西南大学网络教育土木工程专业《钢结构设计》作业及答案(完整版)

⑥可拆卸的结构西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷⑦容器和其他构筑物⑧轻型钢结构类别：网教专业：土木工程2017年6月⑨钢和砼的组合结构2、焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？课程名称【编号】：钢结构设计【0759】A卷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，其外观可见缺大作业满分：100分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一、名词解释（每题10分，任选2题，共20分）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1、塑性3、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塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性。

有何不同？2、摩擦型高强度螺栓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？提高钢梁整体稳定依靠螺帽和螺母之间的摩擦力来承受工作荷载的螺栓称为摩擦型高强度螺栓。

.的有效措施是什么？3、残余应力三、计算题（任选1题，共40分）构件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，1、如图所示某连接板使用双面角焊缝与柱翼缘相连，h f=6mm，承受偏心剪力V的作用(静若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件力荷载)，试确定此焊缝所能承受的V的最大值。

已知钢材为Q235B级，手工焊，焊条内，则这种残留的作用与影响称为残留应力或残余应力。

4、受弯构件的整体失稳为E43系列，fw2。

图中长度单位均为mm。

f=160N／mm受弯构件在荷载作用下，虽然其正应力还低于钢材的强度，但其变形会突然偏离原来的弯曲变形平面，同时发生侧向弯曲和扭转，这种现象为受弯构件的整体失稳二、问答题（每题20分，任选2题，共40分）1、钢结构的合理应用范围是什么？①大跨结构②工业厂房③受动力荷载影响的结构④多层和高层建筑⑤高耸结构-1-2、验算两端铰接、跨度为6m的轧制工字型钢梁的强度是否满足要求。

2018西南大学网络教育《钢结构设计》答案第一篇：2018西南大学网络教育《钢结构设计》答案1、阐述钢结构的特点及应用。

钢结构主要是指由钢板、热轧型钢、冷加工成型的薄壁型钢以及钢索制成的工程结构，它是土木工程的主要结构形式之一。

与其他材料的结构相比，具有如下特点：(1)建筑钢材强度高、强重比大；塑性、韧性好。

所以强重比大，结构的自重就轻；塑性好，钢结构在一般的条件下不会因超载而突然断裂，只会增大变形，故容易被发现。

(2)材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。

钢材内部组织比较均匀，接近各向同性可视为理想的弹塑性体材料，因此，钢结构的实际受力情况和工程力学的计算结果比较符合，在计算中采用的经验公式不多，从而，计算的不确定性较小，计算结果比较可靠。

(3)工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。

钢结构所用材料皆可由专业化的金属结构厂轧制成各种型材，加工制作简便，准确度和精密度都较高。

制成的构件可运到现场拼装，采用焊接或螺栓连接。

钢结构的下列缺点有时会影响钢结构的应用：(1)易锈蚀，耐腐性差。

钢材在潮湿环境中，特别是在处于有腐蚀性介质的环境中容易锈蚀。

因此，新建造的钢结构应定期刷涂料加以保护，维护费用较高。

(2)耐热不耐火。

在需要防火时，应采取防火措施，如在钢结构外面包混凝土或其他防火材料，或在构件表面喷涂防火涂料等。

(3)钢结构在低温条件下可能发生脆性断裂。

钢结构在低温和某些条件下，可能发生脆性断裂，还有厚板的层状撕裂等，都应引起设计者的特别注意。

钢结构的主要应用范围有：1）重型厂房结构，2）大跨度房屋的屋盖结构，3）高层及多层建筑，4）轻型钢结构，5）塔桅结构，6）板壳结构，7）桥梁结构，8）移动式结构2、3、4、5、阐述普通钢屋架中支撑的形式及作用。

答：支撑形式:上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。

1）上弦横向水平支撑（必设）作用：传递山墙风力；减少上弦压杆侧向计算长度；保证屋架平面外稳定。

[0759]《钢结构设计》一、填空题[填空题]1、在钢屋架设计中，对于受压构件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采用原则。

2、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，钢结构设计规范对屋架杆件规定了。

3、钢结构设计规范将钢材分为四组，钢板越厚，设计强度越。

4、常用的有檩条钢屋架的承重结构有、、、和等。

5、现行钢结构设计法是。

6、梯形屋架下弦支座节点处应设性系杆。

7、在横向水平支撑布置在第二柱间时，第一柱间内的系杆应为性系杆。

8、柱头的传力过程为。

9、柱脚由、、、、组成。

10、梁的最大可能高度一般是由建筑师提出，而梁的最小高度通常是由梁的要求决定的。

11、对结构或构件进行正常使用极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的。

12、垂直于屋面坡度放置的檩条按构件计算13、三角形屋架由于外形与均布荷载的弯矩图不相适应，因而杆的内力沿屋架跨度分布很不均匀。

14、系杆可分为刚性系杆和柔性系杆，通常刚性系杆采用双角钢，按设计。

15、在钢屋架的受压杆件设计中，确定双角钢截面形式时，应采用的原则16、组成单层钢结构厂房结构的构件按其作用可归并为下列几个体系、、、、、。

17、柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与砼基础间的或设置承受。

18、钢结构设计除计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算。

19、冷加工硬化，使钢材强度，塑性和韧性，所以普通钢结构中常用冷加工硬化来提高钢材强度。

参考答案：1、在钢屋架设计中，对于受压构件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采等稳定性原则。

2、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，钢结构设计规范对屋架杆件规定了容许长细比。

3、钢结构设计规范将钢材分为四组，钢板越厚，设计强度越小。

4、常用的有檩条钢屋架的承重结构有屋架、檩条、屋面材料、和支撑等。

5、现行钢结构设计法是以概率理论为基础的极限状态设计法。

6、梯形屋架下弦支座节点处应设刚性系杆。

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷
类别：网教(网教/成教) 专业：土木工程 2018年12月
课程名称【编号】：钢结构设计【0759】 A 卷 大作业 满分：100分 以下考题考生任意选做2题（50分 /题）
1、焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？
2、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？
3、一钢桁架的受压腹杆，采用填板连接而成的双角钢T 形截面构件，角钢用2L50×5。

腹杆的两端分别焊于上、下弦杆的节点板上，节点中心距为1.2m ，角钢截面特性如图所示。

确定在节点板间连接两角钢的填板数。

4～5条件：如下图所示，某平台钢柱的轴心压力设计值为kN N 3400=，采用焊接工字型截面，翼缘钢板为剪切边，每侧翼缘板上有两个直径mm d 240=的螺栓孔。

钢柱采用Q235-B 钢制作，采用E43型焊条。

200
200
500
x
x
y
y 孔2Φ24
孔2Φ24
H500x400x10x20的毛截面几何特性：
I x =100300x104mm 4 I y =21340x104mm 4 i x =221mm
i y =102mm
A=206x102mm 3000
3000
x
4、假如柱腹板增设纵向加劲肋以保证腹板局部稳定，试问，稳定性计算时，该柱最大压
应力设计值（2mm N ）？
5、假设柱腹板不增设纵向加劲肋加强，且已知腹板的高厚比不符合要求，试问，强度计算时，该柱最大压应力设计值（2mm N ）？。

钢结构设计一、填空题[填空题]参考答案：1、在钢屋架设计中，对于受压构件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采等稳定性原则。

2、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，钢结构设计规范对屋架杆件规定了容许长细比。

3、钢结构设计规范将钢材分为四组，钢板越厚，设计强度越小。

4、常用的有檩条钢屋架的承重结构有屋架、檩条、屋面材料、和支撑等。

5、现行钢结构设计法是以概率理论为基础的极限状态设计法。

6、梯形屋架下弦支座节点处应设刚性系杆。

7、在横向水平支撑布置在第二柱间时，第一柱间内的系杆应为刚性系杆。

8、柱头的传力过程为 N→垫板→顶板→加劲肋→柱身。

9、柱脚由底板、靴梁、锚栓、隔板、肋板组成。

10、梁的最大可能高度一般是由建筑师提出，而梁的最小高度通常是由梁的刚度要求决定的。

11、在钢屋架设计中，对于受压杆件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采用等稳定性原则。

12、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，《钢结构设计规范》对屋架杆件规定了容许长细比。

13、垂直于屋面坡度放置的檩条按双向受弯构件计算14、三角形屋架由于外形与均布荷载的弯矩图不相适应，因而弦杆的内力沿屋架跨度分布很不均匀。

15、系杆可分为刚性系杆和柔性系杆，通常刚性系杆采用双角钢，按压杆设计。

16、在钢屋架的受压杆件设计中，确定双角钢截面形式时，应采用等稳定的原则17、组成单层钢结构厂房结构的构件按其作用可归并为下列几个体系横向平面框架体系、纵向平面框架体系、屋盖结构体系、吊车梁结构体系、支撑体系、墙架结构体系。

二、选择题[单选题]50、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间（）。

A：垫板数不宜少于两个 B：垫板数不宜少于一个 C：垫板数不宜多于两个 D：可不设垫板参考答案：A[单选题]49、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：底板的厚度参考答案：C[单选题]48、受弯构件钢材牌号为Q235-B，选用HN600×200×11×17，其抗弯、抗剪强度设计值分别为（）N/mm2。

《结构设计原理（钢结构）》一、单项选择题1.?下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 (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)?屈服强度f y3.?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)?5×1044.?焊接部位的应力幅计算公式为?(B)?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)?对称循环ρ=-16.?与侧焊缝相比，端焊缝的 (B)?静力强度更高7.?钢材的屈强比是指? (C)?屈服强度与极限强度的比值8.?钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 (B)?疲劳破坏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)?计算结果不可靠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)?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K1、K2为 (A)?12.?轴心受力构件用侧焊缝连接，侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是(A)?两头大中间13.?焊接残余应力不影响钢构件的??(B)?静力强度14.?将下图（a）改为（b）是为了防止螺栓连接的??(D)?杆受弯破坏15.?规范规定普通螺栓抗拉强度设计值只取螺栓钢材抗拉强度设计值的?0.8?倍，是因为??(C)?撬力的不利影响1.?受剪栓钉连接中，就栓钉杆本身而言，不存在疲劳问题的连接是??(D)?受剪摩擦型高强度螺栓2.???(D)?考虑拧紧螺栓时扭矩产生的剪力的不利影响3.?以被连板件间之间的静力摩擦力作为其极限值的连接是??(C)?摩擦型高强度螺栓连接4.?用螺栓连接的轴心受力构件，除了要验算净截面强度外，还要进行毛截面强度验算的连接螺栓连接是??(C)?摩擦型高强度螺栓连接5.?提高轴心受压构件的钢号，能显着提高构件的??(A)?静力强度6.?钢结构规范关于轴心受压钢构件整体稳定的柱子曲线（φ-λ关系曲线）有多条的根本原因是考虑了??(C)?残余应力的影响7.?工字形截面轴心受压钢构件局部稳定的验算方法是??(B)?验算宽厚比，且认为是“细长柱”8.? ?(D)?9.?采用格构式轴心受压构件，可以显着提高??(B)?构件绕虚轴的刚度10.?宽大截面轴心受压钢构件腹板局部稳定的处理方法：当构件的强度、整体稳定、刚度绰绰有余时，应采用???(C)?任凭腹板局部失稳11.?焊接组合梁翼缘的局部稳定保证通常是??(A)?验算宽厚比（增加翼缘厚度）13.?直接承受动力荷载的端焊缝强度提高系数为??(A)?βf=1.014.?吊车钢梁在设计荷载作用下应按哪个应力阶段设计计算??(A)?弹性阶段15.?工字形组合截面吊车钢梁在进行抗弯强度计算时，截面塑性部分发展系数取值为(A)?γx=γy?=1.016.?下列截面中，抗扭刚度最大的截面形式是??(D)?箱形截面17.?（静力荷载作用下）工字形截面梁的截面部分塑性发展系数为??(B)?r x=1.05,r y=1.218.?格构式构件应该用在当用实腹式时??(A)?强度有余但刚度不足的情况19.?轴心受压钢构件（如工字形截面）翼缘和腹板的宽厚比验算时，公式中的长细比取截面两主轴方向较大者是因为??(D)?材料力学公式中总体稳定由较大长细比方向控制20.?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??(C)?纯弯曲1.?某轴心受压钢构件绕x轴和绕y轴属于同一条的柱子曲线（即ф-λ关系曲线或表格），则，两轴等稳定的条件是??(A)?2.?钢材蓝脆现象发生的温度大约是??(B)?2500C3.?钢构件的受剪连接中栓钉类型不同，孔洞对构件强度削弱的程度不同。

1、如图所示试设计双角钢与节点板的角焊缝连接。

钢材为Q235-B。

焊条为E43型，手工焊。

作用着轴心力N=1000KN（设计值），试采用三面围焊进行设计。

答：1、初选螺栓①假设采用单行排列，根据螺栓的构造要求，在角钢2L90×6上的栓孔最大开孔直径为24mm，线距e=50mm 。

我们选M20螺栓，孔径d0=22mm，由螺栓的最大、最小容许距离确定螺栓边距及中距为顺内力方向；②端距：l1max=min{4d0,8t}=48mm , l1min=2 d0=44mm,取端距为45mm。

③中距：l2max=min{8d0,12t}=72mm, l2min=3 d0=66mm,取中距为70mm。

2、螺栓数目的确定：N b v =n v∏λ/4*bvf=2*（3.14*202/4）*140=87920NN b c =d∑t bcf=20*10*305=61000NN b min =min{ N bv, N bc}=61000N所需螺栓数目为：N≧N/ N bmin=6.4个，取7个螺栓之间的间距：l1=6*70=420mm>15 d0=330mm。

故螺栓的承载力设计值应乘以折减系数ηη=1.1-l1/150d0=1.1-420/(150*22)=0.972>0.7所需螺栓数目为：n≧N/ηN bmin=3.9*105/（0.972*61000）=6.58，取7个。

则螺栓布置如图所示。

3、构件净截面强度验算：A x=A-nd0t=2120-1*22*6*2=1856mmσ=N/ A x=3.9*105/1856=210.1N/mm2<f=215 N/mm2所以该连接按M20，d0=22mm，7个螺栓布置满足要求。

2、某焊接工字形截面柱，截面几何尺寸如图所示。

柱的上、下端均为铰接，柱高4.2m，承受的轴心压力设计值为1000kN，钢材为Q235，翼缘为火焰切割边，焊条为E43系列，手工焊。