钢结构设计原理第七章
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钢结构设计原理知到章节测试答案智慧树2023年最新西安理工大学第一章测试1.钢结构更适合于建造大跨结构,这是由于()参考答案:钢结构自重轻而承载力高2.钢结构正常使用极限状态是指()参考答案:结构变形已不能满足使用要求3.结构承载力设计表达式中,是结构重要性系数,对于安全等级为一级的建筑结构,其取值为( )参考答案:1.14.在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标准值。
参考答案:对5.承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。
参考答案:对第二章测试1.动力荷载作用时,防止钢材发生脆性破坏的性能指标为()参考答案:180°冷弯2.引起钢材疲劳破坏的荷载为()参考答案:冲击荷载3.在低温工作的钢结构除了控制力学性能指标外,一定还要控制()参考答案:低温冲击韧性4.钢材的冷弯试验结果出现( )现象是冶金质量问题参考答案:分层起皮5.在钢材的有益元素中,是脱氧剂的元素是()参考答案:锰和硅6.同类钢种的钢板,板件厚度越薄,钢材的( )参考答案:强度越高7.构件发生断裂破坏前,无明显先兆的情况是( )参考答案:脆性破坏8.钢材中硫含量超过限制时,钢材可能会出现( )参考答案:热脆9.与钢构件发生脆性破坏无直接关系的是( )参考答案:钢材屈服点10.钢材的韧性性能是通过( )试验测定的参考答案:冲击试验第三章测试1.普通螺栓受剪连接中,当螺栓杆直径相对较粗,而被连接板件的厚度相对较小,则连接破坏可能是()参考答案:被连接板件挤压破坏2.每个高强度螺栓在构件间产生的最大摩擦力与下列哪一项无关()。
参考答案:构件厚度3.弯矩作用下的摩擦型抗拉高强度螺栓计算时,“中和轴”位置为()参考答案:螺栓群重心轴上4.高强度螺栓不正确的紧固方法是()参考答案:用普通扳手紧固5.角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接,当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时,()参考答案:角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝6.普通螺栓抗剪工作时,连接构件的端距和栓距不应过小,是防止( )参考答案:构件端部冲剪破坏7.侧面角焊缝沿着焊缝长度方向的应力分布为()参考答案:两边大,中间小8.直角角焊缝的有效厚度的取值为()参考答案:0.7hf9.某侧面直角角焊缝hf=6mm,由计算得到该焊缝所需计算长度60mm,考虑起落弧缺陷,设计时该焊缝实际长度取为()参考答案:72mm10.摩擦型高强度螺栓抗拉承载力设计值应取其设计预拉力的( )参考答案:0.8倍第四章测试1.钢结构梁计算公式,中()参考答案:表示截面部分进入塑性2.单向受弯梁失去整体稳定时是()形式的失稳。
《钢结构设计原理》课程习题第一章绪论1.简述钢结构的特点和应用范围。
2.试举例说明钢结构的主要发展趋势。
3.本课程主要包括哪些内容?学习本课程要注意哪些问题?4 .简要说明结构设计所采用过的方法。
目前《钢结构设计规范》主要采用何种设计方法?疲劳设计采用何种方法?5.结构可靠性的含义是什么?它包含那些功能要求?什么是结构的可靠度?可靠指标的含义?如何确定结构的可靠指标?6.“作用”和“荷载”有什么区别?影响结构可靠性的因素有哪些?7.什么是结构的极限状态?结构的极限状态分为几类,其含义各是什么?8.标准荷载、设计荷载有何区别?如何应用?第二章钢结构的材料1.简述Q235钢的破坏过程,并用图表示各破坏阶段的特征参数。
2.钢材的力学性能指标包括哪几项?3.解释概念:强度塑性韧性冷弯性能4.低合金结构钢的屈服强度是如何确定的?5.钢结构材料的破坏形式有哪几种?破坏特点?6.简述影响钢材脆性断裂的主要因素?如何避免不出现脆性断裂?7.什么是疲劳破坏?简述疲劳破坏的发展过程。
影响疲劳破坏的主要因素?8.解释概念:应力集中残余应力冷加工硬化和时效硬化蓝脆冷脆9.试说明应力集中易引起脆性断裂的原因。
10.解释钢材牌号的含义:Q235-B•F Q235-D11.什么叫疲劳强度?应力幅和应力比的含义?第三章轴心受力构件1.轴心受拉构件和轴心受压构件验算内容有何不同?2.简述轴心受拉构件的设计步骤。
3.轴心受压构件整体失稳的类型有哪几种?主要影响因素?4.简述确定轴心受压构件承载力的计算准则。
目前《钢规》采用何种方法?5.说明柱子曲线的含义。
柱子曲线是如何确定的?6.简述实腹式轴心受压构件的设计步骤。
7.推导格构式受压构件换算长细比的计算公式。
8.简述格构式压杆的设计步骤。
9.柱头、柱脚的常用构造形式有哪些?简述设计步骤。
10.某工作平台柱,两端铰接,柱高l=2.6m,Q235钢,I20a截面。
钢材比例极限fp=0.65fy,屈服强度fy=235N/mm2。
钢结构基本原理第一章概述1、钢结构设计是怎样确保结构安全、可靠、经济的?钢结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用,能够在设计使用年限内满足各项功能要求并且经济合理。
我国《建筑结构设计统一标准》规定,建筑结构必须满足安全性、适用性和耐久性的要求。
为使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用,确保质量的要求,建筑结构方案设计,包括结构选型设计占有重要的地位。
建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作,其有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析,才能做出优化的方案选择。
结构选型应综合考虑建筑对使用空间的要求、结构的合理几何体型、建筑结构材料的种类、结构设计理论的差异、经挤因素等多种影响因素。
4、钢材脆性破坏和塑性破坏的原因、现象及后果是什么?原因:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生,破坏前构件产生较大的塑性变形;脆性破坏前塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点,断裂从应力集中处开始。
现象:塑性破坏加载后有较大变形,因此破坏前有预兆,断裂时断口呈纤维状,色泽发暗。
脆性破坏加载后,无明显变形,因此破坏前无预兆,断裂时断口平齐,呈有光泽的晶粒状。
后果:脆性破坏危险性大。
塑性破坏可以及时采取措施予以补救,危险性相对于脆性破坏稍小。
7、钢材为什么会发生疲劳破坏?如何验算疲劳强度?钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载循环下不断扩展至断裂的脆性破坏。
第二章钢结构的连接1、钢结构有哪些连接方法?各有什么特点?答:钢结构常用的连接方法有:焊缝连接、螺栓连接、铆接;焊缝连接:属刚接(可以承受弯矩),除了直接承受动力荷载的结构中、超低温状态下,均可采用焊缝连接。
螺栓连接:属铰接(弯矩为零)一般情况下均可使用;特点是现场作业快,容易拆除,维修方便;铆接:当结构受力较小的情况下使用;2、焊缝的连接形式有哪些?简述各种连接形式的适用范围。
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-关系式。
tgα'=E'f 0f 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 0σF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)。
钢结构设计原理习题集及答案第一章绪论练习题一、简答题1.简述钢结构的特点和应用范围。
答:特点:(1)承载能力大;(2)稳妥可靠;(3)便于工业化生产,施工周期短;(4)密闭性好;耐热但不耐火;(5)耐腐蚀性差;(6)容易产生噪音应用范围:(1)承受荷载很大或跨度大,高度大的结构;(2)承受动力荷载作用或经常移动的结构;(3)经常拆装的拼装式结构;(4)对密闭性要求高的结构;(5)高温车间或需承受一定高温的结构;(6)轻型结构2.试举例说明钢结构的主要发展趋势。
答:(1)高性能钢材的研制;(2)设计方法和计算理论的改进;(3)结构形式的革新第二章钢结构的材料练习题一、单项选择题1、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2、钢材的设计强度是根据_ C__确定的。
(A) 比例极限 (B)弹性极限 (C) 屈服点 (D) 极限强度3、结构工程中使用钢材的塑性指标,目前最主要用_ D__表示。
(A) 流幅 (B)冲击韧性 (C) 可焊性 (D)伸长率4、钢材经历了应变硬化(应变强化)之后¬__ A___。
(A) 强度提高 (B)塑性提高 (C) 冷弯性能提高 (D) 可焊性提高5、下列因素中_ A__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、当温度从常温下降为低温时,钢材的塑性和冲击韧性_ B__。
(A) 升高 (B)下降 (C) 不变 (D) 升高不多7、钢材的力学性能指标,最基本、最主要的是_ C _时的力学性能指标。
(A) 承受剪切 (B) 承受弯曲(C)单向拉伸 (D) 两向和三向受力二、名词解释1.应力集中和残余应力答:(1)应力集中:实际结构中不可避免的存在孔洞、槽口、截面突然改变以及钢材内部缺陷等,此时截面中的应力分布不再保持均匀,不仅在孔口边缘处会产生沿力作用方向的应力高峰,而且会在孔口附近产生垂直于力的作用方向的横向应力,甚至会产生三向拉应力;(2)残余应力:在浇注、轧制和焊接加工过程中,因不同部位钢材的冷却速度不同,或因不均匀加热和冷却而产生。
钢结构设计原理复习第一章绪论1、钢结构的特点(前5为优点,后三为缺点)1)强度高、重量轻2)材质均匀,塑性、韧性好3)良好的加工性能和焊接性能(易于工厂化生产,施工周期短,效率高、质量好)4)密封性能好 5 )可重复性使用性 6 ) 耐热性较好,耐火性差7)耐腐蚀性差8)低温冷脆倾向2、钢结构的应用1)大跨结构【钢材强度高、结构重量轻】(体育馆、会展、机场、厂房)2)工业厂房【具有耐热性】3)受动力荷载影响的结构【钢材具有良好的韧性】4)多层与高层建筑【钢结构的综合效益指标优良】(宾馆、办公楼、住宅等)3、结构的可靠度:结构在规定的时间(50年),规定的条件(正常设计、正常施工、正常使用、正常维护)下,完成预定功能的概率。
4、结构的极限状态:承载能力极限状态(计算时使用荷载设计值)、正常使用极限状态(荷载取标准值)5、涉及标准值转化为设计值的分项系数:恒荷载取1.2 活荷载取1.4第二章钢结构的材料1、钢材的加工①热加工:指将钢坯加热至塑性状态,依靠外力改变其形状,生产出各种厚度的钢板和型钢。
(热加工的开轧和锻压温度控制在1150-1300℃)②冷加工:指在常温下对钢材进行加工。
(冷作硬化现象:钢材经冷加工后,会产生局部或整体硬化,即在局部或整体上提高了钢材的强度和硬度,降低了塑性和韧性的现象)③热处理:指通过加热、保温、冷却的操作方法,使钢材的组织结构发生变化,以获得所需性能的加工工艺。
(退火、正火、淬火和回火)3、钢材的六大机械性能指标屈服点f y:它是衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。
(作为钢结构设计可以达到的最大应力)抗拉强度f u:它是钢材破坏前所能承受的最大应力。
(强度的安全储备)伸长率δ:代表材料断裂前具有的塑性变形能力。
断面收缩率ψ:断面收缩率ψ越大,钢材的塑性越好。
冷弯性能(塑性):钢材在冷加工(常温下加工)产生塑性变形时,对发生裂缝的抵抗能力。
冲击韧性:【韧性:反映钢材抵抗冲击荷载、动力荷载的能力,是钢材在变形和断裂中吸收能量的度量。
《钢结构设计原理》复习思考题第1章绪论1.钢结构与其它材料的结构相比,具有哪些特点?1)钢材强度高,结构重量轻2)材质均匀,且塑性韧性好3)良好的加工性能和焊接性能4)密封性好5)钢材的可重复使用性6)钢材耐热但不耐火7)耐腐蚀性差8)钢结构的低温冷脆倾向2.结合钢结构特点,钢结构有哪些合适的应用范围?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6)可拆卸的结构7)容器和其他构筑物8)轻型钢结构9)钢和混凝土的组合结构3.我国《钢结构设计规范》规定钢结构采用什么设计方法?具体的准则是什么?设计方法主要以概率极限状态设计法为主,对于钢结构的疲劳验算,以及储液罐和压力容器等结构,则依然沿用以经验为主的容许应力设计法4.两种极限状态指的是什么?其内容有哪些?指的是承载能力极限状态和正常使用极限状态,其中承载能力极限状态包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载、结构和构件丧失稳定、结构转变为机动体系和结构倾覆,正常使用极限状态包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形、影响正常使用的振动、影响正常使用或耐久性能的局部破坏(包括组合结构中混凝土裂缝)5.分项系数设计准则的公式中,各符号的意义是什么?两种极限状态设计时对各物理量的代表值有什么要求?详见课本p10-p11,承载能力极限状态是采用设计值,而正常使用极限状态是采用标准值第2章钢结构的材料1.钢材的生产和加工工艺有哪些?对钢材质量和组织结构各有什么影响?钢材的生产大致可分为炼铁、炼钢和轧制,加工工艺可分为热加工、冷加工和热处理三种。
2.钢结构的破坏形式有哪两种?其特点如何?它们的区别在哪里?破坏形式有塑性破坏和脆性破坏,塑性破坏的特点是当应力超过屈服强度后材料有明显塑性变形,当应力继续增大,断面出现颈缩,有持续的变形时间。
脆性破坏的特点是破坏前无征兆(变形很小),断口平直,破坏突然发生。
第一章测试1.钢结构计算中,实际内力和力学计算结果最符合的原因是()A:钢材韧性好B:钢材强度高C:钢材材质均匀D:钢材塑性好答案:C2.下述破坏属于正常使用极限状态的是()A:结构转变为机动体系B:连接的强度计算C:梁腹板加劲肋计算D:构件在荷载作用下产生较大变形而影响作答案:D3.结构的重要性系数是根据结构的( )分别取 1.1、1.0、0.9。
A:安全等级的一、二、三级B:耐久性等级的一、二、三级C:抗震等级D:建筑面积的大小答案:A4.在构件发生断裂破坏前,有明显先兆的情况是()的典型特征。
A:强度破坏B:脆性破坏C:塑性破坏D:失稳破坏答案:C5.下列关于荷载分项系数的论述( )不正确。
A:不分场合均取为1.2B:一般情况下取1.4,当楼面活荷载大于4kN/mm2时,取1.3C:用于计算活荷载效应的设计值D: 为结构永久荷载分项系数答案:A6.验算型钢梁正常使用极限状态的变形时,用荷载( )。
A:组合值B:最大值C:设计值D:标准值答案:D7.钢结构设计中按荷载设计值计算的有 ( )A:局部稳定B:强度C:疲劳D:梁的刚度E:整体稳定答案:ABE8.承载能力极限状态包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载的状态。
A:对B:错答案:A9.承载能力极限状态包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部破坏。
A:对B:错答案:B10.焊接结构的疲劳强度的大小与()关系不大。
A:残余应力大小B:连接的构造细节C:钢材的种类D:应力循环次数答案:D第二章测试1.反映钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力的指标为()A:冷弯性能B:屈服强度C:韧性D:伸长率答案:C2.钢中含碳量越高()A:强度越高B:塑性韧性越高C:可焊性越好D:塑性越差,韧性越好答案:A3.结构钢的屈服强度 ( ) :A:随着厚度增大而降低,而且随质量等级从A到D逐级提高B:随着厚度增大而降低,但于质量等级(A、B、C、D)无关C:随着厚度增大而提高,而且随质量等级从A到D逐级降低D:随着厚度增大而降低,而且随质量等级从A到D逐级降低答案:A4.在钢的化学元素中,下列哪一种元素的有害作用主要是使钢在低温时韧性降低并容易发生脆性破坏( )A:硫B:磷C:硅D:锰答案:B5.碳的含量对钢材性能的影响很大,一般情况下随着含碳量的增高,钢材的塑性和韧性逐渐增高。