1、某6m 跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在内的设计值）如图所示。在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。
解：
①计算焊缝截面处的内力
m kN m kN qab M ⋅=⋅-⨯⨯⨯==
8.1036)]4.20.6(4.22402
1
[21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-⨯=⎪⎭
⎫
⎝⎛-=
② 计算焊缝截面几何特征值：
()
464331028981000240103225012
1
mm mm I W ⨯=⨯-⨯⨯=
()
363610616.5516102898mm mm W W ⨯=÷⨯= ()363110032.250816250mm mm S W ⨯=⨯⨯= ()363110282.325010500mm mm S S W W ⨯=⨯⨯+=
③ 计算焊缝强度
查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v =
2
266max
/185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯==σ
2
26
63max /125/3.1610
10289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=⨯⨯⨯⨯⨯==τ 2max 01/9.1786.1841032
1000mm N h h =⨯==
σσ 26
6
311/1.1010
10289810032.210144mm N t I VS w W W =⨯⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：
22222121/5.2031851.11.1/8.1791.1039.1783mm N f mm N w t =⨯=<=⨯+=+τσ
2、设计图示双盖板对接连接。已知钢板宽a =240mm ，厚度t =10mm ，钢材为Q235钢，焊条为E43，手工焊，轴力设计值N =550kN 。
解：
（1）确定盖板尺寸
为了保证施焊，盖板b 取为b=240mm-40mm=200mm 按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度
mm
t 6200210
2401=⨯⨯≥
取
t1=6mm
(2) 计算焊缝
按构造要求确定焊角高度hf
mm
t h f 74.45.1max min =≥
t1=6mm hfmax mm mm mm f h N l w f f w 2051016067.0410550107.043 =+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯= 取 mm mm l w 200210>= 所需盖板全长mm mm l l w 430102=+= ②若采用三面围焊，则端缝承载力为 KN N f bh N w f f e 32832793616022.167.0200221==⨯⨯⨯⨯⨯==β 每条焊缝的长度为： mm mm mm f h N N l w f f w 88516067.0410)328550(57.043 1=+⨯⨯⨯⨯-=+⨯⨯-= 取mm l w 90= 所需盖板全长mm mm l l w 190102=+= 3、如图所示支架，支柱的压力设计值kN 1600=N ，柱两端铰接，钢材为Q235（2 mm N 215=f ），容许长细比[]150=λ。截面无孔眼 削弱。支柱选用焊接工字形截面，已知面积 cm 6.63,cm 13.12,cm 902===y x i i A 。验算此支柱的整体稳定。 【解】： 整体稳定和长细比验算 长细比 []1505.493 .1216000 0=<=== λλx x x i l （2分） []1502.476 .633000 0=<== = λλy y y i l （2分） 取长细比较大值，故由x λ计算得859.0=ϕ，于是 （2分） 2 22 3 215)(0.20710 90859.0101600mm N f mm N A N =<=⨯⨯⨯=ϕ（4分） 截面无孔眼削弱，不必验算强度。 4、图示简支梁，不计自重，Q235钢，不考虑塑性发展，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载设计值为45kN/m ，荷载分项系数为1.4，f =215N/mm 2 。问是否满足正应力强度及刚度要求，并判断是否需要进行梁的整体稳定验算。 已知：25N/mm 1006.2,3845,250][⨯=== E EI ql l x ωω 6000x x -10×150 -10×150 －8×500 解：（1）正应力强度验算 梁的跨中最大弯矩为： 2211456202.58 8 M ql kN m ==⨯⨯=⋅ 2341 215 1.025.50.8502784112 x I cm =⨯⨯⨯+⨯⨯= 32.027841 107126 x x I W cm h ⨯= == 2 23 33max /215/1.18910 107110105.202mm N f mm N W M x =<=⨯⨯⨯==σ 所以，正应力强度满足。 （2） 刚度验算 44 54 554560009.5384 1.4384 2.06102784110 x ql mm EI ω⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯[]124250mm ω<== 所以，刚度满足要求。 （3） 整体稳定性验算 由于密铺板牢固连接于上翼缘，所以不必进行整体稳定性验算。 5、图3 所示简支梁长12m ，钢材为Q235 （2mm N 215=f ,2 mm N 125=v f ）采用如图所示焊接工字形截面，已 知单位长度得质量为149.2kg/m ，梁的自重为149.2×9.8＝ 1463N/m ，截面积A =158.4cm 2 ，268193 =x I cm 4 ，5128 =nx W cm 3 ， 2987=x S cm 3 ，8=w t mm 。梁上集中荷载如图所示（单位kN ）。试验 算此梁的正应力和支座处剪应力。荷载分项系数为1.2，截面塑性发展系数05.1=x γ ，20.1=y γ。（15分） 【解】：梁自重产生的弯矩为： 316001214632.18 1 21=⨯⨯⨯=M N ·m （2分） 外荷载在跨中产生的最大弯矩为： 4.109139.181685.2722 =⨯-⨯=M kN ·m （2分） 总弯矩为： 1123 6.314.1091=+=x M kN ·m （1分） 验算弯曲正应力： 97.20410 521805.11011233 6 =⨯⨯⨯==nx x x W M γσN/mm 2＜f ＝215 N/mm 2 （4分） 验算支座处最大剪应力： 支座处的最大剪力按梁的支座反力计算， V ＝181.9×2×103 +1463×1.2×6＝ 374300 N （2分） 剪应力为： 1.528 1026819310298737430043 =⨯⨯⨯⨯==w x It VS τN/mm 2＜v f ＝125 N/mm 2 （4分） 6、某双轴对称焊接工字型截面压弯构件，其受力状态、支撑布置和截面尺寸如图所示。承受的荷载设计值为kN 880=N ，跨中横向集中力为kN 180=F 。构件长度m 10=l ，材料用Q235－B.F 钢。试校核截面的强度、刚度。 5000 5000 10000 400 14 500 14 x x y y ' b 8 解：跨中截面：m kN Fl M ⋅=⨯⨯==450101804 14 1 （1）截面几何特征： 21522cm t h bt A w w n =+= 43 382327)(12 1121cm h t b bh I w w x =--= 4314933121 2cm tb I y =⨯= cm A I i n x x 27.23== cm A I i n y y 91.9== 在弯矩作用平面内： m l m l cm h I W y x x x 5,103118/20031==== 翼缘板为剪切的焊接工字型截面，对x 轴屈曲时属b 类截面，对y 轴屈曲时属c 类截面。 4.06 5.065.02 1 >=+ =M M tx β Q235钢的强度设计值2/215mm N f = （2）强度验算： 13235 13142/)(' =>=-= y w f t t b t b ，故0.1=x γ 223 6 231/215/20210 31180.1104501015210880mm N f mm N W M A N x x x n =<=⨯⨯⨯+⨯⨯=+=γσ 满足要求。 （3）刚度验算 长细比：0.437.23/101020=⨯==x x x i l λ 5.5091.9/5000=== y y y i l λ 构件的最大长细比{}[]1505.50,max max =<==λλλλy x 满足要求。 钢结构练习题及答案 1、钢结构工程质量静荷载检验的荷载系数计算时，未完成施工的铺装.粉刷等自重系数γG,2 应按照（）取值。 A、1.00 B、1.20 C、1.30 D、1.35 答案：D 2、钢材的设计强度是根据 ( ) 确定的。 A、比例极限 B、弹性极限 C、屈服强度 D、抗拉强度 答案：C 3、厚度为295㎜的锻件，用纵波探伤时，声波在工件内往复一次的时间为( )。 A、1us B、10us C、100us D、1000us 答案：C 4、一般来说，在频率一定和材料相同的情况下，横波对小缺陷检出灵敏度比纵波高，这是因为：( ) A、横波的波长比纵波波长短 B、横波在材料中不易发生频散 C、横波的波长比纵波波长长 D、以上都对 答案：A 5、已知低碳钢的直径为 5.20mm ，测得的最大力为 10.5kN ，则该材料的抗拉强度为 ( ) 。( π取 3.14) A、490MPa B、495MPa C、500MPa D、494MPa 答案：B 6、超声波检测中所谓缺陷的指示长度，指的是 ( )。 A、采用当量试块比较法测定的结果 B、对大于声束的缺陷，采用底波对比而测得的结果 C、根据缺陷反射波高和探头移动的距离而测得的结果 D、缺陷定量法之一，和 AVG 曲线的原理相同 答案：C 7、超声波垂直入射到两种声阻抗相差很小的介质组成的界面时( )。 A、几乎全反射，无透射 B、几乎全透射，无反射 C、无反射.透射 D、全折射 答案：B 8、超声检验中，当探伤面比较粗糙时，宜选用 ( ) A、较低频率探头 B、较粘的耦合剂 C、软保护膜探头 D、以上都对 答案：D 9、根据《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205-2020 规定，厚涂型防火涂层厚度检测时，最薄处厚度不应低于设计要求的 ( )。 A、85% B、95% C、90% D、100% 答案：A 10、检测机构应当建立档案管理制度，根据工程档案管理的有关规定建立档案台账，原始记录和报告的保存期限不少于 ( ) 年。 A、 1 B、3 C、5 D、6 答案：D 11、钢结构防火涂料可按使用厚度分类, 涂层厚度大于 7mm 且小于或等于45mm 属于哪类涂料 ( )。 A、超薄型钢结构防火涂料 钢结构练习题+答案 1、某机加工圆形横截面试样名义直径为 10mm ，分别在标距的两端及中间三处相互垂直的方向测量直径，算术平均值分别为 9.96mm.402.03mm.10.04mm ，问试样的横截面积是 () mm2 。(结果保留四位有效数字，π取 3.14) A、77. 87 B、78. 50 C、78. 66 D、79. 13 答案：D 2、超声波检测常用的压电晶体中接收性能最好的是 ( )。 A、石英 B、钛酸钡 C、硫酸锂 D、铌酸锂 答案：C 3、按照相关国家标准规定，拉伸试验总延伸率定义为：试验中任一时刻引伸计标距的总延伸包括 ( ) 与引伸计标距 Le 之比的百分率。 A、弹性延伸 B、塑性延伸 C、断裂延伸 D、弹性延伸和塑性延伸 答案：D 4、超声波波形上的某一点到相邻的同位点之间的距离叫做 ( )。 A、声场 B、近场区 C、波长 D、远场区 答案：C 5、焊缝坡口的允许偏差应符合（）的规定。 A、坡口角度±5°，钝边±2.0mm B、坡口角度±5°，钝边±1.0mm C、坡口角度±10°，钝边±1.0mm D、坡口角度±10°，钝边±2.0mm 答案：B 6、高强度大六角螺栓连接副的扭矩系数保证期为 ( )。 A、2 个月 B、3 个月 C、6 个月 D、12 个月 答案：C 7、在超声波探伤的管理中，为了保证探伤结果的可靠性，除了完全执行检验规程和增强责任心之外，还应建立的制度是 ( )。 A、现场记录制度 B、统一的探伤方法制度 C、统一的报告制度 D、互检和复检制度 答案：D 8、钢结构应变测试中，有关电阻应变片温度补偿片的描述正确的是( )。 A、应变测量中桥路连接需要 B、补偿环境温度变化引起应变片阻值变化，同时抵消构件在不同环境温 度下因热胀冷缩产生的附加变形引起的电阻值变化 C、工作片和温度补偿片都粘贴到测试构件测点处 D、工作片和温度补偿片的电阻可不同 答案：B 9、在探测条件相同情况下，面积比为 2 的两个平底孔其反射波高相差 ( ) dB。 A、12 B、9 C、6 D、3 答案：C 10、衡量钢材的塑性高低的技术指标为：( )。 A、屈服强度 B、抗拉强度 C、断后伸长率 D、冲击韧性 答案：C 11、用触头法检测时，每次磁化的长度宜为（）,检测过程中，应保持触 头端干净，触头与被检表面接触良好，电极下宜采用衬垫。（） A、50mm~200mm 《钢结构设计原理计算题》 【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L= 250mm厚度t=10mm。 根据公式f t w移项得： l w t N l w t f t w (250 2 10) 10 185 425500N 425.5kN 【变化】若有引弧板，问N ? 解：上题中l w取实际长度250,得N 462.5kN 解：端焊缝所能承担的内力为： N30.7h f l w3 f f f w2 0.7 6 300 1.22 160 491904N 侧焊缝所能承担的内力为： N10.7h f l w1f f w4 0.7 6 (200 6) 160 521472N 最大承载力N 491904 521472 1013376N 1013.4kN 【变化】若取消端焊缝，问N ? 解：上题中令N30 , l w1200 2 6,得N 弘505.344 kN 2t，即250-2*10mm。 300mm 长 6mm。求最大承载力N 钢材米用Q 235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准, 2 185N /mm。试求连接所能承受的最大拉力N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度l w取实际长度减去 【练习2】两截面为450 14mm的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽度 410mm中间留空10mm),厚度8mm 钢材Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w160N / mm2，静态荷载，h f 【练习3】钢材为Q 235,手工焊，焊条为E43, f f 160N/mm"，静态荷载。双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，h f 6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度 均为250mm等边角钢的内力分配系数0.7，k20.3。求最大承载力N —｝心｝\2LI25x8 解： 端焊缝所能承担的内力为： N30.7h f l w3 f f f" 2 0.7 6 125 1.22 160 204960N 肢背焊缝所能承担的内力为： N10.7h f l w1f f w20.7 6 (2506) 160327936N 根据N1 N3 k1N —3 2 1N31204960 得: N(N13)(3279360 960 )614880N K120.72【变化】若取消端焊缝，问 解：上题中令N3614.88kN N ? 0，l w1 250 2 6，得N 456.96kN 【练习4】钢材为Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w 已知F 120kN，求焊脚尺寸h f (焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去 2 160N / mm，静态荷载。 2h f ) 解：设焊脚尺寸为h f，焊缝有效厚度为h e 0.7h f 将偏心力移 到焊缝形心处，等效为剪力V= F及弯矩在剪力作用下： 3 120 10 342.9 M=Fe h e l w 在弯矩作用下: M M f W f , 2 0.7h f 250 120 103150 2 h f 1234 2 (N / mm ) IK W f 1 代入基本公式 h f 2 (N /mm ) 得: (1234 )2 (342.9)2 (1.22h f)( h f) 1068 160 h f 可以解得：h f6.68mm，取h f h f mi n 1.5 14 5.6mm h f 【变化】上题条件如改为已知h 7 mm。 h 12 f max 14.4mm，可以。 f 8mm，试求该连接能承受的最大荷载N 12 第四章 轴心受力构件 4.1 验算由2∟635?组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。 解：（1）强度 查表得 ∟635?的面积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==， 22()2(614205)1028n A A d t mm =?-?=?-?=， N=270KN 327010262.62151028 n N Mpa f Mpa A σ?===≥=，强度不满足， 所需净截面面积为3 2270101256215 n N A mm f ?≥==， 所需截面积为21256 2057282 n A A d t mm =+?= +?=， 选636?，面积A=7.29cm 22 729mm =2 728mm ≥ （2）长细比 []min 3000 154.635019.4 o l i λλ= = =≤= 4.2 一块-40020?的钢板用两块拼接板-40012?进行拼接。螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38所示。钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？ （2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？ （3）拼接板的强度够否？ 解：（1）钢板1-1截面强度验算： 210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-??=-??=∑， N=1350KN 《钢结构设计原理》 【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准， 2/185mm N f w t =。试求连接所能承受的最大拉力?=N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。 根据公式 w t w f t l N 【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。 双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。求最大承载力?=N 解： 端焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f f w f 20496016022.112567.027.033=?????=∑=β 肢背焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=?-???=∑= 根据2 3 11N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2 204960327936(7.01)2(1311==+=+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N 解：上题中令03=N ，622501?-=w l ，得kN N 96.456= 【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2 /160mm N f w f =，静态荷载。 已知kN F 120=，求焊脚尺寸?=f h （焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去f h 2） 解：设焊脚尺寸为f h ，焊缝有效厚度为f e h h 7.0= 将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V ＝F 及弯矩M=Fe 在剪力作用下： f f w e V f h h l h V 9 .3422507.02101203= ???=∑=τ )/(2mm N 在弯矩作用下： f f f M f h h W M 1234 2507.06 12150101202 3= ????==σ )/(2mm N 代入基本公式W f f f f f ≤+22 )()(τβσ 得： 1601068 )9.342()22.11234( 22≤=+f f f h h h 可以解得：mm h f 68.6≥，取mm h f 7=。 mm h h mm h f f f 4.14122.16.5145.1max min =?=<<==，可以。 1：下列哪一种状态属于正常使用极限状态（ 3.拉杆在荷载作用下产生较大塑性变形） 2：吊车梁的受拉下翼缘在下列不同板边的加工情况下，疲劳强度最高的（ 2.两侧边为火焰切割边）。 3： 钢材的性能因温度而改变，在负温范围内钢材的塑性和韧性（ 2.降低） 4：梁的纵向加劲肋应布置在（ 3.靠近受压翼缘）。 ●5：钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由（2.最大剪应力τ1）等于单向拉伸时的屈 服点决定的。 ●6：为了提高梁的整体稳定性，（2.增加侧向支撑点，减少l1）是最经济有效的 办法。 ●7：支撑加劲肋应验算的内容是（ 3.稳定承载力） ●8：在梁的整体稳定计算中当（3.大于等于0.6 ）时梁在弹塑性阶段失稳 ●9：某轴心受拉构件，截面积为1400,承受轴拉力N=300，该杆截面上的应力是 ( C ) 3. ●11：以下截面中抗扭性能较好的是（4.箱形截面） ●12：设有一截面尺寸为100×8的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的节点 板上，两板件板面平行，焊脚尺寸为6mm。为满足最小焊缝长度的构造要求，试选用下列何项数值.（ 1.40mm ） ●13：格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于的换算长细比是考虑（ 4. 考虑剪切变形的影响）。 ●10：摩擦型高强度螺栓抗拉连接，其承载力（1.比承压型高强螺栓连接小） ●15：对于高强度螺栓摩擦型连接，由于栓杆中有较大的预应力，所以高强度螺栓摩擦 型连接（）3.可以承载外应力，因为栓杆中的拉力并未增加 ●14：钢材经过冷加工冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切所产生的冷作硬化应变硬化后，其 （ 4.弹性模量）基本保持不变。 ●18：产生焊接残余应力的主要因素之一是（ 3.焊接时热量分布不均匀） ●19：验算工字形组合截面轴心受压构件翼缘和腹板的局部稳定时，计算公式中的长细 比为（ 3.两方向长细比的较大值）。 ●21：轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（ 3.长细比相等）。 ●22：与轴压杆稳定承载力无关的因素是（ 1.杆端的约束状况） ●24：单轴对称的轴心受压拄，绕对称轴发生屈曲的形式是（3.弯扭屈曲） ●23：Q235钢的质量等级是按（1.强度划分） ●25：摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接（3.承载力计算方法不同）●26：双轴对称截面梁，其强度刚好满足要求，而腹板在弯曲应力下有发生局部失稳的 可能，下列方案比较，应采用（ 3.在梁腹板处设置纵向加劲肋）。 ●27：下列简支梁整体稳定性最差的是（ 1.两端纯弯作用） 【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，2/185mm N f w t =。试求连接所能承受的最大拉力?=N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。 根据公式 w t w f t l N 【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。 双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。求最大承载力?=N 解： 端焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f f w f 20496016022.112567.027.033=?????=∑=β 肢背焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=?-???=∑= 根据2 3 11N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2 204960327936(7.01)2(1311==+=+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N 解：上题中令03=N ，622501?-=w l ，得kN N 96.456= 【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。 已知kN F 120=，求焊脚尺寸?=f h （焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去f h 2） 解：设焊脚尺寸为f h ，焊缝有效厚度为f e h h 7.0= 将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V ＝F 及弯矩M=Fe 在剪力作用下： f f w e V f h h l h V 9.3422507.02101203= ???=∑=τ )/(2mm N 在弯矩作用下： f f f M f h h W M 1234 2507.06 12150101202 3= ????==σ )/(2mm N 钢结构题库及参考答案 一、单选题（共50题，每题1分，共50分） 1、钢材有两种性质完全不同的破坏形式，即塑性破坏和 ( ) 破坏。 A、软性 B、硬性 C、刚性 D、脆性 正确答案：D 2、超声波通过两种材料的界面时，如果第一种材料的声阻抗较大，但其声速与第二材料相同，则在第二种材料中的折射角 ( )。 A、大于入射角 B、等于临界角 C、小于入射角 D、等于入射角 正确答案：D 3、钢结构防腐涂料.涂装遍数.涂层厚度均应符合设计要求。当设计对涂层厚度无要求时，涂层干漆膜总厚度：室外应为 ( ) μm 。 A、120 B、125 C、150 D、100 正确答案：C 4、5P13×13K2 探头，其探头契块中纵波声速为 2730m/s ，钢中纵波声速为 5900m/s ，横波声速为 3230m/s ，其探头入射角为 ( )。 A、49.1° B、27.6° C、67.4° D、57.7° 正确答案：A 5、关于钢结构的特点叙述错误的是 ( )。 A、钢材具有良好的耐热性和防火性 B、建筑钢材的塑性和韧性好 C、钢材的耐腐蚀性很差 D、钢结构更适合于建造高层和大跨结构 正确答案：A 6、直径大于等于 4mm 的圆形截面试样的平行长度至少为 ( )。 A、L0+1.5d0 B、L0+0.5d0 C、L0+2d0 D、L0 正确答案：B 7、用超声波在远场区探测两个直径相同的平底孔，一个声程为266.mm ，另一个为 300mm ，在不计材质衰减的情况下，两个平底孔的回波声压差为 ( )。 A、19dB B、9.5dB C、12dB D、24dB 正确答案：A 8、用底波法调节锻件探伤灵敏度时，下面有关缺陷定量的叙述中哪点是错误的 ( )。 A、可不使用试块 B、可采用计算法 C、可不考虑材质衰减差修正 D、可不考虑探测面耦合补偿 正确答案：C 9、一般来说，在频率一定和材料相同的情况下，横波对小缺陷检出灵敏度比纵波高，这是因为：( ) A、横波的波长比纵波波长短 B、横波的波长比纵波波长长 C、横波在材料中不易发生频散 D、以上都对 正确答案：A 10、当使用液体介质冷却或加热试样时, 试样应放置于容器中的网栅上,液体浸过试样的高度至少为（）。 A、30mm B、25mm C、15mm 第4章 受弯构件正截面承载力 2．已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm ，混凝土强度等级为C25， 22/9.11,/27.1mm N f mm N f c t ==，截面弯矩设计值M=125KN.m 。环境类别为一类。 求：（1）当采用钢筋HRB335级2/300mm N f y =时，受拉钢筋截面面积；（2）当采用钢筋HRB400级2/360mm N f y =时，受拉钢筋截面面积. 解：（1）由公式得 26 2 0465 2009.110.110125⨯⨯⨯⨯== bh f M c s αα=0.243 283.00.243211211=⨯--=--=s αξ 858.0)243.0211(5.0)2-1(15.0s =⨯-+⨯=⨯+⨯=αγs 26 01044465 858.030010125/mm h f M A s y s =⨯⨯⨯==γ 选用钢筋421017,18mm A s =Φ 2m i n 200500200%2.01044mm bh A s =⨯⨯=>=ρ （2）2870360/1044300mm A s =⨯=。 3．已知梁的截面尺寸为b×h=250mm×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm 的HRB335钢筋，即Ⅱ级钢筋，2 /300mm N f y =，A s =804mm 2；混凝土强度等级为C40， 22/1.19,/71.1mm N f mm N f c t ==；承受的弯矩M=89KN.m 。环境类别为一类。验算此 梁截面是否安全。 解：f c =19.1N/mm 2，f t =1.7 N/mm 2，f y =300 N/mm 2 则 ，满足适用条件。 55.0121.01 .190.1300 0077.01=<=⨯⨯ ==b c y f f ξαρ ξ ()()，安全。 m KN M m KN bh f M c u .89.49.93121 .05.01121.04152501.190.15.0122 01=>=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=-=ξξα 5．已知梁截面尺寸为200mm×400mm ，混凝土等级C30，2 /3.14mm N f c =，钢筋采用HRB335，2 /300mm N f y =，环境类别为二类，受拉钢筋为3φ25的钢筋，A s =1473mm 2，受压钢筋为2φ6的钢筋，A ’s = 402mm 2；承受的弯矩设计值M=90 KN.m 。试验算此截面是 否安全。 钢结构计算题(含答案) 某6m跨度简支梁的截面和荷载（包括梁自重）如图所示。在距支座2.4m处，翼缘和腹板拼接连接，需要计算拼接的对 接焊缝强度。钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级 质量标准，施焊时采用引弧板。 首先计算焊缝截面处的内力，得到M=1036.8kN·m和 V=144kN。然后计算焊缝截面的几何特征值，包括惯性矩I、 截面模量W、抵抗矩S_W1和S_W。得到W=5.616×10^6 mm^3和S_W=3.282×10^6 mm^3.接着计算焊缝的强度，得到 f_v=185 N/mm^2和f_t=125 N/mm^2.根据计算得到的参数，计 算焊缝的最大剪应力τ_max和最大正应力σ_max，分别为 16.3 N/mm和178.9 N/mm^2.折算应力为179.8 N/mm^2，小于1.1f_t，因此焊缝强度满足要求。 另外，设计图示双盖板对接连接，钢板宽a=240 mm，厚 度t=10 mm，钢材为Q235钢，焊条为E43，手工焊，轴力设 计值N=550 kN。首先确定盖板尺寸，按盖板与构件板等强度 原则计算盖板厚度，得到t_1=6 mm。然后根据构造要求确定 焊角高度h_f，得到h_f≥4.74 mm。 1.对于侧面角焊缝的设计，每侧共有四条焊缝，每条角焊 缝长度为205mm，取hf=6mm。所需盖板全长为430mm。 2.若采用三面围焊，则端缝承载力为328KN，每条焊缝的长度为88mm。所需盖板全长为190mm。支架支柱的压力设 计值为1600kN，柱两端铰接，钢材为Q235（f=215N/mm2），容许长细比为150.支柱选用焊接工字形截面，已知面积 A=90cm2，ix=12.13cm，iy=63.6cm。经验算此支柱的整体稳定，长细比lambdax=49.5，lambday=47.2.取长细比较大值， 计算得Φ=0.859，满足正应力强度验算，不必验算强度。 3.对于图示简支梁，不计自重，Q235钢，不考虑塑性发展，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载设计值为45kN/m， 荷载分项系数为1.4，f=215N/mm。需要进行正应力强度验算 和刚度要求验算。已知[ω]=l5ql/EI，ω=2.06×10-10×150.计算得 梁的跨中最大弯矩为202.5kN·m，满足正应力强度验算。对于 刚度要求，计算得EI=cm4，满足要求。不需要进行梁的整体 稳定验算。 第二章习题 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、抗拉强度 2．钢材的伸长率δ是反映材料的性能指标。 A、承载能力 B、抵抗冲击荷载能力 C、弹性变形能力 D、塑性变形能力 3．四种厚度不等的Q345钢钢板，其中钢板设计强度最高。 A、16mm B、20mm C、25mm D、30mm 4．钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有。 A、良好的塑性 B、高强度和良好的塑性 C、良好的韧性 D、质地均匀、各向同性 5．下列因素中与钢构件发生脆性破坏无直接关系。 A、钢材屈服点的大小 B、钢材含碳量 C、负温环境 D、应力集中 6．钢材的疲劳破坏属于破坏。 A、弹性 B、塑性 C、脆性 D、低周高应变 7．对钢材的疲劳强度影响不显著的是。 A、应力幅 B、应力比 C、钢种 D、应力循环次数 8.吊车梁的受拉下翼缘在下列不同板边的加工情况下，疲劳强度最高的是 A、两侧边为轧制边 B、两侧边为火焰切割边 C、一侧边为轧制边，另一侧边为火焰切割边 D、一侧边为刨边，另一侧边为火焰切割边 答案 1、C 2、D 3、A 4、C 5、A 6、C 7、C 8、A 第三章习题 1．T形连接中，t1＝6 mm，t2＝12mm，若采用等角角焊缝连接，按构造要求，焊脚尺寸hf 取最合适。 A、4mm B、6mm C、8mm D、10mm 2．焊接残余应力对构件的无影响。 A、变形 B、静力强度 C、疲劳强度 D、整体稳定 3．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力。 A、与摩擦面的处理方法有关 B、与摩擦面的数量有关 C、与螺栓直径有关 D、与螺栓的性能等级无关 4．在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为。 A、均匀分布 B、一端大、一端小 C、两端大、中间小 D、两端小、中间大 5．以下关于对接焊缝的描述，其中描述错误的是。 A、在钢板厚度相差大于4mm的承受静力荷载的对接连接中，应从板的一侧或两侧做成坡度不大于1：2．5的斜坡，以减少应力集中 B、当对接正焊缝的强度低于焊件的强度时，为提高连接的承载力，可改用斜缝 C、在钢结构设计中，若板件较厚而受力较小时，可以采用部分焊透的对接焊缝 D、当对接焊缝的质量等级为一级或二级时，必须在外观检查的基础上再做无损检测，检测比例为焊缝长度的20％。 第四章 轴心受力构件 验算由2∟635⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图），钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。 解：（1）强度 查表得 ∟635⨯的面积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==， 22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=， N=270KN 3 27010262.62151028 n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，强度不满足， 所需净截面面积为3 2270101256215 n N A mm f ⨯≥==， 所需截面积为212562057282 n A A d t mm =+⋅=+⨯=， 选636⨯，面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ （2）长细比 一块-40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯进行拼接。螺栓孔径为22mm ，排列如图所示。钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？ （2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？ （3）拼接板的强度够否？ 解：（1）钢板1-1截面强度验算： 210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑， N=1350KN 3 1135010202.12056680n N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=，强度满足。 （2）钢板2-2截面强度验算： （a ），种情况，（a ）是最危险的。 2222()0(5)(400808080522)206463n a A l d t mm =-⋅⋅=-++-⨯⨯=， N=1350KN 3 2135010208.92056463 n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，但不超过5%，强度满足。 对应图（d ）的验算： 22()0(5)(400522)205800n d A l d t mm '=-⋅⋅=-⨯⨯=， 3 21038.510179.02055800n N Mpa f Mpa A σ'⨯===≤=' ，强度满足。 （3）拼接板的强度够否？ 因为拼接板厚度2122420mm mm =⨯=≥，所以不必验算拼接板。 验算图所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。螺栓直径20mm ，孔径22mm ，钢材为Q235AF ，承受轴心拉力N=600KN （设计值）。 钢结构计算题(含答案) 1、某6m 跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在内的设计值）如图所示。在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。 解： ①计算焊缝截面处的内力 m kN m kN qab M ⋅=⋅-⨯⨯⨯== 8.1036)]4.20.6(4.22402 1 [21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-⨯=⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-= ② 计算焊缝截面几何特征值： () 464331028981000240103225012 1 mm mm I W ⨯=⨯-⨯⨯= () 363610616.5516102898mm mm W W ⨯=÷⨯= ()363110032.250816250mm mm S W ⨯=⨯⨯= ()363110282.325010500mm mm S S W W ⨯=⨯⨯+= ③ 计算焊缝强度 查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v = 2 266max /185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛⨯⨯==σ 2 26 63max /125/3.1610 10289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=⨯⨯⨯⨯⨯==τ 2max 01/9.1786.1841032 1000mm N h h =⨯== σσ 26 6 311/1.1010 10289810032.210144mm N t I VS w W W =⨯⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力： 22222121/5.2031851.11.1/8.1791.1039.1783mm N f mm N w t =⨯=<=⨯+=+τσ 2、设计图示双盖板对接连接。已知钢板宽a =240mm ，厚度t =10mm ，钢材为Q235钢，焊条为E43，手工焊，轴力设计值N =550kN 。 解： （1）确定盖板尺寸 为了保证施焊，盖板b 取为b=240mm-40mm=200mm 按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度 mm t 6200210 2401=⨯⨯≥ 取 t1=6mm (2) 计算焊缝 按构造要求确定焊角高度hf 《钢结构设计原理计算题》 ，厚度t=10mm 。 。 kN 5. N f l h N w f w f 521472160)6200(67.047.011=⨯-⨯⨯⨯=∑= 最大承载力kN N N 4.10131013376521472491904==+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N 解：上题中令03=N ，622001⨯-=w l ,得kN N N 344.5051== 解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456= 已知F =V f =τM f σ 可以解得：mm h f 68.6≥，取mm h f 7=。 mm h h mm h f f f 4.14122.16.5145.1max min =⨯=<<==，可以。 【变化】上题条件如改为已知mm h f 8=，试求该连接能承受的最大荷载?=N 已知h f =N f σ M f = σ=σσ，， kN f n N v V V 96.87101404 24 =⨯⨯⨯== ⑵一个螺栓的承压承载力设计值： kN f t d N b c b c 4.851030514203 =⨯⨯⨯=⋅∑=- (因为mm t mm t 201022141=⨯=<=,故公式中取14=∑t ) ⑶最大承载力 kN nN N b 2.6834.858min =⨯== ⑷净截面强度验算： 223 3/215/9.2173136 102.68314)5.214310(102.683mm N f mm N A N n =>=⨯=⨯⨯-⨯==σ 不满足要求。最大承载力由净截面强度控制： kN f A N n 24.6741021531363=⨯⨯==- 【变化】上题条件如改为已知N=600kN ，试验算该连接是否安全? 1、某6m 跨度简支梁的截面和荷栽〔含梁自重在内的设计值〕如图所示.在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接,实验算其拼接的对接焊缝.已知钢材为Q235,采用E43型焊条,手工焊,三级质量标准,施焊时采用引弧板. 解： ①计算焊缝截面处的内力 ② 计算焊缝截面几何特征值： ③ 计算焊缝强度 查附表得2/185mm N f w t =2/125mm N f w v = 折算应力： 22222121/5.2031851.11.1/8.1791.1039.1783mm N f mm N w t =⨯=<=⨯+=+τσ 2、设计图示双盖板对接连接.已知钢板宽a =240mm,厚度t =10mm,钢材为Q235钢,焊条为E43,手工焊,轴力设计值N =550kN. 解： 〔1〕确定盖板尺寸 为了保证施焊,盖板b 取为b=240mm-40mm=200mm 按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度 mm t 6200210 2401=⨯⨯≥ 取 t1=6mm <2> 计算焊缝 按构造要求确定焊角高度hf t1=6mm hfmax 为 取 mm mm l w 200210>= 所需盖板全长mm mm l l w 430102=+= ②若采用三面围焊,则端缝承载力为 每条焊缝的长度为： 取mm l w 90= 所需盖板全长mm mm l l w 190102=+= 3、如图所示支架,支柱的压力设计值kN 1600=N ,柱两端铰接,钢材为Q235〔2 mm N 215=f 〕,容许长细比[]150=λ.截面无孔眼削弱. 支柱选用焊接工字形截面,已知面积 cm 6.63,cm 13.12,cm 902===y x i i A .验算此支柱的整体稳定. [解]： 整体稳定和长细比验算 长细比 []1505.493 .1216000 0=<=== λλx x x i l 〔2分〕 []1502.476 .633000 0=<== = λλy y y i l 〔2分〕 取长细比较大值,故由x λ计算得859.0=ϕ,于是 〔2分〕 2 22 3 215)(0.20710 90859.0101600mm N f mm N A N =<=⨯⨯⨯=ϕ〔4分〕 截面无孔眼削弱,不必验算强度. 4、图示简支梁,不计自重,Q235钢,不考虑塑性发展,密铺板牢固连接于上翼缘,均布荷载设计值为45kN/m,荷载分项系数为 【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，2/185mm N f w t =。试求连接所能承受的最大拉力?=N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。 根据公式 w t w f t l N <⋅= σ 移项得： kN N f t l N w t w 5.42542550018510)102250(==⨯⨯⨯-=⋅⋅< 【变化】若有引弧板，问?=N 解：上题中w l 取实际长度250，得kN N 5.462= 【练习2】两截面为450⨯14mm 的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm ，长度410mm(中间留空10mm)，厚度8mm 。 钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载，mm h f 6=。求最大承载力?=N 解：端焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f f w f 49190416022.130067.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β 侧焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f w f 521472160)6200(67.047.011=⨯-⨯⨯⨯=∑= 最大承载力kN N N 4.10131013376521472491904==+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N 解：上题中令03=N ，622001⨯-=w l ,得kN N N 344.5051== 【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。 双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。求最大承载力?=N 解： 端焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f f w f 20496016022.112567.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β 肢背焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=⨯-⨯⨯⨯=∑= 根据2 3 11N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2 204960327936(7.01)2(1311==+=+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N 解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456= 【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。 已知kN F 120=，求焊脚尺寸?=f h （焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去f h 2） 解：设焊脚尺寸为f h ，焊缝有效厚度为f e h h 7.0= 将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V ＝F 及弯矩M=Fe 在剪力作用下： f f w e V f h h l h V 9.3422507.02101203= ⨯⨯⨯=∑=τ )/(2mm N 在弯矩作用下： f f f M f h h W M 1234 2507.06 12150101202 3= ⨯⨯⨯⨯==σ )/(2mm N 代入基本公式W f f f f f ≤+22 )()( τβσ 得： 【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度L= 250mm厚度t=10mm 钢材采用Q 235,焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，常185N/mm2。试求连接所能承受的最大拉力N ? 解：无引弧板时，焊缝的计算长度l w取实际长度减去2t，即250-2*10mm 根据公式l w N t f t W移项得： N l w t f t w(250 2 10) 10 185 425500 N 425.5kN 【变化】若有引弧板，问N ? 解：上题中l w取实际长度250,得N 462.5kN 【练习2】两截面为450 14mm的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm长度410mm中间留空10mm）厚度8mm 钢材Q 235,手工焊，焊条为E43, f f w160N / mm2，静态荷载，h f 6mm 求最大承载力N ? 解：端焊缝所能承担的内力为： N3 0.7h f l w3 f f f w2 0.7 6 300 1.22 160 491904N 侧焊缝所能承担的内力为： N10.7h f l w1f； 4 0.7 6 (200 6) 160 521472N 最大承载力N 491904 521472 1013376N 1013.4kN 【变化】若取消端焊缝，问N ? 解：上题中令 N3 0，l w1 200 2 6,得 N N1 505.344kN 解： 端焊缝所能承担的内力为： N30.7h f l w3 f f f" 2 0.7 6 125 1.22 160 204960N N10.7h f l w1f f w 2 0.7 6 (250 根据N 1 N3 k1N —3 2 得：N 1 (N1 N3 1 3) (327936 K 1 2 0.7 204960 )614880N 614.88kN 2 250 2 6，得N 456.96kN 【练习4】钢材为Q 235,手工焊，焊条为E43, f f w 载。 已知F 120kN，求焊脚尺寸h f ? （焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2h f ） 解：设焊脚尺寸为h f，焊缝有效厚度为h e 0.7h f 将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V=F及弯矩 M=Fe 160N / mm2，静态荷 V V120103342.9(N /mm2) f h l h l 2 0.7h f250h f 在弯矩作用卜: M M 3 120 1031501234(N /mm2) f W f 21 0.7h f 6 2502 h f 代入基本公式 f 2 (—— ) (f)2W f f 刁曰・ 得： 【练习3】钢材为Q 235,手工焊，焊条为E43, f；160N/mm2，静态荷载。 双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，h f 6mm，肢尖和肢背实际 焊缝长度均为250mm等边角钢的内力分配系数0.7，k? 0.3。求最大承载力N ? 肢背焊缝所能承担的内力为: 【变化】若取消端焊缝，问N ? 解：上题中令N30，l w1 6) 160 327936N 在剪力作用下：钢结构练习题及答案
钢结构练习题+答案
钢结构计算题-答案完整
钢结构计算题答案
钢结构计算题(含答案)
钢结构 练习题及答案
钢结构计算题(有答案)
钢结构题库及参考答案
钢结构试题及答案2020计算
钢结构计算题(含答案)
钢结构习题及答案
钢结构计算题答案
钢结构计算题(含答案)
钢结构计算题-答案完整
钢结构计算题(含答案)
钢结构计算题(有参考答案)
钢结构计算题(有答案)
相关主题
文本预览