钢结构试卷及答案燕山大学1.doc

科目
钢结构
班级
土木05
姓名

学号

时间
200801
燕山大学试卷 密 封 线 共 10 页 第 1 页

一、 填空题（每空1分，共10分）
1、钢材的两种破坏形式分别为脆性破坏和 塑性破坏 。
2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为 对接 、搭接、角接和T形连接。
3、钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛，其中轴心受拉构件需进行钢结构强度和 刚度 的验算。
4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 弯曲屈曲 、 扭转屈曲 和 弯扭屈曲 。
5、梁整体稳定判别式 中， 是 梁受压翼缘的自由长度 ， 是 梁受压翼缘的宽度 。
6、静力荷载作用下，若内力沿侧面角焊缝没有均匀分布，那么侧面角焊缝的计算长度不宜大于 60 。
7、当组合梁腹板高厚比 80 时，对一般梁可不配置加劲肋。
二、 单项选择题（每题1分，共25分）
1、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， 采用E43焊条。
(A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须
2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为，其中的含义为 。
(A)构件最大长细比，且不小于30、不大于100 (B)构件最小长细比
(C)最大长细比与最小长细比的平均值 (D)30或100

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3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式中，其中，代表 。
(A)受压较大纤维的净截面抵抗矩 (B)受压较小纤维的净截面抵抗矩
(C)受压较大纤维的毛截面抵抗矩 (D)受压较小纤维的毛截面抵抗矩
4、承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是 。
(A)抗拉强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能
(C)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (D)屈服强度、伸长率、冷弯性能
5、随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是 。
(A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降
(B)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均有所提高
(C)钢材的抗拉、抗压、抗弯强度提高，而抗剪强度下降
(D)视钢号而定
6、在低温工作(-20ºC)的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需要 的指标是 。
(A)低温屈服强度 (B)低温抗拉强度 (C)低温冲击韧性 (D)疲劳强度
7、直角角焊缝的有效厚度的取值为 。
(A)0.7 (B)4mm (C)1.2 (D) 1.5
8、对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时 。
(A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响
(C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取＝1．22
9、单个螺栓的承压承载力中,[]，其中∑t为 。
(A)a+c+e (B)b+d (C)max{a+c+e，b+d} (D)min{ a+c+e，b+d}

10、承压型高强度螺栓可用于 。
(A)直接承受动力荷载 (B)承受反复荷载作用的结构的连接
(C)冷弯薄壁型钢结构的连接 (D)承受静力荷载或间接承受动力荷载的连接
11、计算格构式压杆对虚轴x轴的整体稳定性时，其稳定系数应根据 查表确定。
(A) (B) (C) (D)
12、实腹式轴压杆绕x,y轴的长细比分别为,，对应的稳定系数分别为,， 若＝，则 。
(A) > (B) = (C) < (D)需要根据稳定性分类判别

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13、确定双肢格构式柱的两个分肢间距的根据是 。
(A)格构柱所受的最大剪力 (B)绕虚轴和绕实轴两个方向的等稳定条件
(C)单位剪切角 (D)单肢等稳定条件
14、在满足强度的条件下，图示①号和②号焊缝合理的焊脚尺寸是 。
(A)4mm，4mm (B)6mm，8mm (C)8mm，8mm (D)6mm，6mm

15、轴心受力构件的正常使用极限状态是 。
(A)构件的变形规定 (B)构件的强度规定
(C)构件的刚度规定 (D)构件的挠度规定
16、对长细比很大的轴压构件，提高其整体稳定性最有效的措施是 。
(A)增加支座约束 (B)提高钢材强度
(C)加大回转半径 (D)减少荷载
17、梁的最小高度是由 控制的。
(A)强度 (B)建筑要求 (C)刚度 (D)整体稳定
18、为了提高梁的整体稳定性， 是最经济有效的办法。
(A)增大截面 (B)增加侧向支撑点，减少
(C)设置横向加劲肋 (D)改变荷载作用的位置
19、在梁的整体稳定计算中，＝l说明所设计梁 。
(A)处于弹性工作阶段 (B)不会丧失整体稳定
(C)梁的局部稳定必定满足要求 (D)梁不会发生强度破坏
20、算梁的整体稳定性时，当整体稳定性系数大于 时，应以(弹塑性工作阶段整体稳定系数)代替。
(A)0.8 (B)0.7 (C)0.6 (D)0.5
21、工字形截面压弯构件中腹板局部稳定验算公式为 。
(A)≤(25+0.1)； (B) ≤80； (C)≤170
(D)当0≤≤1．6时，≤(16+0.5+25) ；
当1．6<≤2.0时，≤(48+0.5-26.2) ；其中，
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22、弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行 和缀材的计算。
(A)强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性、单肢稳定性
(B)弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性
(C)弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外稳定性
(D)强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性
23、计算格构式压弯构件的缀件时，剪力应取 。
(A)构件实际剪力设计值
(B)由公式计算的剪力
(C)构件实际剪力设计值或由公式计算的剪力两者中之较大值
(D)由计算值
24、两端铰接、单轴对称的T形截面压弯构件，弯矩作用在截面对称轴平面并使翼缘受压。可用 A 进行整体稳定计算。
Ⅰ. ≤ Ⅱ.
Ⅲ. ≤ Ⅳ. ≤
(A) Ⅰ，Ⅲ，Ⅱ (B)Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ (C) Ⅰ，Ⅱ，Ⅳ (D) Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ
25、规定缀条柱的单肢长细比。(为柱两主轴方向最大长细比)，是为了 。
(A)保证整个柱的稳定 (B)使两单肢能共同工作
(C)避免单肢先于整个柱失稳 (D)构造要求
三、 简答题：（共25分）
1、 写出实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式，当腹板局部稳定不满足要求时，可采取哪些措施？（5分）

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2、 简述普通螺栓的五种破坏形式，其中哪几种破坏形式通过构造保证，如何保证，哪几种破坏形式通过计算保证？（9分）
1 螺栓杆被剪断 2 孔壁挤压破坏 3板件被拉断 4 板件端部冲剪破坏 5螺栓杆弯曲破坏 4、 5是通过构造来保证的，4是通过限制端距大于等于2d0 5是通过被连接构件的厚度小于等于螺栓直径的5倍 1 23是通过计算来保证 3是通过构件的强度计算 1 2是通过抗剪螺栓的计算来保证

3、简述影响钢材力学性能的主要因素。（6分）
化学成分 冶金缺陷 钢材硬化 温度影响 应力集中 反复荷载作用

4、简述钢材选用的原则。（5分）

1 结构的重要性 2荷载情况 3连接方式 4 结构所处的温度和环境 5钢材的厚度

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四、 计算题：（共40分）
1、验算柱与牛腿间高强螺栓摩擦型连接是否安全，已知：荷载设计值N＝300kN，螺栓M20，孔径21.5mm，10.9级，摩擦面的抗滑移系数μ=0.5，高强螺栓的设计预拉力P=155kN。不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计值的影响。（10分）

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2、一工字形截面梁绕强轴承受静力荷载，截面尺寸如图，无削弱。当梁某一截面所受弯矩设计值M=400kN·m、剪力设计值V=580kN时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235-B。（10分）

（0.5分）
（1分）
（0.5分）
（0.5分）
（0.5分）
截面边缘纤维最大正应力：
满足要求；（2分）
腹板中央截面最大剪应力：
满足要求；（2分）
腹板上边缘处：
正应力：（1分）
剪应力：（1分）
折算应力：

所以此处的折算应力也满足要求。（1分）

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3、验算如图所示轴心受压柱的强度、整体稳定性和局部稳定性能否满足要求。已知轴向荷载设计值为N=1500kN，Q235-B级钢，=215N／mm2，截面绕x轴为b类截面、绕y轴为c类截面，截面无任何削弱。（10分）

3. 解：
；（1分）
；（1分）
；（1分）
（1分）
；绕x轴属b类截面，所以查表得（1分）
；绕y轴属c类截面，所以查表得（1分）
所以整体稳定满足要求。（1分）
截面无削弱，故强度自然满足。（1分）
（1分）
（1分）
所以局部稳定也能满足要求。

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4、如图所示，该连接承受P=100kN的静力集中荷载设计值作用，钢材为Q235-B，焊条为E43XX型，焊脚尺寸，角焊缝强度设计值，验算该连接的角焊缝强度是否满足要求。（10分）

燕山大学试题标准答案
院(系): 建筑工程与力学学院 教研室: 土木工程
考核课程： 钢结构 2008～2009学年 （春、 秋） 季学期
考核类型：闭卷 开卷 涂卡 考核专业年级： 06土木
命题教师： 宋坤、赵建波 答题教师： 宋坤、赵建波
一、填空题（每空1分，共10分）
1、塑性破坏； 2、对接；3、刚度（长细比）；4、弯曲失稳（屈曲）、扭转失稳（屈曲）、弯扭失稳（屈曲）；5、梁受压翼缘的自由长度，梁受压翼缘宽度；6、60；7、80。
二、单项选择题（每题1分，共25分）
1.B 2.A 3. C 4.C 5.A 6. C 7. A 8. C 9. D 10. D 11. B 12. D 13. B 14. D 15.C. 16.A 17. C 18. B 19. B 20. C 21. D 22. D 23.C 24. A 25. C
三、简答：（共25分）
1、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式：≤ (25+0.5，当腹板局部稳定不满足要求时，可采取三种措施：①加大腹板厚度；②加加劲肋，减小腹板高度；③计算时取有效截面。
2、普通螺栓的五种破坏形式：①螺栓杆被剪坏；②螺栓杆或板件挤压破坏；③板件端部剪坏；④板件被拉断；⑤螺栓杆受弯破坏。其中③⑤通过构造保证，③通过限制端距≥2d0，⑤通过限制板叠厚度≤5d，其中d为螺栓直径，d0为螺栓孔径，①②④通过计算保证。
3、①化学成分的影响：包括碳，硅，锰及一些有害元素硫，磷，氧，氮等。②冶金缺陷的影响：如偏析，非金属夹杂，裂纹，分层。③浇注和轧制过程的影响：脱氧程度不同制成的钢材质量不同，轧制程度也影响钢材的力学性能。④钢材硬化的影响：钢材硬化会降低其塑性和韧性，对钢材不利，硬化可有三种：时效硬化，应变硬化（冷加工硬化），应变时效。⑤温度的影响：⑥应力集中的影响。

4、①结构的类型和重要性。重要结构选用质量较高钢材。②荷载性质，动荷载下选用好钢材。③连接方法，焊接选用较好钢材。④结构的工作温度和环境，低温，腐蚀性强的情况下选用质量好钢材。⑤受力性质。如受较大拉力的结构选用好钢材。
四、计算题
1. 解：
螺栓群形心O处的内力有：
轴心拉力；（1分）
剪力；（1分）
弯矩 （1分）
在N、M作用下，最上排螺栓受力为最不利，一个螺栓所受的拉力为：
（2分）
一个螺栓所受到的剪力为：（1分）
一个高强螺栓受拉承载力设计值：（1分）
一个高强螺栓受剪承载力设计值：
（1分）
所以高强螺栓同时承受拉剪时： 此连接安全。（2分）
2. 解：
（0.5分）
（1分）
（0.5分）
（0.5分）
（0.5分）
截面边缘纤维最大正应力：
满足要求；（2分）
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腹板中央截面最大剪应力：
满足要求；（2分）
腹板上边缘处：
正应力：（1分）
剪应力：（1分）
折算应力：

所以此处的折算应力也满足要求。（1分）
3. 解：
；（1分）
；（1分）
；（1分）
（1分）
；绕x轴属b类截面，所以查表得（1分）
；绕y轴属c类截面，所以查表得（1分）
所以整体稳定满足要求。（1分）
截面无削弱，故强度自然满足。（1分）
（1分）
（1分）
所以局部稳定也能满足要求。
4. 解：
3分
1分
1分

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2分
3分
2分

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