钢结构设计原理(专升本)综合测试1

1 钢结构设计原理钢结构设计原理 专升本专升本 综合测试综合测试1 1 单选题单选题 1 对于直接承受动力荷载的结构 宜采用 2分 A 焊接连接 B 普通螺栓连接 C 摩擦型高强度螺栓连接 D 承压型高强度螺栓连 参考答案 C 2 为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施 这一做法是为了 2分 A 改变板件的宽厚比 B 增大截面面积 C 改变截面上的应力分布状 D 增加截面的惯性矩 参考答案 C 3 梁的最小高度是由 控制的 2分 A 强度 B 建筑要求 C 刚度 D 整体稳定 参考答案 C 4 承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接 2分 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 参考答案 B 5 在低温工作 一20 的钢结构选择钢材除强度 塑性 冷弯性能指标外 还需 指标 2分 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 参考答案 C 6 钢材的设计强度是根据 确定的 2分 A 比例极限 B 弹性极限 C 屈服强度 D 极限强度 参考答案 C 7 一般情况下 施焊对接焊缝时打坡口是为了 2分 A 便于施焊 B 致于焊透 C 焊透 参考答案 C 8 焊接组合工字形轴心受压柱的翼缘与腹板的焊缝承受 2分 A 压力 B 压杆屈曲时的剪力 C 同时承受压力与压杆屈曲时的剪力 D 不受力 参考答案 B 9 轴心受拉构件按强度极限状态是 2分 A 净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 2 B 毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 C 净截面的平均应力达到钢材的屈服强度 D 毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度 参考答案 D 10 同类钢种的钢板 厚度越大 2分 A 强度越低 B 塑性越好 C 韧性越好 D 内部构造缺陷越少 参考答案 A 填空题填空题 11 屋架上弦杆为压杆 其承载能力由 控制 下弦杆为拉杆 其截面尺寸由 确定 6分 1 参考答案 稳定 2 参考答案 强度 12 控制焊接连接或焊接构件疲劳性能的主要应力变量是 而在非焊接结构中控制疲劳性能 的主要应力变量是 6分 1 参考答案 应力幅 2 参考答案 计算应力幅 13 结构的可靠度是指结构在 在 下 完成 的概率 6分 1 参考答案 规定的时间 2 参考答案 规定的条件 3 参考答案 预定功能 14 应力集中将会导致构件发生 破坏 2分 1 参考答案 脆性 问答题问答题 15 什么叫轴心受压构件的等稳定设计 5分 参考答案 影响轴心受压构件承载能力的不是强度 往往是稳定问题 等稳设计就是尽可能使截面在两 个方向的稳定系数相同 如果两个方向的支承情况和截面分类相同 则等稳设计就是保证两个方向的长 细比相等 解题思路 16 梁的工地拼接和工厂拼接各有什么要求 5分 参考答案 工地拼接 拼接焊缝在同一截面或尽量接近 错开不宜过大 方便运输 上下翼缘板切成向 上的 V 形坡口 方便俯焊 翼缘板预留500mm 长在工厂不焊 减少焊缝的收缩应力 工厂拼接 拼接焊缝最好错开 按一定的顺序品节 减少焊接应力 拼接焊缝采用对接焊缝且有引弧板 解题思路 17 一工字形截面梁绕强轴受力 截面尺寸如图 当梁某一截面所受弯矩 M 400kN m 剪力 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 Q235B f 205N mm2 fv 125N mm2 15分 参考答案 几何参数 3 正应力 满足 剪应力 折算应力 代入公式 满足要求 解题思路 18 问下图 1 此压杆是否满足要求 2 此压杆设计是否合理 为什么 3 当不改变截面 及两端支承条件时 欲提高此杆承载力 比较合理的措施是什么 15分 参考答案 如图 l0 x l0y 2600mm N 300kN 截面无削弱 其承载力取决于整体稳定 1 对 y 轴为 b 类截面 查表得 4 整体稳定不符合要求 2 此压杆设计不合理 对 x y 轴长细比相差太大 致使对 y 轴极易失稳 而对 x 轴承载力有富余 不经济 3 提高对 y 轴的稳定承载力 设侧向支承 使 l0y l 2 1300mm 则 查表得 对于 x 轴 且对 x 轴为 a 类截面了 因而对 x 轴也不会失稳 设置合 理的侧向支承 有效地提高了此压杆的承载能力 解题思路 19 钢结构有哪些优缺点 5分 参考答案 优点 1 钢材强度高 韧性 塑性好 2 质量轻 强重比大 可降低基础造价 方便施 工吊装 对抗震有利 3 材质均匀 符合力学假定 计算结果比较可靠 安全可靠度高 4 制造简单 工厂化生产 工业化程度高 施工速度快 施工周期短 5 钢结构密闭性好 6 钢材为可持续发展的 材料 缺点有 1 钢材耐热但不耐火 2 钢材易锈蚀 耐腐蚀性能差 维护费用高度 3 钢结构在低 温和其他条件下 可能发生脆性断裂 4 钢材价格相对较贵 解题思路 20 计算图示轴心拉杆的双盖板连接能安全承受的最大轴心拉力的设计值 拉杆钢材 Q235钢 f 215N mm2 采用高强度螺栓摩擦型连接 高强度螺栓为8 8级 M20 孔径 d0 21 5mm 连接 处接触面采用喷砂处理 0 45 P 125kN 单位 mm 15分 参考答案 螺栓能承担的剪力 外面第一排螺栓处板件能承担的拉力 构 件的毛截面能承担的拉力 故接头能承受的最大拉力为911 25kN 解题思路 5 钢结构设计原理钢结构设计原理 专升本专升本 综合测试综合测试2 2 单选题单选题 1 为了提高梁的整体稳定性 是最经济有效的办法 2分 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 参考答案 B 2 钢号 Q345A 中的345表示钢材的 2分 A fp 值 B fu 值 C fy 值 D fvy 值 参考答案 C 3 当沿受力方向的连接长度过长时 螺栓的抗剪和承压设计承载力均应降低 以防止 2分 A 中部螺栓提前破坏 B 端部螺栓提前破坏 C 螺栓受弯破坏 D 螺栓连接的变形过大 参考答案 B 4 钢材的抗拉强度 fu 与屈服点 fy 之比 fu fy 反映的是钢材的 2分 A 强度储备 B 弹塑性阶段的承载能力 C 塑性变形能力 D 强化阶段的承载能力 参考答案 A 5 已知某一结构在 3时 失效概率为 Pf 0 001 若 改变 准确的结论 2分 A 2 5 Pf 0 001 结构可靠性降低 C 3 5 Pf 0 001 结构可靠性提高 D 3 5 Pf fy 6 B fx fy C fxy D 需要根据稳定性分类判别 参考答案 D 8 目前 除疲劳计算外 建筑钢结构均采用 设计方法 用分项系数设计表达式进行计算 2分 A 非概率 B 容许应力 C 最大荷载 D 以概率理论为基础的极限状态 参考答案 D 9 轴心受力构件的正常使用极限状态是 2分 A 构件的变形规定 B 构件的容许长细比 C 构件的刚度规定 D 构件的挠度值 参考答案 B 10 关于钢结构的特点叙述错误的是 2分 A 建筑钢材的塑性和韧性好 B 钢材的耐腐蚀性很差 C 钢材具有良好的耐热性和防火性 D 钢结构更适合于建造高层和大跨结构 参考答案 C 填空题填空题 11 在轴心压力一定的前提下 轴压柱脚底板的面积是由 决定的 3分 1 参考答案 混凝土强度等级 12 建筑钢材中严格控制硫的含量 在 Q235钢中不得超过0 05 在 Q345钢中不得超过0 045 这是因为含硫量过大 在焊接时会引起钢材的 2分 1 参考答案 热脆 13 受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数 目的是考虑 3分 1 参考答案 部分截面塑性 14 荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载力 2分 1 参考答案 小 15 缀条式格构柱的缀条设计时按 构件计算 2分 1 参考答案 轴压 16 组合梁的局稳公式是按 原则确定 2分 1 参考答案 局部失稳发生在翼板最大应力达屈服之前 17 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 立焊 横焊和仰焊四种方位 其中 施焊的质量最易保证 2分 1 参考答案 平焊 18 轴心受压构件应进行强度 刚度 和局部稳定四方面的验算 2分 1 参考答案 整体稳定 19 当温度 t mm3 跨中无孔眼 梁的抗弯强度足够 由于型钢的腹板较厚 一般不必验算抗剪强度 挠度验算 在全部荷载标准值作用下 在可变荷载标准值作用下 满足要求 解题思路 22 轴心受压构件在何种情况下采用高强度钢比较有利 说明理由 5分 参考答案 轴压构件一般由稳定控制 轴心压杆在 较小时的失稳为弹塑性失稳 此时临界应力与材料 强度有关 所以短粗构件采用高强度的钢材比较有利 能提高杆件承载力 解题思路 23 一块 400 20的钢板用两块拼接板 400 12进行拼接 螺栓孔径22mm 排列 如图 钢板轴 心受拉 N 1350KN 设计值 钢材为 Q235钢 f 215N mm2请问 1 钢板1 1截面的强度够否 2 是否还需要验算2 2截面的强度 假定 N 力在13个螺栓中平均分 配 2 2截面应如何验算 3 拼接板的强度是否需要验算 15分 参考答案 1 1 1截面钢板的 所以1 1截面钢板强度足够 2 需要验算2 2截面强度 因为2 2的 An 小于1 1 假定 N 在13个螺栓中平均分配 则2 2截面传递的拉力 N 为 2 2截面的 足够 3 两块拼接板厚度之和大于原钢板厚 所以钢板抗拉强度足够 拼接板就无需验 算 解题思路 8 24 一工字形截面轴心受压柱如图所示 l0 x l 9m l0y 3m 在跨中截面每个翼缘和腹板上各有 两个对称布置的 d 24mm 的孔 钢材用 Q235AF f 215N mm2 翼缘为焰切边 试求其最大 承载能力 N 局部稳定已保证 不必验算 15分 参考答案 截面几何特性 按强度条件确定的承载力 按稳定条件确定的承载力 因 x 轴为弱轴 且 因而对 y 轴的稳定承载力小于对 x 轴的稳定承载力 由 查表 得 所以 所以 此柱的最大承载力为2160kN 解题思路 25 试述纵向焊接应力分布形式及原因 5分 参考答案 施焊时 焊缝附近温度最高 在焊缝区以外 温度则急剧下降 焊缝区受热而纵向膨胀 但 这种膨胀因变形的平截面规律而受到其相邻较低温度区的约束 使焊缝区产生纵向压应力 由于钢材在 600 C 以上时呈塑性状态 因而高温区的这种压应力使焊缝区的钢材产生塑性压缩变形 这种塑性变形 当温度下降 压应力消失时不能恢复的 在焊后的冷却过程中 如假设焊缝区金属能自由变形 冷却后 钢材因已有塑性变形而不能恢复其原来的长度 事实上由于焊缝区与其邻近的钢材是连续的 焊缝区因 冷却而产生的收缩变形又因平截面变形的平截面规律受到附近低温区钢材的约束 使焊缝区产生拉应力 为残余焊接应力 因残余应力是构件未受荷载作用而早已残留在构件截面内的应力 因而截面上的残余 应力必需自相平衡 所以焊缝截面两边区域为压应力 解题思路 9 钢结构设计原理钢结构设计原理 专升本专升本 综合测试综合测试3 3 单选题单选题 1 钢材所含化学成分中 需严格控制含量的有害元素为 2分 A 碳 锰 B 钒 锰 C 硫 氮 氧 D 铁 硅 参考答案 C 2 工字型截面受压构件的腹板高度与厚度之比不能满足按全腹板进行计算的要求时 2分 A 可在计算时仅考虑腹板两边缘各 的部分截面参加承受荷载 B 必须加厚腹板 C 必须设置纵向加劲肋 D 必须设置横向加劲肋 参考答案 A 3 在下列因素中 对压杆的弹性屈曲承载力影响不大 2分 A 压杆的残余应力分布 B 构件的初始几何形状偏差 C 材料的屈服点变化 D 荷载的偏心大小 参考答案 C 4 钢结构的主要缺点之一是 2分 A 容易变脆 B 施工复杂 C 不耐火 参考答案 C 5 计算工字形梁的抗弯强度 用公式 取 梁的翼缘外伸肢宽厚比不大于 2分 A B C D 参考答案 B 6 实腹式轴心受拉构件计算的内容有 2分 A 强度 B 强度和整体稳定性 C 强度 局部稳定和整体稳定 D 强度 刚度 长细比 参考答案 D 7 梁的受压翼缘侧向支撑点的间距和截面尺寸都不改变 且跨内的最大弯矩相等 则临界弯矩最低的是 2分 A 受多个集中荷载的梁 B 受均布荷载的梁 C 受纯弯矩的梁 D 受跨中一个集中荷载的梁 参考答案 C 8 确定梁的经济高度的原则是 2分 A 制造时间性最短 10 B 用钢量最省 C 最便于施工 D 免于变截面的麻烦 参考答案 B 9 对于常温下承受静力荷载 无严重应力集中的碳素结构钢构件 焊接残余应力对下列没有明显影响的 是 2分 A 构件的刚度 B 构件的极限强度 C 构件的稳定性 D 构件的疲劳强度 参考答案 B 10 高强螺栓的主要特点是 2分 A 预拉力大 B 加了摩擦 C 能抗剪 参考答案 A 填空题 说明 11 钢材的冷作硬化 使强度 塑性和韧性 6分 1 参考答案 提高 2 参考答案 下降 12 梁的翼缘 腹板分别采用 及 的办法防止其丧失局部稳定 4分 1 参考答案 控制翼缘宽厚比 2 参考答案 设置加劲肋 13 单个螺栓承受剪力时 螺栓承载力应取 中的较小值 2分 1 参考答案 抗剪承载力和承压承载力 14 屋架设计中 积灰荷载应与 同时考虑 2分 1 参考答案 屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值 15 高强度螺栓中 8 8级的含义是 E50型焊条的含义是 6分 1 参考答案 前一个8表示螺栓的最低抗拉强度为800Mpa 后一个8表示屈强比为0 8 2 参考答案 焊条熔敷金属的最小抗拉强度为50kgf mm2的焊条 问答题 说明 16 钢结构轴心受压构件整体稳定承载力时按什么原理确定的 5分 参考答案 考虑杆长千分之一的初始挠度 忽略初始偏心 计入焊接残余应力的影响 根据压溃理论用 有限元方法确定构件的临界应力 解题思路 17 拉杆为何要控制刚度 如何验算 拉杆允许长细比与什么有关 5分 参考答案 拉杆要控制刚度是为了保证构件在使用过程中不产生过大的横向振动而使杆件连接受到损害 及改变杆件轴心受拉的性质 验算 构件长细比小于或等于容许长细比 即 拉杆允许长细比 与拉杆所受荷载的性质有关 解题思路 18 如图所示钢板与工字形柱采用双面角焊缝 T 形连接 hf 10mm 钢板长400mm 钢材 Q235B 焊条为 E43系列 钢板承受一个竖向集中荷载 F 的作用 静力