鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（答案）

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（答案）一、填空題（每空1分，共10分）1、鋼材的兩種破壞形式分別為脆性破壞和。2、焊接的連接形式按構(gòu)件的相對位置分為、搭接、角接和T形連接。3、鋼結(jié)構(gòu)中軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用十分廣泛，其中軸心受拉構(gòu)件需進行鋼結(jié)構(gòu)強度和的驗算。4、軸心受壓構(gòu)件整體屈曲失穩(wěn)的形式有、和。5、梁整體穩(wěn)定判別式11lb中，1l是1b。6、靜力荷載作用下，若內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫沒有均勻分布，那么側(cè)面角焊縫的計算長度不宜大于。7、當(dāng)組合梁腹板高厚比0wht≤時，對一般梁可不配置加勁肋。二、單項選擇題（每題2分，共40分）1、有兩個材料分別為Q235和Q345鋼的構(gòu)件需焊接，采用手工電弧焊，采用E43焊條。(A)不得(B)可以(C)不宜(D)必須2、工字形軸心受壓構(gòu)件，翼緣的局部穩(wěn)定條件為yftb235)1.010(1λ+≤，其中λ的含義為。(A)構(gòu)件最大長細(xì)比，且不小于30、不大于100(B)構(gòu)件最小長細(xì)比(C)最大長細(xì)比與最小長細(xì)比的平均值(D)30或1003、偏心壓桿在彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計算公式x1(10.8')mxxxxExMfAWNNβN?γ+≤-中，其中，1xW代表。(A)受壓較大纖維的凈截面抵抗矩(B)受壓較小纖維的凈截面抵抗矩(C)受壓較大纖維的毛截面抵抗矩(D)受壓較小纖維的毛截面抵抗矩4、承重結(jié)構(gòu)用鋼材應(yīng)保證的基本力學(xué)性能內(nèi)容應(yīng)是。(A)抗拉強度、伸長率(B)抗拉強度、屈服強度、冷彎性能(C)抗拉強度、屈服強度、伸長率(D)屈服強度、伸長率、冷彎性能5、隨著鋼材厚度的增加，下列說法正確的是。(A)鋼材的抗拉、抗壓、抗彎、抗剪強度均下降(B)鋼材的抗拉、抗壓、抗彎、抗剪強度均有所提高(C)鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強度提高，而抗剪強度下降(D)視鋼號而定6、在低溫工作(-20oC)的鋼結(jié)構(gòu)選擇鋼材除強度、塑性、冷彎性能指標(biāo)外，還需要的指標(biāo)是。(A)低溫屈服強度(B)低溫抗拉強度(C)低溫沖擊韌性(D)疲勞強度7、直角角焊縫的有效厚度eh的取值為。(A)0.7fh(B)4mm(C)1.2fh(D)1.5fh8、對于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，計算正面直角焊縫時。(A)要考慮正面角焊縫強度的提高(B)要考慮焊縫剛度影響(C)與側(cè)面角焊縫的計算式相同(D)取fβ＝1．229、單個螺栓的承壓承載力中,[bbccNdtf=?∑]，其中∑t為。(A)a+c+e(B)b+d(C)max{a+c+e，b+d}(D)min{a+c+e，b+d}10、承壓型高強度螺栓可用于。(A)直接承受動力荷載(B)承受反復(fù)荷載作用的結(jié)構(gòu)的連接(C)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的連接(D)承受靜力荷載或間接承受動力荷載的連接11、計算格構(gòu)式壓桿對虛軸x軸的整體穩(wěn)定性時，其穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)根據(jù)()查表確定。(A)xλ(B)oxλ(C)yλ(D)oyλ12、實腹式軸壓桿繞x,y軸的長細(xì)比分別為xλ,yλ，對應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)分別為xφ,yφ，若xλ＝y(tǒng)λ，則。(A)xφ>yφ(B)xφ=yφ(C)xφ<=""p=""φ="">13、軸心受力構(gòu)件的正常使用極限狀態(tài)是。(A)構(gòu)件的變形規(guī)定(B)構(gòu)件的強度規(guī)定(C)構(gòu)件的剛度規(guī)定(D)構(gòu)件的撓度規(guī)定14、對長細(xì)比很大的軸壓構(gòu)件，提高其整體穩(wěn)定性最有效的措施是。(A)增加支座約束(B)提高鋼材強度(C)加大回轉(zhuǎn)半徑(D)減少荷載15、梁的最小高度是由控制的。(A)強度(B)建筑要求(C)剛度(D)整體穩(wěn)定16、為了提高梁的整體穩(wěn)定性，是最經(jīng)濟有效的辦法。(A)增大截面(B)增加側(cè)向支撐點，減少1l(C)設(shè)置橫向加勁肋(D)改變荷載作用的位置17、在梁的整體穩(wěn)定計算中，'bφ＝l說明所設(shè)計梁。(A)處于彈性工作階段(B)不會喪失整體穩(wěn)定(C)梁的局部穩(wěn)定必定滿足要求(D)梁不會發(fā)生強度破壞18、工字形截面壓彎構(gòu)件中腹板局部穩(wěn)定驗算公式為。(A)wth0≤(25+0.1λ)yf235；(B)wth0≤80yf235；(C)wth0≤170yf235(D)當(dāng)0≤0a≤1．6時，wth0≤(160a+0.5λ+25)yf235；當(dāng)1．6<0a≤2.0時，wth0≤(480a+0.5λ-26.2)yf235；其中，maxminmax0σσσ-=a19、彎矩作用在實軸平面內(nèi)的雙肢格構(gòu)式壓彎柱應(yīng)進行和綴材的計算。(A)強度、剛度、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性、彎矩作用平面外的穩(wěn)定性、單肢穩(wěn)定性(B)彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性、單肢穩(wěn)定性(C)彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性、彎矩作用平面外穩(wěn)定性(D)強度、剛度、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性、單肢穩(wěn)定性20、算梁的整體穩(wěn)定性時，當(dāng)整體穩(wěn)定性系數(shù)bφ大于時，'bφ應(yīng)以(彈塑性工作階段整體穩(wěn)定系數(shù))代替bφ。(A)0.8(B)0.7(C)0.6(D)0.5三、簡答題：（共20分）1、寫出實腹式軸壓柱腹板局部穩(wěn)定驗算公式，當(dāng)腹板局部穩(wěn)定不滿足要求時，可采取哪些措施？（5分）2、簡述普通螺栓的五種破壞形式，其中哪幾種破壞形式通過構(gòu)造保證，如何保證，哪幾種破壞形式通過計算保證？（5分）3、簡述影響鋼材力學(xué)性能的主要因素。（5分）4、簡述鋼材選用的原則。（5分）四、計算題（共30分）1、驗算柱與牛腿間高強螺栓摩擦型連接是否安全，已知：荷載設(shè)計值N＝300kN，螺栓M20，孔徑21.5mm，10.9級，摩擦面的抗滑移系數(shù)μ=0.5，高強螺栓的設(shè)計預(yù)拉力P=155kN。不考慮螺栓群長度對螺栓強度設(shè)計值的影響。（10分）2、一工字形截面梁繞強軸承受靜力荷載，截面尺寸如圖，無削弱。當(dāng)梁某一截面所受彎矩設(shè)計值M=400kN·m、剪力設(shè)計值V=580kN時，試驗算梁在該截面處的強度是否滿足要求。已知鋼材為Q235-B。（10分）3、驗算如圖所示軸心受壓柱的強度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性能否滿足要求。已知軸向荷載設(shè)計值為N=1500kN，Q235-B級鋼，f=215N／mm2，截面繞x軸為b類截面、繞y軸為c類截面，截面無任何削弱。（10分）一、填空題（每空1分，共10分）1、塑性破壞；2、對接；3、剛度（長細(xì)比）；4、彎曲失穩(wěn)（屈曲）、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)（屈曲）、彎扭失穩(wěn)（屈曲）；5、梁受壓翼緣的自由長度，梁受壓翼緣寬度；6、60fh；7、二、單項選擇題（每題1分，共25分）1.B2.A3.C4.C5.A6.C7.A8.C9.D10.D11.B12.D13.C14.A15.C.16.B17.B18.D19.D20.C三、簡答：（共25分）1、實腹式軸壓柱腹板局部穩(wěn)定驗算公式：wth0≤(25+0.5yf235)，當(dāng)腹板局部穩(wěn)定不滿足要求時，可采取三種措施：①加大腹板厚度wt；②加加勁肋，減小腹板高度0h；③計算時取有效截面。2、普通螺栓的五種破壞形式：①螺栓桿被剪壞；②螺栓桿或板件擠壓破壞；③板件端部剪壞；④板件被拉斷；⑤螺栓桿受彎破壞。其中③⑤通過構(gòu)造保證，③通過限制端距≥2d0，⑤通過限制板疊厚度≤5d，其中d為螺栓直徑，d0為螺栓孔徑，①②④通過計算保證。3、①化學(xué)成分的影響：包括碳，硅，錳及一些有害元素硫，磷，氧，氮等。②冶金缺陷的影響：如偏析，非金屬夾雜，裂紋，分層。③澆注和軋制過程的影響：脫氧程度不同制成的鋼材質(zhì)量不同，軋制程度也影響鋼材的力學(xué)性能。④鋼材硬化的影響：鋼材硬化會降低其塑性和韌性，對鋼材不利，硬化可有三種：時效硬化，應(yīng)變硬化（冷加工硬化），應(yīng)變時效。⑤溫度的影響：⑥應(yīng)力集中的影響。4、①結(jié)構(gòu)的類型和重要性。重要結(jié)構(gòu)選用質(zhì)量較高鋼材。②荷載性質(zhì)，動荷載下選用好鋼材。③連接方法，焊接選用較好鋼材。④結(jié)構(gòu)的工作溫度和環(huán)境，低溫，腐蝕性強的情況下選用質(zhì)量好鋼材。⑤受力性質(zhì)。如受較大拉力的結(jié)構(gòu)選用好鋼材。四、計算題1.解：螺栓群形心O處的內(nèi)力有：軸心拉力3330018055TNkN==?=；（1分）剪力4430024055==?=VNkN；（1分）彎矩1807.0/2630MTekNcm==?=?（1分）在N、M作用下，最上排螺栓受力為最不利，一個螺栓所受的拉力為：11222180630(6.57.0/2)36.53282[23.52(3.56.5)]iMyTNkNny?+=+=+=∑??+?+（2分）一個螺栓所受到的剪力為：240308vVNkNn===（1分）一個高強螺栓受拉承載力設(shè)計值：0.80.8155124btNPkN==?=（1分）一個高強螺栓受剪承載力設(shè)計值：0.90.910.515569.75bvfNnPkNμ=??=???=（1分）所以高強螺栓同時承受拉剪時：13036.530.72169.75124vbbvtNNNN+=+=<此連接安全。（2分）2.解：22202501130Acm=??+?=（0.5分）3241501222202664496.7=?+???=xIcm（1分）32022612512.51352.5xScm=??+??=（0.5分）31220261040Scm=??=（0.5分）3164496.7272388.8==xWcm（0.5分）截面邊緣纖維最大正應(yīng)力：6322140010/(1.052388.810)159.5/205/==???=<=xxMWNmmfNmmσ滿足要求；（2分）腹板中央截面最大剪應(yīng)力：33224580101352.510121.6/125/64496.71010===<=??xvxwVSNmmfNmmItτ滿足要求；（2分）腹板上邊緣處：正應(yīng)力：621450040010155.1/264496.710=?==?xMNmmIσ（1分）剪應(yīng)力：3321145801010401093.5/64496.71010===??xwVSNmmItτ（1分）折算應(yīng)力：22224.2/1.11.1215236.5/==<=?=NmmfNmm所以此處的折算應(yīng)力也滿足要求。（1分）3.解：2250.82251.490Acm=?+??=；（1分）3240.825/122251.4(12.50.7)13238.5xIcm=?+???+=；（1分）334250.8/1221.425/123646.9=?+??=yIcm；（1分）12.13;6.37======xyicmicm（1分）60012.1349.46xoxxlλ===；繞x軸屬b類截面，所以查表得0.859x=?（1分）3006.3747.10===y