《結(jié)構(gòu)設計原理》試題-鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)

1、鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)一、單選題（40題，每題2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)（）bA. 密封性好B.自重輕C.制造工業(yè)化D.便于拆卸2. 鋼材的設計強度是根據(jù)（）確定的。cA. 比例極限B.彈性極限C.屈服強度D.極限強度3. 鋼結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)是指（）cA. 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)達到最大承載力產(chǎn)生破壞D.使用已達五十年4. 鋼材的抗拉強度與屈服點之比反映的是鋼材的（）aA.強度儲備B.彈塑性階段的承載能力C.塑性變形能力D.強化階段的承載能力5. 鋼號Q345A中的345表示鋼材的（）值。cA.fB.fC.fD.fpuyvy6. 鋼材

2、所含化學成分中，需嚴格控制含量的有害元素為（）cA.碳、錳B.釩、錳C.硫、氮、氧D.鐵、硅7. 同類鋼種的鋼板，厚度越大，（）aA.強度越低B.塑性越好C.韌性越好D.內(nèi)部構(gòu)造缺陷越少8. 對于普通螺栓連接，限制端距的目的是為了避免（）dA.螺栓桿受剪破壞B.螺栓桿受彎破壞C.板件受擠壓破壞D.板件端部受沖剪破壞9. 以下關(guān)于應力集中的說法正確的是（）bA.降低了鋼材的屈服強度B.產(chǎn)生同號應力場，使塑性變形收到限制C.產(chǎn)生異號應力場，使鋼材變脆D.可以提高構(gòu)件的疲勞強度10. 承壓型高強度螺栓連接比摩擦型高強度螺栓連接（）bA.承載力低，變形大B.承載力高，變形大C.承載力低，變形小D.承載

3、力低，變形小11. 為了提高軸心受壓構(gòu)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（）bA.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心12. 梁整體失穩(wěn)的方式為（）dA.彎曲失穩(wěn)B.剪切失穩(wěn)C.扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)D.彎扭失穩(wěn)13. 對于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，宜采用（）cA.焊接連接B.普通螺栓連接C.摩擦型高強度螺栓連接D.承壓型高強度螺栓連接14. 焊接工字型截面梁腹板設置加勁肋的目的是提高梁的（）dA.抗彎剛度B.抗剪強度C.整體穩(wěn)定性D.局部穩(wěn)定性15鋼結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)是指（）dA.已達到五十年的使用年限B.結(jié)構(gòu)達到

4、最大承載力產(chǎn)生破壞C.結(jié)構(gòu)和構(gòu)件產(chǎn)生疲勞裂紋D.結(jié)構(gòu)變形已不能滿足使用要求16. 梯形鋼屋架支座端斜桿幾何長度為1,其平面內(nèi)計算長度l0x為（）cA.0.751B.0.81C.0.91D.117. 高強度螺栓摩擦型連接與承壓型連接的主要區(qū)別是（）dA.接觸面處理不同B.材料不同C.預拉力不同D.承載力的計算方法不同18. 某側(cè)面直角角焊縫hf=4mm,由計算得到該焊縫所需計算長度30mm,考慮起落弧缺陷，設計時該焊縫實際長度取為（）dA.50mmB.42mmC.40mmD.38mm19. 軸心受壓格構(gòu)式構(gòu)件在驗算其繞虛軸的整體穩(wěn)定時采用換算長細比，是因為（）cA. 格構(gòu)構(gòu)件的整體穩(wěn)定承載力高于

5、同截面的實腹構(gòu)件B. 綴材彎曲變形的影響C. 考慮剪切變形的影響D. 考慮單肢失穩(wěn)對構(gòu)件承載力的影響20. T型接頭中直角角焊縫的最小焊角尺寸hfmin=1.5jt2，最大焊角尺寸hfmax=1.2t1，式中（）cA. 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. t為較薄焊件的厚度，t2為較厚焊件的厚度D. q為較厚焊件的厚度，t2為較薄焊件的厚度21. 實腹梁的腹板中某點作用有面內(nèi)正應力b和剪應力t，設計時應該滿足（）cA.g2+T2fB.I：3o2+T2fIC2+3t2fDi；3c2+3t2f22. 可提高鋼材的強度和抗銹蝕能力，但也會嚴重降低鋼材的塑性、韌性和

6、可焊性，特別是在溫度較低時促使鋼材變脆的是（）bA.碳B.磷C.硫D.錳23. 如圖所示，連接兩工字鋼的對接焊縫中，所受正應力最大的點是（）aAa點Bb點Cc點Dd點24. 普通螺栓受剪連接中，為防止板件被擠壓破壞，應滿足（）cA. 板件總厚度工t2d10C. 螺栓所受剪力Nd工fb（工t為同一受力方向承壓構(gòu)件的較小厚度之和）VJcD. 螺栓所受剪力Nn型fbvv4v25. 高強螺栓承壓型連接的極限狀態(tài)為（）dA. 板件接觸面剛好產(chǎn)生滑移B. 螺栓桿被剪壞C. 板件孔壁發(fā)生承壓破壞D. 螺栓桿被剪壞和板件孔壁發(fā)生承壓破壞兩種形式中的最先發(fā)生者26. 某工字形截面鋼梁在某固定集中荷載作用下局部壓

7、應力很大，無法滿足局壓驗算要求時,可米用的最經(jīng)濟、有效的措施是（）dA.增加梁腹板厚度B.增加梁翼緣板厚度C.增設縱向加勁肋D.增設支承加勁肋27. 如圖，兩鋼板用直角角焊縫連接，手工焊，合適的焊角尺寸h=（）cA.12mmB.lOmmC.8mmD.5mml”二斗巴28. 螺栓排列時，要求螺栓端距2d（d0為螺栓孔徑），目的是為了防止發(fā)生（）cA.螺栓受剪破壞B.板件被拉斷破壞C.板件被沖剪破壞D.板件被擠壓破壞29. 圖示高強螺栓群摩擦型連接受彎后的旋轉(zhuǎn)中心為（）aA.a點B.b點C.c點D.d點:4MC30. 某截面無削弱的熱軋型鋼實腹式軸心受壓柱，設計時應計算（）cA.整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定

8、B.強度、整體穩(wěn)定、長細比C.整體穩(wěn)定、長細比D.強度、局部穩(wěn)定、長細比31. 某簡支梁，荷載向下作用于梁的受拉下翼緣，欲提高此梁整體穩(wěn)定承載力的最有效途徑是（）cA.改變荷載作用位置B.增大受拉翼緣寬度C.減小梁受壓翼緣的側(cè)向計算長度D.減少受壓翼緣寬度32. 鋼材中碳的含量應適中，其含量過高會（）cA.降低鋼材的強度B.提高鋼材的伸長率C.降低鋼材的可焊性D.提高鋼材的沖擊韌性33. 在以下各級別鋼材中，屈服強度最低的是（）aA.Q235B.Q345C.Q390D.Q42034.10.9級螺栓，其表示符號中的“.表示（）dA. 螺栓材料的屈服點約為900N/mm2B. 螺栓材料的極限抗拉強

9、度約為900N/mm2C. 螺桿上螺紋長度和螺桿全長的比值為0.9D. 螺栓材料的屈服點和最低抗拉強度的比值為0.935.鋼材中磷的含量過高時會使鋼材（A.冷脆C.強度降低）aB.熱脆D.伸長率提高）aB.提高焊縫的設計強度D.降低焊接的施工難度36. 對接焊縫采用引弧板的目的是（A.消除焊縫端部的焊接缺陷C.增加焊縫的變形能力37. 軸心受拉構(gòu)件采用全焊透對接焊縫拼接，當焊縫質(zhì)量等級為何級時，必須進行焊縫強度驗算?（）cB.二級A.一級C.三級D.一級和二級38. 鋼材的伸長率用來反映材料的（）cA.承載能力B.彈性變形能力C.塑性變形能力D.抗沖擊荷載能力39. 梁的整體失穩(wěn)屬于第一類穩(wěn)定

10、問題，其失穩(wěn)形式為（）cA.彎曲失穩(wěn)B.扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)C.彎扭失穩(wěn)D.局部失穩(wěn)40. 梁上作用較大固定集中荷載時，其作用點處應（）bA.設置縱向加勁肋B.設置支承加勁肋C.減少腹板厚度D.增加翼緣的厚度二、填空題（20題，每題1分）1. 反映鋼材受拉時所能承受的極限拉應力的指標稱為。抗拉強度2. 對于軸心受壓構(gòu)件而言，桿件的初彎曲越大，穩(wěn)定承載力越。低3. 承受向下均布荷載作用的某根兩端簡支鋼梁，與荷載作用于梁的上翼緣相比，荷載作用于梁的下翼緣時會梁的整體穩(wěn)定性。提高4. 鋼材的設計強度是根據(jù)材料的確定的。屈服強度5. 軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)形式可分為彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲和三種。彎扭屈曲6. 鋼梁的強

11、度計算，應包括彎曲正應力、剪應力、和折算應力四方面內(nèi)容。局部壓應力7. 在鋼結(jié)構(gòu)施工及驗收規(guī)范中，焊縫按質(zhì)量檢驗標準分為級。三8. 采用M20的高強螺栓承壓型連接，螺栓端距為30mm，從構(gòu)造角度分析此連接可能發(fā)生破壞。端部鋼板剪切9. 當構(gòu)件表面不平整時，在截面形狀或連續(xù)性改變處，在某些點形成了應力高峰，而在其它一些點應力則降低，這種現(xiàn)象叫。應力集中10. 隨著時間的增長，鋼材強度提高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象稱為。時效硬化11. “8.8級”高強螺栓的表示方法中的小數(shù)點及后面的數(shù)字，即“0.8”表示螺栓材料的。屈強比12. 為提高鋼梁的整體穩(wěn)定性，側(cè)向支撐點應設在鋼梁的翼緣。受壓13. 鋼材在連

12、續(xù)的循環(huán)荷載作用下，當循環(huán)次數(shù)達到某一定值時，鋼材會發(fā)生突然斷裂破壞的現(xiàn)象，稱為鋼材的。疲勞破壞14. 軸心受力構(gòu)件的剛度計算通常用來衡量。長細比15. 某些抗扭剛度較差的軸心受壓構(gòu)件（如十字形截面），容易發(fā)生失穩(wěn)。扭轉(zhuǎn)16. 梯形鋼屋架中除了端斜桿之外的其它腹桿，在平面內(nèi)的計算長度為，已知構(gòu)件的幾何長度（節(jié)點中心間距）為l。0.8117. 壓彎構(gòu)件當荷載增大到某一數(shù)值時，撓度迅速增大而破壞，若撓曲線始終在彎矩作用平面內(nèi)，稱其為失穩(wěn)。平面內(nèi)18. 某Q235鋼制作的梁，其腹板高厚比為h0/t=140。為不使腹板發(fā)生局部失穩(wěn)，應設置0W加勁肋。豎向/橫向19. 指承受集中荷載或者支座反力的豎向加

13、勁肋，并且應在腹板兩側(cè)成對設置，其寬度宜與梁的翼緣板平齊。支撐加勁肋20. 高強螺栓連接同時承受拉力和剪力作用時，如果拉力越大，則連接所能承受的剪力。越小三、名詞解釋（10題，每題3分）1. 鋼材的屈強比一一鋼材屈服強度與極限抗拉強度之比，稱為屈強比。2. 鋼材的可焊性一一指一定的工藝和結(jié)構(gòu)條件下，鋼材經(jīng)過焊接后能夠獲得良好的焊接接頭性能。即焊縫金屬盒近縫區(qū)的鋼材均不產(chǎn)生裂紋，焊接構(gòu)件在施焊后的力學性能應不低于母材的力學性能。3. 鋼板梁的整體失穩(wěn)一一鋼板梁在最大剛度平面內(nèi)承受彎矩，當彎矩增大到某一數(shù)值時，梁會在偶然的側(cè)向干擾力作用下，突然發(fā)生較大的側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為梁的整體失穩(wěn)。4

14、. 鋼材拉伸的伸長率一一試件拉斷后標距長度的伸長量與原來標距的比值。5. 應力集中在荷載作用下，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面突變的某些部位將產(chǎn)生局部峰值應力，其余部位的應力較低且分布不均勻，這種現(xiàn)象成為應力集中。6. 角焊縫一一兩焊件形成一定角度相交面上的焊縫。7. 摩擦型高強度螺栓一一螺栓連接依靠高強度螺栓的緊固，在被連接件間產(chǎn)生摩擦阻力傳遞剪力，在受剪設計時以剪力達到摩擦力為承載能力的極限狀態(tài)。8. 承壓型高強度螺栓一一連接依靠螺栓桿抗剪和螺桿與孔壁承壓來傳遞剪力，受剪時，允許板件間發(fā)生相對滑移，外力可以繼續(xù)增加，以螺栓受剪或孔壁承壓破壞為極限狀態(tài)。9. 鋼板梁由三塊鋼板焊接或通過角鋼和高強度螺栓連接而

15、成的工字型截面梁。10. 鋼-混凝土組合梁一一指鋼梁和所支承的鋼筋混凝土板組合成一個整體而共同抗彎的構(gòu)件。四、簡答題(10題，每題5分)1. 鋼結(jié)構(gòu)與其它材料的結(jié)構(gòu)相比較，具有哪些優(yōu)點？答：(1) 材質(zhì)均勻，可靠性高；(2) 強度高，質(zhì)量輕；(3) 塑性和韌性好；(4) 制造與安裝方便；(5) 具有可焊性好和密封性；(6) 耐熱性較好。2. 由低碳鋼拉伸試驗得到的應力-應變曲線，鋼材的受力可分為哪五個階段？答：(1) 彈性階段：卸除荷載后試件的變形能完全恢復，沒有殘余變形的階段。(2) 彈塑性階段：鋼材的變形分為彈性和塑性變形兩部分，其中塑性變形在卸除荷載后不能恢復。(3) 屈服階段：鋼材應力

16、達到屈服強度后，應變急劇增長，而應力卻在很小的范圍內(nèi)波動，變形模量近似為零。(4) 強化階段：鋼材經(jīng)過屈服階段以后，其內(nèi)部組織因受力得到了調(diào)整，又部分恢復了承受增長荷載的能力。(5) 頸縮階段：鋼材應力達到極限強度后，在試件承載力最弱截面處，橫截面局部明顯變細出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。3鋼材受力破壞有哪兩種形式？其各自特征是什么？答：(1) 鋼材破壞形式有：塑性破壞和脆性破壞。(2) 塑性破壞主要特征是破壞前構(gòu)件產(chǎn)生明顯的塑性變形，破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗；脆性破壞主要特征是破壞前沒有任何預兆，破壞后斷口平直，呈現(xiàn)出有光澤的晶粒狀。4鋼材的選用應考慮哪些因素？答：(1) 結(jié)構(gòu)的重要性結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件按照

17、破壞可能產(chǎn)生后果的嚴重性可以分為：重要的、一般的和次要的；設計時應根據(jù)不同情況，有區(qū)別的選用鋼材，對重要的結(jié)構(gòu)選用質(zhì)量好的鋼材。(2) 荷載性質(zhì)對直接承受動力荷載的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應選擇質(zhì)量好的鋼材。(3) 連接方法焊接結(jié)構(gòu)的材質(zhì)要求高于同等情況下的非焊接結(jié)構(gòu)。(4) 工作環(huán)境鋼材的塑性和韌性隨溫度的降低而降低，尤其是在冷脆臨界溫度以下韌性急劇降低，容易發(fā)生脆性斷裂。(5) 鋼材的厚度厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應采用材質(zhì)較好的鋼材。5. 受剪普通螺栓連接有哪五種破壞形式？答：(1) 當螺栓直徑較小而板件相對較厚時，可能發(fā)生螺栓剪斷破壞；(2) 當螺栓直徑較大而板件相對較薄時，可能發(fā)生孔壁擠壓破壞；(3) 當板

18、件因螺栓孔削弱太多，可能沿開孔截面發(fā)生鋼板拉斷破壞;(4) 當沿受力方向的端距過小時可能發(fā)生端部鋼板剪切破壞；(5) 當螺栓過長時可能發(fā)生螺栓受彎破壞。6. 高強度螺栓摩擦型連接和承壓型連接的傳力機理各是什么？各有何特點？答：摩擦型高強度螺栓連接一一依靠高強度螺栓的緊固，在被連接件間產(chǎn)生摩擦阻力傳遞剪力，在受剪設計時候以剪力達到摩擦力為承載能力的極限狀態(tài)。承壓型高強度螺栓連接一一依靠螺栓桿抗剪和螺桿與孔壁承壓來傳遞剪力，受剪時，允許板件間發(fā)生相對滑移，然后外力可以繼續(xù)增加并以螺栓受剪或孔壁承壓破壞為極限狀態(tài)。7. 為了獲得經(jīng)濟與合理的設計效果，選擇實腹式軸心受壓的截面時，應考慮的原則？答：(1

19、) 等穩(wěn)定性：構(gòu)件在兩個主軸方向的穩(wěn)定承載力相同，以達到經(jīng)濟的效果。(2) 寬肢薄壁：在滿足板件寬(高)厚比限值的條件下，截面面積的分布應盡量開展，以增加截面的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高構(gòu)件的整體穩(wěn)定性和剛度，達到用料合理。(3) 連接方便：一般選擇開敞式截面，便于與其它構(gòu)件進行連接；對封閉式的箱形和管形截面，由于連接困難，只在特殊情況下才有。(4) 制造省工：盡可能構(gòu)造簡單，加工方便，取材容易。8. 什么是實腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定?實腹式軸心受壓構(gòu)件一般由若干矩形平面板件組成，在軸心壓力作用下，這些板件都承受均布壓力。如果這些板件的平面尺寸很大而厚度又相對很薄，在均勻壓力作用下，當壓力達到某

20、一臨界值時，板件不能繼續(xù)維持平面狀態(tài)而發(fā)生波狀屈曲，因為板件屈曲是發(fā)生在構(gòu)件的局部部位，這種現(xiàn)象稱為軸心受壓構(gòu)件喪失局部穩(wěn)定。9. 與鋼板梁相比，鋼一混凝土組合梁具有那些優(yōu)點？答：(1) 受力合理。充分發(fā)揮了鋼材適用于受拉和混凝土適用于受壓的材料特性。(2) 抗彎承載力高，節(jié)省鋼材、降低造價。(3) 梁的剛度大。由于鋼筋混凝土板有效地參與工作，組合梁的計算截面比鋼板梁大，增加了梁的剛度，從而減小了主梁的撓度。(4) 整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性好。組合梁的受壓翼緣為較寬和較厚的鋼筋混凝土板，增強了梁的側(cè)向剛度，能有效地防止梁的彎扭失穩(wěn)傾向。鋼梁部分大部分甚至全截面收拉，一般不會發(fā)生局部失穩(wěn)。(5)

21、施工方便?？梢岳娩摿鹤鳛楝F(xiàn)澆混凝土板的模板支撐，以方便施工且節(jié)約費用。(6) 組合梁在活荷載作用下比全鋼梁橋的噪聲小，在城市中采用組合梁橋更為合適。10. 鋼管混凝土構(gòu)件具有哪些優(yōu)點？答：(1) 承載力高。由于鋼管混凝土構(gòu)件具有很高的抗壓、抗剪和抗扭承載力，適用于建造更大跨度的拱結(jié)構(gòu)。(2) 塑性和韌性好。鋼管混凝土耗能性能高、延性和韌性好，適用于承受動力荷載，有較好的抗震性能。(3) 施工方便。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，可省去模板；鋼管兼有縱向鋼筋和箍筋的作用，但鋼管的制作遠比鋼筋骨架制作省工省料；在施工階段，鋼管本身可作為施工承重骨架。(4) 經(jīng)濟效益顯著。與鋼筋混凝土柱相比，

22、耗鋼量基本相同或略高，但節(jié)約混凝土并減輕自重，構(gòu)件橫截面積減小，從而增加了建筑的有效面積和降低了基礎(chǔ)造價。由于施工方便，縮短了施工工期，可更快地發(fā)揮投資效益。(5) 耐腐蝕性與耐火性能比鋼結(jié)構(gòu)好。五、計算題(4題，每題10分)1.如圖所示雙槽鋼和鋼板的連接，槽鋼壁厚為5mm，軸向拉力設計值N=400kN作用，采用側(cè)焊縫連接，手工焊，焊條E43。試設計此焊縫，不采用引弧板。(耳=85N/mm2)解：角焊縫焊腳尺寸構(gòu)造要求1.5Jth1.2tV2f11.5帀h1.2x5f取h=6mm采用側(cè)面角焊縫N-4l”0.7hfkf得到lw=280mmN4x0.7htff按構(gòu)造要求，焊縫的最小計算長度為max

23、(8h/0)=48mm最大計算長度8hf=360mm滿足要求不采用引弧板，每條實際長度為280+2hf=292mm,取長度300mm.2.圖示C級螺栓連接，鋼材Q235B，刃=140N/mm2，螺栓M20，栓孔直徑d=21.5mm,9b=170N/mm2,qb=80N/mm2，計算該連接所能承受的最大軸力。cv解.Nb=n空CbL2xKX202x80=50.24kNvv4v4Nb二d工t-cCbL20X14X140二47.6kNcNb=minNb,Nb=47.6kNmincv連接接頭一端l二70mm15d,卩=1.010N=npNb=6x1.0x47.6=285.6kN1 minA=(b-nd

24、)xt=(200-21.5x3)x141897mm2n10N=C1A=140X1879=265.58kN2 n該連接所能承受的最大軸力為265.58kN.3.如圖所示翼緣與節(jié)點板之間采用粗制螺栓M20連接，螺栓有效面積A=244.8mm2,容許拉e應力fb=iiOMPa,鋼材為Q235，彎矩M=30kNm，剪力V全部由鋼梁下部承托板承擔，試驗算此連接是否可靠。板*1rh解：剪力全部由下部承托板承擔，螺栓只受彎矩作用Nf110%106x珈8二26.93kN普通螺栓中和軸在最外一排螺栓形心處，最上一排螺栓受力最大30x106x40020kNNb+2002+3002+4002t帖M-yN=1二1Yy22xi所以，此連接安全。4.圖示兩端鉸接軸心壓桿采用Q235B級鋼，d=140N/mm2,E=2.06x105N/mm2，要求壓桿最大穩(wěn)定承載力？y-ylx1一1A=26.1cm2/x=6.58cm