钢结构习题.doc

习 题一一、选择题1. 结构承载力设计表达式中,是荷载组合系数,它的取( )A.B.C.D.2.按近似概率极限状态设计法设计的各种结构是( )A.绝对可靠的B.绝对不可靠C.存在一定风险的D.具有相同可靠性指标的3. 钢材的强度设计值取为( )A.B. C.D.4.防止钢材发生分层撕裂的性能指标为( ) A.屈服点B.伸长率C.Z向收缩率D.冷弯5.引起钢材疲劳破坏的荷载为( ) A.静力荷载B.产生拉应力的循环荷载C.冲击荷载D.产生全压应力的循环荷载6.不需要验算对接斜焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线与轴力N之间的夹角满足( )A.B.C.D.7.承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接( )A.承载力低,变形大B.承载力高,变形大C.承载力低,变形小D.承载力高,变形小8.产生纵向焊接残余应力的主要原因之一是( ) A.冷却速度太快B.施焊时焊件上出现冷塑和热塑区C.焊缝刚度大D.焊件各纤维能够自由变形9.在计算工字形截面两端铰支轴心受压构件腹板的临界应力时,其支承条件为( ) A.四边简支B.三边简支,一边自由C.两边简支,两边自由D.悬臂10.理想弹性轴心受压构件的临界力与截面惯性矩I和计算长度的关系为( ) A.与I成正比,与成正比B.与I成反比,与成反比C.与I成反比,与成正比D.与I成正比,与成反比11.题11图所示的轴心受压构件,其临界力为( ) A.B. C.D.12.设计焊接工字形截面梁时,腹板布置横向加劲肋的主要目的是提高梁的( ) A.抗弯刚度B.抗弯强度C.整体稳定性 D.局部稳定性13.按规范GBJ1788中的公式计算直接承受动力荷载的工字形截面梁抗弯强度时,取值为( ) A.B.C.D.14.对于题14图所示格构式压弯构件,弯矩作用平面内稳定性的计算公式是( ) A. B.C.D.15.题15图所示压弯构件,截面无削弱,构件的弯矩图分别为图(a)、 图(b)。图(a)的截面最大正应力与图(b)的截面最大正应力相比( )A. B.C. D.大小无法确定16.下列屋架中,只能与柱做成铰接的钢屋架形式为( )A.梯形屋架B.平行弦屋架C.人字形屋架D.三角形屋架17.简支钢屋架上弦有节间荷载作用时,上弦杆为( )A.拉弯构件B.轴心受压构件C.压弯构件D.受弯构件18.普通热轧型钢檩条不必计算( ) A.强度B.整体稳定性C.刚度D.局部稳定性19.为了保持钢屋架间距不变,在抽柱处需设置( ) A.托架B.上弦水平支撑C.檩条D.下弦水平支撑20.钢桁架中间区域斜腹杆合理的截面形式为( )A.两等边角钢组合T形截面 B.两等边角钢组合十字形截面C.两不等边角钢长边相连组合T形截面 D.两不等边角钢短边相连组合T形截面二、填空题21.结构的可靠度是指在规定的时间内,规定的 下,完成预定功能的概率。22.型钢代号L100808中,80表示 。23.Q235AF钢中的A表示 。24.钢材的抗拉和抗弯强度标准值为 。25.非焊接部位的疲劳计算公式中的 。26.选用焊条及焊丝型号的原则是使焊缝金属与主体金属 。27.普通螺栓受拉力作用时,螺栓的设计强度取值较低,这是考虑到 对螺栓的不利影响。28.对轴心受力构件,正常使用极限状态是控制构件的 。29.影响梁局部稳定性的最主要因素是板件的 。30.压弯构件弯矩作用平面外的失稳属于 屈曲。三、计算题31.试计算题31图所示角焊缝连接的焊脚尺寸() 已知:连接承受静力荷载设计值钢材为Q235BF,焊条为E43型,。32.试验算题32图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。 已知：被连接构件钢材为Q235BF，8.8级M20的高强度螺栓,高强度螺栓的设计预拉力P=110kN,接触面喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数为0.35。33.题33图所示为一轴心受压实腹构件，轴力设计值N=2000kN,钢材为Q345B，f=315N/mm2,fy=345N/mm2,截面无削弱，Ix=1.1345108mm4,Iy=3.126107mm4,A=8000mm2,试验算该构件的整体稳定性和局部稳定性是否满足要求。3540455055600.8890.8630.8350.8040.7710.73434.焊接工字形截面平台梁如题34图所示,计算跨度3m,两端简支,跨中所受集中荷载设计值为N=250kN,钢材为Q235BF,f=215N/mm2,fy=235N/mm2,采用906支承加劲肋,忽略梁自重,试验算梁的局部稳定性和支座处支承加劲肋的稳定性。51015202530350.9980.9920.9830.9700.9530.9360.91835.题35图所示构件由2L20012512热轧角钢长肢相连组成,垫板厚度12mm,承受荷载设计值N=400kN,P=50kN，钢材为Q235BF，f=215N/mm2,试验算构件的强度是否满足要求。2L20012512的几何参数：A=75.8cm2,Ix=3142cm。四、分析题36.焊接箱形截面主梁跨度9m,集中和均布荷载设计值（包括自重）如题36图所示，钢材为Q345B，f=315N/mm2 ,fv=185N/mm2,试验算梁的强度承载力是否满足设计要求。取局部压应力。 五、综合题37.简述构件初弯曲、荷载初偏心、残余应力对轴心受压构件整体稳定承载力的影响，并说明实腹式轴心受压构件的设计计算项目。习 题二一、简答题1.结构或构件的承载能力极限状态包括哪些计算内容?正常使用极限状态又包括哪些内容?2.为什么采用钢材的屈服点fy作为设计强度标准值?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定?3.为了保证实腹式轴压杆件组成板件的局部稳定，有哪几种处理方法?4.何谓焊接板梁的最大高度hmax和最小高度hmin?梁的经济高度he的范围?腹板太厚或太薄会出现什么问题?二、选择题1.下列各项，( )不属于结构的承载能力极限状态范畴。 A.静力强度计算 B.动力强度计算 C.稳定性计算 D.梁的挠度计算2.在下列各化学元素中，( )的存在可提高钢材的强度和抗锈蚀能力，但却会严重地降低钢材的塑性、韧性和可焊性，特别是在温度较低时促使钢材变脆(冷脆)。 A.硅 B.铝 C.硫 D.磷3.根据钢材的一次拉伸试验，可得到如下四个力学性能指标，其中( )是钢结构的强度储备。 A.屈服点fy B.抗拉强度fu C.伸长率 D.弹性模量E4.普通轴心受压构件的承载力经常决定于( )。 A.扭转屈曲 B.强度 C.弯曲屈曲 D.弯扭屈曲5.摩擦型高强度螺栓的抗剪连接以( )作为承载能力极限状态。 A.螺杆被拉断 B.螺杆被剪断 C.孔壁被压坏 D.连接板件间的摩擦力刚被克服6.根据施焊时焊工所持焊条与焊件之间的相互位置的不同，焊缝可分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种方位，其中( )施焊的质量最易保证。 A.平焊 B.立焊 C.横焊 D.仰焊7.为了保证焊接板梁腹板的局部稳定性，应根据腹板的高厚比的不同情况配置加颈肋。当 6mm时，3、焊接残余应力对构件( )无影响，计算中不予考虑。而对构件 ( )有影响，会降低构件的( )。（A）强度极限状态（B）刚度 （C）稳定承载力 （D）屈服荷载4、厚度为14毫米，两肢宽度分为200毫米和125毫米的不等边角钢的表示方法为( )。（A） 14200125 （B） 14125200 （C） 20012514 （D） 20014125 5、双向弯曲时梁的抗弯强度的计算式为( )。(A) （B） （C） （D）6、焊接时所用焊条应与焊件钢材相适应，Q235钢所用焊条为（）。（A）E43型 （B）E50型 （C）E55型 （D）E45型7、梁的整体稳定系数大于( )时，梁进入非弹性工作阶段，计算时应对其进行修正。 （A） 0.6 （B）0.4 （C）0.7 （D）0.88、钢结构中只要求对全部焊缝做外观检查符合要求，而不需要超声波检测的为( )焊缝。（A）一级 （B）二级 （C）三级 （D）四级二、多项选择题：1、下列属于保证梁整体稳定的措施的是( )。（A）有铺板密铺在梁的受压翼缘并与其牢固相连。（B）工字型截面简支梁受压翼缘的自由长度与宽度之比不超过规定值。（C）梁的腹板的高度不超过规定值。 （D）受压翼缘密铺铺板。2、应力集中对构件（ ）条件下的工作无影响，计算中不予考虑。而对（ ）作用下工作的结构不利影响十分突出，是引起脆性破坏的根源。（A）静载（B）负温（C）动载（D）常温3、压弯构件的破坏形式有（ ）。（A）强度破坏（B）弯矩作用平面内失稳破坏（C）弯矩作用平面外失稳破坏 （D）局部失稳破坏4、梁的截面高度的确定依据是（ ）。（A）建筑高度（B）刚度要求（C）经济要求（D）稳定要求三、填空1、现行钢结构设计法是 。2、下列钢材的主要机械性能指标分别代表：fy ，f0.2 。3、Q235-BF表示 。4、钢结构的连接方法有 、 、 。5、规范对梁翼缘采取 措施来保证其局部稳定；而对梁腹板采取 的措施来保证局部稳定。6、间接角焊缝的间断距离在受拉侧较受压侧长，原因是 。四、简答题1、请叙述普通螺栓偏心受剪计算假定。2、简述结构的可靠度。五、计算题：1、如下图所示:2L100X80X10通过14mm厚的连接板和20mm厚的翼缘板连接于柱的翼缘，d1=150mm，d2=190mm，确定连接板与翼缘板的焊角尺寸，并验算该连接角焊缝的强度。(ffw=160MPa) 2、 截面为340X12的钢板构件的拼接采用双盖板普通螺栓连接，盖板厚度为8mm，钢材为Q235，螺栓为C级M20，构件承受轴心拉压设计值N=600KN，试验算下图拼接是否满足要求？（fvb =140MPa ，fcb=305MPa） 3、 已知由一工20a作成的两端铰接的柱，柱长为9m.，在两个三分点处有侧向支撑，以阻止柱在弱轴方向过早失稳，承受压力设计值N250KN,容许长细比为=150,试验算其强度、刚度和稳定性。（20a,A=35.5cm2，ix=8.15cm，iy=2.12cm，f=215N/mm2）附：轴压构件a类截面稳定系数表： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9110 0.638 0.630 0.622 0.615 0.607 0.600 0.592 0.585 0.577 0.570轴压构件b类截面稳定系数表： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9140 0.345 0.341 0.337 0.333 0.329 0.326 0.322 0.318 0.315 0.311钢结构习题一参考答案一、项选择题1.B2.C3.D4.C5.B6.C7.B8.B9.A10.D11.D12.D13.A14.C15.C16.D17.C18.D19.A20.A二、填空题21.条件22.角钢短边宽为80mm 或 角钢短肢宽度为80mm 23.质量等级为A或级24. 或 屈服强度 或 屈服点 25.26.强度相适应27.杠杆作用 或 “撬力作用”28.长细比 或 29.宽(高)厚比30. 弯扭三、计算题31.解:取32.解:33.整体稳定验算:满足要求局部稳定验算:翼缘: 腹板: 满足要求34.解:(1)局部稳定计算翼缘(或15) 满足要求腹板 满足要求(2)支座稳定性支座反力N=125kN腹板受压宽度35. 四、分析题36.(1)计算跨中抗弯强度最大弯矩满足要求(2)计算支座抗剪强度剪力满足要求(3)计算集中荷载处折算应力弯矩剪力五、综合题37.(1)构件初弯曲和荷载初偏心的影响具有初始偏心的轴心受压构件的临界力低于无偏心的轴心受压构件,且偏心越大,临界力下降也越大。由于初弯曲的存在,降低了构件的临界力,初弯曲越大,临界力下降也越多。(2)残余应力的影响残余应力的压力部分,可使截面弹性范围减小,全截面的抗弯刚度就下降,对轴心受压构件稳定承载力的影响: 残余应力的存在；降低轴心受压构件的临界应力,残余应力的分布不同,影响也不同； 残余应力对不同轴的临界力的影响程度不同。(3)设计计算项目为强度 刚度 整体稳定性 局部稳定性钢结构习题二参考答案一、简答题(每小题5分，共20分) 1.结构或构件的承载能力极限状态包括静力强度、动力强度和稳定等的计算达到这种极限状态时，结构或构件达到了最大承载力而发生破坏，或达到了不适于继续承受荷载的巨大变形。结构或构件的正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。达此极限状态时，结构或构件虽仍保持承载力，但在正常荷载和作用下产生的变形已不能使结构或构件满足正常使用的要求，包括静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的剧烈振动等。 2.选择屈服点作为结构钢材设计强度标准值是因为：(1)它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理，避免发生破坏；(2)从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大200倍，且抗拉强度与屈服点之比(强屈比)较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为0.2%所对应的应力作为屈服点。 3.对翼缘板，可通过增加其厚度，使其宽厚比不超过一定的限值以确保其满足局部稳定性要求；对腹板，一方面可以通过增加其厚度，使其高厚比不超过一定的限值，也可在腹板中央沿腹板全长设置一根纵向加劲肋，以保证其局部稳定性要求。 4.梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间的高度，它的限制决定了梁的最大可能高度hmax，一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度vv，它决定了梁的最小高度hmin；由经济条件可定出梁的经济高度he，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：hminhehmax，腹板太厚将增加用钢量，导致不经济，而太薄，梁的腹板将不能保证局部稳定性要求，从而使梁的稳定性承载能力降低。二、选择题 1.D 2.D 3.B 4.C 5.D 6.A 7.B 8.A 9.C 10.A三、填空题 1.弹性阶段 弹塑性阶段 塑性阶段 强化阶段 2.45 低 3.越不均匀 4.强度承载力极限状态即钢材的屈服点 5.塑性铰 截面边缘开始屈服四、计算题 1.解：由于翼缘处剪应力很小，可以认为全部剪力由腹板处的竖直焊缝均匀承受，而弯矩由整个T形截面焊缝承受。 荷载设计值计算： V=F=250KN M=2500.17=42.5KNm 验算正应力： M1= =52N/mm2fwt M2=136.6N/mm2fwc 验算剪应力： = =69.4N/mm2fwv 验算2点折算应力 =182N/mm21.1fwt 验算表明：连接安全。 2.解：(1)构件截面几何特性计算： A=251.22+351.0=95cm2 Ix=2537.43-(25-1)353=23237cm4 Iy=21.2253=3125cm4 ix=15.64cm iy= =5.74cm x= =76.7 y= =69.7 (2)强度验算： 因截面无削弱，所以这里无需验算强度。 (3)整体稳定性验算： 截面对x、y轴弯曲屈曲都属于b类截面，故整体稳定性由绕x轴屈曲控制。 由x=76.7查表得：y=0.709 =178.2N/mm2f 整体稳定性能够保证。 (4)局部稳定性验算： 翼缘=10(10+0.1)=10+0.176.7=17.67 腹板=35(25+0.5) =25+0.576.7=63.35 局部稳定性能够保证。 3.解：荷载设计值计算。 P=1.240+1.470=146KN M= =219KNm V= =73KN (1)构件截面几何特性计算： iy=7.88cm y= =76.1 (2)强度验算： 抗弯强度=101.5N/mm2f 抗剪强度max=17.1N/mm2fv 折算应力 1=max =101.5=96.4N/mm2 1=13.4N/mm2 =99.2N/mm216,故需要验算整体稳定性。 =0.81 =1.8340.6 = 0.898 =113N/mm2f (4)挠度验算： 故刚度条件能够满足。钢结构习题三参考答案一、单项选择题1.B 2.C 3.C 4.A 5.D6.A 7.B 8.A 9.B10.B11.D12.D13.A14.C15