钢结构设计原理期末考试试卷答案

20 xx 20 xx 学年第 x 学期期末考试试卷答案 钢结构设计原理 A 卷 共 5 页 考试时间 年 月 日 题号一二三四五六七八成绩核分人签字 得分 一 选择题一 选择题 共 20 分 每题 1 分 1 钢材的设计强度是根据钢材的 C 确定的 A 比例极限 B 弹性极限 C 屈服点 D 抗拉强度 2 钢材在低温下 强度 A 塑性 B 冲击韧性 B A 提高 B 下降 C 不变 D 可能提高也可能下降 3 部分焊透坡口焊缝的强度计算应按 B 强度计算公式计算 A 坡口焊缝 B 角焊缝 C 断续焊缝 D 斜焊缝 4 无集中荷载作用时 焊接工字梁翼缘与腹板焊缝主要承受 C 作用 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 5 焊接残余应力对构件的 A 无影响 A 静力强度B 刚度C 低温冷脆D 疲劳强度 6 高强度螺栓摩擦型连接和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 7 下图所示弯矩 M 作用下的普通螺栓连接 可认为中和轴在螺栓 C 上 A 1B 3C 5D 计算确定 8 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 9 两端铰接的双轴对称十字形截面轴心受压构件 绕其两主轴的长细比不得小 y 和 x 于 5 07b t 以避免其发生 C A 弯曲屈曲 B 弯扭屈曲 C 扭转屈曲 D 弯曲屈曲和侧扭屈曲 10 提高轴心受压构件腹板局部稳定常用的合理方法是 D A 增加板件宽厚比 B 增加板件厚度 C 增加板件宽度 D 设置纵向加劲肋 11 格构式轴心受压柱整体稳定计算时 用换算长细比代替 这是考虑 0 x x D A 格构柱弯曲变形的影响 B 格构柱剪切变形的影响 C 缀材弯曲变形的影响 D 缀材剪切变形的影响 12 双肢格构式轴心受压柱 实轴为 x x 虚轴为 y y 应根据 B 确定分肢间的 距离 A B C D 强度条件 xy 0yx 0yy 13 梁的最小高度是由梁的 C 控制的 A 强度 B 建筑要求 C 刚度 D 整体稳定 14 焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是 D A 提高梁的抗弯强度B 提高梁的抗剪强度 C 提高梁的整体稳定性D 提高梁的局部稳定性 15 焊接工字形截面简支梁 其他条件均相同的情况下 当 A 时 对于提高梁的 整体稳定最好 A 增大梁的受压翼缘宽度B 增大梁受拉翼缘宽度 C 增大腹板厚度 D 在距支座 l 6 l 为跨度 减小受压翼缘宽度 16 工字型截面梁受压翼缘保证局部稳定的宽厚比限值 Q235 钢为 那么对 1 15bt 于 Q345 钢 此宽厚比限值应 A A 比 15 小 B 仍等于 15 C 比 15 大 D 可能大于 15 也可能小于 15 17 梁承受固定集中荷载作用 当局部承压强度不能满足要求时 采用 B 是较合理 的措施 A 加厚翼缘 B 在集中荷载处设置支承加劲肋 C 增加横向加劲肋的数量 D 加厚腹板 18 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 二 填空题二 填空题 共 15 分 每空 1 分 1 由于钢材强度高 一般钢构件的截面小而壁薄 受压时易为 稳定 和 刚度 变形 要求所控制 强度难以得到充分的利用 2 高强度螺栓承压型连接剪切变形大 不得用于承受 动力 荷载的结构中 3 实际轴心受压构件临界力低于理想轴心受压构件临界力的主要原因有初弯曲 初偏 心和 残余应力 的影响 4 计算单轴对称截面实腹式轴心受压构件绕对称轴 设为 y 轴 的稳定时 应取考虑 扭转 效应的换算长细比代替查表确定值 yz y 5 对于梁腹板 设置 横向 加劲肋对防止 剪力或局部承压 引起的局部失稳有效 设置 纵向 加劲肋对防止 弯矩 引起的局部失稳有效 6 梁的腹板加劲肋作为腹板的可靠支承 所以对加劲肋的截面尺寸和刚度 惯性矩 有一定要求 7 组合钢梁截面高度的确定 由 建筑或工艺要求 确定最大高度 由 用钢量最 省 确定经济高度 8 承受静力荷载的焊接工字梁 当腹板高厚比时 利用腹板屈曲 yw fth235170 0 后强度 腹板可不配置 纵向加劲肋 9 实腹式压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定计算公式采用 最大强度 原则确定 格构式压弯构件绕虚轴在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式采用 边缘屈服 原 则确定 三 计算题三 计算题 共 70 分 钢材的弹性模量 E 2 06 105MPa Q235 钢强度设计值 厚度t 16mm 时 MPa215 fMPa125 v f 厚度t在 16 40mm 时 MPa205 fMPa120 v f 1 节点构造如图所示 钢材 Q235B 焊条 E43 型 手工焊接 高强度 w f 160MPaf 螺栓采用摩擦型连接 螺栓为 8 8 级 M22 孔径 23 5mm P 150kN 接触面喷砂后 涂无机富锌漆 0 35 连接承受的静力荷载 N 400kN 验算焊缝和螺栓连接强 度是否满足要求 20 分 正面角焊缝强度增大系数 f 1 22 解 240 kN 1 N 320 kN 1 V 240 0 09 21 6 kN m 1 f M 240 0 12 28 8 kN m 1 B M 1 焊缝连接 MPa 1 9 42 20420107 02 10240 3 we N f lh N MPa 1 8 57 20420107 0 6 1 2 10 6 21 2 6 w fM f W M MPa 1 1 57 20420107 02 10320 3 we V f lh V MPa 7 100 M f N ff V ff MPa MPa 3 4 100 2 2 f f f 160 w f f 焊缝强度满足要求 2 螺栓连接 kN 1 603624 16 0 08 0 22 16 0 8 28 10 240 222 1 1 i t y My n N N 24 18 42 kN 1 2t N 24 kN 1 3t N 24 18 6 kN 1 4t N 60 kN V 320 kN 4 6 368 螺栓连接满足承载力要求 2 焊接工字形截面简支梁 截面如图所示 钢材 Q235B 跨中设置一道侧向支撑 梁 承受均布荷载的设计值为 包括自重 验算此梁的抗弯 抗剪强度和整60kN mq 体稳定是否满足设计要求 若整体稳定不满足要求 在不改变梁截面尺寸的情况下采取 什么措施可提高梁的整体稳定性 计算说明 22 分 y b 2 1 2 bb 235 4 4 1 4320 fh t W hA y xy b b 282 0 07 1 15 1 b 0 b 1 05 x 1 20 y 解 kN m 1 10801260 8 1 8 1 22 qlM kN 1 360 2 1 qlV mm4 1 923 1068 2 50714280281000 12 1 x I mm3 1 6 1022 5 514 x x I W mm3 1 6 1099 2 250850050714280 S 抗弯强度 MPa 215 MPa 2 0 197 1022 5 05 1 101080 6 6 xxW M f 抗剪强度 MPa 215 MPa 整体稳定不满足要求 2 2 236 xbW M f 在不改变梁截面的情况下可通过增加侧向支撑的方法提高粱的整体稳定性 分别在 三分之一跨处设置侧向支撑 2 5 704000 yy i 60 0 19 3 b 982 0 b MPa 215 MPa 满足要求 4 7 210 xbW M f 3 验算如图所示格构式压弯构件的整体稳定 钢材 Q235B 23 分 构件承受的弯矩和轴压力设计值分别为 Mx 1550kN m N 1520kN 计算长度分 别为 l0 x 20 0m l0y 12 0m 其他条件如下 0 1 txmx 分肢 1 A1 14140mm2 I1 3 167x107mm4 i1 46 1mm iy1 195 7mm 分肢 2 A2 14220mm2 I2 4 174x107mm4 i2 54 2mm iy2 223 4mm 缀条体系采用设有横缀条的单系缀条体系 其轴线与柱分肢轴线交于一点 夹角为 45o 缀条为 L140 x90 x8 A 1804mm2 102030405060708090100110 0 9920 9700 9360 8990 8560 8070 7510 6880 6210 5550 493 m 1 10 8 xx x xx Ex NM f AN W N t 1 xx ybx NM f AW m 1 E 1 xx x xx x NM f AN W N 2 E 2 0 1 1 x x EA N 解 1 212 1 12 14220 1461 6 732 9mm 14220 14140 A yy y AA mm 7 728 9 732 6 1461 2 y 2 0 mm283601422014140 A 验算 M 作用平面内的稳定 2 4 2 22 2 1121x mm1010522 1 yAyAIII 1 1 mm 6 732 0 A I i x x 3 27 6 732 20000 0 x x x i l 2 1 2 0 0 2730 9 2 x A x A 933 0 x kN54843 1 1 2 0 2 x EX EA N M 使分肢 1 受压 2 77 1 1 mm10973 1 4 38 y I W x x 3 MPa215MPa 0 138 6 80 4 57 54843 1520 933 0 1 10973 1 1015500 1 28360933 0 101520 7 63 f M 使分肢 2 受压 1 3 2 x2 mm107089 2 y I W x 1 MPa215MPa 6 133 2 76 4 57 974 0 10089 2 1015500 1 28360933 0 101520 3 63 f 弯矩作用平面内稳定满足要求 弯矩作用平面外稳定验算 M 使分肢 1 受压 1 1 1 kN 3 1818 y 21 2 1 a M N yy N 1 37 1 46 6 1461 1 3 61 7 195 12000 1 y 由查 1 2 1y 801 0 1 MPa215MPa 5 160