哈工大06試題公開課教案課件

哈工大2006年春季學(xué)期鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)試題題號一二三四五六七八九十總分分?jǐn)?shù)單向選擇題(每題2分，共20分)1．關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)鋼材的優(yōu)缺點(diǎn)，下列說法中錯(cuò)誤的是【C】鋼材的強(qiáng)度較高，結(jié)構(gòu)自重輕鋼材具有良好的冷加工和熱加工性能鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能很好，適合在各種惡劣環(huán)境中使用鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性很好，但耐火性能很差2．鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對下列哪一項(xiàng)內(nèi)容需按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算【A】A.構(gòu)件的變形B.構(gòu)件的強(qiáng)度C.構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度D.構(gòu)件的整體穩(wěn)定3．為防止厚鋼板在焊接時(shí)或承受厚度方向的拉力時(shí)發(fā)生層狀撕裂，必須測試鋼材的【D】A.抗拉強(qiáng)度fuB.屈服點(diǎn)fyC.冷彎180°試驗(yàn)D.Z向收縮率4．不同質(zhì)量等級(A、B、C、D)的同一類鋼材，下列哪項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)不同【B】A.抗拉強(qiáng)度fuB.沖擊韌性AKC.伸長率δD.屈服點(diǎn)fy5．對于普通螺栓連接，限制端距e≥2d0的目的是為了避免【D】A.螺栓桿受剪破壞B.板件被拉斷破壞C.板件受擠壓破壞D.板件端部沖剪破壞6．如圖所示承受靜力荷載的T形連接，采用雙面角焊縫，按構(gòu)造要求所確定的合理焊腳尺寸應(yīng)為【B】t=8mmt=8mmt=6mm6mm8mm10mm第1頁（共8頁）草紙（草紙內(nèi)不得答題）

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)7．初始彎曲和荷載的初始偏心對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力的影響為【A】A.初彎曲和初偏心均會降低穩(wěn)定承載力B.初彎曲和初偏心均不會影響穩(wěn)定承載力C.初彎曲將會降低穩(wěn)定承載力，而初偏心將不會影響穩(wěn)定承載力D.初彎曲將不會影響穩(wěn)定承載力，而初偏心將會降低穩(wěn)定承載力8．保證焊接組合工字型截面軸心受壓柱翼緣板局部穩(wěn)定的寬厚比限值條件，是根據(jù)矩形板單向均勻受壓時(shí)下列哪種邊界條件確定的【C】兩邊簡支、一邊自由、一邊彈性嵌固兩邊簡支、一邊自由、一邊嵌固三邊簡支、一邊自由四邊均為簡支9．梁腹板屈曲后強(qiáng)度產(chǎn)生的原因是【B】腹板屈曲后產(chǎn)生鋼材的彈塑性強(qiáng)化，能夠繼續(xù)承擔(dān)更大的荷載腹板屈曲后產(chǎn)生薄膜拉力場，牽制了板變形的發(fā)展，存在繼續(xù)承載的潛能腹板屈曲后產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，提高了鋼材的屈服點(diǎn)由于橫向加勁肋的存在，提高了腹板局部穩(wěn)定承載力10．圖示的普通鋼屋架角鋼的四種切斷形式中，絕對不允許采用的是【D】(a)(b)(a)(b)(c)(d)(b)(c)(d)填空題(每空1分，共15分)1．在普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分中加入適量的硅、錳等合金元素，將會提高鋼材的強(qiáng)度。2．鋼材經(jīng)過冷加工后，其強(qiáng)度和硬度會有所提高，卻降低了塑性和韌性，這種現(xiàn)象稱為鋼材的冷作硬化。3．調(diào)質(zhì)處理的低合金鋼沒有明顯的屈服點(diǎn)和塑性平臺，這類鋼材的屈服點(diǎn)被定義為：單向拉伸并卸載后，試件中殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)所對應(yīng)的應(yīng)力，也稱為名義屈服點(diǎn)。4．高強(qiáng)度低合金鋼的焊接性能是通過碳當(dāng)量指標(biāo)來衡量的。第2頁（共8頁）草紙（草紙內(nèi)不得答題）

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)5．循環(huán)荷載次數(shù)一定時(shí)，影響焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命的最主要因素是應(yīng)力幅和構(gòu)件或連接的構(gòu)造形式。6．在對焊縫進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，對于三級焊縫，只進(jìn)行外觀檢查即可。7．對于實(shí)腹式軸心受壓柱，殘余應(yīng)力的存在通常會降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。8．在高強(qiáng)度螺栓的受剪連接中，當(dāng)螺栓直徑和規(guī)格均相同時(shí)，摩擦型連接單個(gè)螺栓的抗剪承載力一般會低于承壓型連接。9．對于單軸對稱的軸心受壓構(gòu)件，繞非對稱主軸屈曲時(shí)，會發(fā)生彎曲屈曲；而繞對稱主軸屈曲時(shí)，由于截面重心與彎曲中心不重合，將發(fā)生彎扭屈曲現(xiàn)象。10．當(dāng)梁的整體穩(wěn)定驗(yàn)算不能滿足要求時(shí)，可以采用加強(qiáng)受壓翼緣的辦法來提高穩(wěn)定承載力。11．梁的整體穩(wěn)定系數(shù)φb大于0.6時(shí)，需用φb′代替φb，它表明此時(shí)梁已經(jīng)進(jìn)入_________彈塑性__階段。12．彎矩繞虛軸作用的雙肢格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，采用綴條式格構(gòu)柱，其分肢的穩(wěn)定應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算。13．梯形鋼屋架支座底板的厚度是由底板的抗彎強(qiáng)度確定的。14．在鋼屋架的受壓桿件設(shè)計(jì)中，確定雙角鋼截面形式時(shí)，應(yīng)采用等穩(wěn)定原則。15．設(shè)桿件節(jié)點(diǎn)間的幾何長度為l，則梯形鋼屋架的支座斜桿在屋架平面內(nèi)的計(jì)算長度為桿件幾何長度。簡答題(每題7分，共21分)柱加勁肋頂板與加勁肋焊縫柱加勁肋頂板與加勁肋焊縫hf1加勁肋與柱腹板焊縫hf2墊圈構(gòu)造螺栓墊板柱頂板突緣板111－1端面端面承壓端面承壓端面承壓或焊縫hf1焊縫hf2(每步1分，共4分)第3頁（共8頁）草紙（草紙內(nèi)不得答題）

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)2．簡述梁腹板設(shè)置加勁肋的原則。(不考慮梁的屈曲后強(qiáng)度)當(dāng)時(shí)，腹板局部穩(wěn)定能夠保證，不必配置加勁肋；對吊車梁及類似構(gòu)件（），應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋。(2分)當(dāng)時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋。(2分)當(dāng)（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束，如連有剛性鋪板或焊有鐵軌時(shí)）或（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)），或按計(jì)算需要時(shí)，除配置橫向加勁肋外，還應(yīng)在彎矩較大的受壓區(qū)配置縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，必要時(shí)尚應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。(2分)梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋。3．雙軸對稱工字形實(shí)腹式單向壓彎構(gòu)件有哪幾種失穩(wěn)形式？并簡要說明它們是如何產(chǎn)生的。1）失穩(wěn)形式：單向壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)分為彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外兩種情況（1分），彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)為彎曲屈曲（1分），彎矩作用平面外失穩(wěn)為彎扭屈曲（1分）。2）產(chǎn)生原因：平面內(nèi)失穩(wěn)時(shí)：直桿在偏心壓力作用下，彎矩作用平面內(nèi)構(gòu)件撓度隨壓力的增加而增大，且呈非線性地增長，這是由于二階效應(yīng)的影響。最后達(dá)到偏心壓力的極值點(diǎn)，失去平面內(nèi)穩(wěn)定，不存在分枝現(xiàn)象。（2分）平面外失穩(wěn)時(shí)：假如構(gòu)件沒有足夠的側(cè)向支撐，且彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性較強(qiáng)。無初始缺陷時(shí)，壓力作用下，構(gòu)件只產(chǎn)生彎矩平面內(nèi)的撓度，當(dāng)壓力增加到某一臨界值Ncr之后，構(gòu)件會突然產(chǎn)生彎矩作用平面外的彎曲變形和整體扭轉(zhuǎn)，發(fā)生了彎扭失穩(wěn)，是一種分枝失穩(wěn)。有初始缺陷壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外失穩(wěn)為極值失穩(wěn)，無分枝現(xiàn)象。（2分）第4頁（共8頁）草紙（草紙內(nèi)不得答題）

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)計(jì)算題(共44分)工字形柱8F34520020050工字形柱8F34520020050解：力系分解：水平軸心力：(1分)剪力：(1分)彎矩：(1分)角焊縫有效截面的幾何特征：面積：(1分)慣性矩：(1分)抵抗矩：(1分)在水平軸心力作用下：(1分)在彎矩作用下：(1分)在剪力作用下：(1分)所以：第5頁（共8頁）草紙（草紙內(nèi)不得答題）

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)VM35351308080180t=22mm2．如圖所示兩個(gè)工字形梁通過端板使用高強(qiáng)螺栓連接，計(jì)算高強(qiáng)螺栓連接的強(qiáng)度能否滿足要求。采用10.9級高強(qiáng)螺栓承壓型連接，螺栓直徑20mm，有效面積Ae=2.45cm2，，；端板采用Q235B級鋼，厚度均為VM35351308080180t=22mm解：最上排螺栓為受力最大螺栓，所受拉力和剪力分別為：拉力：(1分)剪力：(1分)(2分)(2分)(2分)所以滿足要求(1分)滿足要求(1分)第6頁（共8頁）草紙（草紙內(nèi)不得答題）

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)3．已知6m跨簡支梁采用雙軸對稱截面，梁的上翼緣承受如圖所示均布荷載作用，試通過梁的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定計(jì)算，來確定此梁所能承受的荷載設(shè)計(jì)值q。(可忽略自重)(10分)q6000200t=6mmt=12mmt=12mm400yxxy（提示：鋼材Q235B級，，，。截面特性：，，，，，，，，q6000200t=6mmt=12mmt=12mm400yxxy解：梁端最大剪力，跨中最大彎矩：(1分)(2分)(2分)(2分)(1分)(2分)所以第7頁（共8頁）草紙（草紙內(nèi)不得答題）

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)3203203203206868I36ayy3203203203206868I36ayyxx45°L45×411（已知：2I36a的截面面積A=2×76.44=152.88cm2，iy=14.38cm；分肢對自身1-1軸的慣性矩I1=554.9cm4，回轉(zhuǎn)半徑i1=2.69cm；單根綴條角鋼L45×4的截面面積At=3.49cm2；所有鋼材均選用Q235B鋼，f=215N/mm2。）303540450.9360.9180.8990.878505560650.8560.8330.8070.780707580850.7510.7200.6880.655解：1）繞實(shí)軸的剛度和整體穩(wěn)定的驗(yàn)算：剛度滿足。查表得到：(2分)滿足要求。(2分)2）繞虛軸的剛度和整體穩(wěn)定驗(yàn)算：繞虛軸慣性矩：(1分)繞虛軸回轉(zhuǎn)半徑：(1分)長細(xì)比：(1分)換算長細(xì)比剛度滿足。(1分)查表得到：(1分)滿足要求。(2分)3）分肢的穩(wěn)定驗(yàn)算：，所以分肢穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。(3分)第8頁（共8頁）草紙（草紙內(nèi)不得答題）

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)3．已知6m跨簡支梁采用雙軸對稱截面，梁的上翼緣承受如圖所示均布荷載作用，試通過梁的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定計(jì)算，來確定此梁所能承受的荷載設(shè)計(jì)值q。(可忽略自重)(10分)q6000200t=6mmt=12mmt=12mm400yxxy（提示：鋼材Q235B級，，，。截面特性：，，，，，，，，q6000200t=6mmt=12mmt=12mm400yxxy解：梁端最大剪力，跨中最大彎矩：(1分)(2分)(2分)(2分)(1分)(2分)所以第7頁（共8頁）草紙（草紙內(nèi)不得答題）

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)3203203203206868I36ayy3203203203206868I36ayyxx45°L45×411（已知：2I36a的截面面積A=2×76.44=152.88c