钢结构设计原理复习题及参考答案[1]
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钢结构设计原理习题及参考答案1单项选择题1.焊接组合梁截面高度h是根据多方面因素确定的,下面哪一项不属于主要影响因素?()A、最大高度B、最小高度C、等强高度D、经济高度答案:C2.焊接的优点不包括()。
A、直接连接方便简单B、节省材料C、结构刚度大,提高焊接质量D、最大化体现钢材料性能答案:D3.轴心压杆计算时满足()的要求。
A、强度,刚度B、强度,刚度,整体稳定C、强度,整体稳定,局部稳定D、强度,整体稳定,局部稳定,刚度答案:D4.对关于钢结构的特点叙述错误的是()。
A、建筑钢材的塑形和韧性好B、钢材的耐腐蚀性很差C、钢材具有良好的耐热性和防火性D、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构答案:C5.轴心受压构件整体稳定的计算公式的物理意义是()。
A、截面平均应力不超过钢材强度设计值B、截面最大应力不超过钢材强度设计值C、截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值D、构件轴力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值答案:D6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力,《钢结构设计规范》采用的准则为净截面()。
A、最大应力达到钢材屈服点B、平均应力达到钢材屈服点C、最大应力达到钢材抗拉强度D、平均应力达到钢材抗拉强度答案:B7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标?()A、屈服点B、抗拉强度C、伸长率D、线胀系数答案:D18.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时,焊条应采用()。
A.E55型B.E50型C.E43型D.E60型答案:C9.梁受固定集中荷载作用,当局部承压强度不能满足要求时,采用()是比较合理的措施。
A、加厚翼缘B、在集中荷载作用处设置支承加劲肋C、增加横向加劲肋的数量D、加厚腹板答案:B10.最大弯矩和其他条件均相同的简支梁,当()时整体稳定最差。
A、均匀弯矩作用B、满跨均布荷载作用C、跨中集中荷载作用D、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用答案:A11.不考虑腹板屈曲后强度,为保证主梁腹板的局部稳定,()。
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、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,也不得小于;侧面角焊缝承受静载时,其计算长度不宜大于。
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。
三、计算题:1.一简支梁跨长为5.5m,在梁上翼缘承受均布静力荷载作用,恒载标准值为10.2kN/m(不包括梁自重),活载标准值为25kN/m,假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。
梁的截面选用I36a轧制型钢,其几何性质为:W x=875cm3,t w=10mm,I / S=30.7cm,自重为59.9kg/m,截面塑性发展系数x=1.05。
钢材为Q235,抗弯强度设计值为215N/mm2,抗剪强度设计值为125 N/mm2。
试对此梁进行强度验算并指明计算位置。
(恒载分项系数γG =1.2,活载分项系数γQ =1.4)2.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱,长10.0m ,截面由2I32a 组成,两肢件之间的距离300cm ,如图所示,尺寸单位mm 。
试求该柱最大长细比。
注:一个I32a 的截面面积A = 67cm 2,惯性矩I y =11080cm 4,I x1 = 460cm 43.试计算下图所示连接中C 级螺栓的强度。
钢结构设计复习题及答案《钢结构设计》复习题⼀、单项选择题1.现⾏钢结构设计规范关于钢材疲劳计算采⽤的设计⽅法为(D)A.全概率极限状态设计法B.半概率极限状态设计法C.近似概率极限状态设计法D.容许应⼒设计法2.以下同种牌号四种厚度的钢板中,钢材设计强度最⾼的为(A)A.12mmB.24mmC.30mmD.50mm3.当钢板厚度较⼤时,为防⽌钢材在焊接或在厚度⽅向承受拉⼒⽽发⽣分层撕裂,钢材应满⾜的性能指标是( A )A.Z向收缩率B.冷弯性能C.冲击韧性D.伸长率4.钢构件最易产⽣脆性破坏的应⼒状态是(B)A.单向压应⼒状态B.三向拉应⼒状态C.⼆向拉⼀向压的应⼒状态D.单向拉应⼒状态5.根据施焊时所持焊条与焊件间的相互位置的不同,施焊⽅位分为四种,其中操作最难、质量最难于保证的施焊⽅位是(D)A.平焊B.⽴焊C.横焊D.仰焊6.如图等边⾓钢与节点板仅采⽤侧⾯焊缝连接,⾓钢受轴⼼⼒N=500kN,肢背焊缝受⼒N1为(D)A.150kNB.250kNC.325kND.350kN7.如图,两钢板⽤直⾓⾓焊缝连接,⼿⼯焊,合适的焊⾓尺⼨h f=(C)8.螺栓排列时,要求螺栓端距≥2d0(d0为螺栓孔径),⽬的是为了防⽌发⽣(C)A.螺栓受剪破坏B.板件被拉断破坏C.板件被冲剪破坏D.板件被挤压破坏9.图⽰⾼强螺栓群摩擦型连接受弯后的旋转中⼼为(A)A.a点B.b点C.c点D.d点10.某截⾯⽆削弱的热轧型钢实腹式轴⼼受压柱,设计时应计算(C)A.整体稳定、局部稳定B.强度、整体稳定、长细⽐C.整体稳定、长细⽐D.强度、局部稳定、长细⽐11.某单轴对称截⾯轴⼼受压柱,绕对称主轴失稳时,其失稳形式是(B)A.弯曲屈曲B.弯扭屈曲C.扭转屈曲D.既可能弯曲屈曲也可能扭转屈曲12. 双肢格构式轴⼼受压柱,虚轴为x-x 轴,实轴为y-y 轴,确定两单肢间距离时应根据( D )A.强度条件B.=x λy λC.=x λoy λD.=ox λy λ13. 初始弯曲和荷载的初始偏⼼对轴⼼受压构件整体稳定承载⼒的影响为( A )A.初弯曲和初偏⼼均会降低稳定承载⼒B.初弯曲和初偏⼼均不会影响稳定承载⼒C.初弯曲将会降低稳定承载⼒,⽽初偏⼼将不会影响稳定承载⼒D.初弯曲将不会影响稳定承载⼒,⽽初偏⼼将会降低稳定承载⼒14. 梁采⽤Q235钢,梁受压翼缘的⾃由外伸宽度与其厚度之⽐即b 1/t ≤13,是为了保证翼缘板的( B )15. 某简⽀梁,荷载向下作⽤于梁的受拉下翼缘,欲提⾼此梁整体稳定承载⼒的最有效途径是( C )A.改变荷载作⽤位置B.增⼤受拉翼缘宽度C.减⼩梁受压翼缘的侧向计算长度D.减少受压翼缘宽度16. 钢材具有良好的焊接性能是指( C )A.焊接后对焊缝附近的母材性能没有任何影响B.焊缝经修整后在外观上⼏乎和母材⼀致C.在焊接过程中和焊接后,能保持焊接部分不开裂的完整性性质D.焊接完成后不会产⽣残余应⼒17. 以下哪项措施对降低钢材锈蚀速度没有..作⽤?( D ) A.采⽤⾼效能防护漆 B.定期维护并及时补刷防锈漆C.采⽤耐候钢材D.在设计时增加构件壁厚18. 钢材的伸长率越⼩,则( A )A.发⽣脆性破坏的可能性越⼤B.低温下的变形能⼒越强C.越适于做受⼒构件D.在⾼温下的承载能⼒越⾼19. 吊车梁的疲劳破坏是指( C )A.因荷载冲击效应⽽发⽣的脆性破坏B.经过应⼒多次超过屈服点⽽发⽣的塑性破坏C.在循环荷载作⽤下,当循环次数达到某值时发⽣的脆性破坏D.在循环荷载作⽤下,当循环次数达到某值时发⽣的塑性破坏20. 钢材中磷的含量过⾼时会使钢材( A )A.冷脆B.热脆C.强度降低D.伸长率提⾼21. 在以下各级钢材中,冲击韧性保证温度最低的是( D )A.Q345BB.Q345CC.Q345DD.Q345E22. 冲击韧性值较⾼的钢材( C )A.设计强度值较⾼B.弹性模量值较⾼C.抗脆性破坏的能⼒较强D.可焊性较好23. 相同连接形式,当采⽤⾼强度螺栓摩擦型连接时,( B )A.承载⼒⼀定⾼于普通螺栓连接B.承载⼒可能低于普通螺栓连接C.变形可能⼤于普通螺栓连接D.变形⼀定⼤于⾼强螺栓承压型连接24. 对接焊缝采⽤引弧板的⽬的是( A )A.消除焊缝端部的焊接缺陷B.提⾼焊缝的设计强度C.增加焊缝的变形能⼒D.降低焊接的施⼯难度25.图⽰连接,⾓钢肢背、肢尖处⾓焊缝的最⼤焊脚尺⼨分别为(B)A.9mm,9mmB.6mm,5mmC.9mm,5mmD.6mm,6mm26.轴⼼受拉构件采⽤全焊透对接焊缝拼接,当焊缝质量等级为何级时,必须进⾏焊缝强度验算?(C)A.⼀级B.⼆级C.三级D.⼀级和⼆级27.普通螺栓连接中,防⽌构件端部发⽣冲剪破坏的⽅法是(D)A.验算螺栓抗剪承载⼒B.验算螺栓承压承载⼒C.限制端距不⼩于栓杆直径的2倍D.限制端距不⼩于螺栓孔径的2倍28.⼯字形截⾯轴⼼受压柱,经验算翼缘的局部稳定不满⾜要求,可采取的合理措施是(B)A.将钢材由Q235改为Q345B.增加翼缘厚度,宽度不变C.增加翼缘宽度,厚度不变D.利⽤翼缘的屈曲后强度29.焊接⼯字形截⾯钢梁的折算应⼒计算部位在梁截⾯(B)A.受压翼缘的外边缘B.翼缘和腹板相交位置C.中性轴位置D.受拉翼缘的外边缘30.通⽤宽度⽐λs是反映腹板剪切失稳性质的指标,当λs=1.5时,说明腹板可能(B)A.发⽣弹塑性屈曲B.发⽣弹性屈曲C.发⽣剪切屈服破坏D.不会发⽣失稳31.钢结构轻质⾼强的特点是指( B)A.钢材的重量轻,强度⾼B.钢材所制成的结构重量轻,承载能⼒强C.钢材所制成的结构重量轻,抗冲击荷载的能⼒强D.钢材的重量轻,抗拉强度⾼32.在钢结构设计中,结构的可靠性是通过下列哪个指标来度量的( A)A.可靠指标B.安全度C.结构抗⼒D.作⽤效应33.伸长率是反映钢材产⽣巨⼤变形时( A)A.抵抗断裂能⼒的指标B.所具有的承载能⼒的指标C.抵抗脆性破坏能⼒的指标D.抗冲击荷载能⼒的指标34.按设计规范直接受动荷载作⽤的构件,钢材应保证的指标为( D)A.f u、f y、E、冷弯180°和A KVB.δ、f y、E、冷弯180°和A KV5C. f u、δ、E、冷弯180°和A KV D.f u、5δ、f y、冷弯180°和A KV535.与钢材疲劳强度⽆关..的因素为( D)A.结构的构造状况B.结构上作⽤的应⼒幅C.循环荷载的重复次数D.钢材的强度36.钢材中碳的含量应适中,其含量过⾼会( C)A.降低钢材的强度B.提⾼钢材的伸长率C.降低钢材的可焊性D.提⾼钢材的冲击韧性37. 在以下各级别钢材中,屈服强度最低的是( A )A.Q235B.Q345C.Q390D.Q42038. 结构焊接时,所选焊条和被焊接构件之间的匹配原则是( B )A.弹性模量相适应B.强度相适应C.伸长率相适应D.⾦属化学成份相适应39. 三级焊缝的质量检验内容为( C )A.外观检查和100%的焊缝探伤B.外观检查和⾄少20%的焊缝探伤C.外观检查D.外观检查及对焊缝进⾏强度实测40. 10.9级螺栓,其表⽰符号中的“.9”表⽰( D )A.螺栓材料的屈服点约为900N /mm 2B.螺栓材料的极限抗拉强度约为900N /mm 2C.螺杆上螺纹长度和螺杆全长的⽐值为0.9D.螺栓材料的屈服点和最低抗拉强度的⽐值为0.941. 图⽰连接,⾓焊缝的最⼤计算长度为( D )A.60h fB.40h fC.8h fD.⽆构造限制42. 以下哪种情况可以⽤于⾼强度螺栓摩擦型连接的接触⾯( C )A.表⾯经⾬淋、潮湿B.表⾯涂有红丹等底漆C.表⾯喷砂后⽣⾚锈D.表⾯涂油脂润滑43. 在轴⼼受⼒构件计算中,验算长细⽐是为了保证构件满⾜下列哪项要求?( D )A.强度B.整体稳定C.拉、压变形D.刚度44. ⼯字型截⾯组合梁,计算所得06.1b =?,表明( B )A.梁的刚度能满⾜要求B.应⽤b ?'代替b ?验算梁的整体稳定C.梁的整体稳定能满⾜要求D.梁不会发⽣强度破坏45. 梁因局部失稳发⽣翘曲变形,是由于( D )A.翼缘的弯曲应⼒超过钢材的设计强度B.腹板的剪应⼒超过钢材的剪切设计强度C.梁中各板件的应⼒值超过相应的临界应⼒D.梁中某板件的应⼒值超过相应的临界应⼒⼆、简答题1. 焊缝连接有何优缺点?答:优点:焊件⼀般不设连接板⽽直接连接,且不削弱焊件截⾯,构造简单,节省材料,操作简便省⼯,⽣产效率⾼,在⼀定条件下还可采⽤⾃动化作业。
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 f8.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内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。
钢结构设计原理试题试题及答案钢结构设计原理试题试题及答案(一)一、单项选择题:(每小题2分,共20分)1、钢材的强度设计值取为( )A、fyB、fuC、fu/RD、fy/R2、在三向正应力状态下,当出现下列何种情况时,钢材易发生脆性破坏( )。
A、异号应力,且应力差较小B、C、同号拉应力,且应力差较小D、 3、工字形截面吊车梁腹板高厚比h0tw100235fyA、可不设加劲肋 B、C、按计算设置横向加劲肋 D、4、图示焊接连接中,最大的焊缝应力发生在( )。
A、 a点B、 b点C、 c点D、 d点5、部稳定问题,承受以下哪种荷载时梁的临界弯矩为最大( )。
A、三分点处各有一个集中荷载作用 B、均布荷载作用 C、跨中一个集中荷载作用 D、纯弯矩作用6、通常轴心受压缀条式格构柱的横缀条不受力,但一般仍设置,其主要理由是( )。
A、起构造作用B、可以加强柱的整体抗弯刚度D、以上三种原因都有C、对单肢稳定起作用1、钢材的强度设计值按分组。
2、焊接结构在焊缝附近形成热影响区,该区域钢材材质。
3、规范规定,角焊缝的计算长度lw8hf和40mm,是为了防止。
4、轴心拉杆需要进行计算,并限制其长细比。
5、高强螺栓群承受偏心拉力作用,连接的中性轴应在。
6、对于没有明显屈服点的钢材,以卸载后试件的残余应变为________时所对应的应力作为假想屈服点,也称为条件屈服点。
7、残余应力将减小构件的刚度,同时将_________构件的稳定承载力。
8、保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其。
9、实腹式构件在N、Mx作用下,其弯矩作用平面外的整体失稳属于。
10、格构式轴心受压柱整体稳定计算时,用换算长细比0x代替长细比x,这是考虑格构柱变形的影响。
0x三、判断题(每小题1分,共10分)1、对于摩擦型高强螺栓的抗剪连接,应进行螺栓杆的抗剪和板件的挤压计算。
( )2、构件的长细比是其计算长度与截面宽度之比。
( )3、轴心压杆稳定系数值,与钢种、截面种类和杆件长细比有关。
《钢结构设计原理》——期末考试参考答案一、单选题1.对于对接焊缝,当焊缝与作用力间的夹角满足( )时,该对接焊缝的可不进行验算。
A.1B.1.5C.2D.0.5正确答案:B2.对于钢结构的局部失稳,一般不采用( )方式。
A.增加翼缘与腹板厚度B.减小翼缘与腹板的宽度C.提高杆件的强度D.设置加劲肋正确答案:C3.钢材拉伸性能试验采用( )进行检测。
A.压力试验机B.弯折仪C.拉拔仪D.万能试验机正确答案:D4.受弯构件的腹板加劲肋设计原则是()。
A.无论如何都要设置腹板加劲肋B.调整腹板的高厚比,尽量不要设置加劲肋C.各种加劲肋的功能是不一样的,要依据情况设置D.要优先设置纵向加劲肋正确答案:C5.为了防止轴心受压构件的局部失稳需( )。
A.规定板件有足够的强度B.规定板件的宽厚比C.规定板件有足够的刚度D.规定板件有足够的厚度正确答案:B6.钢梁腹板局部稳定采用( )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屈服应力D.腹板局部临界应力不小于钢榭屈服应力正确答案:D7.常用的钢结构连接方法中,广泛应用于可拆卸连接方法是( )。
A.焊接连接B.螺栓连接C.铆接连接D.销键连接正确答案:B8.钢梁腹板加劲肋的主要作用是( )。
A.增强截面的抗扭刚度B.保证腹板的局部稳定性C.提高截面的强度D.提高梁的整体稳定性正确答案:B9.轴的刚度分为( )和扭转刚度。
A.扭矩刚度B.弯曲刚度C.抗震刚度D.机动刚度正确答案:B10.轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于( )。
A.底板的抗弯刚度B.柱子的截面积C.基础材料的强度等级D.底板的厚度正确答案:C11.直角角焊缝连接的计算是根据( )情况不同分类的。
A.焊缝形式B.钢材型号C.受力情况D.结构形式正确答案:C12.钢材塑性破坏的特点是( )。
A.变形小B.破坏经历时间非常短C.无变形D.变形大正确答案:D13.高强螺栓与普通螺栓之间的主要区别是( )。
第一章绪论1.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2.填空题(1)某构件当其可靠指标 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。
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.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 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。
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,也不得小于;侧面角焊缝承受静载时,其计算长度不宜大于。
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。
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内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?三、计算题:1.一简支梁跨长为5.5m,在梁上翼缘承受均布静力荷载作用,恒载标准值为10.2kN/m(不包括梁自重),活载标准值为25kN/m,假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。
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,也不得小于;侧面角焊缝承受静载时,其计算长度不宜大于。
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。
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内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?三、计算题:1.一简支梁跨长为5.5m,在梁上翼缘承受均布静力荷载作用,恒载标准值为10.2kN/m(不包括梁自重),活载标准值为25kN/m,假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。
梁的截面选用I36a轧制型钢,其几何性质为:W x=875cm3,t w=10mm,I / S=30.7cm,自重为59.9kg/m,截面塑性发展系数 x=1.05。
钢材为Q235,抗弯强度设计值为215N/mm2,抗剪强度设计值为125 N/mm2。
试对此梁进行强度验算并指明计算位置。
(恒载分项系数γG=1.2,活载分项系数γQ=1.4)2.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱,长10.0m ,截面由2I32a 组成,两肢件之间的距离300cm ,如图所示,尺寸单位mm 。
试求该柱最大长细比。
注:一个I32a 的截面面积A = 67cm 2,惯性矩I y =11080cm 4,I x1 = 460cm 43.试计算下图所示连接中C 级螺栓的强度。
已知荷载设计值F =45kN ,螺栓M20,孔径21.5mm ,b v f =130N/mm 2,bc f =305 N/mm 2。
4.图示焊接工形截面梁,在腹板上设置一条工厂对接焊缝,梁拼接处承受内力为M =2500kN ·m ,V =500kN ,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 IIM w w 。
5.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 =215N/mm 2,w t f =185N/mm 2。
(假定剪力全部由腹板上的焊缝承受)6.图示一柱间支撑与柱的连接节点,支撑杆承受轴心拉力设计值N =300kN ,用2L80×6角钢做成,钢材均为Q235钢,焊条为E43型,手工焊。
已知w f f =160N/mm 2。
①支撑与节点板采用两侧角焊缝相连(绕角焊),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,试验算该连接焊缝强度。
7.设计如图所示矩形拼接板与板件用普通螺栓连接的平接接头,图中长度单位为mm 。
已知轴心拉力设计值N =450kN ,有关强度设计值b v f =130N/mm 2,b c f =305N/mm 2,ƒ=215N/mm 2。
粗制螺栓d =20mm ,孔径d 0=21.5mm 。
8.图示一用M20普通螺栓的钢板拼接接头,钢材为Q235,ƒ=215 N/mm 2。
试计算接头所能承受的最大轴心力设计值N max 。
螺栓M20,孔径21.5mm ,b v f =130N/mm 2,b c f =305 N/mm 2。
9.用轧制工字钢I36a (材料Q235)做成的10m 长两端铰接柱,轴心压力的设计值为650kN ,在腹板平面承受均布荷载设计值q =6.24kN/m 。
试计算此压弯柱在弯矩作用平面内的稳定有无保证?为保证弯矩作用平面外的稳定,需设置几个侧向中间支承点?已知:A=76.3cm 2,W x =875cm 3,i x =14.4cm ,i y =2.69cm ,f =215N/mm 2。
10.一两端铰接焊接工字形截面轴心受压柱,翼缘为火焰切割边,截面如图所示。
杆长为9m ,设计荷载N = 1000kN ,钢材为Q235钢。
试验算该柱的整体稳定及板件的局部稳定性是否均满足。
已知:f = 215N/mm 2,截面对x 轴和y 轴均为b 类截面。
验算公式:整体稳定:f AN ≤ϕ局部稳定:翼缘的宽厚比:y f t b 235)1.010(1λ+≤;腹板的高厚比:yw f t h 235)5.025(0λ+≤b 类截面轴心受压构件的稳定系数11.如图所示为二简支梁截面,其截面面积大小相同,跨度均为12m ,跨间无侧向支承点,均布荷载大小亦相同,均作用在梁的上翼缘,钢材为Q235,试比较梁的稳定系数b ϕ,说明何者的稳定性更好。
参考答案一、填空题: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 f8.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?答:级别代号中,小数点前的数字是螺栓材料经热处理后的最低抗拉强度,小数点后数字是材料的屈强比(f y /f u)。
8.8级为:f u≥800N/mm²,f y /f u=0.8;10.9级为:f u≥1000N/mm²,f y/f u=0.9。
2.焊缝可能存在哪些缺陷?答:焊缝可能存在的缺陷有裂纹、气孔、夹碴、烧穿、咬边、未焊透、弧坑和焊瘤。
3.简述钢梁在最大刚度平面内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。
答:钢梁侧向抗弯刚度和扭转刚度不足时产生侧向弯曲和截面扭转;主要因素:梁侧向抗弯刚度,自由扭转刚度,荷载种类和作用位置以及梁受压翼缘的自由长度。
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?答:建筑钢材的主要机械性能指标有:①屈服点f y,通过一次静力单向拉伸试验确定;②抗拉强度f u,通过一次静力单向拉伸试验确定;③伸长率δ5(δ10),通过一次静力单向拉伸试验确定;④180o冷弯性能,通过冷弯试验确定;⑤冲击韧性,通过冲击试验确定。
5.什么是钢材的疲劳?答:钢材在连续反复荷载作用下,当应力还低于钢材的抗拉强度,甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏,这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。
6.选用钢材通常应考虑哪些因素?答:选用钢材通常考虑的因素有:①结构的重要性;②荷载特征;③连接方法;④结构的工作环境温度;⑤结构的受力性质。
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?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。
8.焊缝的质量级别有几级?各有哪些具体检验要求?答:焊缝质量分为三个等级。
三级质量检查只对全部焊缝进行外观缺陷及几何尺寸检查,其外观可见缺陷及几何尺寸偏差必须符合三级合格标准要求;二级质量检查除对外观进行检查并达到二级质量合格标准外,还需用超声波或射线探伤20%焊缝,达到B级检验Ⅲ级合格要求;一级质量检查除外观进行检查并符合一级合格标准外,还需用超声波或射线对焊缝100%探伤,达到B级检验Ⅱ级合格要求(见《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001)。
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?答:普通螺栓连接中的抗剪螺栓连接是依靠螺栓抗剪和孔壁承压来传递外力。
当受剪螺栓连接在达到极限承载力时,可能出现五种破坏形式,即螺栓被剪断、孔壁被挤压坏、构件被拉断、构件端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。
高强螺栓连接中的抗剪螺栓连接时,通过拧紧螺帽使螺杆产生预拉力,同时也使被连接件接触面相互压紧而产生相应的摩擦力,依靠摩擦力来传递外力。
它是以摩擦力刚被克服,构件开始产生滑移作为承载能力的极限状态。
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?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)。
11.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。