷載設計值計算。 P=1.2×40+1.4×70=146KN M= =219KN·m V= =73KN (1)構件截面幾何特性計算： iy=7.88cm y= =76.1 (2)強度驗算： 抗彎強度=101.5N/mm