钢结构设计原理题库及参考答案

中南大学《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. 钢结构具有 、 、 、 、

和 等特点。

3. 钢材的破坏形式有 和 。

4. 影响钢材性能的主要因素有 、 、 、

、 、 、 和 。

5. 影响钢材疲劳的主要因素有 、 、 、

6. 建筑钢材的主要机械性能指标是 、 、 、

和 。

7. 钢结构的连接方法有 、 和 。

8. 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 。

9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即 、 、 、 、和 。

10. 高强度螺栓预拉力设计值与 和 有关。

11. 轴心压杆可能的屈曲形式有 、 、和 。

12. 轴心受压构件的稳定系数与 、 和 有关。

13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是 、

《钢结构基本原理》（第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案

第 1 页 共 44 页 第二章

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。

εtgα'=E'

εσ

fyα'

α

0σ

fy

0αtgα=E

图2-34 图

（a）理想弹性－塑性 （b）理想弹性强化

解：

（1）弹性阶段：tanE

非弹性阶段：yf（应力不随应变的增大而变化）

（2）弹性阶段：tanE

非弹性阶段：'()tan'()

tanyy

yyff

fEf

E



2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的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、卸载后残余应变c及可恢复的弹性应变y各是多少？

2235/yfNmm 2270/cNmm 0.025F 522.0610/ENmm2'1000/ENmm

εσ

E'

Efy

0ABCσc

εFεy

图2-35 理想化的图

解：

（1）A点：

卸载前应变：52350.00114

2.0610yf

E



卸载后残余应变：0c

可恢复弹性应变：0.00114yc 《钢结构基本原理》（第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案

第 2 页 共 44 页 （2）B点：

卸载前应变：0.025F

卸载后残余应变：0.02386y

cf

E

可恢复弹性应变：0.00114yc

（3）C点：

卸载前应变：0.0250.0350.06

'cy

Ff

E





卸载后残余应变：0.05869c

cE



可恢复弹性应变：0.00131yc

2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的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曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力yf时，即材料处于

第1 页 共 4 页 钢结构设计原理期中考试卷答案

一、填空题（本大题共12题，每题2分，总计24分）

1、《钢结构设计规范》GB50017-2003中规定，除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的 极限状态设计方法 ；计算疲劳仍采用 容许应力幅法 。

2、承载能力 极限状态指结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形。

3、结构的可靠度指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，用来衡量。与fP有一一对应关系，越大，fP 越小 。

4钢材在单向均匀受拉时工作性能表现为四个阶段： 弹性阶段 、弹塑性阶段

、塑性阶段以及应变硬化阶段。

5、 部分发展塑性 准则是指构件受力最大截面的部分受压区和受拉区进入塑性为强度极限，界面塑性发展深度根据具体情况确定。当工字形截面翼缘板自由外伸宽度1b与厚度t之比不大于yf23513 时，05.1x。

6.对工字形梁进行折算应力验算时，公式（σ2+σc2-σσc+3τ2）1/2≤β1f包含的应力有 正应力 、 剪应力 、 局部压应力 。

7、验算格构式轴心受压柱整体稳定性时，绕实轴的整体稳定计算与实腹柱相同，绕虚轴的整体稳定应采用 换算长细比 进行计算。肢件间的距离由 实轴和虚轴等稳定条件 来决定。

8、钢结构的承载能力分为三个层次：截面承载能力、构件承载能力和结构承载能力。

9、影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素是截面的纵向残余应力 、

构件初弯曲、荷载作用点的初偏心以及 构件端部约束条件等。

10、实腹式偏心受压构件的整体稳定性，包括弯矩 作用平面内 的稳定和弯矩作用平面外的稳定。

11、当工字型梁部分截面腹板的局部稳定性不满足要求时，最有效的措施是设置加劲肋。

12、对于板件的宽厚比，传统的热轧型钢和焊接构件是按 不允许板件的屈曲先于构件的整体屈曲 的思路进行设计的。

三、简答题：（本大题共4小题，总计26分）

第 1 页 共 5 页

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《钢结构设计原理》（A卷 共5页）

一、选择题（共20分，每题1分）

1．钢材的设计强度是根据钢材的 确定的。

A. 比例极限 B. 弹性极限 C. 屈服点 D. 抗拉强度

2．钢材在低温下，强度 ，塑性 ，冲击韧性 。

A. 提高 B. 下降

C. 不变 D. 可能提高也可能下降

3．部分焊透坡口焊缝的强度计算应按 强度计算公式计算。

A. 坡口焊缝 B. 角焊缝 C. 断续焊缝 D. 斜焊缝

4．无集中荷载作用时，焊接工字梁翼缘与腹板焊缝主要承受 作用 。

A. 竖向剪力 B. 竖向剪力及水平剪力联合作用

C. 水平剪力 D. 压力

5．焊接残余应力对构件的 无影响。

A. 静力强度 B. 刚度 C. 低温冷脆 D. 疲劳强度

6．高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接主要区别是 。

A. 预拉力不同 B. 连接处构件接触面的处理方法不同

C. 采用的材料等级不同 D. 设计计算方法不同

7．下图所示弯矩M作用下的普通螺栓连接，可认为中和轴在螺栓 上。

A. 1 B. 3 C. 5 D. 计算确定

8．为提高轴心受压构件的整体稳定，在构件截面面积不变的情况下，构件截面的形式应使其面积分布 。

A. 尽可能集中于截面的形心处 B. 尽可能远离形心

C. 任意分布，无影响 D. 尽可能集中于截面的剪切中心