鋼結(jié)構(gòu)試題06A(參考答案)

精品精品welcomewelcome20052006名姓號考業(yè)專院學(xué)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 課程(A 名姓號考業(yè)專院學(xué)（適用專業(yè)方向：建筑工程、巖土工程、城市地下工程）題號得分一二三四五六總分一、填空（15分）考試日期：2006年題號得分一二三四五六總分一、填空（15分）1、保證拉彎、壓彎構(gòu)件的剛度是驗算其長細(xì)比 。得分閱卷人2、對于焊接結(jié)構(gòu)，除應(yīng)限制鋼材中硫、磷的極限含量外，還應(yīng)限制 的含量不超過規(guī)定值。得分閱卷人3、理想軸心壓桿的失穩(wěn)狀態(tài)為屈曲 。4、衡量鋼材抵抗沖擊荷載能力的指標(biāo)稱為沖擊韌性。它的值越小，表明擊斷試件所耗的能量越低，鋼材的韌性越差。5800，屈0.8；1000，屈強比為0.9。6、手工角焊縫的焊腳尺寸（m）不得小于5tt為較厚焊件厚度m，但對自動焊，最小焊腳尺寸可減少1mm；對T1mm。7、承受動力荷載的角焊縫連接中，可采用平坡焊縫或深熔焊縫。8、一兩跨連續(xù)梁，在外荷載作用下，截面上A點應(yīng)力為σ1=120N/mm2，σ2=-80N/mm2，B點的應(yīng)力σ1=-20N/mm2，σ2=-120N/mm2，則A點的應(yīng)力比ρ=-2/3，應(yīng)力幅=200N/mm2；B點的應(yīng)力比ρ=1/6，應(yīng)力幅=100N/mm2。9、伸長率10和伸長率5分別為標(biāo)距長l=10倍試件直徑和l=5倍試件直徑的試件拉斷后的長度伸長值與原標(biāo)距比值的百分率。10、偏心受壓構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計算公式是：N

Mmx

f式中：A W

0.8N )x x1x Nex 是 彎矩等效系數(shù) ，N 的表達(dá)式表示 歐拉臨界力 ，其表達(dá)式為mx ex2EANex2x

。得分閱卷人二、選擇題（15分）得分閱卷人1、驗算工字形截面梁的折算應(yīng)力，公式為：

232321 、應(yīng)為 D 。A、驗算截面中的最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力B、驗算截面中的最大正應(yīng)力和驗算點的剪應(yīng)力CD、驗算截面中的驗算點的正應(yīng)力和剪應(yīng)力2、雙軸對稱工字形截面梁，截面形狀如圖所示，在彎矩關(guān)于截面中應(yīng)力的說法正確的是 D 。A、彎曲正應(yīng)力最大的點是3點B、剪應(yīng)力最大的點是2點C、折算應(yīng)力最大的點是1點D、折算應(yīng)力最大的點是2點

剪力共同作用下，13、工字形梁受壓翼緣寬厚比限值為：b1t

，式中b

1為 A 。235fy235fyC、受壓翼緣板全部寬度的1/3 D、受壓翼緣板的有效寬度4、工字形截面梁受壓翼緣，保證局部穩(wěn)定的寬厚比限值，對Q23515Q345t厚比限值應(yīng) A 。A、比15更小 B、仍等于15C、比15更大 D、可能大于15，也可能小于155、實腹式軸心受拉構(gòu)件計算的內(nèi)容有 B A、強度B、強度、剛度C、強度、剛度、局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定D、強度、局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定6、軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)與 B 等因素有關(guān)A、構(gòu)件截面類別、兩端連接構(gòu)造、長細(xì)比B、構(gòu)件截面類別、鋼號、長細(xì)比C、構(gòu)件截面類別、計算中心長度系數(shù)、長細(xì)比D、構(gòu)件截面類別、兩個方向的長度、長細(xì)比7、鋼結(jié)構(gòu)實腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計一般應(yīng)進(jìn)行的計算內(nèi)容為D A、強度、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定、變形B、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定、變形、長細(xì)比C、強度、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性及彎矩作用平面外的穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定、變形D、強度、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性及彎矩作用平面外的穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定、長細(xì)比8、單軸對稱的實腹式壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定計算公式 N

Mmx

f和A W

0.8N )NAWNAW(11.25NN) Mmx xx 2xexd

中的

、W、Wx 1x 2

x x1x Nex取值為 A 。A、W和W1x 2xB、W和W

值亦不同；x值亦不同；1x 2xC、W和W1x 2xD、W和W1x 2x

xxx

值相同；值相同；9、單個螺栓的承壓承載力中，[Nc

b]dtfb，其中t為 D 。cA、ace B、bdC、ce,bd D、ce,bd10、摩擦型高強度螺栓連接與承壓型高強度螺栓連接的主要區(qū)別是 D 。A、摩擦面處理不同 、材料不同 C、預(yù)拉力不同 、設(shè)計計算不得分閱卷人三、簡答題（30分）得分閱卷人根據(jù)你所知道的鋼結(jié)構(gòu)工程，試述其特點。)鋼結(jié)構(gòu)的重量輕；(3鋼結(jié)構(gòu)的下列缺點有時會影響鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用：(1)耐腐蝕性差耐火性差鋼結(jié)構(gòu)在低溫條件下可能發(fā)生脆性斷裂2、什么是剛材的疲勞和疲勞強度，什么情況下需要進(jìn)行疲勞驗算？e鋼材在連續(xù)反復(fù)的動力荷載作用下，裂紋生成、擴(kuò)展以致脆性斷裂的現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。疲勞破壞時，截面上的應(yīng)力低于鋼材的抗拉強度甚至低于屈服強度，破壞前沒有征兆，呈脆性斷裂特征。鋼材在規(guī)定的作用重復(fù)次數(shù)和作用變化幅度下所能承受的最大動態(tài)應(yīng)力成為疲勞強度。實用上通常取n=5106次時相應(yīng)得疲勞強度作為鋼材的耐久疲勞強度，或稱鋼材的疲勞強度極限，意e即應(yīng)力循環(huán)無窮多次，試件不致發(fā)生疲勞破壞的循環(huán)應(yīng)力

max

的極限值，記作f。我國《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017—2003中就具體規(guī)定，承受直接動力荷載重復(fù)作用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接當(dāng)應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù)n5104應(yīng)進(jìn)行疲勞計算。3、什么叫塑性破壞？什么叫脆性破壞？如何防治脆性破壞的發(fā)生？鋼材有兩種性質(zhì)完全不同的破壞形式，即塑性破壞和脆性破壞。鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材在正常使用的條件下，雖然有較高的塑性和韌性，但在某些條件下，仍然存在發(fā)生脆性破壞的可能性。塑性破壞也稱延性破壞，其特征是構(gòu)件應(yīng)力達(dá)到抗拉極限強度后，構(gòu)件產(chǎn)生明顯的變形并斷裂。容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至于發(fā)生嚴(yán)重后果。脆性破壞在破壞前無明顯塑性變形，或根本就沒有塑性變形，而突然發(fā)生斷裂。破壞后的斷口平具有較大的危險性，因此在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工和使用的過程中，要特別注意這種破壞的發(fā)生。4、影響鋼材性能的因素主要有哪些？、Mn、Si、Al、ON(2)成材過程中的影響：冶煉澆鑄（注）軋制熱處理(3)殘余應(yīng)力的影響：應(yīng)力集中的影響：(6)溫度的影響：5、說明實腹式偏心受壓構(gòu)件彎距作用內(nèi)的穩(wěn)定驗算公式N M0.8NAWx/N)0.8N

f中

、A、 、x mx

、W的意義。Ex 1xx x1x ExN——壓彎構(gòu)件的軸向壓力設(shè)計值Mx——所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩設(shè)計值；——彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；xW——彎矩作用平面內(nèi)對較大受壓纖維的毛截面模量；1xN ——歐拉臨界力， NEx

=2EA/2；x——截面塑性發(fā)展系數(shù)；x ——等效彎矩系數(shù)。mx得分閱卷人四、計算題（40分）得分閱卷人1、已知一軸心受壓實腹構(gòu)件的截面如下圖所示，軸心壓力設(shè)精品精品計值（包括構(gòu)件自重）N=2000KN1ox=6m,loy=3m,截面采用焊fy,強度設(shè)計值fd=315N/mm2,彈性模量E=2.06×105N/mm2,截面無削弱。試計算該軸心受壓實腹構(gòu)件的整體穩(wěn)定性（15）xy軸均為b截面，

=0.65，1

=0.965，2

=0.3003當(dāng)當(dāng)時 fy

12；1當(dāng) 1 2 時

cr

2232

22 3

42y解:(1)截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計算成本－250×y解:(1)截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計算成本－250×8截面面積:A=250*8+2(250*12)=8000慣性矩:mm2－250×121 1I (2527.4324.2253)11345cm4 Ix 12

2532250.83)3126cm412IxA回轉(zhuǎn)半徑:IxAx

IyAi IyAy長細(xì)比:

l 600

50.4

l 300ox ox 48x i 11.91x

y i 6.25345345 2.06105相對長細(xì)比:因

,只需計算

,

fy

0.6565xx yx整體穩(wěn)定計算對于b類截面

x x E 1 22 crfy

0.965 22

0.965

42 1 0.8135)0.80160.8620Ncrd

Afd

0.8016801023152020kNN2000kN度的上限l是多少。設(shè)鋼材的屈服點為235N項系數(shù)）（計算本題時不考慮各種分mm度的上限l是多少。設(shè)鋼材的屈服點為235N項系數(shù)）（計算本題時不考慮各種分mm2welcome精品精品welcomewelcome解:1、截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計:A=1201.2+2(402)=304cm2慣性矩:

1 9218560 I (401243 38.8120 x 12 12hx2截面模量:Whx2x

9218560 2 1152320 12 124 3312、驗算截面強度1 1 480103x彎曲正應(yīng)力：M xW

F l2 2 W

l41152320

215 l22200mmx x 103331腹板與冀緣交接點折算應(yīng)力：假設(shè)剪應(yīng)力全由腹板承受WMxWx

120124

3(F2F2w

)2f2 l19782mmvd驗算其剛度：fFl3 l

l25160mm48EI 250l1b1

13235fyl134005200235fy以l5200mm

max

19782mm3、試設(shè)計用拼接鋼板的角焊縫對接連接（如下圖示。已知鋼板寬B=270mm

=28mm，拼接蓋板

=16mm。該連接承受的靜態(tài)軸心力0kN1設(shè)計值，鋼材為，手工焊，焊條為3型。解：確定焊腳尺寸：由于此處焊縫在板件邊緣施焊，且拼接蓋板厚度t16mm6mm,tt，則：2 2 1hfmax

t(1~2)mm16(1~2)15或14mmth tfmin

7.9mm， 取h10mm28f28采用兩面?zhèn)群笗r，如上面右圖示：連接一側(cè)所需焊縫的總長度l

N

1400103

1250mmw hfef

0.710160此對接連接采用了上下兩塊蓋板，共有4條側(cè)焊縫，故一條側(cè)焊縫的實際長度為：lw

lw2h4 f

12504

210333mm60hf

6010600mm所需拼接蓋板長度：L2lw

'10233310676mm,取680mm拼接蓋板的寬度就是兩條側(cè)面角焊縫之間的距離，應(yīng)由強度條件和構(gòu)造要求確定。根據(jù)強度條件，在鋼材種類相同的條件下，拼接蓋板的截面積應(yīng)等于或大于被連接鋼板的截面積。選定拼接蓋板寬度b240mm,則A'2402167680mm2A270287560mm2滿足強度要求。根據(jù)構(gòu)造要求，應(yīng)滿足：b240mml 315mm,且16t1616256mm，滿足要w求。故選定拼接蓋板尺寸為680mm240mm16mm。采用三面圍焊時，如上面右圖示設(shè)拼接蓋板的寬度和厚度與采用兩面?zhèn)群笗r相同，僅需求蓋板長度。已知正面角焊縫的長度l'b240mm，則正面角焊縫所能承受的內(nèi)力：wN'