江南大学现代远程教育第一阶段测试卷 考试科目:《钢结构设计原理》第一章至第三章第5节（总分100分）时间：90分钟 一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分） 1、在钢材所含化学元素中，均为有害杂质的一组是（ C） A、碳磷硅 B、硫磷锰 C、硫氧氮 D、碳锰矾 2、钢材的性能因温度而变化，在负温范围内钢材的塑性和韧性（B） A、不变 B、降低 C、升高 D、稍有提高，但变化不大 3、在钢结构设计中，认为钢材屈服点是构件可以达到的（A）。 A、最大应力 B、设计应力 C、疲劳应力 D、稳定临界应力 4、钢结构具有良好的抗震性能是因为（C）。 A、钢材的强度高 B、钢结构的质量轻 C、钢材良好的吸能能力和延性 D、钢结构的材质均匀 5、在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（C ）指标。 A、低温屈服强度 B、低温抗拉强度 C、低温冲击韧性 D、疲劳强度 6、进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按（A ） A、标准荷载计算 B、设计荷载计算 C、考虑动力系数的标准荷载计算 D、考虑动力系数的设计荷载计算 7、焊接残余应力不影响构件的（ B） A、整体稳定 B、静力强度 C、刚度 D、局部稳定 8、在进行正常使用极限状态计算时，计算用的荷载（C ）。 A、需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数 B、需要将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数 C、永久荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数 D、永久荷载和可变荷载都用标准值，不必乘荷载分项系数 9、为提高对接焊缝的容许应力幅应采取下列哪项措施（A ） A、对焊缝进行加工，磨平处理 B、提高钢材强度 C、提高焊条抗拉强度 D、改变作用的应力幅 10、钢材的冷弯试验是判别钢材（ C）的指标。 A、强度 B、塑性 C、塑性及冶金质量 D、韧性及可焊性
《钢结构设计原理》第三阶段离线作业（答案） 一、填空题： 1. 轴心压杆可能的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲、和弯扭屈曲。 2. 轴心受压构件的稳定系数与残余应力、初弯曲和初偏心、长细比有关。 3. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘和增加侧向支承点。 4.影响钢梁整体稳定的主要因素有荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形 式、侧向支承点的位置和距离、梁。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用限制宽厚比的方法来保证，而腹板的 局部稳定则常采用设置加劲肋的方法来解决。 二、问答题： 1.轴心压杆有哪些屈曲形式 答：受轴心压力作用的直杆或柱，当压力达到临界值时，会发生有直线平衡状态转变为弯曲平衡状态变形分枝现象，这种现象称为压杆屈曲或整体稳定，发生变形分枝的失稳问题称为第一类稳定问题。由于压杆截面形式和杆端支承条件不同，在轴心压力作用下可能发生的屈曲变形有三种形式，即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。 2.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响 答：在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑残余应力的影响、初弯曲和初偏心的影响、杆端约束的影响。 3.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比 答：格构式轴心受压构件一旦绕虚轴失稳，截面上的横向剪力必须通过缀材来传递。但因缀材本身比较柔细，传递剪力时所产生的变形较大，从而使构件产生较大的附加变形，并降低稳定临界力。所以在计算整体稳定时，对虚轴要采用换算长细比（通过加大 长细比的方法来考虑缀材变形对降低稳定临界力的影响）。 4.什么叫钢梁丧失整体稳定影响钢梁整体稳定的主要因素是什么提高钢梁整体稳定的 有效措施是什么
1. 钢结构一般情况下属延性破坏，故总体安全等级为（）级 一 二 三 四 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：二 2. 在其它条件相同情况下，简支钢梁在下列哪种受力情况下对应的临界弯矩值最低 全跨匀布荷载 跨中一集中荷载 纯弯矩 任意荷载 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：纯弯矩 3. 采用格构式轴心受压构件，可以显著提高（） 构件的强度 构件绕虚轴的刚度 构件绕实轴的刚度 构件的局部稳定 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：构件绕虚轴的刚度 4. 常用的炼钢炉有（）种形式
2 3 4 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： 3 5. 强度计算时，不考虑截面部分塑性发展的构件是（） 轴心受力构件 受弯构件 拉弯构件 压弯构件 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：轴心受力构件 二判断题 1. 在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1: 2.5的斜角 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 2. 对于计算疲劳的梁也要考虑塑性的发展 错
本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：错 3. 实腹式压弯构件的板件与轴心受压构件和受弯构件的板件的受力情况相似，其局部稳定性也是采用限制板件宽（高）厚比的办法来加以保证的 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 4. 厚钢板常用做大型梁、柱等实腹式构件的翼缘和腹板，以及节点板等 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 5. 设计或选用屋面压型钢板时，应考虑风吸力引起截面应力反号的影响，此时，不计入风吸力外所有可变荷载效应的影响，构件自重的荷载分项系数取作1.0 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 6. 冷弯薄壁型钢系由带钢或钢板经辊轧、模压冷弯或冷拔成型，由于薄壁和截面开展，其回转半径较普通型钢截面要大，比较经济 错 对
2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ，也不得小于 8hf ；侧面角焊缝承受静载时，其 计算长度不宜大于 60hf 。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 1.承载能力极限状态，正常使用极限状态 2.加强受压翼缘，减少侧向支承点间的距离（或增加侧向支承点） 3.螺栓材质，螺栓有效面积 4.塑性破坏，脆性破坏 5.限制宽厚比，设置加劲肋 6.性能等级，螺栓直径
7.8h f，40mm，60 h f 8.钢号，截面类型，长细比 9.焊接连接，铆钉连接，螺栓连接 10.应力集中，应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构），应力循环次数 11.矩形，抛物线，三角形 12.弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲 13.技术先进，经济合理，安全适用，确保质量 14.普通缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝 15.热轧型钢，冷弯薄壁型钢，实腹式组合截面，格构式组合截面 16.荷载类型，荷载作用点位置，梁的截面形式，侧向支承点的位置和距离，梁端支承条件 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？
第3章钢结构的连接 12. 如图3-57所示的对接焊缝，钢材为Q235，焊条为E43型，采用焊条电弧焊，焊缝质量为三级，施焊时加引弧板和引出板。已知，试求此连接能承受的最大荷载。 解：因有引弧板和引出板，故焊缝计算长度l w=500mm，则焊缝正应力应满足： 其中， 故有， 故此连接能承受的最大荷载为。 13. 图3-58所示为角钢2∟140×10构件的节点角焊鏠连接，构件重心至角钢肢 背距离，钢材为Q235BF，采用手工焊，焊条为E43型，，构件承受静力荷载产生的轴心拉力设计值为N=1100kN，若采用三面围焊，试设计此焊缝连接。
解:正面角焊缝 且故可取，此时焊缝的计算长度 正面焊缝的作用： 则由平衡条件得： 所以它们的焊缝长度为
，取370mm， ，取95mm。 17. 如图3-61所示的焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用有弯矩，剪力，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。 解：（1）确定焊缝计算截面的几何特征 x轴惯性矩： 中性轴以上截面静矩： 单个翼缘截面静矩： （2）验算焊缝强度 焊缝最大拉应力（翼缘腹板交接处）：
查表知，，所以焊缝强度不满足要求。 19. 按高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接设计习题18中的钢板的拼接，采用8.8级M20(=21.5mm)的高强度螺栓，接触面采用喷吵处理。 （1）确定连接盖板的截面尺寸。 （2）计算需要的螺栓数目并确定如何布置。 （3）验算被连接钢板的强度。 解：（1）摩擦型设计 查表得每个8.8级的M20高强度螺栓的预拉力，对于Q235钢材接触面做喷砂处理时。 单个螺栓的承载力设计值： 所需螺栓数： （2）承压型设计 查表知，。 单个螺栓的承载力设计值： 所需螺栓数： 螺栓排列图如下所示
第五章 受弯构件 1．选择题 （1）在主平面内受弯的工字形截面组合梁，在抗弯强度计算中，允许考虑截面部分发展塑性变形时，绕x 轴和y 轴的截面塑性发展系数x γ和y γ分别为 。 A. 1.05，1.05 B. 1.2，1.2 C. 1.15，1.15 D. 1.05，1.2 （2）计算梁的 时，应用净截面的几何参数。 A. 正应力 B. 剪应力 C. 整体稳定 D. 局部稳定 （3）钢结构梁的计算公式nx x x W M γσ= 中的x γ 。 A. 与材料强度有关 B. 是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比 C. 表示截面部分进入塑性 D. 与梁所受荷载有关 （4）约束扭转使梁截面上 。 A. 只产生正应力 B. 只产生剪应力 C. 产生正应力，也产生剪应力 D. 不产生任何应力 （5）单向受弯梁失去整体稳定时是 形式的失稳。 A. 弯曲 B. 扭转 C. 弯扭 D. 双向弯曲 （6）焊接工字形截面简支梁，其他条件均相同的情况下，当 时，梁的整体稳定性最好。 A. 加强梁的受压翼缘宽度 B. 加强梁受拉翼缘宽度 C. 受压翼缘与受拉翼缘宽度相同 D. 在距支座l /6（l 为跨度）减小受压翼缘宽度 （7）焊接工字形等截面简支梁，在其他条件均相同的情况下，当 时，梁的整体稳定性最差（按各种情况下最大弯矩数值相同比较）。 A. 两端有相等弯矩作用（纯弯矩作用） B. 满跨均布荷载作用 C. 跨度中点有集中荷载作用 D. 在离支座l /4（l 为跨度）处个有相同一集中力 （8）一悬臂梁，焊接工字形截面，受向下垂直荷载作用，欲保证此梁的整体稳定，侧向支撑应加在 。
A. 梁的上翼缘 B. 梁的下翼缘 C. 梁的中和轴部位 D. 梁的上翼缘及中和轴部位（9）为了提高梁的整体稳定性，是最经济有效的办法。 A. 增大截面 B. 增加侧向支撑点 C. 设置横向加劲肋 D. 改变翼缘的厚度 （10）对提高工字形截面的整体稳定性作用最小。 A. 增加腹板厚度 B. 约束梁端扭转 C. 设置平面外支承 D. 加宽梁翼缘 （11）防止梁腹板发生局部失稳，常采用加劲措施，这是为了。 A. 增加梁截面的惯性矩 B. 增加截面面积 C. 改变构件的应力分布状态 D. 改变边界约束板件的宽厚比 （12）梁的支承加劲肋应设置在。 A. 弯曲应力大的区段 B. 剪应力大的区段 C. 上翼缘或下翼缘有固定荷载作用的部位 D. 有吊车轮压的部位 （13）焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是。 A. 提高梁的抗弯强度 B. 提高梁的抗剪强度 C. 提高梁的整体稳定性 D. 提高梁的局部稳定性 （14）当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应。 A. 设置纵向加劲肋 B. 设置支承加劲肋 C. 减少腹板宽度 D. 增加翼缘的厚度 （15）焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止引起的局部失稳最有效，布置纵向加劲肋对防止引起的局部失稳最有效。 A. 剪应力 B. 弯曲应力 C. 复合应力 D. 局部压应力 （16）钢梁腹板局部稳定采用准则，实腹式轴心受压构件局部稳定采用准则。 A. 腹板局部屈曲应力不小于构件整体屈曲应力 B. 腹板实际应力不超过腹板屈曲应力 C. 腹板实际应力不小于板的f y D. 腹板局部临界应力不小于钢材屈服应力 （17）当无集中荷载作用时，焊接工字形截面梁翼缘与腹板的焊缝主要承受。 A. 竖向剪力 B. 竖向剪力及水平剪力联合作用
合肥工业大学出版社出版 （肖亚明主编） 第三章 1. 解：Q235钢、2/160mm N f w f =、kN N 600= （1）采用侧面角焊缝 最小焊脚尺寸：mm t h f 6.5145.15.1max =?=≥ 角钢肢背处最大焊脚尺寸：mm t h f 12102.12.1min =?=≤ 角钢肢尖处最大焊脚尺寸：mm t h f 8~9)2~1(10)2~1(=-=-≤ 角钢肢尖和肢背都取 mm h f 8= 查表3-2得：65.01=K 、35.02=K kN N K N 39060065.011=?==，kN N K N 21060035.022=?== 所需焊缝计算长度： mm f h N l w f f w 63.217160 87.02103907.023 11 =????=?= mm f h N l w f f w 19.11716087.02102107.023 22 =????=?= 焊缝的实际长度为： mm h l l f w 63.2338263.217211=?+=+=，取240mm 。 mm h l l f w 19.1338219.117222=?+=+=，取140mm 。 （2）采用三面围焊缝，取mm h f 6= 正面角焊缝承担的内力为： kN f l h N w f f w f 97.16316022.1100267.07.033=?????==∑β 侧面角焊缝承担的内力为： kN N N K N 01.3082/97.16360065.02/311=-?=-= kN N N K N 02.1282/97.16360035.02/322=-?=-= 所需焊缝计算长度：
钢结构设计原理(答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
2 一、 填空题（每空1分，共10分） 1、钢材的两种破坏形式分别为脆性破坏和 。 2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为 、搭接、角接和T 形连接。 3、钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛，其中轴心受拉构件需进行钢结构强度和 的验算。 4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 、和 。 5、梁整体稳定判别式11l 中，1l 是 1b 。 6、静力荷载作用下，若内力沿侧面角焊缝没有均匀分布，那么侧面角焊缝的计算长度不宜大于 。 7、当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 时，对一般梁可不配置加劲肋。 二、 单项选择题（每题2分，共40分） 1、有两个材料分别为Q235和Q345钢的构件需焊接，采用手工电弧焊， 采用E43焊条。 (A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须 2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为y f t b 235) 1.010(1λ+≤，其中λ的含义为 。 (A)构件最大长细比，且不小于30、不大于100 (B)构件最小长细比 (C)最大长细比与最小长细比的平均值 (D)30或100 3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式 x 1(10.8') mx x x x Ex M f A W N N βN ?γ+≤-中，其中，1x W 代表 。
3 (A)受压较大纤维的净截面抵抗矩 (B)受压较小纤维的净截面抵抗矩 (C)受压较大纤维的毛截面抵抗矩 (D)受压较小纤维的毛截面抵抗矩 4、承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是 。 (A)抗拉强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 (C)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (D)屈服强度、伸长率、冷弯性能 5、随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是 。 (A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降 (B)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均有所提高 (C)钢材的抗拉、抗压、抗弯强度提高，而抗剪强度下降 (D)视钢号而定 6、在低温工作(-20oC)的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需要 的指标是 。 (A)低温屈服强度 (B)低温抗拉强度 (C)低温冲击韧性 (D)疲劳强度 7、直角角焊缝的有效厚度e h 的取值为 。 (A)f h (B)4mm (C)f h (D) f h 8、对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时 。 (A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响 (C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取f β＝1．22 9、单个螺栓的承压承载力中,[b b c c N d t f =?∑]，其中∑t 为 。 (A)a+c+e (B)b+d (C)max{a+c+e ，b+d} (D)min{ a+c+e ，b+d} 10、承压型高强度螺栓可用于 。 (A)直接承受动力荷载 (B)承受反复荷载作用的结构的连接 (C)冷弯薄壁型钢结构的连接 (D)承受静力荷载或间接承受动力荷载的连接 11、计算格构式压杆对虚轴x 轴的整体稳定性时，其稳定系数应根据( ) 查表确定。 (A)x λ (B)ox λ (C)y λ (D)oy λ
第一章 绪论 1．填空题 （1）某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之 。 （2）承载能力极限状态为结构或构件达到 或达到不适于继续承载的变 形时的极限状态。 （3）在对结构或构件进行 极限状态验算时，应采用永久荷载和可 变荷载的标准值。 2．选择题 （1）在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为 。 A. P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B. P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C. P f 越大，β越小，结构越可靠 D. P f 越大，β越大，结构越可靠 （2）按承载力极限状态设计钢结构时，应考虑 。 A. 荷载效应的基本组合 B. 荷载效应的标准组合 C. 荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合 D. 荷载效应的频遇组合 3．简答题 （1）钢结构和其他建筑材料结构相比的特点。 （2）钢结构的设计方法。 第二章 钢结构的材料 1．（1）假定钢材为理想的弹塑性体，是指屈服点以前材料为 性的。 （2）伸长率10δ和伸长率5δ，分别为标距长l ＝ 和l ＝ 的试件拉 断后的 。 （3）如果钢材具有 性能，那么钢结构在一般情况下就不会因偶然或局 部超载而发生突然断裂。
α是钢材的指标。 （4） k 2．填空题选择题 （1）钢材的设计强度是根据确定的。 A. 比例极限 B. 弹性极限 C. 屈服点 D. 极限强度（2）钢结构设计中钢材的设计强度为。 A. 强度标准值 B. 钢材屈服点 C. 强度极限值 D. 钢材的强度标准值除以抗力分项系数 （3）钢材是理想的体。 A. 弹性 B. 塑性 C. 弹塑性 D. 非弹性（4）钢结构中使用钢材的塑性指标，目前最主要用表示。 A. 流幅 B. 冲击韧性 C. 可焊性 D. 伸长率（5）钢材的伸长率δ用来反映材料的。 A. 承载能力 B. 弹性变形能力 C. 塑性变形能力 D. 抗冲击荷载能力 （6）建筑钢材的伸长率与标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。 A. 达到屈服应力时 B. 达到极限应力时 C. 试件塑性变形后 D. 试件断裂后 （7）钢材的三项主要力学性能为。 A. 抗拉强度、屈服强度、伸长率 B. 抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 C. 抗拉强度、冷弯性能、伸长率 D. 冷弯性能、屈服强度、伸长率 （8）钢材的剪切模量数值钢材的弹性模量数值。 A. 高于 B. 低于 C. 相等于 D. 近似于 （9）在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。
钢结构设计原理第五章习题参考答案 P196：5-7 解： （一）计算截面参数 222000101000240015mm A =?+??= 493 310924.312 1000390121030400mm I x ?=?-?= 483 3106.112 10100021240015mm I y ?=?+??= 3610295.4250500105.50740015mm S c ?=??+??= 3610045.35.50740015mm S b ?=??= （二）梁自重计算 单位长度梁自重标准值：m KN g k /727.15.7810220006=??=- 单位长度梁自重设计值（因题意不明，假设2.1=G γ） m KN g /07.2727.12.1=?= （三）抗弯强度验算 计算位置：危险截面：跨中截面，危险点：a 点 跨中截面弯矩： m KN M /73.10438 1307.25.24002max =?+?= 2 96max /215/47.130********.305.11073.1043mm N f m N W M nx x x ==????== γσ抗弯强度满足要求。 （四）抗剪强度验算 计算位置：危险截面：支座截面，危险点：c 点 支座截面剪力： KN V 46.4131307.22 1400max =??+= P a
296 3max /26.4510 10924.310295.41046.413mm N It VS w =?????==τ （五）局部承压强度验算 计算位置：因支座支承情况不明，故计算集中力作用截面b 点。 223 /215/320)15550(10104000.1mm N f mm N l t F z w c ==?+???== ψσ 局部承压强度满足要求。 （六）折算应力验算 计算位置：集中力作用截面b 点 集中力作用截面弯矩：m KN M .22.10272 5.207.25.24 6.4132 =?-?= b 点由弯矩产生的正应力：296 /66.12450010 924.305.11022.1027mm N W M nx x x =????==γσ 集中力作用截面剪力：KN V 29.4085.207.246.413=?-= b 点由剪力产生的剪应力：296 3/68.3110 10924.310045.31029.408mm N It VS w =?????==τ 折算应力验算： 2 12222222/5.2362151.1/71.28468.31332066.12432066.1243mm N f mm N c c =?==?+?-+=+-+βτσσσσ 折算应力满足要求。 P196习题5-8 解：（一）计算截面参数 2160008800240012mm A =?+??= 493 310924.112 80039212824400mm I x ?=?-?= 483 31028.112 880021240012mm I y ?=?+??=
<钢结构设计原理简答题> 简答题(30分) 1、钢结构用钢材机械性能指标主要有哪几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？(8分) 答:钢材机械性能指标有:抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性;(5分) 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格:抗拉强度、伸长率、屈服点。 2、影响梁整体稳定性的因素有哪些？如何提高梁的整体稳定性？(10分) 答:影响因素有:荷载类型与荷载作用位置、受压翼缘侧向支撑点间距、截面类型与截面尺寸比例、支座约束性质、残余应力与梁的几何缺陷影响、钢材强度等级。(6分) 提高梁的整体稳定性可以考虑如下一些措施:(4分) (1)增加侧向支撑 (2)采用闭合箱形截面 (3)增大梁截面尺寸 (4)增加梁两端约束 3、梁腹板加劲肋的配置规定就是什么？(7分) 答:(1)当 ≤ 时,按构造配置加劲肋。(2分) (2)当 > 时,按计算配置加劲肋。(2分) (3)当 > 时,应配置纵横向加劲肋。(2分) (4)梁的支座与上翼缘受有较大固定集中荷载处宜设置支承加劲肋。(1分) 4、钢结构设计中什么叫换算长细比？(5分) 答:在轴心受压构件的整体稳定计算中,按临界应力相等的原则,将格构式构件换算成实腹式构件进行计算就是所对应的长细比或就是将弯扭与扭转屈曲换算为弯曲失稳就是采用的长细比。 1、格构式受压柱为什么要采用换算长细比？公式ox λ=中x λ与1x A 分别就是什么含义？(5分) 答:格构式柱剪力由比较柔弱的缀条或缀板承担,由此横向剪力产生的侧向变形,因而造成构件的临界力降低不可忽略。因此采用换算长细比确定剪切变形的影响。(3分) 整个构件对虚轴的长细比; 为构件截面中垂直于X 轴各斜缀条的毛截面面积之与。 2、对接焊缝在哪种情况下才需要进行计算？(7分) 答:焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大,故可认为受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等,但受拉的对接焊缝对缺陷甚为敏感。由于一、二级检验的焊缝与母材强度相等,故只有三级检验的焊缝才需进行抗拉强度验算。 3、钢结构的破坏形式有哪两种？其特点如何？ (7分) 答:塑性破坏:破坏前具有较大的塑性变形,常在钢材表面出现明显的相互垂直交错的锈迹剥落线。由于塑性破坏前总有较大的塑性变形发生,且变形持续时间较长,容易被发现与抢修加固,因此不至发生严重后果。 脆性破坏:破坏前塑性变形很小,或根本没有塑性变形,而突然迅速断裂。由于破坏前没有任何预兆,破坏速度又极快,无法察觉与补救,而且一旦发生常引发整个结构的破坏,后果非常严重,因此在钢结构的设计、施工与使用过程中,要特别注意防止这种破坏的发生。 4、影响钢材机械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影响？(8分) 答:主要的影响因素有: 1)化学成分的影响:影响较大的几种化学成分为C 、Si 、Mn 、S 、P 、O,其中碳素结构钢中
1、钢筋和混凝土两种力学性能不同的材料，能结合在一起有效地共同工作的理由？ （1）混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力，使两者能可靠的结合 成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。 （2）钢筋和混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度 变化时，钢筋与混凝土之间不致产生较大的相对变形而破坏两者之间的粘结。 （3）质量良好的混凝土，可以保护钢筋免遭锈蚀，保证钢筋与混 凝土的共同作用。 2、钢筋和混凝土之间的粘结力是怎样产生的？为保证钢筋与混凝土之间的粘结力要采取哪些措施？ （1）光圆钢筋与混凝土之间的粘结力主要有摩擦力和咬合力提供； 带肋钢筋与混凝土之间的粘结力主要是钢筋表面凸起的肋纹与混凝土的机械咬合作用。（2）提高混凝土强度或使用高强混凝土；使用钢纤维混凝土。 3、什么叫混凝土的徐变？影响混凝土徐变的有哪些因素？ 在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间持续增长，这种现象称为混凝土的徐变。 影响因素：（1）混凝土在长期荷载作用下产生应力的大小（2）加载时混凝土的龄期（3）混凝土的组成成分和配合比（4）养生及使用条件下的温度与湿度 4、什么是承载能力极限状态？哪些状态认为是超过了承载能力极限状态？ 承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。超过了承载能力极限状态：（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（2）结构构件或连接处因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的变形而不能继续承载
（3）结构转变成机动结构（4）结构或结构构件丧失稳定（5）结构因局部破坏而发生连续倒塌（6）结构或构件的疲劳破坏（7）地基丧失承载力而破坏 5、什么是正常使用极限状态？哪些状态认为是超过了正常使用极限状态？ 正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某项限制的状态。超过了正常使用极限状态：（1）影响正常使用或外观的变形（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（3）影响正常使用的震动（4）影响正常使用的其他特定状态 6、钢筋混凝土梁和板内配置哪些钢筋，其作用是什么？梁内钢筋的配置通常有下列几种： 1）纵向受拉钢筋（主钢筋） 纵向受力钢筋的主要作用是承受外力作用下梁内产生的拉力。因此，纵向受力钢筋应配置在梁的受拉区。 2）弯起钢筋或斜钢筋 弯起钢筋通常是由纵向钢筋弯起形成的。其主要作用是除在梁跨中承受正弯矩产生的拉力外，在梁靠近支座的弯起段还用来承受弯矩和剪力共同作用产生的主拉应力。 3）架立钢筋 架立钢筋的主要作用是固定箍筋保证其正确位置，并形成一定刚度的钢筋骨架。同时，架立钢筋还能承受因温度变化和混凝土收缩而产生的应力，防止裂缝产生。架立钢筋一般平行纵向受力钢筋，放置在梁的受压区箍筋内的两侧。 4）箍筋 箍筋的主要作用是承受剪力。此外，箍筋与其他钢筋通过绑扎或焊接形成一个整体性良好的空间骨架。箍筋一般垂直于纵向受力钢筋。 5）水平纵向钢筋 主要的作用是在梁侧面发生混凝土裂缝后，可以减少混凝土裂缝宽度
[试题分类]:专升本《钢结构设计原理》_08017550 [题型]:单选 [分数]:2 1.T形截面所示的拉弯构件强度计算最不利点为（）。 A.截面上边缘“1”点 B.截面下边缘“3”点 C.截面中和轴处“2”点 D.可能是“1”点，也可能是“3”点 答案:B 2.验算型钢梁正常使用极限状态的挠度时，用荷载的()。 A.组合值 B.最大值 C.标准值 D.设计值 答案:C 3.应力集中越严重钢材（）. A.弹塑性越高 B.变形越大 C.强度越低 D.变得越脆 答案:D 4.下列最适合动力荷载作用的连接是（） A.高强螺栓摩擦型连接 B.焊接结构 C.普通螺栓连接 D.高强螺栓承压型连接 答案:A
5.梁上作用较大固定集中荷载时，其作用点处应() A.设置纵向加劲肋 B.减少腹板厚度 C.设置支承加劲肋 D.增加翼缘的厚度 答案:C 6.某排架钢梁受均布荷载作用，其中永久荷载的标准值为80kN/m ，可变荷载只有1个，其标准值为40kN/m ，可变荷载的组合值系数是0.7，计算梁整体稳定时采用的荷载设计值为（） A.120kN/m B.147.2kN/m C.152kN/m D.164kN/m 答案:C 7.在焊接工字形组合梁中，翼缘与腹板连接的角焊缝计算长度不受60的限制，是因为() A.截面形式的关系 B.焊接次序的关系 C.梁设置有加劲肋的关系 D.内力沿侧面角焊缝全长分布的关系 答案:D 8.减小焊接残余变形和焊接残余应力的方法是() A.采取合理的施焊次序 B.常温放置一段时间 C.施焊前给构件相同的预变形 D.尽可能采用不对称焊缝 答案:A 9.下图所示简支梁，除截面和荷载作用位置不同外，其它条件均相同，则以哪种情况的整体稳定性最好？() A. f h
按构造要求确定焊角高h f 为 h fmin =1.5t =1.5?10=4.74mm mm t h fmsx 77.51==,取h f =6mm 取盖板截面为260?6mm 2,则端缝承载力为 w t f e f B h b N ???=21 查表1－4得f w t =160 N/mm 2
则 kN N 8.42631616022.167.026021=?????= 接缝一侧一条焊缝需要长度 ()mm f h N N L w t f W 57516067.0410975.40955057.043 1=+????-=+???-= 取L W =60mm.则盖板全长为： mm L L W 130********=+?=+?= 3-3．图3-73所示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为m kN M ?=2500，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准，试验算拼接焊缝强度。（提示：剪力V 可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即M I I M w w = ） 解：查得2/215mm N f w t =，2/215mm N f w c =，2/125mm N f w v = 计算焊缝截面特征值 () 4237393605953601440006124021200.1121 cm I =+=???+??= 431440001200.112 1 cm I w =??= 21201120cm A w =?= 验算正应力 m kN M I I M w w ?=?== 9.486739360 1440002500
2 24 6/215/9.202600/10144000109.486mm N mm N W M w w w <=??==σ满足 验算剪应力 222 3 /125/7.411012010500mm N mm N A V w w <=??==τ满足 验算折算应力 222222/2362151.1/4.2157.4139.2023mm N mm N w w =?<=?+=+τσ 满足要求 3-4．图3-74所示一柱间支撑与柱的连接节点，支撑杆承受轴拉力设计值 kN N 300=，用2L80×6角钢做成，钢材均为Q235钢，焊条为E43型，手工焊。 (1) 支撑与节点板采用角焊缝相连，焊脚尺寸见图，试确定焊缝长度。 (2) 节点板与端板用两条角焊缝相连，试演算该连接焊缝强度。 解：查附表1-4得2/160mm N f w f = (1) 采用两边围焊，肢背、肢尖的受力为 kN N K N 2103007.011=?=?= kN N K N 903003.022=?=?= 据题设焊脚高度为 mm h f 81=，mm h f 62= 计算肢背、肢尖所需焊缝长度为
1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 D 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 C 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数n 大于或等于 【 A 】 A5×104 B2×104 C5×105 D5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 B 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完 全 相 同 情 况 下 ， 下 列 疲 劳 强 度 最 低 的 是 【 A 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1
C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 B 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 C 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 B 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 C 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 D 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢背、肢尖内力分配系数 1 k 、 2 k 为
《钢结构设计原理》作业参考答案 作业一 一、单项选择题： 1.B 2.C 3.C 4.A 5.D 6.A 7.B 8.A 9.B 10.B 二、填空题： 1.螺栓群形心轴 2.设计 3.角钢 4.沸腾钢 5.冲击韧性A KV 值或冲击韧性值或A KV 值 6.H 7.翼缘 8.低或小 9.y f /1515 10．X －轴 三、简述题： 1.钢材在循环应力多次反复作用下，裂纹生成、扩展以至断裂破坏的现象称为钢材的疲劳。 影响疲劳破坏的主要因素： （1）应力集中 （2）应力幅 （3）应力循环次数 2.（1）强度验算 f A N n ≤= σ （2）刚度验算 ][max λλ≤ （3）整体稳定验算 f A N ≤min φ （4）局部稳定验算 fy t b 235)1.010(max 1λ+≤ fy t h w 235 )5.025(max 0λ+≤ 3.结构或构件的承载能力极限状态包括静力强度、动力强度和稳定等的计算〉达到这种极限状态时，结构或构件达到了最大承载力而发生破坏，或达到了不适于继续承受荷载的巨大变形。结构或构件的正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。达此极限状态时，结构或构件虽仍保持承载力，但在正常荷载和作用下产生的变形已不能使结构或构件满足正常使用的要求，包括静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的剧烈振动等。 4.选择屈服点作为结构钢材设计强度标准值是因为： （1）它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理， 避免发生破坏； （2）从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大 200 倍，且抗拉强度与屈服点之比 (强屈比) 较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为 0.2% 所对应的应力作为屈服点。 四、计算题： 1.解：（1）查表可知： 45.0=μ P=125KN KN N b v 625.5012545.019.0=???= 33022151515001=?==d mm ＜l mm 0.1=β
中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案《钢结构设计原理》 一、问答题 1. 钢结构具有哪些特点? 2. 钢结构的合理应用范围是什么? 3. 钢结构对材料性能有哪些要求? 4. 钢材的主要机械性能指标是什么?各由什么试验得到? 5. 影响钢材性能的主要因素是什么? 6. 什么是钢材的疲劳?影响钢材疲劳的主要因素有哪些? 7. 选用钢材通常应考虑哪些因素? 8. 钢结构有哪些连接方法?各有什么优缺点? 9. 焊缝可能存在的缺陷有哪些? 10. 焊缝的质量级别有几级?各有哪些具体检验要求? 11. 对接焊缝的构造要求有哪些? 12. 角焊缝的计算假定是什么?角焊缝有哪些主要构造要求? 13. 焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的?焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影响?减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些? 14. 普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接,在抗剪连接中,它们的传力方式和破坏形式有何不同? 15. 螺栓的排列有哪些构造要求? 16. 普通螺栓抗剪连接中,有可能出现哪几种破坏形式?具体设计
时, 哪些破坏形式是通过计算来防止的?哪些是通过构造措施来防止的?如何防止? 17. 高强度螺栓的 8.8级和 10.9级代表什么含义? 18. 轴心压杆有哪些屈曲形式? 19. 在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响? 20. 在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时,对虚轴为什么要采用换算长细比? 21. 什么叫钢梁丧失整体稳定?影响钢梁整体稳定的主要因素是什么?提高钢梁整体稳定的有效措施是什么? 22. 什么叫钢梁丧失局部稳定?怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定? 23. 压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同? 24. 压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同? 二、计算题 1. 试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。荷载设计值 F=220kN。钢材 Q235,焊条 E43, 手工焊,无引弧板,焊缝质量三级。有关强度设计值 w c f =215 N/mm2, w t f =185 N/mm2 。 (假定剪力全部由腹板上的焊缝承受
第二章 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。 tgα'=E' f y 0f y 0tgα=E 图2-34 σε-图 （a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化 解： （1）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα=+- =+- ， 如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =?2'1000/E N mm = σ f y 0σ 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5235 0.001142.0610y f E ε===? 卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=
— （2）B 点： 卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-= 试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。 ; 答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。 试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。 解释下列名词： （1）延性破坏 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 （2）损伤累积破坏 |