高等钢结构 节点分析习题v13

高等钢结构作业一、如下图所示平面钢框架，柱截面采用Q345强度HW400X400X13X21，梁截面采用Q345强度HN600X200X11X17，梁柱节点均采用栓焊混合连接刚性节点，试采用Push-down方法分析柱①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨分别失效时平面钢框架的抗连续性倒塌性能。

123479685平面钢框架立面图梁柱栓焊混合连接节点图二、自选一个简支工字型钢梁截面，长度自定，上面作用有均布荷载或集中荷载（二者选其一），荷载比为0.3-0.7之间自选一个数值。

采用实体单元solid70和solid45，采用ANSYS分析得到承受ISO834标准火灾作用30分钟的温度-时间曲线和挠度-温度曲线。

要求作答过程如下：1.题目条件：钢梁截面为H？´？´？´？，长度为？米，荷载类型为？，选取荷载比为？，经计算荷载大小为？（？为自己确定的数据）。

2.分析过程（写出主要的分析过程，并附加必要的图片）3.分析结果（给出温度分析结果和结构分析结果）三、（参考钢结构设计规范计算）某办公楼内一完全抗剪连接组合梁，翼缘板计算宽度b e为1630mm，板厚h c为110mm，混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c=14.3N/mm2；钢梁为I32a，Q235钢，截面面积A为73.52cm2。

应用塑性设计法计算组合梁正弯矩截面抗弯承载力设计值M u。

如果翼缘板计算宽度b e为1230mm，板厚h c为100mm，混凝土强度等级为C20，计算此时的截面抗弯承载力设计值M u。

采用有限元软件对该组合梁进行有限元模拟，要求：（1）采用三等分加载，为保证得出纯弯段的极限承载力，可根据需要自行对剪弯段进行加强；（2）由于是完全抗剪连接，有限元软件计算中可不考虑栓钉作用；（3）通过有限元软件绘出弯矩-跨中位移曲线；（4）有限元混凝土应力-应变关系按《砼规》，钢材应力-应变关系取为理想弹塑性）；（5）有限元分析计算得到的承载力与规范公式计算结果进行对比，分析其差异原因。

《高等钢结构原理》节点分析习题作业系（所）：建筑工程系学号：1432055姓名：焦联洪培养层次：专业硕士选做题目：第一题2014年12月24日01[1.0] 梁柱节点如图01 示。

设梁柱钢材均为Q345，hb ×bb×tfb×twb =500×250×20×12（h 表示截面全高，下标b 表示beam,f 表示flange ，w 表示web ），hc ×bc ×tfc ×twc = 400×350×22×14（下标c 表示column ）。

不考虑梁端剪力对连接的影响。

问：（1）设图示连接中柱身未设加劲肋的情况。

假定翼缘采用一级对接焊缝、腹板采用焊脚尺寸hf=14mm 的双面角焊缝。

则保证该连接不失效，梁端作用的弯矩设计值最大为多少？（2）设在梁上下翼缘对应位置柱子有横向加劲肋的情况。

加劲肋厚度为20mm ，宽度为120mm 。

倘梁端弯矩达到其截面全塑形弯矩，计算该节点承载能力是否满足强度要求。

（3）如腹板改为摩擦型高强度螺栓连接，试选择螺栓级别、直径、排列等。

设梁端弯矩达到其在边缘屈服弯矩值。

梁截面尺寸 柱截面尺寸 (1)对于母材为Q345钢，一级对接焊缝的强度设计值为2,/295mm N f w t c =，角焊缝的强度设计值2/200mm N f w f =。

翼缘采用一级对接焊缝、腹板双面角焊缝，为保证该连接不失效，应以角焊缝的强度来作为控制强度(即角焊缝边缘达到强度设计值连接失效)。

考虑梁腹板两侧的开孔：4334.131681894212)28460(147.0212)2(7.0mm h h h I f b f b =⨯-⨯⨯=⨯-⨯= 42323484120000221020240212202102)2(212)2(mm t t b a t t b I fb fb b fbfb b f =⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯-⨯+⨯⨯-= 44.6158018944841200004.131681894mm I I I f b =+=+= 由w f f IMy ≤=σ得y I f M w f ≤ 带入参数连接承载能力为：2187.5703.570186939)14230/(4.615801894200m KN mm N M ⋅=⋅=-⨯≤ H 形钢柱受压时的强度和稳定计算。

《高等钢结构原理》节点分析习题作业系（所）：建筑工程系学号：1432055姓名：焦联洪培养层次：专业硕士选做题目：第一题2014年12月24日01[1.0] 梁柱节点如图01 示。

设梁柱钢材均为Q345，hb ×bb×tfb×twb =500×250×20×12（h 表示截面全高，下标b 表示beam,f 表示flange ，w 表示web ），hc ×bc ×tfc ×twc = 400×350×22×14（下标c 表示column ）。

不考虑梁端剪力对连接的影响。

问：（1）设图示连接中柱身未设加劲肋的情况。

假定翼缘采用一级对接焊缝、腹板采用焊脚尺寸hf=14mm 的双面角焊缝。

则保证该连接不失效，梁端作用的弯矩设计值最大为多少？（2）设在梁上下翼缘对应位置柱子有横向加劲肋的情况。

加劲肋厚度为20mm ，宽度为120mm 。

倘梁端弯矩达到其截面全塑形弯矩，计算该节点承载能力是否满足强度要求。

（3）如腹板改为摩擦型高强度螺栓连接，试选择螺栓级别、直径、排列等。

设梁端弯矩达到其在边缘屈服弯矩值。

梁截面尺寸 柱截面尺寸 (1)对于母材为Q345钢，一级对接焊缝的强度设计值为2,/295mm N f w t c =，角焊缝的强度设计值2/200mm N f w f =。

翼缘采用一级对接焊缝、腹板双面角焊缝，为保证该连接不失效，应以角焊缝的强度来作为控制强度(即角焊缝边缘达到强度设计值连接失效)。

考虑梁腹板两侧的开孔：4334.131681894212)28460(147.0212)2(7.0mm h h h I f b f b =⨯-⨯⨯=⨯-⨯= 42323484120000221020240212202102)2(212)2(mm t t b a t t b I fb fb b fbfb b f =⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯-⨯+⨯⨯-= 44.6158018944841200004.131681894mm I I I f b =+=+= 由w f f IMy ≤=σ得y I f M w f ≤ 带入参数连接承载能力为：2187.5703.570186939)14230/(4.615801894200m KN mm N M ⋅=⋅=-⨯≤H 形钢柱受压时的强度和稳定计算。

密封线共10页第1页9 下图所示为单角钢(L 80 X 5)接长连接，采用侧面角焊缝(Q235钢和E43型焊条，焊脚尺寸h f =5mm f f w 160N/mm2)。

求连接承载力设计值(静载)___________________________________________________________________ 。

(A)n 0.7h f l w f「= 2X 0.7 X 5X( 360-2 h f )X 160(B)2 X 0.7 X 5X( 360)X 160(C)2 X 0.7 X 5X(60X 5-2 h f)X 160 (D)2 X 0.7 X 5X 300X 16010 普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I •螺栓剪断；n.孔壁承压破坏；m,板件端部剪坏；IV.板件拉断；V.螺栓弯曲变形。

其中种形式是通过计算来保证的。

(A) I , n,m (B) I ,n,v (C) IHG , n, V (D) n,m,v11 剪力螺栓在破坏时，若栓杆细而连接板较厚时易发生破坏；若栓杆粗而连接板较薄时，易发生破坏。

12双肢缀条格构式轴心受压柱，实轴为x x轴，虚轴为y y轴，应根据__________ 确定肢件间距离(A) ox oy (B) x [ y 2么(c) x .2 27A (D) x y\ A113轴心受压杆的强度与稳定，应分别满足。

(A) N 上N £N N —f, 一 f (B) f,A n A n A n A N N 占N N(c) f , ——f(D) —f, —A A n A A式中，A为杆件毛截面面积；A。

为净截面面积。

14实腹式轴心受压构件应进行 ________(A)栓杆受弯破坏(B)构件挤压破坏(C) 栓杆受剪破坏(D)构件冲剪破坏(A)强度计算(B)强度、整体稳定、局部稳定和长细比计算(C)强度、整体稳定和长细比计算(D)强度和长细比计算二、填空题（每题1分，共10分）1当对接焊缝无法采用引弧板施焊时，每条焊缝的长度计算时应去。

2013高等级钢结构试题姓名：学号：专业：计算题：（注：计算题1-3参照《钢结构的性能与LRFD规范》一书进行计算，4-5参照中国钢结构规范和《铸钢节点技术应用规程》规范进行计算）1、如图一所示，确定对接接头中的螺栓所能传递的最大轴向拉力P （30%的恒载和70%的活载）。

主板厚1/2in，盖板厚3/8in。

假设螺纹不在剪切平面内，标准螺栓孔内的A490螺栓直径为1in。

钢板采用A514等级为100的钢材。

L=13/4in,p=31/2in。

考虑承压型接头。

图一2、确定四个铰接柱的欧拉荷载和欧拉应力。

柱的长度L=30ft,弹性模量E=29000ksi，如图2。

横截面为:（a）边长为4.36in的方形截面柱;b）四个6x4x1/2角钢背靠背放置，且用螺栓连接在一起，留给连接板3/4in 间隙；（c ）同样的四个角钢焊接在一起形成矩形钢管;（d ）同样的四个角钢使用缀条连接形成12in x 16in 的开口盒形截面。

角钢L6x4x1/2的数据如图（e ）所示。

图二3、一跨度为30ft 的简支梁，试选择最轻的W 形截面。

只在梁的端部和跨中布置侧向支撑。

恒荷载为0.50klf（包括自重），活荷载为2.5klf。

采用A992钢。

活荷载作用下所产生的挠度值不能超过in 411。

4、已知如下图所示为铸钢与圆钢管的焊接，钢管直径为273mm，壁厚10mm，如图所示。

（1）焊缝采用对接焊缝和角接焊缝时分别对焊缝进行设计。

（2）查照规范在此焊接情况下，对铸钢型号进行选择并求出此时铸钢的壁厚。

5、如图所示为一销栓结构，销栓的尺寸如下图所示，销栓结构上部连接为圆钢管，按照等强原则计算销栓结构受拉时，此销栓结构受拉不破坏时，试求此时的销栓连接端部的长度t，所求部位如图所示的。

1-1在高层钢结构设计中，为什么说水平荷载成为决定因素，结构侧移成为控制指标?一方面结构自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房髙度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与楼房高度的二次方成正比；另一方面，对某一高度的楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化，从而使合理确定水平荷载比确定竖向荷载困难。

1)结构顶点的侧移△与结构高度H的四次方成正比;2)结构的侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系;过大侧移会使人产生不安全感；使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用；因P-△效应而使结构产生附加内力，使结构安全受威胁。

1-2在高层钢结构设计中，为什么需要考虑柱的轴向变形和梁柱节点域的剪切变形？在高层钢结构中，由于柱中轴力大（特别是底层柱），因而轴向变形大，同时各柱轴向变形差异随房屋高度的增加而加大。

当房屋很高时，中柱和边柱的轴向压缩差异将会达到较大数值，其后果相当于连续梁的中间支座产生沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

因此，若忽略柱中轴向变形，将会使结构内力和位移的分析结果产生一定的误差。

另一方面，在高层建筑中，特别是在超高层建筑中，柱的负载很大，其总高度又很大，整根柱在重力荷载下的轴向变形有时可能达到数百毫米，对建筑物的楼面标高产生不可忽视的影响。

因此，在构件下料时，应根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整。

在结构设计中，钢框架的梁、柱大都采用工字形或箱形截面，若假设梁、柱端弯矩完全由梁、柱翼缘板承担，并忽略轴力对节点域变形的影响，则节点域可视为处于纯剪切状态工作，加之节点域板件一般较薄，剪切变形较大，因此，对结构内力和侧移的影响不能忽视。

1-3试述线性构件、平面构件和空间构件的特点与区别。

(1)线形构件具有较大长细比的细长构件，称为线形构件或线构件。

钢结构习题及答案作业一：验算轴心受压柱的强度和稳定，柱高为9m ，两端铰接，在两个三分点处均有侧向支撑以阻止其在弱轴方向过早失稳，采用型号为 HM294× 200×8 ×12 的 Q235 热轧中翼缘 H 型钢，其受轴 心力 N=1000kN ，截面内有两个安装螺栓， 孔径为 d 0＝23mm （如 图所示）。

解：(1) 截面特性查型钢表得 HM294× 200×8×12 的截面特性如下：2，i A=73.03cmx =12.5cm ，i y =4.69cm(2) 验算强度2A n7303 8 25 2 6903mmN An1000000 690322144.9N / mmf 215 N / mm（满足）(3) 验算构件整体稳定依题意可知：l0x 9.0 m，l0y 3.0m ，x l0x i x 9000 125 72 （a类）查得0.829 y l0y i y 3000 46.9 64 （b 类）查得0.786N A10000000.786 73032 2174.2 N / mm f 215 N / mm （满足）经验算，该柱的强度和整体稳定满足要求。

作业二：试计算下图所示两种焊接工字钢截面（截面面积相等）轴心受压柱所能承受的最大轴心压力设计值和局部稳定，并作比较说明。

柱高10m，两端铰接，翼缘为焰切边，钢材为Q235。

2 520 0 58 1040 252400 500解：第一种截面：(1) 算截面特性2A 500 8 500 20 2 24000mm3 3 4I (500 540 492 500 ) /12 1436000000mmx3 4I 2 20 500 /12 416666667mmyi I A mm，/ 244.6x xi I / A 131.8mmy y(2) 由整体稳定确定承载力1000040.9 [ ] 150x ，244.6y 10000131.875.9 [ ] 150由max x 75.9 查b 类截面得0.7153N Af 0.715 24000 205 10 3518kN(3) 验算局部稳定b 500 8 235112.3 (10 0.1 ) (10 0.1 75.9) 17.6maxt 2 20 fy（满足）h 500 23562.5 (25 0.5 ) (25 0.5 75.9) 62.95maxt 8 fw y（满足）故该截面柱承载力为3518kN。

钢结构课后习题答案（仅供参考）第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解：（1）三面围焊 2160/wf f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。

（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h m m = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。

223332480.720.76160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。

•第1-2章选择•在结构设计中，失效概率P「与可靠指标B的关系为（B）已越大，B越小，结构可靠性越差。

•按承载力极限状态设计钢结构时，应考虑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。

钢材的设计强度是根据C屈服点确定的。

•钢结构设计中钢材的设计强度为D钢材的强度标准值除以抗力分项系数。

•钢材是理想的C弹塑性体。

•钢结构中使用钢材的塑性指标，主要用D伸长率表示。

•钢材的伸长率〈用来反映材料的C塑性变形能力。

•建筑钢材的伸长率与D试件断裂后标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关•钢材的三项主要力学性能为A抗拉强度、屈服强度、伸长率。

•钢材的剪切模量数值女低壬钢材的弹性模量数值。

•在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是B塑性破坏的典型特征。

•钢中硫和氧的含量超过限量时，会使钢材B热脆。

•以下关于应力集中的说法中法确的是B应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制。

•钢材在低温下，强度A提高,塑性B下降,冲击韧性B下降。

•钢材经历了应变硬化（应变强化）之后A强度提高。

•下列因素中A钢材的屈服点的大小与钢构件发生脆性破坏无直接关系。

•钢材牌号Q235、Q345、Q390、Q420是根据材料A屈服点命名的。

•沸腾钢与镇静钢冶炼济注方法的法要不同之处是C沸腾钢不加脱氧剂。

•对钢材的分的是根据钢材的D厚度与直径确定的。

•型钢中的H型钢和工字钢相比，B前者的翼缘相对较宽。

•第3章•焊缝连接计算方法分为两类，它们是C对接焊缝和角焊缝。

•直角角焊缝的有效厚度h e= （A）0. 7h fo•在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为C两端大、中间小。

•斜角焊缝主要用于C钢管结构。

•部分焊透的焊缝计算应按B角焊缝计算。

•关于重级工作制吊车焊接吊车梁的腹板与上翼缘间的焊缝，D可采用二级焊透对接焊缝。

•产牛焊接残余应力的主要因素之一是C焊接时热量分布不均。

•承受静力荷载的构件，当所用钢材具有良好的塑性时，焊接残余应力并不影响构件的A静力强度。

2.1 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 Eσεαεα=+-=+-2.2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 =f yσ图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610y f Eε===⨯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 Eεε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869cc Eσεε=-=可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=2.3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）。

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、16mmB、20mmC、25mmD、30mm4．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、C2、D3、A4、C5、A6、C7、C8、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、4mmB、6mmC、8mmD、10mm2．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％。

.\钢结构的材料1.在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是______的典型特征。

脆性破坏塑性破坏强度破坏失稳破坏2.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。

到达屈服应力时到达极限应力时试件断裂瞬间试件断裂后3.钢材的设计强度是根据 ______确定的。

比例极限弹性极限屈服点极限强度4.结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用______表示。

流幅冲击韧性可焊性伸长率5.在钢结构房屋中，选择结构用钢材时，下列因素中的______不是主要考虑的因素。

建造地点的气温荷载性质钢材造价建筑的防火等级6.热轧型钢冷却后产生的残余应力______。

以拉应力为主以压应力为主包括拉、压应力拉、压应力都很小7.型钢中的钢和工字钢相比，______。

前者的强度相对较高两者的两者所用的钢材不同前者的翼缘相对较宽翼缘都有较大的斜度8.钢材内部除含有 Fe、 C 外，还含有害元素 ______。

N,O,S,P N,O,Si Mn,O,P Mn,Ti9.有二个材料分别为 3 号钢和 16Mn钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，焊条应选用 ______ 型。

.\ E43E50E55T5010.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______指标。

低温屈服强度低温抗拉强度低温冲击韧性疲劳强度11.钢材脆性破坏同构件 ______无关。

应力集中低温影响残余应力弹性模量12.普通碳素钢标号 C3 表示 ______。

甲类平炉 3 号沸腾钢乙类氧气顶吹 3 号沸腾钢特类平炉 3 号沸腾钢丙类平炉 3 号镇静钢13.3 号镇静钢设计强度可以提高5%，是因为镇静钢比沸腾钢 ______好。

脱氧炉种屈服强度浇注质量14.钢材的理想σ－ε 曲线（包括考虑焊接应力和不考虑焊接应力）是______。

A B C D15.普通碳素钢强化阶段的变形是______。

完全弹性变形完全塑性变形弹性成分为主的弹塑性变形塑性成分为主的弹塑性变形16.下列因素中， ______与钢构件发生脆性破坏无直接关系。

5.格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于X的换算长细比ox是考虑〔A格构构件的整体稳定承载力高B考虑强度降低的影响D考虑剪切变形的影A没有本质差异B施工方法不同C承载力计算方法不同D材料不同7.为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应〔〕。

A控制肢间距B控制截面换算长细比C控制单肢长细比D控制构件计算长度8. 梁的纵向加劲肋应布置在〔A靠近上翼缘B靠近下翼缘9. 同类钢种的钢板，厚度越大〔A.强度越低B.塑性越好〕。

C靠近受压翼缘D靠近受拉翼缘]C.韧性越好D.部构造缺陷越少10.在低温工作的钢构造选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需〔〕指A.低温屈服强度B.低温抗拉强度C.低温冲击韧性11.钢材脆性破坏同构件〔〕无关。

A应力集中B低温影响C剩余应力D弹性模量12 .焊接剩余应力不影响构件的〔〕A.整体稳定B.静力强度C.刚度13.摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力〔D.疲劳强度D.局部稳定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14 .直角角焊缝的焊脚尺寸应满足的厚度。

D.与螺栓的性能等级无关h fmin 1.5jt1 及h fmax 1.2?七2,那么t〔、t?分别为〔〕A. t〔为厚焊件，t2为薄焊件C. t1、t2皆为厚焊件B. t1为薄焊件，t2为厚焊件D. t1、t2皆为薄焊件1 .表达钢材塑性性能的指标是〔〕A. 屈服点B.强屈比C.延伸率D.抗拉强度2. 在构造设计中，失效概率pf与可靠指标6的关系为（）。

A. pf越大，6越大，构造可靠性越差B. pf越大，6越小，构造可靠性越差C. pf越大，6越小，构造越可靠D. pf越大，6越大，构造越可靠3 .对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制（）来保证的。

A.稳定承载力B.挠跨比C.静力强度D.动力强度4. 钢框架柱的计算长度与以下哪个因素无关〔〕A.框架在荷载作用下侧移的大小B.框架柱与根底的连接情况C.荷载的大小D.框架梁柱线刚度比的大小15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是〔〕。

《高等钢结构》复习题（1） 按承载力极限状态和正常极限状态设计钢结构时，应考虑荷载效应的哪种组合？承载力极限状态：基本组合；正常使用状态：标准组合。

（2）钢材的设计强度是根据钢材的什么确定的？钢材的屈服强度y f 除以抗力分项系数R r 。

钢结构的塑性好、韧性好指的是什么？各用什么指标表示？塑性好，结构在静载和动载作用下具有足够的应变能力，可减轻结构脆性破坏的倾向，同时可通过较大的塑性变形调整局部压力。

韧性好，结构具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。

塑性：伸长率。

韧性：材料断裂时所吸收的总能量（包括弹性和非弹性）来度量。

钢结构的两种主要破坏形式是什么？各有什么特点？塑性破坏：破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的端口呈纤维状，色泽发暗。

脆性破坏：破坏前没有任何预兆，破坏是突然发生的，端口平直并呈有光泽的晶粒状。

（1） 钢材牌号是根据材料的什么命名的？同一牌号钢材为什么设计强度不同？钢的牌号由代表屈服点的的字母Q 、屈服点数值、质量等级符号（A 、B 、C 、D ）、脱氧方法符号四部分按顺序组成。

钢的牌号仍有质量等级符号，分为A 、B 、C 、D 、E 五个等级。

E 级主要是要求-40 C 的冲击韧性。

（2） 沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法的主要不同之处是什么？镇静钢脱氧充分，沸腾钢脱氧较差。

（3） Q235钢材A 、B 、C 、D 四个等级主要什么指标不同？A 级钢只保证抗拉强度、屈服点和伸长率，B 、C 、D 级钢均保证抗拉强度、屈服点、伸长率、抗弯性和冲击韧性。

（4） 工字钢的翼缘和腹板性能是否相同？（9）如果钢材具有 较好的塑性和韧性 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。

（10）对于焊接结构，除应限制钢材中的硫、磷的极限含量外，还应限制碳 的含量不超过规定值。

（11）钢材的硬化，提高了钢材的 屈服点 ，降低了钢材的 塑性和韧性 。

（12）随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为 时效硬化，俗称老化 。

钢结构习题及答案一、单选题（共46题，每题1分，共46分）1.超声检测中，选用晶片尺寸大的探头的优点是 ( )。

A、减少材质衰减损失B、曲面探伤时减少耦合损失C、辐射声能大且能量集中D、有利于提高曲面探伤效率正确答案：C2.普通螺栓孔成孔的方法是 ( )。

A、钻孔成型B、气割扩孔C、气割成型D、气焊成型正确答案：A3.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、120B、100C、125D、150正确答案：D4.使用电阻应变仪测量应变时，在完成接线 (组桥) 后通常都要对应变仪进行“灵敏系数设置”和 ( )。

A、初读数B、调零C、校准D、通道切换正确答案：B5.两端固支的钢框架梁采用静荷载试验检验其抗弯性能时，其应变测点宜按以下（）布置。

A、跨中翼缘不少于 2 个B、支座翼缘不少于 2 个C、跨中腹板不少于 2 个D、跨中及支座翼缘均不少于 2 个6.直接目视检测时，眼睛与被检工件表面的距离不得大于（），视线与被检工件表面所成夹角不得小于( )，并宜从多个角度对工件进行观察。

（）A、800mm,30°B、600mm,45°C、800mm,30°D、600mm,30°正确答案：D7.一般常用规格的大六角头高强度螺栓的初拧扭距应为( )N ·m。

A、300-400B、200-400C、300-500D、200-300正确答案：D8.钢材剩余厚度应为未锈蚀的厚度减去锈蚀的代表值，钢材未锈蚀的厚度为 ( )。

A、设计值B、理论尺寸C、可在该构件未锈蚀区量测D、名义尺寸正确答案：C9.高强度大六角头螺栓连接副施拧可采用 ( )。

A ：转矩法 b ：扭矩法c ：扭角法d ：转角法A、a ，cB、a ，dC、b ，cD、b ，d正确答案：D10.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 ( )。

1、解：（1）内力计算：檩条线荷载：p k=0.37×0.808+0.1+0.50×0.75=0.774 kN/mP=1.2 ×(0.37+0.808+0.1)+1.4 ×0.50 ×0.75=1.004 kN/mP x=psin21.800=0.373 kN/m Py=pcos21.800=0.932 kN/m弯矩设计值：M x=p y l2/8=0.932×62/8=4.19kN.mM y=p x l2/32=0.373×62/32=0.42kN.m(2)截面选择及强度验算选择轻型槽钢[10，如图所示。

W x=34.8cm3，W ymax=14.2cm3,Wymin=6.5cm3,I x=173.9cm4，i x=3.99cm，i y=1.37cm。

计算截面有孔洞削弱，考虑0.9的折减系数，则净截面模量为：W nx=0.9×34.8=31.30 cm3，W nymax=0.9×14.2=12.78 cm3，W nymin=0.9×6.5=5.85 cm3。

屋面能阻止檩条失稳和扭转，截面的塑性发展系数γx=1.05，γy=1.20，计算截面a、b点的强度为：σa=M x/γx W nx+ M y/γy W nymin=4.19×106/(1.05×31.32×103)+0.42×106/(1.2×5.85×103)=187.2N/mm2<215 N/mm2σb=M x/γx W nx+ M y/γy W nymax=4.19×106/(1.05×31.32×103)+0.42×106/(1.05×12.78×103) =158.7N/mm2<215 N/mm2(3)挠度计算υy=5/384·(0.774×cos21.80×60004)/（206×103×173.9×104）=33.85mm<l/150=40mm(无积灰)（4）构造要求λx=600/3.99=150.4<200，λy=300/1.37=219.0>200故此檩条不可兼作屋面平面内的支撑竖杆或刚性系杆，只可兼作柔性系杆。

一、选择题1 钢材在低温下，强度上 _____ 塑性_B _____ ，冲击韧性B _____（A）提高（B）下降（C）不变（D）可能提高也可能下降2 钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是一A—。

习题1, 1.2图3 在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是B_的典型特征。

（A）脆性破坏（B）塑性破坏（C）强度破坏（D）失稳破坏5 钢材的设计强度是根据一C—确定的。

（A）比例极限（B）弹性极限（C）屈服点（D）极限强度6 结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用一D—表示。

（A）流幅（B）冲击韧性（C）可焊性（D）伸长率（A）⑻ft）（D）7 钢材牌号Q235, Q345, Q390是根据材料一A—命名的。

（A）屈服点（B）设计强度（C）标准强度（D）含碳量8 钢材经历了应变硬化（应变强化）之后一A—。

（A）强度提高（B）塑性提高（C）冷弯性能提高（D）可焊性提高9型钢中的H钢和工字钢相比，一B—。

（A）两者所用的钢材不同（B）前者的翼缘相对较宽（C）前者的强度相对较高（D）两者的翼缘都有较大的斜度10 钢材是理想的一C—。

（A）弹性体（B）塑性体（C）弹塑性体（D）非弹性体11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，一B-采用E43焊条。

（A）不得（B）可以（C）不宜（D）必须13同类钢种的钢板，厚度越大，一A—。

（A）强度越低（B）塑性越好（C）韧性越好（D）内部构造缺陷越少14 钢材的抗剪设计强度fv与f有关，一般而言，fv =—A—。

(A)f /、.、3(B)、., 3 f (C)f / 3 (D)3f钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由一D —等于单向拉伸时的屈服点决定的。

(A)最大主拉应力(B)最大剪应力J (C)最大主压应力二3 (D)折算应力二eqk 是钢材的一A —指标。

(A)韧性性能(B) 强度性能 (C)塑性性能(D) 冷加工性能大跨度结构应优先选用钢结构，其主要原因是 —D_。