《钢结构》样卷

时量：120分钟，总分100分一、填空（每空1分，共20分）1、钢材的破坏形式有____________和_________两种。

2、残余应力在构件内部_________而与__________无关，残余应力的存在易使钢材发生________破坏。

3、梁截面高度的确定应考虑三种参考高度，分别是_______、______、________。

4、我国钢结构设计规范在制定轴心受压构件整体稳定系数ϕ时，主要考虑了_____、______两种降低其整体稳定承载能力的因素。

5、实腹式偏心受压构件的整体稳定，包括弯矩_______和稳定和弯矩______的稳定。

6、承受动力荷载的角焊缝连接中，可采用______焊缝或_____焊缝。

7、剪力螺栓的破坏形式有： 、_____、______、 _和________。

8、垂直于屋面坡度方向放置的檩条，按______构件计算。

二、判断（每小题1分，共10分）1、钢材的强度指标比塑性指标更为重要。

（ ）2、对钢结构构件进行疲劳计算时，应采用荷载标准值。

（ ）3、在充分发挥材料强度的前提下，235Q 钢梁的最小高度min h 小于345Q 钢 梁的min h 。

（其它条件相同） （ ）4、对直接承受动力荷载的轻、中级工作制吊车梁进行强度计算时，应取0.1==y x γγ，不考虑动力系数。

（×） 5、材料的屈服点变化对压杆的弹性屈曲承载力影响不大。

（ ）6、弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行弯矩作用平面内稳定性、 弯矩作用平面外稳定性和缀材的计算。

（ ×）7、未焊透的对接焊缝计算应按角焊缝计算。

（ ）8、承压型高强度螺栓抗剪连接，其变形与普通螺栓连接基本相同。

（ × ）9、屋盖中设置的刚性系杆可以受压。

（ ）10、梯形屋架采用再分式腹杆，主要为了减小上弦压力。

（× ）三、选择题（每小题2分，共18分）1、钢材应力应变关系的理想弹性模型是（ ）。

2、下列因素中，（ ）与钢构件发生脆性破坏无直接关系。

（A ）负温环境 （B ）钢材含碳量 （C ）钢材屈服点的大小 （D ）应力集中3、防止梁腹板发生局部失稳，常采取加劲措施，这是为了（ ）。

（A ）增加梁截面的惯性矩 （B ）增加截面面积（C ）改变构件的应力分布状态 （D ）改变边界约束板件的宽厚比4截面中应力的说法正确的是（ ）。

（A ） 弯曲正应力最大的点是3点（B ） 剪应力最大的点是2点（C ） 折算应力最大的点是1点（D ） 折算应力最大的点是2点5、计算格构式压杆对虚轴x 的整体稳定性时，其稳定系数应根据（ ）查表确定。

（A ）x λ （B ）ox λ （C ）y λ （D ）oy λ6、当最大应力1σ相等，构件其他条件均相同的情况下，图中腹板局部稳定监界应力最低的是（ ）。

7、图示T 形截面拉弯构件强度计算的最不利点为（ ）。

（C ）截面中和轴处“3”点 （D ）可能是“1”点，也可能是“2”点8、摩擦型高强螺栓的计算公式)25.1(9.0t f bv N P n N -⋅=μ中符号的意义，下述何项为正确？（ ）（A ） 对同一种直径的螺栓，P 值应根据连接要求计算确定（B ） 0.9是考虑连接可能存在偏心，承载力的降低系数（C ） 1.25是拉力的分项系数（D ） 1.25是用来提高拉力Nt ，以考虑摩擦系数在预压力减小时变小使承载力降低的不利因素。

9、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的（ ）。

（A ）端竖杆处 （B ）下弦中间 （C ）下弦端节间 （D ）斜腹杆处四、简答题（每小题4分，共12分）1、影响梁弯扭屈曲临界弯矩的主要因素有哪些？2、比较摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓的传力特点？3、简述屋盖支撑的主要作用？五、计算题（共40分）1、选择AF Q 235工字形钢I32a ，用于跨度L=6m ，均布荷载作用的简支梁（不计梁自重），允许挠度[]250/l w =，荷载分项系数为1.4，求满足正应力强度和挠度条件时，梁所能承受的最大设计荷载是多少？ 已知：x y EI ql w mm N f mm N f 3845,/215,/235422=== I32a ：,/1006.2,11080254mm N E cm I x ⨯==弯矩绕x 轴。

2、实腹式轴心受压柱，承受轴心压力3500kN （设计值），计算长度,10m l ox =,5m l oy = 截面为组合工字形，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为235Q 镇静钢，容许长细比[]150=λ。

要求：（1） 验算整体稳定性；（2） 验算局部稳定性；3、如图所示角钢和节点板采用两面侧焊缝连接，N=667kN （静载设计值），角钢为2∟10100⨯，节点板厚度为10mm ，钢材为235Q ，焊条为E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2/160mm N f w f =，肢类肢背焊缝厚度均取8mm 。

试确定所需焊缝的厚度和施焊长度。

4、两钢板截面为—40018⨯，两面用盖板连接，钢材235Q ，承受轴心力设计值N=1181kN ，采用M22普通C 级螺栓连接，mm d 5.230=，按下图连接。

试验算节点是否安全。

已知：222/215,/305,/130mm N f mm N f mm N f bc b v ===。

参考答案：一、1、塑性破坏、脆性破坏2、自相平衡、外力、脆性3、最大高度、最小高度、经济高度4、初弯曲、残余应力5、作用平面内、作用平面外6、平坡、深熔7、栓杆剪断、构件挤压破坏、构件受拉破坏、构件冲剪破坏、栓杆受弯破坏8、双向受弯二、1、× 2、∨ 3、∨ 4、× 5、∨6、×7、∨8、×9、∨ 10、×三、1、A 2、C 3、D 4、D 5、B 6、D 7、B 8、D 9、C 四、1、梁的侧向刚度，抗扭刚度和抗翘曲刚度，梁的侧向支撑点间的距离，荷载作用的形式和位置，支座的约束情况，梁的截面形状等。

2、摩擦型高强螺栓完全靠摩擦力传递荷载。

而承压型高强螺栓仅保证在正常使用情况下，剪力不超过摩擦力，当荷载再增大时，连接板间将发生相对滑移，连接靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力。

3、保证屋盖结构的整体稳定；增强屋盖的刚度；增强屋架的侧向稳定；承担并传递屋盖的水平荷载；便于屋盖的安装与施工；五、1、 解：（1）按满足正应力条件求最大荷载设计值，设为1q 根据公式f W M x ≤=max σ； 2/h I W x x =； 2m a x 81ql M =； （3分） 已知411080cm I x =，I32截面高度cm h 32=； 2/215mm N f = 可求得35.69232211080cm W x =⨯=（2分） 将2max 81ql M =，x W 代入式f W M x≤=max σ中；f W l q x ≤2181 可得221/09.336000600069250021588mm N l W f q x =⨯⨯⨯=⋅≤（2分） （2）按满足刚度要求确定最大荷载设计值，设为2q 根据刚度条件[]25038454l w EI ql w x =≤=；式中4.12q q = （2分） 将已知数据代入上式；24250600010110801006.23844.1600054542=≤⨯⨯⨯⨯⨯⨯q 可得2492/45.4560005101108006.23844.124mm N q =⨯⨯⨯⨯⨯⨯= （2分） 最大设计荷载值应为2/09.33mm N 。

（1分）2、 解：（1）验算整体稳定22000010400220400mm A =⨯+⨯⨯= （1分）4832310595.7400101212)2102040020400121(mm I x ⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯= 483310134.210400121240020121mm I y ⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯= （2分） mm A I i x x 87.1942000010595.78=⨯== mm A I i y y 3.1032000010134.28=⨯== （1分） []15032.5187.19410000====λλ x ox x i l []1504.483.1035000====λλ y oyy i l （1分） 该截面对x 轴为b 类截面，对y 轴为c 类截面，查表得；,850.0=x ϕ 785.0=y ϕ， y x ϕϕ （2分） 根据稳定计算公式f AN ≤ϕ进行整体稳定验算得； 223/7.22521505.1/93.22220000785.0103500mm N f mm N A N =⨯=≤=⨯⨯=ϕ 整体稳定满足要求。

（2分）（2）验算局部稳定 翼缘13.1532.511.010235)1.010(75.9202)10400(=⨯+=+=÷-=yf t b λ 腹板66.5032.515.025235)5.025(4010400=⨯+=+==y w o f t h λ 局部稳定满足要求。

（3分）3、 解：（1）求肢背、肢尖内力根据公式 N K N 11=， N K N 22= 对等肢角钢7.01=K ， 3.02=K kN N 9.4666677.01=⨯=， kN N 1.2006673.02=⨯= （4分）（2）求焊缝的计算长度根据公式 w ff w f h N l 7.02⨯= 可得； mm f h N l w ff w 26116084.1109.4667.02311=⨯⨯⨯=⨯= mm f h N l w f f w 11216084.1101.2007.02322=⨯⨯⨯=⨯= （3分） 焊缝实际施焊长度计算mm l l w 271102611011=+=+=， 取mm 275mm l l w 122101121022=+=+=， 取mm 125。

（1分）4、 解：（1）螺栓强度验算单个螺栓抗剪承载力设计值kN N f d n N bv v b v 8.989880013042214.32422==⨯⨯⨯==π （2分） 单个螺栓承压承载力设计值kN N f t d N bc b c 8.1201208003051822==⨯⨯=⋅=∑（2分） 取kN N b8.98min =。

每侧12个螺栓，承载力为kN N kN 11816.11858.9812==⨯ 螺栓强度满足要求。

（2分）（2）验算被连接钢板的净截面强度 215508185.23418400mm t d n A A o n =⨯⨯-⨯=-= 223/215/4.2145508101181mm N f mm N A Nn==⨯== σ被连接钢板安全。