钢结构综合练习题及答案
《钢结构》综合练习题
一、单选题
1．钢材的三项主要力学性能指标为(A )。
A. 抗拉强度、屈服点、伸长率
B. 抗拉强度、屈服点、冷弯性能
C. 抗拉强度、冷弯性能、伸长串D．冷弯性能、屈服点、伸长率2．钢材的伸长率与(D)标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。
A. 达到屈服应力时B．达到极限应力时
C. 试件塑性变形后D．试件断裂后
3．钢材的伸长率用来反映材料的(C )。
A. 承载能力B．弹性变形能力
C. 塑性变形能力
D.抗冲击荷载能力
4．钢材的塑性指标，主要用(D )表示。
A．流幅B．冲击韧性
C. 可焊性D．伸长率
5．在构件发生断裂破坏前，具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
6. 对钢材的分组是根据钢材的(D )确定的。
A．钢种B．钢号
C. 横截面积的大小D．厚度与直径
7．部分焊透的对接焊缝的计算应按(B )计算。
A. 对接焊缝B．角焊缝
C. 断续焊缝
D. 斜焊缝
8．一个承受剪力作用的普通螺栓在抗剪连接中的承载力是(D )。A. 栓杆的抗剪承载力B. 被连接构件(板)的承压承载力
C. A、B中的较大值D．A、B中的较小值
9．承压型高强度螺栓可用于(D )。
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. 冷弯薄壁钢结构的连接
D ．承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接
10．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(B)。
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 11．轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于( C )。 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
12．当无集中荷载作用时，焊接工字形截面粱翼缘与腹板的焊缝主要承受(C )。 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
13.在焊接组合粱的设计中，腹板厚度应(C )。 A. 越薄越好 B. 越厚越好 C. 厚薄相当 D ．厚薄无所谓
14.排列螺栓时，若螺栓孔直径为0d ，螺栓的最小端距应为（ B ）。 A 1.50d B 20d C 30d D 80d 15．计算格构式压弯构件的缀件时，剪力应取(C )。 A. 构件实际剪力设计值 B. 由公式V=
235
85
y f Af 计算的剪力
C. 构件实际剪力设计值或由公式V=235
85
y f Af 计算的剪力两者中较大值
D ．由y ＝dM ／dx 计算值 16．塑性好的钢材，则(D )。 A ．韧性也可能好 B ．韧性一定好
C. 含碳量一定高 D ． —定具有屈服平台
17．型钢中的H型钢和工字钢相比，(B )。
A．两者所用的钢材不同B．前者的翼缘相对较宽
C. 前者的强度相对较高D．两备的翼缘都有较大的斜度
18．在构件发生断裂破坏前，具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
19．在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为(C)。
A．均分分布B．一端大、一端小
C. 两端大、中间小D．两端小、中间大
20．下列轴心受拉构件，可不验算正常使用极限状态的为(D)。
A．屋架下弦B．托架受拉腹杆
C．受拉支撑杆D。预应力拉杆
21．为了(C)，确定轴心受压实腹式构件的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。
A．便于与其他构件连接B．构造简单、制造方便
C．达到经济效果D．便于运输、安装和减少节点类型
22．轴心受压构件发生弹性失稳时，截面上的平均应力(C )。
A．低于钢材抗拉强度fu B．达到钢材屈服强度fy
C．低于钢材比例极限fp D．低于钢材屈服强度fy
23．梁的支承加劲肋应设置在(B )。
A．弯曲应力大的区段
B．上翼缘或下翼缘有固定集中力作用处
C．剪应力较大的区段
D．有吊车轮压的部位
24．钢材的设计强度是根据(D )确定的。
A. 比例极限B．弹性极限
C. 屈服点
D. 抗拉强度
25．单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯矩( A )。
A. 绕非对称轴作用B．绕对称轴作用
C. 绕任意轴作用D．视情况绕对称轴或非对称轴作用
26．弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行( D )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. 弯矩作用平面内的稳定性．单肢稳定性
C．弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性
D. 强度，刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性
27.钢结构设计规范规定，当结构的表面长期受辐射热达（ B ）℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时，宜采取有效的防护措施(如加隔热层或水套等)
A.50
B.150
C.250
D.300
28.在碳素结构钢中，（ A ）不宜用于焊接结构。
A.Q235-A·F
B.Q235-B·F
C.Q235-C·F
D.Q235-D·F
29.有四种不同厚度的Q345钢，其中（ A ）厚的钢板强度设计值最高。
A.12 mm
B.18 mm
C.36 mm
D.52 mm
30.格构式轴心受压构件的等边单角钢斜缀条可按轴心受压构件设计，但强度设计值要乘以折减系数以考虑（ B ）
A.剪力的影响
B.单面连接偏心的影响
C.构件的焊接缺陷形的影响
D.节点构件不对中的影响
31.下图为承受固定集中力设计值F(包括梁自重)的等截面组合梁，截面1 - 1处需验算折算应为，其验算部位为（ C ）
A.1
B.2
C.3
D.4
32.焊接之字形梁的腹板局部稳定常采用配置加劲肋的方法来解决，若
h0/tw>160
y
f /235时， （ D ） 。
A.可能发生剪切失稳，应配置横向加劲肋
B.可能发生弯曲失稳，应配置纵向加劲肋和横向加劲肋
C.可能发生弯曲失稳，应配置横向加劲肋
D.可能剪切失稳和弯曲失稳，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋 33.梁的支承加劲肋应设置在（ B ） A.弯曲应力大的区段
B.上翼缘或下翼缘有固定集中力作用处
C.剪应力较大的区段
D.有吊车轮压的部位
34.按钢结构设计规范规定，实腹式轴心受压构件整体稳定性的公式N/ A ≤f 的物理意义是 （ D ） 。
A.构件截面上的平均应力不超过钢材抗压强度设计值
B.构件截面上最大应力不超过钢材强度设计值 c.构件截面上的平均应力不超过欧拉临界应力设计值 D.构件轴心压力设计值不超过结件稳定极限承载力设计值
35.在下图中的连接中，角钢肢尖上的角焊缝的焊脚尺寸hf 应满足 ( B ) 。
A ．hf.min = 1.510≤hf ≤hf.max = 1.2 x 10
B ．hf.min = 1.512≤hf ≤hf.max = 10-(1~2)
C ．hf.min = 1.510≤hf ≤hf.max = 1.2 x 12 A ．hf.min = 1.512≤hf ≤hf.max = 10-(1~2)
36.两端铰接的轴心受压构件，截面如下图所示，在不改变钢种、构件截面类别和
翼缘、腹板截面面积的情况下（ D ）采用可提高其承载力。 A.调整构件在弱轴方向的计算长度，或加大腹板高度减少厚度
B.改变构件端连接构造，或增设侧向支承点来减小弱轴方向的计算长度，或减小翼像宽度加大厚度
C.调整构件弱轴方向的计算长度，或减小翼缘宽度加大厚度
D.增大构件端部连接约束，或增加侧向支承点来减小在弱方向上的计算长度，或减少翼像厚度加大宽度
37.单轴对称实腹式压弯构件，弯矩作用在对称平面并使较宽翼缘受压，其弯矩作
用平面内的整体稳定采用f N N W M A N Ex x x x
mx x ≤-+)
/8.01(1γβ?和f N N W M A N Ex x x
tx ≤--)
/25.11(2β计算，
其中的γx ，W1x ，W2x 的取值为（ D ） 。
A ．γx 相同；W1x 和W2x 为绕对称轴的较大和较小翼缘最外纤维毛截面模量
B ．γx 不同；W1x 和W2x 为绕非对称轴的较大、较小翼缘最外纤维净截面模量
C ．γx 不同；W1x 和W2x 为绕非对称轴的较大、较小翼缘最外纤维净截面模量
D ．γx 不同；W1x 和W2x 为绕非对称轴的较大、较小翼缘最外纤维净截面模量 38.高强度螺栓摩擦型连接与高强度螺栓承压型连接主要区别是（ D ） 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
39.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 40.钢结构梁计算公式nx
x x
W M γσ=
中γx （ C ）。
(A)与材料强度有关
(B)是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比
(C)表示截面部分进入塑性
(D)与梁所受荷载有关
二、填空题
1．钢材五项机械性能指标是抗拉强度、屈服点、伸长率、180度冷弯、冲击韧性。
2．钢材中氧的含量过多，将使钢材出现热脆现象。
3．支承加劲肋应验算的内容是腹板平面外的稳定性、端面承压强度、支承加劲肋与腹板的连接焊缝。
4．双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是弯曲屈曲。
5．采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条。
6．焊接残余应力不影响构件的静力强度。
7．角焊缝的最小计算长度不得小于8h f和40mm 。
8．冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和质量的综合指标。9．时效硬化会改变钢材的性能，将使钢材的强度提高，塑性、韧性降低。
10、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳。
11、钢材的两种破坏形式为塑性破坏和脆性破坏。
12、横向加劲肋按其作用可分为间隔加劲肋、支承加劲肋两种。
13、轴心受拉构件的承载力极限状态是以净截面平均应力小于钢材屈服点为极限状态的。
三、判断题(正确的画√，错误的画x)
1. 钢材中硫含量过多会引起钢材的冷脆；磷含量过多会引起钢材的热脆。(x ) 2．承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形
时的极限状态。(√ )
3．轴心受压构件，应进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度的验算。(√ )
4．轴心受拉构件计算的内容有强度、刚度和稳定性。(x )
5.计算双肢格构式轴心受压构件绕虚轴x轴弯曲的整体稳定时，其轴心受压整体稳定系数φ应根据换算长细比查表确定。(√ )
6．碳的含量对钢材性能的影响很大，—般情况下随着含碳量的增高，钢材的塑性和韧性逐渐增高。(x)
7，承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接，当应力变化的循环次数。n≥5X104次时，应进行疲劳验算。(√)
8．角焊缝中的最大焊脚尺寸hf max＝1.2t，其中t为较厚焊件厚度。(x )
9．采用普通螺栓连接时，栓杆发生剪断破坏，是因为螺栓直径过细。(√ ) 10．双轴对称截面的理想轴心受压构件，可能发生弯曲屈曲和扭转屈曲。(√ ) 11.钢结构设计除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算(√)。
12.合理的结构设计应使可靠和经济获得最优平衡，使失效概率小到人们所能接受程度( √)。
13.冷加工硬化，使钢材强度提高，塑性和韧性下降，所以普通钢结构中常用冷加工硬化来提高钢材强度( x )。
14.在焊接结构中，对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明，1级可以不在结构设计图纸中注明( x)。
15.轴心受力构件的柱子曲线是指轴心受压杆失稳时的临界应力σcr与压杆长细比λ之间的关系曲线。（√）
16.格构式轴心受压构件绕虚轴稳定临界为比长细比λ相同的实腹式轴心受压构件低。原因是剪切变形大，剪力造成的附加绕曲影响不能忽略( √)。
17.在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失，出现塑性铰时来建立的计算公式( x)。
18.具有中等和较大侧向无支承长度的钢结构组合梁，截面选用是由抗弯强度控制设计，而不是整体稳定控制设计( x)。
19.在焊接连接中，角焊缝的焊脚尺寸h f愈大，连接的承载力就愈高。( x)。
20.计算格构式压弯构件的缀件时，应取构件的剪力和按式V=Af 235
f/85计算
/
y
的剪力两者中的较大值进行计算( √)。
四、简答题
1．抗剪普通螺栓连接有哪几种可能的破坏形式?
答：螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有四种形式：①栓杆被剪断；
②螺栓承压破坏；③板件净截面被拉断；④端板被栓杆冲剪破坏。
2．简述钢结构连接方法的种类。
答；钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
3．格构式构件截面考虑塑性发展吗?
答：格构式构件截面不考虑塑性发展，按边缘屈服准则计算，因为截面中部空心。
4. 普通螺栓连接受力情况可分为哪几类？
答：螺栓只承受剪力；螺栓只承受拉力；螺栓承受剪力和拉力的共同作用。
5.减小焊接应力和焊接变形的设计上措施有哪些？
答：1）焊接位置安排要合理；
2）焊缝尺寸要适当；
3）焊缝的数量要少，且不宜过分集中；
4）应尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉；
5）尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。
6．影响钢材脆性的因素？
答：化学成分(P、N导致冷脆，S、O引起热脆)、冶金缺陷(偏析、非金属夹杂、裂纹、起层)、温度(热脆、低温冷脆)、冷作硬化、时效硬化、应力集中以及同号三向主应力状态等均会增加钢材的脆性。
7．防止受弯构件腹板局部失稳的途径？
答：(1)增加腹板的厚度t w但此法不很经济;
(2)设置加劲肋作为腹板的支承，将腹板分成尺寸较小的区段，以提高其临界应力，此法较为有效。加劲肋布置方式有:①仅加横向加劲肋;②同时设横向加劲肋和纵向加劲肋;③同时设横向加劲肋和受压区的纵向加劲肋及短加劲肋。
8．请撰写轴心拉杆的强度计算公式，及说明各字母所代表含义？
答：(一)强度计算
轴心拉杆的强度计算公式为:
d f A N
≤=
σ
式中 N ——轴心拉力;
A n ——拉杆的净截面面积; f ——钢材抗拉强度设计值。
9．影响轴心压杆整体稳定的因素？ 答：轴压构件的稳定极限承载力受到以下多方面因素的影响:①构件不同方向的长细比;②截面的形状和尺寸;③材料的力学性能;④残余应力的分布和大小;⑤构件 的初弯曲和初扭曲;⑤荷载作用点的初偏心;⑦支座并非理想状态的弹性约束力; ③构件失稳的方向等等。
因此，目前以具有初始缺陷的实际轴心压杆作为力学模型，用开口薄壁轴心压杆的弹性微分方程来研究轴压杆的稳定问题。
10．拉弯和压弯构件的整体失稳破坏包括几个方面？ 答：拉弯和压弯构件整体失稳破坏包括几个方面:(1)单向压弯构件弯矩作用平面内的失稳，这在弯矩作用平面内只产生弯曲变形，不存在分校现象，属于极值失稳;(2)单向压弯构件弯矩作用平面外失稳，即在弯矩作用平面外发生侧移和扭转，又称弯扭失稳，这种失稳具有分校失稳的特点;(3)双向压弯构件的失稳，即同时产生双向弯曲变形并伴随有扭转变形的失稳。
11．钢结构焊接形式？
答：按两焊件的相对位置，分为平接、搭接和顶接;对接焊缝按受力方向与焊缝长度 方向的关系，分为直缝和斜缝; 角焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系，分为端缝 和侧缝; 按焊缝连续性，分为连续焊缝和断续焊缝; 按施工位置，分为俯焊、立焊、横 焊、仰焊。
12．普通螺栓连接，螺栓的排列和构造要求？
答：(1)受力要求: 1)端距限制——防止孔端钢板剪断，≥2d 0; 2)螺孔中距限制——限制下限以防止孔间板破裂，即保证3d 0限制上限以防止板间翘曲。 (2)构造要求:防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀，限制螺孔中距最大值。 (3)施工要求:为便于拧紧螺栓，宜留适当间距(不同的工具有不同要求)。
五、计算题
1、验算图示角焊缝连接的强度。已知承受静荷载，钢材为Q235-AF ，焊条为E43型，2160mm N f w f =，偏离焊缝形心的力kN F 500=，mm e 100=，mm h f 10=，图中尺寸单位：mm ，无引弧板。
五（1）题图
解：将外力F 移向焊缝形心，得： 2F N =
2F V =
2
Fe M =
23
/47.66)
20400(107.02210500mm N l h N w e N
f
=-?????==∑σ 23
/47.66)20400(107.02210500mm N l h V
w
e f =-?????=
=∑τ
22
3/95.104)20400(107.022*********mm N W
M M
f
=-???????==σ
222222/160/44.15547.66)22.147.6695.104()(mm N f mm N w f f f f =≤=++=+τβσ
2、验算图示普通螺栓连接时的强度。已知螺栓直径mm d 22=，C 级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值kN F 150=，2140mm N f b v =，2170mm N f b t =，
2305mm N f b c =，203.3cm A e =。
五（2）题图
解：kN f A N b t e b t 51.51101701003.332=???==-
kN f d n N b
v
v
b v
19.53101404
2214.31432
2
=????==-π kN f t d N b c b c 78.1201030518223=???==-∑ 受力最大的１号螺栓所受的剪力和拉力分别是：
kN n F N v 75.188
150===
kN y m My N i t 18.40)
24016080(2240
2001502
2221=++???==
∑ 186.0)51.5118.40()19.5375.18()()(
2222<=+=+b
t
t b v v N N N N kN N kN N b c v 78.12075.18=<= 螺栓连接强度满足要求。
3．计算图示连接的焊缝长度。已知N=900kN （静力荷载设计值），手工焊，焊条
E43型，mm h f 10=，w f f =160N/mm 2 。
KN N N 3009003
122=?==α mm f h N l w f f w 268160
107.02106007.023
11
=????=?= mm f h N l w
f
f w 134160107.02103007.023
22
=????=?=
mm h l l f w 288102268211=?+=+= 取mm l 2901=
mm h l l f w 154102134222=?+=+= 取mm l 1552=
4．试验算图示简支梁的整体稳定性。已知作用在梁跨中的荷载设计值F=300kN ，
忽略梁自重产生的内力，采用Q235钢材，f y =235N/mm 2，
（2）内力计算 900
412
3004=?==Fl M x kNm （3）整稳计算 3.7069
.5400
0==
=
y
y y i l λ 6
.035.3)8.1024.44.13.70(152188.1024.1583.70432020.12354.4143202
2212>=??+???
=???
?????+???? ??+=y b y x y b b f h t W Ah ηλλβ?
'b ?=986.035
.3282
.007.1282
.007.1=-
=-
b
? 175105218986.0109003
6
=???='x b
x W M ? N/mm 2＜f =215N/mm 2 满足 5.试验算如下图承受静力荷载的拉弯构件强质和刚度。已知荷载设计值N = 1600kN ，F = 55kN ，l = 5 m 。构件截面为I45a ，截面无削弱，材料为Q235-BF 钢。
答案：
λmax = max {28.2，173 .0}= 173.0 <[λ] = 150，
=+nx
x x
W M An N γ201.9 N/mm 2< f =215 N/mm 2 6. 如下图所示热轧普通工字钢截面压弯构件，截面为I36a ，截面无削弱。承受的荷载设计值为：轴心压力N =340 kN ，构件C 端弯矩M x = 98 kN ·m 。构件长度l =6.2m ，两端铰接，两端及跨度中点各设有侧向支承点。材料Q235 - B ·F 钢。试验算该构件弯矩作用平面外稳定及刚度。
答案：
刚度λ= max{λox ，λy } = 111. 5 < [λ] = 150; 弯矩作用平面外稳定，=+x
b x tx y W M
A N 1?βη?209.5 N/mm 2 一、选择题： 1. 屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C )。 (A) 端竖杆处 (B) 下弦中间 (C) 下弦端节间 (D) 斜腹杆处 2. 梯形屋架 的端斜杆和受 较大节间 荷载作 用的屋 架上弦杆 的合理截面形 式是两个 C )。 (A) 等肢角钢相连 (B) 不等肢角钢相连 (C) 不等肢角钢长肢相连 (D) 等肢角钢十字相连 (A)120m (B) 80m C )60m (D) 40m (A) 铰接 (B) 刚接 (C) 刚接或铰接 5. 当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值 )。 6?当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置 性，不需要很高的转动能力，综合考虑日本和美国规范制定的。 (A) 强柱弱梁 (B) 强柱强梁 (C) 弱柱强梁 (D) 弱柱弱梁 精品文档 3. 屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于( )。 4. 门式刚架的柱脚，当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时， 则应采用( B )柱脚 (A) 0 ．5kN ／m 2 (B) 0 ． 4kN ／ m 2 (C) 0 ．3kN ／m 2 (D) 0 ．2kN ／m 2 ( 按水平投影面积计算 ) 应取 (A) 拉杆 (B) 系杆 (C) 檩托 (D) 隅撑 7?当檩条跨度大于 4m 时，应在檩条间( D ) 位置设置拉条。当檩条跨度大 6m 时，应 在檩条跨度( C )分点位置各设置一道拉条。 (A) 五分点 (B) 四分点 (C) 三分点 (D) 二分点 8. 实腹式檩条可通过( 与刚架斜梁连接。 (A) 拉杆 (B) 系杆 (C) 檩托 (D) 隅撑 9、屋架设计中，积灰荷载应与( C )同时考虑。 (A) 屋面活荷载 (B) 雪荷载 (C) 屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值 (D) 屋面活荷载和雪荷载 10. 梯形钢屋架节点板的厚度，是根据( )来选定的。 (A) 支座竖杆中的内力 (B) 下弦杆中的最大内力 (C) 上弦杆中的最大内力 (D) 腹杆中的最大内力 11. 框架梁柱板件宽厚比的规定， 是以符合 ( A )为前提， 考虑柱仅在后期出现少量塑 单元一、 绪论与设计方法 一、选择题 1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。 A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C 、P f 越大，β越小，结构越可靠 D 、P f 越大，β越大，结构越可靠 2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ A ） A 、0 A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 二、填空题 1、结构的可靠度是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。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、 结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）______强度高、自重轻 __________、2）_____塑性、韧性好_______________，3）______材质均匀、工作可靠 性高______________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 5、根据功能要求，结构的极限状态可分为下列两类：__承载力极限状态____ ______正常使用极限状态_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之增大。 三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比，具有哪些特点？ 2、钢结构采用什么设计方法？其原则是什么？ 3、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？ 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中，各符号的意义？ 5、我国在钢结构设计中采用过哪些设计方法？我国现行钢结构设计规范采用的是什么方 法？与以前的方法比较有什么优点？ 钢结构基本原理简答题思考题答案 2、钢结构的特点是什么？ ①强度高、重量轻；②材质均匀、可靠性高；③塑性、韧性好；④工业化程度高；⑤安装方便、 施工期短；⑥密闭性好、耐火性差；⑦耐腐蚀性差。 第二章钢结构的材料 6、什么是钢材的主要力学性能（机械性能）？ 钢材的主要力学性能（机械性能）通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件（205℃）下均匀拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示的各种机械性能（静力、动力强度和塑性、韧性等）。 7、为什么钢材的单向均匀拉伸试验是钢材机械性能的常用试验方法？ 钢材的单向均匀拉伸比压缩、剪切等试验简单易行，试件受力明确，对钢材缺陷的反应比较敏感，试验所得各项机械性能指标对于其它受力状态的性能也具有代表性。因此，它是钢材机械性能的常用试验方法。 8、净力拉伸试验的条件有哪些？ ①规定形状和尺寸的标准试件；②常温（205℃）；③加载速度缓慢（以规定的应力或应变速 度逐渐施加荷载）。 9、在钢材静力拉伸试验测定其机械性能时，常用应力-应变曲线来表示。其中纵坐标为名义应力，试解 释何谓名义应力？ 所谓名义应力即为试件横截面上的名义应力=F/A0（F、A0为试件的受拉荷载和原横截面面积）。 10、钢材的弹性？ 对钢材进行拉伸试验，当应力不超过某一定值时，试件应力的增或减相应引起应变的增或减； 卸除荷载后（=0）试件变形也完全恢复（ε=0），没有残余变形。钢材的这种性质叫弹性。 11、解释名词：比例极限。 比例极限：它是对钢材静力拉伸试验时，应力-应变曲线中直线段的最大值，当应力不超过比例极限时，应力应变成正比关系。 12、解释名词：屈服点 屈服点：当钢材的应力不增加而应变继续发展时所对应的应力值为钢材的屈服点。 13、解释名词：弹性变形 弹性变形：卸除荷载后，可以完全恢复的变形为弹性变形。 14、解释名词：塑性变形 塑性变形：卸除荷载后，不能恢复的变形。 15、解释名词：抗拉强度 抗拉强度：钢构件受拉断裂时所对应的强度值。 16、解释名词：伸长率 伸长率是钢结构试件断裂时相对原试件标定长度的伸长量与原试件标定长度的比值，用δ5；或δ10表示。δ5 表示试件标距l0与横截面直径d0之比为5；δ10表示试件标距l0与横截面直径d0之比 为10。对于板状试件取等效直径d0=2π0A A0为板件的横截面面积。 17、钢材承载力极限状态的标志是什么、并做必要的解释。 钢材在弹性阶段工作即σ﹤f y时，应力与应变间大体呈线性正比关系，其应变或变形值很小，钢材具有持续承受荷载的能力；但当在非弹性阶段工作即σ﹥f y时，钢材屈服并暂时失去了继续承受荷载的能力，伴随产生很大的不适于继续受力或使用的变形。因此钢结构设计中常把屈服强度f y定为构件应力可以达到的限值，亦即把钢材应力达到屈服强度f y作为强度承载力极限状态的标志。 18、解释屈强比的概念及意义。 钢材屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比。屈强比表明设计强度的一种储备，屈强比愈大，强度储备愈小，不够安全；屈强比愈小，强度储备愈大，结构愈安全，但当钢材屈强比过小时，其强 钢结构试卷 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 。 2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为 、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 的验算。 4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 、 和 。 5、梁整体稳定判别式11l 中， 1l 是 ， 1b 是 。 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 。 7、当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 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y f t b 235 ) 1.010(1λ+≤，其中λ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 3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式 x 1(10.8') mx x x x Ex M f A W N N βN ?γ+≤-中，其中，1x W 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e h 的取值为 。 (A )0.7f h (B)4mm (C)1.2f h (D) 1.5f h 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 第八章钢结构工程试题及答案 一、填空题： 1.在钢结构构件的零件放样中, 样板和样杆是下料、制弯、铣边、制孔等加工的依据。 2.在制作样板和样杆时，要增加零件加工时的加工余量，焊接构件要按工艺需要增加焊 接收缩量。高层建筑钢结构按设计标高安装时，柱子的长度还必须增加荷载压缩的变形量。 3. 钢材切割下料方法有气割、机械剪切和锯切等。 4. 气割所使用的氧气纯度对氧气消耗量、气割速度和质量起决定性的影响。 5. 钢材的矫平可分为冷矫和热矫的方法。 6. 钢材边缘加工分刨边、铣边和铲边三种。 7. 钢结构的连接方法有焊接、铆接、普通螺栓连接和高强螺栓连接等，目前应用最 多的是焊接和高强螺栓连接。 8. 药皮焊条手工电弧焊的电源按电流可分为交流、直流两种，以及交直流两用的特殊 形式。手工电弧焊电源按其使用方式分类有单站式和多站式。 9. 焊接材料选用的原则有：等强度原则、等韧性原则、等成分原则和工作条件。 10. 焊接工艺参数有电源极性、弧长与焊接电压、焊接电流、焊接速度、运条方式和 焊接层次。 11. 高强度螺栓从外形上可分为大六角头高强度螺栓（即扭矩型高强度螺栓）和扭剪型高 强度螺栓两种。高强度螺栓和与之配套的螺母、垫圈总称为高强度螺栓连接副。 12. 接头如有高强度螺栓连接又有焊接连接时，宜按先栓后焊的方式施工。 13. 大六角头高强度螺栓连接副一般采用扭矩法和转角法紧固。 14. 多层及高层钢结构工程上节钢柱安装时，上节钢柱就位后，按照先调整标高，再调整位 移，最后调整垂直度的顺序校正。 15. 上节钢柱安装与校正时，位移调整应使钢柱定位轴线从地面控制轴线直接引上，不得从 下层柱的轴线引上。 16. 国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB 8923—88）将除锈等级分成喷射 或抛射除锈、手工和动力工具除锈、火焰除锈三种类型。 17. 钢结构防腐涂装常用的施工方法有刷涂法和喷涂法两种。 18. 钢结构防火涂料按涂层的厚度分为两类：①B类，属薄涂型钢结构防火涂料，涂层厚度 一般为2mm～7mm，有一定装饰效果，高温时涂层膨胀增厚，耐火极限一般为0.5h～2h，故又称为钢结构膨胀防火涂料。②H类，厚涂型钢结构防火涂料，涂层厚度一般为8mm～50mm，粒状表面，密度较小，热导率低，耐火极限可达0.5h～3h，又称为钢结构防火隔热涂料。 19. 在焊接过程中焊条药皮的主要作用有：保护作用、冶金作用、改善焊接工艺性能。 20. 高强螺栓摩擦面的处理一般有喷砂、喷丸、酸洗、砂轮打磨和钢丝刷清除等几 种方法。 二、选择题： 1．喷射或抛射除锈用字母“Sa”表示，分四个等，要求最高的是 D 。 1D、Sa3 A、Sa1 B、Sa2 C、Sa2 2 2．手工和动力工具除锈用字母“St”表示，要求最高的是 C 。 A、St1 B、St2 C、St3 D、St4 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 0 tgα=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 E σεαεα =+-=+- 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 0 σF 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5 2350.001142.0610y f E ε= = =? 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 E εε=- = 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06' c y F f E σεε-=- =+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=- = 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）。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。 2.4试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。 2.5 解释下列名词： （1）延性破坏 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 （2）损伤累积破坏 指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。 （3）脆性破坏 脆性破坏，也叫脆性断裂，指破坏前无明显变形、无预兆，而平均应力较小（一般小于屈服点fy ）的破坏。 （4）疲劳破坏 指钢材在连续反复荷载作用下，应力水平低于极限强度，甚至低于屈服点的突然破坏。 （5）应力腐蚀破坏 应力腐蚀破坏，也叫延迟断裂，在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。 （6）疲劳寿命 指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。 2.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上A 点正应力为21120/N mm σ=，2280/N mm σ=-，B 点的正应力 1、轻型门式钢架结构主要由门式钢架梁、钢架柱、支撑、檩条、屋面板、墙面等组成 2、门式刚架的结构形式有哪些？ 3、对于多跨刚架来说，设置多脊多坡与单脊双坡，哪一种更合理，为什么？ 对于多跨钢架来说，单脊双坡比多脊多坡好；避免采用不等高钢架；单脊双坡多跨屋架：无桥式吊车，且柱高不非常高，风载不是很大时，中柱应采用摇摆柱；多脊多坡：有桥式吊车时，中柱宜为两端刚接，增大钢架侧向刚度。 4、摇摆柱：当门式钢架跨度较大时，中间柱上下两端均采用铰接形式称之为摇摆柱 门式钢架的跨度：横向钢架柱轴线间的距离 门式钢架的高度： 抗风柱：设置在砖混结构房屋两端山墙内，抵抗水平风荷载的钢筋混凝土构造柱 5、变截面门式刚架内力计算采用什么分析方法？ 变截面门式钢架内力计算采用弹性分析方法，通常按平面结构对待，不考虑蒙皮效应 6、变截面门式刚架侧移计算采用什么分析方法？当门式刚架在水平风荷载作用下的柱顶侧移不满足规范限值要求时，可采用何种措施调整？ 变截面门式刚架侧移计算采用弹性分析方法确定，若柱顶侧移不满足规范限制要求，可采用增大构件（梁、柱）截面、刚接柱脚、中间摇摆柱改为刚接等方式来提高钢架的整体抗侧刚度，减小结构侧向变形。 7、应在门式刚架梁腹板的哪些部位设置横向加劲肋？ 应在门式刚架梁腹板的中柱连接处、较大荷载集中处和翼缘转折处设置横向加劲肋 8、门式刚架斜梁按什么构件计算其强度和稳定？实腹式刚架斜梁的平面外计 算长度是怎样取值的？ 门式刚架斜梁按压弯构件计算其强度和稳定、实腹式刚架斜梁的平面外计算长度应取侧向支撑点间的距离 9、在门式刚架结构中哪些部位需设置隅撑？设置隅撑的目的和作用？ 在门式刚架结构中，通常在钢架梁受压翼缘的两侧设置隅撑。其一端连于钢架梁或钢架柱的受压翼缘，另一端连于屋面檩条或墙梁。设置隅撑的目的和作用是可提高钢架梁或钢架柱的整体稳定承载力。 10、压性钢板的表示方法。压型钢板根据波高不同，可分为几种？ 压性钢板的表示方法为YX波高-波距-有效覆盖宽度。压型钢板根据波高不同，可分为低波板、中波板和高波版。 11、卷边槽钢檩条和卷边 Z 形檩条各适用于什么屋面坡度？设计檩条时，应按 何种类型构件计算？应计算哪些内容？ 卷边槽钢檩条和卷边 Z 形檩条各适用于屋面坡度i＞1/3的情况。设计檩条时，应按双向受弯构件计算。应计算哪些内容:需验算其强度、稳定、刚度等。由于屋面质量轻，还需考虑风吸力对屋面檩条的受力影响。 12、简述在门式刚架屋面系统中，拉条的作用和设置原则？ 拉条的作用：防止檩条侧向变形和扭转并且提供檩条弱轴方向的中间支撑。 设置原则：当檩条跨度大于4m时，应在檩条跨中位置设置拉条。当檩条跨度大于6m时，需在檩条跨度三分点位置处各设一道拉条。 13、门式刚架斜梁与柱的刚性连接采用哪几种形式：可采用端板竖放、端板平放和端板斜放三种形式 第二章重型厂房结构设计 1、概念:有檩体系：房屋横向刚度大，屋盖及下部结构用料多，屋盖自重较大 无檩体系：屋架间距灵活，构件重量轻 一、判断题（60道） 1. 当钢结构工程质量经有资质的检测单位检测鉴定达不到设计要求，但经原设计单位核定认可能够满足结构安全和施工功能的检验批，可予以验收。（√） 2. 水性无机富锌防锈底漆、酚醛漆、醇酸漆、聚氨醋漆、氟碳面漆不允许在10℃气温以下施工。（X）5℃ 3. 用锤击法消除中间焊层应力时，应使用圆头手锤或小型振动工具进行，不应对根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。（√） 4.焊缝咬边总长度不得超过焊缝两侧长度的10%，，咬边深度不得超过0.5 mm。（X） 15% 5. 埋弧自动焊必须在设计焊缝端部80mm以外的引板上起、熄弧。(√) 6. 异种钢焊接时主要问题是熔合线附近的金属塑性下降。（X）韧性 7. 永久性普通螺栓应牢固、可靠，外露丝扣不应少于2扣。(√) 8. 施工单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺。(√) 9. 高强度大六角头螺栓连接副终拧完成1h后、24h内应进行终拧扭矩检查。(X) 48h 10. 试件出厂时抗滑移系数不小于0.55，安装时不小于0.45。（√） 11. 钢桥出厂后，喷铝涂层的保质期应为6个月。（√） 12. 若冲击试验的每一组（3个）试样试验结果的平均值不低于规定值，且任一试验结果不低于规定值70%，则判为合格。（√） 13. 为了结构安全而对焊缝要求宁大勿小这种做法是正确的。（X）错误 14. 吊车梁和吊车桁架不应下挠。（√） 15. 焊接工艺评定所用的钢材、焊钉、焊接材料必须及实际工程所用材料一致并符合相应标准要求，具有生产厂出具的质量证明文件。(√) 16. 钢结构安装检验批应在进场验收和焊接连接、紧固件连接、制作等分项工程验收合格的基础上进行验收。（√） 17. 焊缝返修时，焊接裂纹的清除长度应由裂纹端各外延100mm。（X）50mm 18. 垂直应力方向的对接焊缝必须除去余高，并顺应力方向磨平。（√） 19. 紧固高强度螺栓，初拧应达到螺栓预拉力标准值的60%左右。（X）50% 20. 焊接时对一般缺损的钢构件,当构件的变形不影响其承载能力或正常使用时，可不进行处理。（√） 21.钢材的力学性能是影响钢材的焊接性和焊接接头安全性的重要因素之一，直接影响焊接工艺参数和工艺措施的制订。（X）化学成分 22.高强度螺栓连接副终拧后，螺栓丝扣外露应为2-3扣，其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。（√） 23.刚性固定法在焊接变形控制的同时还会使焊接应力和裂纹倾向随之增大（√） 《钢结构》 一、单选题 1.钢结构最大的优点在于（）。 A.塑性和韧性好 B.接近匀质等向体 C.钢材具有可焊性 D.钢材强度高自重轻 2.钢结构的最大缺点是（）。 A.造价高，不经济 B.防火性能差 C.耐腐蚀性能差 D.脆性断裂 3.在其他条件（如荷载、跨度等）相同的情况下，自重最轻的是（）。 A.木结构 B.钢筋混凝土结构 C.钢结构 D.砖石结构 4.钢材的性能因温度而变化，在负温范围内钢材的塑性和韧性（）。 A.不变 B.降低 C.升高 D.稍有提高，但变化不大 5.钢结构表面长期承受某一温度下的辐射热时，需加隔热保护层。该温度是（）。 A.150°C B.250°C C.320°C D.600°C 6.大跨度结构应优先选用钢材，其主要原因是（）。 A.钢结构具有良好的装配性 B.钢材的韧性好 C.钢材接近各项均质体，力学计算结果与实际结果最符合 D.钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料 7.钢中主要的有害元素是（）。 A.硫、磷、碳、锰 B.硫、磷、硅、锰 C.硫、磷、氮、氧 D.硫、磷、硅、碳 8.钢中硫和氧的含量超过限值时，会使钢材（）。 A.变软 B.热脆 C.冷脆 D.变硬 9.在常温和静载作用下，焊接残余应力对下列哪一项无影响（）。 A．强度B．刚度 C．低温冷脆D．疲劳强度 10.在钢构件中产生应力集中的因素是（）。 A．构件环境温度的变化B．荷载的不均匀分布 C．加载的时间长短D．构件截面的突变 11.目前结构工程中钢材的塑性指标，最主要用（）表示。 A.流幅 B.冲击韧性 C.可焊性 D.伸长率 12.进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按（）计算。 A.荷载标准值 B.荷载设计值 C.考虑动力系数的标准荷载 D.考虑动力系数的设计荷载 13.对于承受静荷常温工作环境下的钢屋架，下列说法不正确的是（）。 A.可选择Q235钢 B.可选择Q345钢 C.钢材应有负温冲击韧性的保证 D.钢材应有三项基本保证 14.在构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是（）的典型特征。 A.脆性破坏 B.塑性破坏 钢结构基本原理-思考题简答题-答案 钢结构基本原理简答题思考题答案 2、钢结构的特点是什么？ ①强度高、重量轻；②材质均匀、可靠性高； ③塑性、韧性好；④工业化程度高；⑤安装方便、 施工期短；⑥密闭性好、耐火性差；⑦耐腐蚀性差。第二章钢结构的材料 6、什么是钢材的主要力学性能（机械性能）？ 钢材的主要力学性能（机械性能）通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件（20 5℃）下均匀 拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示的各种机械性 能（静力、动力强度和塑性、韧性等）。 7、为什么钢材的单向均匀拉伸试验是钢材机械性能的常用试验方法？ 钢材的单向均匀拉伸比压缩、剪切等试验简单易行，试件受力明确，对钢材缺陷的反应比较敏感，试验所得各项机械性能指标对于其它受力状态的 性能也具有代表性。因此，它是钢材机械性能的常 用试验方法。 8、净力拉伸试验的条件有哪些？ ①规定形状和尺寸的标准试件；②常温 （20 5℃）；③加载速度缓慢（以规定的应力或应 变速度逐渐施加荷载）。 9、在钢材静力拉伸试验测定其机械性能时，常用应力- 应变曲线来表示。其中纵坐标为名义应力，试解释何谓名义应力？ 所谓名义应力即为试件横截面上的名义应力 =F/A0（F、A0为试件的受拉荷载和原横截面面积）。10、钢材的弹性？ 对钢材进行拉伸试验，当应力 不超过某一定值时，试件应力的增或减相应引起应变的增或减； 卸除荷载后（ =0）试件变形也完全恢复（ε=0），没有残余变形。钢材的这种性质叫弹性。 11、解释名词：比例极限。 比例极限：它是对钢材静力拉伸试验时，应力-应变曲线中直线段的最大值，当应力不超过比例极限时，应力应变成正比关系。 12、解释名词：屈服点 屈服点：当钢材的应力不增加而应变继续发展时所对应的应力值为钢材的屈服点。 13、解释名词：弹性变形 弹性变形：卸除荷载后，可以完全恢复的变形为弹性变形。 14、解释名词：塑性变形 塑性变形：卸除荷载后，不能恢复的变形。 钢结构试卷及答案 钢结构试卷 题号一二三四总分 分数 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。 2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为、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的验算。 4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有、和。 5、梁整体稳定判别式中，是， lblb1111 是。 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。 7、当组合梁腹板高厚比时，对一般梁可不配置加劲肋。 ht,0w 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 235,bt(100.1),，,2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为，其中的1fy 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 ,M,mxx3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公 式，,f(10.8'),AWNN,,x1xxEx 中，其中，代表。 W1x (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。 he (A)0.7 (B)4mm (C)1.2 (D) 1.5 hhhfff8、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 f bbNdtf,,9、单个螺栓的承压承载力中,[]，其中?t为。 ,cc (A)a+c+e (B)b+d (C)max{a+c+e，b+d} (D)min{ a+c+e，b+d} 1．体现钢材塑性性能的指标是（ C ）P11 A ．屈服点 B. 强屈比 C. 延伸率 D. 抗拉强度 2．在结构设计中，失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( B )。P4 A ．p f 越大，β越大，结构可靠性越差 B ．p f 越大，β越小，结构可靠性越差 C ．p f 越大，β越小，结构越可靠 D ．p f 越大，β越大，结构越可靠 3．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( B )来保证的。P108 A ．稳定承载力 B ．挠跨比 C ．静力强度 D ．动力强度 4. 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关（C ）P154 A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小 5. 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ是考虑（D ）P92 A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 B 考虑强度降低的影响 C 考虑单肢失稳对构件承载力的影响 D 考虑剪切变形的影响 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接（ C ）P64 A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7．为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应（C ）。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8．梁的纵向加劲肋应布置在（ C ）。P123 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9．同类钢种的钢板，厚度越大（ A ）P23 A. 强度越低 B. 塑性越好 C. 韧性越好 D. 内部构造缺陷越少 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（C ）指标。P12 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 11. 钢材脆性破坏同构件（ D ）无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12．焊接残余应力不影响构件的（B ）P49 A ．整体稳定 B ．静力强度 C ．刚度 D ．局部稳定 13．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力（C ）P64 A ．与摩擦面的处理方法有关 B ．与摩擦面的数量有关 C ．与螺栓直径有关 D ．与螺栓的性能等级无关 14．直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤，则1t 、2t 分别为（A ）的 厚度。P31 A ．1t 为厚焊件，2t 为薄焊件 B ．1t 为薄焊件，2t 为厚焊件 C ．1t 、2t 皆为厚焊件 D ．1t 、2t 皆为薄焊件 15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（D ）。P79 A ．扭转屈曲 B ．弯扭屈曲 C ．侧扭屈曲 D ．弯曲屈曲 16．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( B )来保证的。 房屋钢结构 一、填空题 1.门式刚架结构通常用于跨度为 m，柱距为m，柱高为m的单层工业房屋或公共建筑。 2.门式刚架屋面的坡度宜取；挑檐长度宜为m,其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。 3.门式刚架轻型房屋的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为：纵向不大于；横向不大于 m。超过规定则需设。 4.门式刚架柱顶侧移的限值为不超过柱高度的。 5.门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。具体构造有、和三种形式。 6.压型钢板的板基厚度一般为mm。 7.屋面压型钢板侧向可采用、、等不同连接方式。 8.当檩条跨度（柱距）不超过m时，应优先选用实腹式檩条。 9.檩条在垂直地面的均布荷载作用下，按构件设计。 10.当檩条跨度大于m时，应在檩条跨中位置布置拉条；当檩条跨度大于m时，应在檩条跨度三分点处各布置一道拉条。 11.实腹式檩条可通过与刚架斜梁连接。 12.钢屋架中受压杆件的容许长细比为，只承受静力荷载的钢屋架中拉杆的容许长细比为。 13.钢屋架的受压杆件，其合理的截面形式，应尽量对截面的两个主轴具有。 14.梯形钢屋架节点板的厚度，是根据来选定的。 15.由两个角钢组成的T形截面杆件，为了保证两个角钢共同工作，在两角钢间每隔一定距离应设置。 16.钢屋架的轴心受拉杆件应进行和；钢屋架的轴心受压杆件应进行和。 17.梯形钢屋架的跨度大于等于m时，在下弦拼接处宜起拱，起拱高度一般为跨度的。 18.网架按跨度分类时：大跨度为 m以上；中跨度为m，小跨度为 m以下。 19.当采用钢檩条屋面体系时，网架的跨高比可选；上弦网格数可选。L2为网架的短向跨度。 20.网架结构的容许挠度不应超过下列数值：用作屋盖时为；用作楼盖时为。L2为网架的短向跨度。 21.网架屋面的排水坡度一般为。 22. 网架焊接空心球节点的直径D取决 于、、等因素. 23.网架焊接空心球节点的壁厚应根据由承载力验算公式确定，但不宜小于 mm。空心球外径与壁厚的比值可在范围内选 钢结构的材料 1．为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料？ 2．塑性和韧性的定义，两者有何区别，冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么？3．为什么承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分？ 1．答：从钢材拉伸时的应力－应变曲线可以看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达2％～3％，这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。2．答：塑性是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质；韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性同塑性有关，但不完全相同，是强度和塑性的综合表现。冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，可检验钢材的冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化，冷作硬化可能使材料变脆。 3．答：钢结构冷加工时会引起钢材的局部冷作硬化，从而使材料强度提高，塑性、韧性下降，使钢材变脆。因此，对承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分，从而防止脆性破坏。 钢结构的连接 1、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因? 2、试述焊接残余应力对结构工作的影响? 3、正面角焊缝和侧面角焊缝在受力上有什么不同？当作用力方向改变时，又将如何？ 4、对接焊和角焊缝有何区别？ 5、如何减小焊接应力和焊接变形？ 6．高强度螺栓的预拉力起什么作用？预拉力的大小与承载力之间有什么关系？ 7．摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓有什么区别？ 8．为什么要控制高强度螺栓的预拉力，其设计值是怎样确定的？ 9．普通螺栓和高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？单个螺栓的抗剪承载力设计值是如何确定的？ 10．螺栓群在扭矩作用下，在弹性受力阶段受力最大的螺栓其内力值是在什么假定条件下求得的？ 1．答：焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿；焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形；热影响区扩大容易产生脆裂。焊脚尺寸太小，焊接时产生的热量较小，焊缝冷却快，容易产生裂纹；同时也不易焊透。 焊缝长度过短，焊件局部加热严重，会使材质变脆；同时起、落弧造成的缺陷相距太近，严重影响焊缝的工作性能。 焊缝长度过长，应力沿长度分布不均匀，两端应力可能达到极限值而先破坏，中部则未能充分发挥其承载能力。 2．答：残余应力对结构静力强度一般没有影响，因为它是自相平衡力系，只要材料能发生塑性变形，其静力强度是不变的。但当材料不能发展塑性时，则可能发生脆性破坏，即各点的外加应力和其残余应力相加达到材料的抗拉强度fy ，该点即破坏，从而降低构件的承载力。 残余应力将减少构件的刚度，因残余应力与外加应力相加，将使某些部分提前进入塑性而不再承担以后增加的荷载。 简答题：（共 ?分） 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？（ 分） 、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式： w t h 0≤ ???????y f 235 ) ，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。 ?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？（ 分） 、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≥ ??，⑤通过限制板叠厚度≤ ?，其中?为螺栓直径，??为螺栓孔径，①②④通过计算保证。 、简述影响钢材力学性能的主要因素。（ 分） 、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。 、简述钢材选用的原则。（ 分） 、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。 一、 计算题：（共 ?分） 、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?＝ ???，螺栓 ??，孔径 ???， ? 级，摩擦面的抗滑移系数μ ???，高强螺栓的设计预拉力 ? ???。不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计值的影响。（ 分） 解： 螺栓群形心 处的内力有： 轴心拉力33 30018055 T N kN ==?=；（ 分） 剪力44 30024055 = =?=V N kN ； （ 分） 弯矩1807.0/2630M Te kN cm ==?=? （ 分） 在?、 作用下，最上排螺栓受力为最不利，一个螺栓所受的拉力为： 11222180630(6.57.0/2)36.53282[2 3.52(3.5 6.5)] i My T N kN n y ?+= +=+=∑??+?+（ 分） 一个螺栓所受到的剪力为：240 308 v V N kN n = ==（ 分） 一个高强螺栓受拉承载力设计值：0.80.8155124b t N P kN ==?=（ 分） 一个高强螺栓受剪承载力设计值：0.90.910.515569.75b v f N n P kN μ=??=???= （ 分） 钢结构设计原理题库 一、 单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合 题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未 选均无分) 1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 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 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．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 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 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=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 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 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 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 【 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 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1k 、2k 为 【 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k 《钢结构设计原理》复习思考题2016.5.27修改 第1章绪论 1. 1）钢材强度髙，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. 根据钢结构特点，钢结构有哪些合适的应用范围？ 1）大跨结构2）丄业厂房3）受动力荷载彫响的结构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 （要和上而的钢结构特点联系起来） 3.我国《钢结构设计规范》规定钢结构釆用什么设计方法？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 貝体的准则: 结构在规定的设计使用年限内应满足的功能： （1）在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用； （2）在正常使用时具有良好的工作性能； （3）在正常维护下具有良好的耐久性； （4）在设计规定的偶然事件发生时（后），仍能保持整体稳定性。 可靠性：结构在规定的时间（设计基准期，一般为50年）内，在规定的条件（正常设计、正常施工、正常使用和正常维护）下，完成预定功能的能力。 可靠度：结构在规定的吋间内，在规定的条件下，完成预定功能的的概率。是度量结构可靠性的指标。 可靠度指标B： B可以作为衡量结构可靠度的一个数量指标，只要求出就B可获得对应 的失效概率。 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） 4.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？ YO ——结构重要性系数，不应小于：1.1 （安全等级一级或使用年限100年），1.0 （50 年）， 0.9 （5 年），0.95 （25 年） Y G——永久荷载分项系数最新钢结构期末考试题(含答案)
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