鋼結構基本原理題庫

v鋼結構基本原理題庫選擇題vv1、鋼材的抗剪設計強度v

ff

fAf3f3

f ； C：

； D：3f3f3規(guī)范對鋼材的分組是根據鋼材的（3f3A： 鋼種； B：鋼號； C：橫戴面積的大??； D：?度與直徑鋼材在復雜應力狀態(tài)下的屈服條件是由(D)等于單向拉伸時的屈服點決定的。A： 最大主拉應力； B：最大剪應力 ； C：最大主壓應力； 極限強度折算應力定其中（D）對該破壞無直接影響。A： 鋼材的屈服點過低； B：構件的荷載增加速度過快 ； C：存冷加工硬化 ； D：構件有構造原因引起的應力集中應力集中愈嚴重，鋼材也就變得愈脆，這是因為(B)A：應力集中降低了材料的屈服點 ； B：應力集中產生同號應力場，使性變形受到約束 ； C：應力集中處的應力比平均應力高； D：應集中降低了鋼材的抗拉強度是(B)。A：硫 ； B：磷 ； C：碳； D：錳最易產生脆性破壞的應力狀態(tài)是(B)。A：單向壓應力狀態(tài) ； B：三向拉應力狀態(tài) ； C：二向拉一向壓應力狀態(tài)； D：單向拉應力狀態(tài)進行疲勞驗算時，計算部分的設計應力幅應按(A)A：標準荷載計算 ； B：設計荷載計算； C：考慮動力系數的標荷載計算 ； D：考慮動力系數的設計荷載計算9．軸心受壓桿件應該滿足一定的剛度要求，即（C。A．NAn

f B．

N f C．D．A

bbt t格構式軸心壓桿中的綴條應該按照（B）計算。A．軸心受拉構件 B． 軸心受壓構件 C． 受彎構件 D． 偏受力構件（GB50017-2003）中，確定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定系（D）條。A．1 B． 2 C． 3 D． 412．單軸對稱的軸心受壓構件繞對稱軸的失穩(wěn)形式為（BA．彎曲失穩(wěn) B． 扭轉失穩(wěn) C．彎扭失穩(wěn) D． 與繞非對稱一樣13．計算格構式軸心壓桿繞虛軸的整體穩(wěn)定時，采用換算長細比的原因是（BA．扭轉效應的影響 B．剪切變形的影響 C．局部失穩(wěn)的影響D．附加彎矩的影響14．軸心受力構件的計算長度與以下哪個因素有關？（B）A．桿件的截面形狀 B． 桿件的端部支承情況 C． 桿件的受力情況桿件的截面剛度15．確定軸心受壓實腹柱腹板和翼緣寬厚比限值的原則是A.等穩(wěn)定原則 B.邊緣屈服準則 C.等強度原則 D.等剛度原16．軸心受壓構件計算強度和整體穩(wěn)定時，截面積如何取值（B。A.強度用毛截面積，穩(wěn)定用凈截面積 B.強度用凈截面積，穩(wěn)定毛截面積C.都用毛截面積 D.都用凈截面積1450KN，鋼材為Q345f310MPaE5018bA=29.3c2i1

1.95cm，I111cm4，分肢形心軸之間距為263.2mm，綴條采用L45×5單角鋼單面連接，1A=4.29cm2，與分肢夾角為45，則構件繞X軸的整體穩(wěn)定計算應力為（ 。A．299Mpa B．284Mpa C．313Mpa D．292Mpa上題中，L45×5imin

0.88cm，綴條長度為372.2mm，強度折減系數為0.664，則綴條的整體穩(wěn)定計算應力為（ 。A．50Mpa B．100Mpa C．47.8Mpa D．95.6Mpa19．如圖所示，一管道支架，由兩個立柱和柱間支撐組成，立柱高度為9m，鉸接，承受軸心壓力N=950KN，鋼材為Q235，f 215MPa，焊條E43型，桿件截面為焊接工字型翼緣板為焰切邊則驗算構件剛度時采用的計算長細比（CA．89.82 B．29.94 C．57.25 D．171.7620．厚比分別為（B。A．149Mpa,13, 40 B． 170Mpa, 15.725, 53.625C．224.6Mpa, 18.98, 69.91 D．577Mpa, 20, 75簡答題：1結構鋼需要具備力學性能有哪些？（1）強度（2）塑性（3）冷彎性能（4）沖擊韌性（5）可焊性（6）耐久性影響結構鋼力學性能的因素有哪些？（1）、化學成分、冶金缺陷、鋼材硬化、溫度影響集中（6）、反復荷載作用。鋼材有幾種基本破壞形式？試述各自的破壞特征和微觀實質晶體在剪切之下相互滑移呈纖維狀；微觀實質：鐵素體晶粒被剪切。粒往往在一個面斷裂而呈光澤晶粒狀；微觀實質：鐵素體晶粒被拉斷。請簡述疲勞破壞產生的條件、疲勞斷裂過程？鋼材在反復荷載作用下、“低應力狀態(tài)”下的破壞現象；斷裂過程：微觀裂紋形成（本身具有、高應力區(qū)形成）、裂紋緩慢擴展（裂縫擴展，應力集中嚴重）、最后迅速斷裂（截面消弱過多，發(fā)生脆性斷裂。選擇鋼材時應考慮的因素有哪些？（1）結構或構件的類型與重要性。（2）荷載性質。（3）連接方法。（4）結構所處的工作條件（5）結構形式與鋼材的厚度（6）結構受力性質的構造措施？原因：構件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突變時，應力不均勻，力線變曲折。說明：通過構造措施最大限度減少應力集中程度。從功能上分類，連接有哪幾種基本類型？（1）受力性連接（2）綴連性連接（3）支撐性連接圍上各有哪些特點？的構件，施焊前焊口需開坡，以保證焊透。優(yōu)點：省鋼材、應力集中程度低，焊縫質量高，耐疲勞性能好；缺點：焊件尺寸精度和焊接工藝要求高。工藝要求低，適應性強，焊縫中所占比例80%；缺點，應力集中程度高，受力條件差；疲勞強度低，不能直接承受動載。對接接頭連接需使用對接焊縫，角接接頭連接需采用角焊縫，這么說對嗎？不對，因為同一類型的接頭可以兩種焊縫來實現。hflw時發(fā)生彎折，故剪應力沿焊縫長度分布不均勻，兩端大中間小。要求？為什么？f

≤l ≤60hw1

(靜載間接動荷載) 8hf

≤l≤40h(動w1 f靠。過長：兩端先破壞，中間焊縫未發(fā)揮作用。簡述焊接殘余應力產生的實質，其最大分布特點是什么？實質，施焊時，焊縫及熱影響區(qū)的熱膨脹因周邊材料的約束而被塑性壓縮。分布特點：（1）任意方向的殘余應力在任意截面上的積分為零，（2）在垂直焊縫截（3）截面上，焊接殘余應力與施焊順序相關，分布復雜。H別？75％。兩端大、中間小，焊縫越長，分布越不均勻。端焊縫：垂直受力方向的焊縫；特點：應力狀態(tài)比較復雜，即非剪應力，亦非正應力，是介于二者之間的一種應力。因含有正應力成份，端焊縫比側焊縫強度高，但相對較脆范同時有焊縫最小尺寸的規(guī)定，原因何在？A： 鋼種； B：鋼號； C：橫戴面積的大?。?D：厚度與直徑3.鋼材在復雜應力狀態(tài)下的屈服條件是(D)等于單向拉伸時的屈服點決定的。A： 最大主拉應力； B：最大剪應力 ； C：最大主壓應力； 極限強度折算應力

≤l ≤60hw1

(靜載間接動荷載) 8hf

≤l≤40h(動w1 f荷載) 過短局部加熱嚴重且起落弧坑相距太近加之可能的缺陷焊接不牢4.定其中（D）對該破壞無直接影響。：規(guī)的焊B加速度過快 ； ：存在冷加冷加由； D：構件有構造原因引起的應力集。(B)。速構件的脆性破壞應力集中降低了材料的屈服點 ； 應力集中產生同號應力場使塑性3～5變形受到約束 ； 應力集中處的應力比平均應力高； 應力集中答：設計上的措施：焊接位置的安排要合理、焊縫尺寸要適當、焊縫的數量宜少、降低了鋼材的抗拉強度應盡量避免兩條或三條焊縫垂直交叉、盡量避免在母材?度方向的收縮應力；施工工藝的措施：采用合理的施焊次序、采用反變形、對于小尺寸焊件，焊前預熱，是(B)。焊后回火加熱至600℃左右，然后緩慢冷卻，可以消除焊接應力的和焊接變形，A：硫； B：磷 ； C：碳； D：錳也可采用剛性固定法將構件加以固定來限制焊接變形，但卻增加了焊接殘余應力。(B)。簡述連接設計中等強度法和內力法的含義。A：單向壓應力狀態(tài) ； B：三向拉應力狀態(tài) ； C：二向拉一向壓的對接焊接時為什么采用引弧板？不用引弧板時如何考慮？在哪些情況下不應力狀態(tài)； D：單向拉應力狀態(tài)需計算對接焊縫？(A)答在焊縫的起滅弧處常會出現弧坑等缺陷，這些缺陷對承載力影響極大，故焊接時一般A：標準荷載計算 ； B：設計荷載計算； C：考慮動力系數的標準設置引弧板和引出板，焊后將他割掉；對受靜力荷載的結構設置引弧（出）板有困難時，允?。ǔ鲩L實際長度減2t，t為較薄焊件厚度；C為受壓受剪的對接焊縫與母材強度相N

度相等，故只Af的焊縫才進行Af

驗算C．

D． tt縫質量檢驗是如何分級的？格構式軸心壓桿中的綴條應該按照（B）計算。答：《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質量要求分為一級、二級和A．軸心受拉構件 B．軸心受壓構件 C．受彎構件 D．偏心三級。三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質量標準；一級、二級焊縫則除受力構件觀檢查外，還要求一定數量的超聲波檢驗并符合相應級別的質量標準。焊縫質量的外觀檢驗（GB50017-2003）中，確定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定系數檢查外觀缺陷和幾何尺寸，內部無損檢驗檢查內部缺陷。的柱子曲線有（D）條。試判斷下圖所示牛腿對接焊縫的最危險點危險點是2點么？答;N4321O δ10-1段1-2段段、彈塑性階段3-4段）普通螺栓群的單栓抗剪承載力設計值在什么條件下需要進行折減？為什么折減？怎樣折減？（要求繪出接頭構造及折減曲線）。15d限強度而破壞，隨后由外向內依次破壞。普通螺栓群受偏心力作用時的受拉螺栓計算應怎樣區(qū)分大、小偏心情況？均承受拉力作用，端板與柱翼有分離趨勢，而彎矩M則引起以螺栓群形心O處水平軸為中和況大偏心受拉，當偏心距e較大時，即e〉受力圖則端板底部出現受壓區(qū)為什么要控制高強度螺栓的預拉力，其設計值是怎樣確定的？答：12、在高預應2、防止施工時超長拉導致螺4、附加安全系數答：1、普通螺栓群假定連接板件絕對剛性，螺栓為彈性；螺栓群的2于緊密接觸狀態(tài)，彈性性能好，可認為是一個整體，所以假定連接的中和軸與螺栓軸型心軸重合，最外側螺栓受力最大，在偏心力作用下摩擦型高強度螺栓本身不存在疲勞破壞問題，原因何在？用承壓型高強螺栓連接軸心拉桿時，可否直接承受動載？為什么？作用下就存在循環(huán)應力，就可能存在疲勞破壞螺栓的性能等級是如何表示的？答:使用最低抗拉強度、屈強比解釋概念：壓桿的整體穩(wěn)定性、壓桿的局部穩(wěn)定性、格構式壓桿的換算長細比。工作，使構件的有效截面減小，會加速構建整體喪失穩(wěn)定性，局部失穩(wěn)為什么要限制拉桿的長細比以保證其剛度？答：主要是考慮避免構件柔度太大，在本身重力作用下產生過大的撓度和運輸安裝過程中造成的彎曲，以及在動荷載作用下發(fā)生的較大振動，還是得構件極限承載力顯著下降，同時初彎曲和自重產生的撓度也將對構件整體穩(wěn)定帶來不利影響。”實際軸心壓桿與理想軸心壓桿有哪些區(qū)別？答：所謂理想軸心壓桿就是假定桿件完全挺直、荷載沿桿件形心軸作用，桿件在如果此種桿件失穩(wěn)客家做發(fā)生屈曲分為彎曲屈曲、扭轉屈曲、彎扭屈曲；實際壓各種缺陷同時達到最不利的可能性極小。影響壓桿整體穩(wěn)定承載力的因素主要有哪些？答：與桿件的長度，邊界條件，外荷載，材料的強度，長細比，計算長度，實際長度以及構件兩端的約束關系，回轉半徑以及構件截面尺寸等有關。壓桿局部穩(wěn)定承載力的驗算原則是什么？答：對于普通鋼結構，一般要求是等穩(wěn)定性原則及局部失穩(wěn)不早于整體失穩(wěn)，即板件的臨界應力不小于構件的臨界應力，保證局部失穩(wěn)不早于整體失穩(wěn)時，板件的寬厚比限值應滿足相應條件。格構式軸心壓桿為什么采用換算長細比驗算繞虛軸的總體穩(wěn)定性？（略）答：對于格構式壓桿，當繞曲軸失穩(wěn)時，因肢件之間并不是連續(xù)的板而是每隔一定距離用綴條或綴板聯系起來。構件的剪切變形較大，剪力造成的附加撓曲影響不能忽略，在格構式壓桿的設計中，對虛軸失穩(wěn)的計算，常以加大長細比的辦法來考慮剪切變形的影響，加大以后的長細比稱為換算長細比。軸心受壓構件的穩(wěn)定系數關于兩個形心主軸的截面類別是否一定相同？我國規(guī)范給定的臨界應力缺陷對不同截面、不同對稱軸的影響不同，所以crλ曲線（柱子曲線，呈相當寬的帶狀分布，為減小誤差以及簡化計算，規(guī)范在試驗的基礎上，給出了四條曲線（并引入了穩(wěn)定系數。符合概率既滿足可靠度有滿足經濟的要求，不一定相同，同一截面構件截面長細比不同則截面類別不一定相同。其他什么措施提高其穩(wěn)定承載力答：可以采取以下措施：加強邊界條件，增加側向約束，減小自由變形長度，改變截面形式，或者要是差一點兒可改變強度f。什么是鋼梁的截面形狀系數，什么是截面塑性發(fā)展系數？答：塑性鉸彎矩M

與彈性最大彎矩Mxp

之比為xe

值，F

值只取決于截面的幾何形狀，而與材料的性質無關，稱為截面形狀系數。、x

是考慮塑性部分深入截面的系數，與式(5.3)y的截面形狀系數F

的含義有差別，故稱為“截面塑性發(fā)展系數”對工字形截面，x

1.05， 1.20；對箱形截面， y x

1.05；對其他截面，可按表5.1采用性，即使梁的工作狀態(tài)處于彈塑性工作階段？到充分利用。計算梁的抗彎強度時考慮截面塑性發(fā)展比不考慮要節(jié)省鋼材。若按截面形成塑性鉸來設計，可能使梁的擾度過大，受壓翼緣過早失去局部穩(wěn)定。因此，編制鋼結構設計規(guī)范時，只是有限制地利用塑性，取塑性發(fā)展深度a0.125h。鋼梁的強度驗算需要驗算哪些內容？答：梁的強度驗算需要考慮抗彎強度、抗剪強度、局部承壓強度、復雜應力作用下強度及驗算折算應力，其中抗彎強度計算是首要的。如何控制鋼梁的剛度？梁的剛度用荷載作用下的撓度大小來度量。梁的剛度不足，就不能保證正常使用。剛度要求是要求梁的撓度v≤v，要控制梁的剛度則需控制外荷載對梁產生的撓度，梁的撓度v2.1]相對應。試述影響梁整體穩(wěn)定承載力的主要因素？答：梁整體穩(wěn)定的臨界荷載與梁的側向抗彎剛度、抗扭剛度、荷載沿梁跨分布情況及其在截面上的作用點位置等有關滿足什么條件時，可以不驗算梁的整體穩(wěn)定性？（）有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固連接，能阻止梁受壓翼緣的側向位移時，例如圖5.12(a)中的次梁即屬于此種情況。工字形截面簡支梁，受壓翼緣的自由長度與其寬度之比l1表5.2（unsupportedlengt。

/b[圖5.12(b)]不超過1箱形截面簡支梁，其截面尺圖5.13)滿足b 6，且lb 95(235/f)時箱0 1 0 y形截面的此條件很容易滿足)。試述組合截面梁的設計步驟？（略）加勁肋？答：橫向加勁肋主要防止由剪應力和局部壓應力可能引起的腹板失穩(wěn)，縱向加勁肋主要面承壓計算，其截面往往比中間橫向加勁肋大。計算題：驗算如圖所示三塊鋼板焊成的工字型截面梁的對接焊縫強度。尺寸如圖，截上作用的軸心拉力設計值 N=250kN，彎矩設計值 M=40kN.m，剪力設計值V=200kN，鋼材為Q345,手工焊，焊條為E50型，施焊時采用引弧板，三級質標準。A21001220084000mm21I x 12Wx

820032100126)23.23107mm4I x 2.88105mm3Ih/2S 10012106127200mm3w1S 127200100850167200mm3wM 40106M 138.9N/mm2W 2.88105N 250103N 62.5N/mm2A 4000 138.962.5201.4.6N/mm2fw265N/mm2max t VSw

200103167200 129.4N/mm2

f

180N/mm2max Itxw

3.231078 v2000Mh N138.9 62.5186.5N/mm220001 VSw1

h 224200103127200 98.5N/mm21 Itxw

3.23107822 186.52398.52183.7N/mm21.1fw291.5N/mm21 1 tI32aQ235E43型，手工焊，用II級焊縫的檢驗質量標準。已知： I32a的截面面積A=67.05cm2；抵抗矩xWx=692.2cm2AW=25.4cm2。x

:Sx=27.5,tw=9.5mm試按照《鋼規(guī)》和《橋規(guī)》（焊縫為一級）分別求F的最大值。【解】對接焊縫所承受的內力為：NFcos450

2F；V

Fsin450 2F2MV2010 2F1、鋼規(guī)fwt

215MPa；fv

125MPa對接焊縫A點處彎曲應力最大，由N M 2/2 10 2 fw 得， F F21.5；w A W w w

67.05 692.2F=694KN中和軸處剪應力最大，

VSw

fw

得 2/2F 12.5F=461.8KN

w It w

27.50.95根據翼緣和腹板相交處折算應力應滿足：21 1

1.1fw得tN

290 2/

10 F

F0.02906F，1 A 32067.05 692.2 320w15297.4cm3VS

' 2/2F297.40.02Fw It 110760.95w 0.02906F2(0.02F)21.121.5得F=527KN 按鋼規(guī)F的最值為461.8KN?！景凑諛蛞?guī)做為選作題】1橋規(guī)

145MPa 8MPaw w對接焊縫A點處彎曲應力最大，由 NMw A Ww w

w22/2 1022得， F

F14.5；67.05 692.2

F=468KN中和軸處剪應力最大，

VSw

得w It W得w2/2F 8.5227.50.95

F=314KN根據翼緣和腹板相交處折算應力應滿足：22221 1得wN

290

/2 1022F22

F0.02906F，1 A 32067.05 692.2 320w15297.4cm3VS w

/2F297.40.02F2w0.02906F2(02w0.02906F2(0.02F)2

1.114.5得F=352.8KN按橋規(guī)F的最大值為314KN。圖(（無引弧板fW160MPaf材為Q235，焊條E43型。焊角尺寸h=10mm，角焊縫 ff

強度設計值為試確定最大承載力P。W【解】AW

=4×0.7x10×200=5600mm2；WW=4×0.7x10×2002/6=186666.7mm3；Ve100P；VV/Ay WMM/W

P/5600=100P/186666.7=P/1866.7fxM因 ( fx

W)2

V)2

P (

1 )2( )247.41051 1.22 y 1.221866.7 5600 fW160Mpa所以Pf105×160/47.4=337.55kN連接的驗算，已知焊縫承受的靜態(tài)斜向力為＝200kN設計值，角度45角焊縫的焊腳尺寸hf=10mm,焊縫計算長度lw=300mm,鋼材為Q235-B,手工焊，E43型。連接角焊縫是否滿足設計要求？【解】內力分解N NsinNsin45200 2141.4kNx 2V1NsinNsin45200

2141.4kN2MNsin0.2Nsin450.2200 20.228.3kN.m2M 28.3106M 135N/mm2W 21/60.7103002WV 141.4103V 34N/mm2A 20.710300WN 141.4103N 34N/mm2AW34

20.710300(1.22

)2342143N/mm2試設計雙角鋼與節(jié)點板的角焊縫連接。鋼材為Q235-B，焊條為E43型，手工設計值ff

160N/mm2。焊腳尺寸確定：最小h ：h 1.5 t 1.5125.2mmf f max角鋼肢最大h：h t ~2)10~2)9~8mmf f min角鋼肢最大h：h 1.2t 1.21012mmf f min角鋼肢尖和肢背都取h 8mm。f⑴采用三面圍焊正面角焊縫承擔的力為：N0.7h3

w3

fw0.7821251.22160273280Nf所以側面角焊縫實際受力：N11NN3/20.671000273.3/2533.4kNN22NN3/20.331000273.3/2193.35kN所以所需側焊縫的實際長度為：l l

h N1 f 20.7h ff fN

533.4103 8306mm310mmf 20.78160193.35103l l

h f

220.7hf

h fw ff

20.781608116mm120mm

N N0.671000670kN1 1N N0.331000330kN2 2所以所需側焊縫的實際長度為：N

670103l ll l

2hf2hf

120.7hfN 2N20.7hf

2hfw ff2hfw f

28390mm20.78160 330103 2820.78160f（同理：若取h 6mm則三圍焊時焊尺寸取肢背6-430，肢尖兩側焊時焊f縫尺寸取肢背6-510，肢尖6-260）9m，如圖所示，在兩個三分點處均有側向（x方向）支撐，該柱所承受的軸心壓力設計值N＝400kN。容許長細比為＝150，采用熱軋H型鋼，鋼材為Q235。Q345-B作用集中靜荷載由兩部分組成，其中恒荷載標準值為150kN，活荷載標準值為300kN，試驗算該梁的強度、剛度和整體穩(wěn)定承載力。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,