2007~2008第二学期05级钢结构试卷甲答案

2007 2008 学年第二学期学年第二学期 钢结构基本原理钢结构基本原理 试卷甲答案试卷甲答案 使用班级 建工 0541 6 闭卷 课程编号 CB044111 答题时间 120 分钟 题号一二三四五六七八九十总分 得分 姓 名 专 业 班 级 学 籍 号 共 7 页第 1 页 一 填空题 10 1 10 分 1 钢材的冲击韧性值越大 表示钢材抵抗脆性断裂的能力越 强 2 焊接结构选用焊条的原则是 计算焊缝金属强度宜与母材强度 相等 3 普通螺栓连接 当板叠厚度 t 5d 时 d 螺栓直径 连接可能产生 栓杆受弯 破坏 4 钢材牌号 Q235 BF 其中 235 表示 屈服强度数值 B 表示 质量等级 F 表示 沸腾钢 5 按正常使用极限状态计算时 受弯构件要限制 挠度 拉 压构件要限制 长细比 6 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 小 7 缀条式格构柱的缀条设计时按 轴心受压 构件计算 二 选择题 10 1 10 分 1 钢结构的主要缺点是 C A 结构的重量大 B 造价高 C 易腐蚀 不耐火 D 施工困难多 2 现行钢结构规范所采用的设计方法是 C A 安全系数法 B 半概率经验极限状态法 C 近似概率极限状态设计法 D 全概率设计法 3 角焊缝的最小焊脚尺寸表示 B tthf式中 5 1 A 较薄板厚度 B 较厚板厚度 C 任意板厚 得分 得分 共 7 页第 2 页 4 验算工字形组合截面轴心受压构件翼缘和腹板的局部稳定时 计算公式中的 长细比为 C A 绕强轴的长细比 B 绕弱轴的长细比 C 两方向长细比的较大值 D 两方向长细比的较小值 5 格构柱设置横隔的目的是 D A 保证柱截面几何形状不变 B 提高柱抗扭刚度 C 传递必要的剪力 D 上述三种都是 6 下面的 B 情况应将其设计强度进行折减 A 动力荷载作用的构件 B 单角钢单面按轴压计算稳定的构件 C 有应力集中影响的构件 D 残余应力较大的构件 7 轴压柱脚设计中采用锚栓目的 D A 承受柱底的弯矩 B 承受柱底的剪力 C 承受柱底的轴力 D 便于柱子安装定位 8 焊接工字形截面梁腹板上配置横向加劲肋的目的是 D A 提高梁的抗剪强度 B 提高梁的抗弯强度 C 提高梁的整体稳定 D 提高梁的局部稳定 9 9 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接 C 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 10 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外屈曲形式是 C A 弯曲变形 B 扭转变形 C 弯扭变形 D 三种变形均有可能 三 简答题 25 分 1 钢结构用钢材机械性能指标有哪几些 承重结构的钢材至少应保证哪几项指 标满足要求 7 分 钢材机械性能指标有 抗拉强度 伸长率 屈服点 冷弯性能 冲击韧性 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格 抗拉强度 伸长率 屈服点 得分 共 7 页第 3 页 2 格构柱绕虚轴的稳定设计为什么要采用换算长细比 写出换算长细比的公式 6 分 格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时 剪力主要由缀材分担 柱的剪切变形较大 剪力造成的附加挠曲影响不能忽略 故对虚轴的失稳计算 常以加大长细比的办 法来考虑剪切变形的影响 加大后的长细比称为换算长细比 双肢缀条式柱的换算长细比的计算公式 1 2 0 27 A A xx 双肢缀板式柱的换算长细比的计算公式 2 1 2 0 xx 3 为什么要规定螺栓排列的最大和最小间距 6 分 螺栓在构件上的排列有两种形式 并列和错列 无论哪一种排列形式 都应满足 三方面要求 受力要求 端距过小 端部撕裂 受压 顺内力方向 中距过大 鼓曲 施工要求 外排拴距过大 潮气易侵入 构造要求 螺栓间距不能太 近 满足净空要求 便于安装 根据以上要求 规范规定螺栓排列要满足最大 和最小间距 4 图示实腹式轴压柱截面 柱长细比 钢材 Q345 试判断该柱5855 Yx 腹板的局部稳定有无保证 如无保证应采取何种措施 至少回答出二种方法 6 分 腹板高厚比为 该柱腹板的局部稳定无保证 采取的措施 可加大腹板厚度 可设置纵向加劲肋 yw ft h235 5 025 0 57 44 345 235 585 025 33 586350 0 w th 共 7 页第 4 页 四 计算题 55 分 1 钢材为 235 手工焊 焊条为 E43 静态荷载 2 160mmNf w f 已知 求连接能承受的最大荷载 无引弧板 10 分 mmhf8 N 解 偏心距 1 分 mme25100 2 250 弯距 1 分 NM25 2 分 2621 82250 87 02 NN lh N we N f 2 分 4088 82250 87 0 6 1 2 25 2 NN W M f M f 3 分 2 19516022 1 40882621 w ff M f N f f NN 可以解得 1 分 kNNN75 311311745 2 验算图示采用 10 9 级 M20 摩擦型高强度螺栓连接的承载力 已知 构件接 触面喷砂处理 钢材 Q235 BF 构件接触面抗滑移系数 0 45 一个螺栓的 预拉力设计值 P 155 kN 10 分 解 V 100 KN 1 分 T 100 0 25 25KNm 1 分 1 分 KNpnN f b v 775 6215545 0 19 09 0 2 分 KN yx Ty N ii Tx 45 45 1004506 1001025 22 6 22 1 1 2 分 KN yx Tx N ii Ty 73 22 55000 501025 6 22 1 1 1 分 KN n V N F 67 16 6 100 1 2 分 KNN KNNNNN b V FTyTX 775 62 15 60 67 1673 22 45 45 222 11 2 11 该螺栓连接的强度满足 得分 共 7 页第 5 页 3 已知某轴心受压实腹柱 AB AB 长 L 5m 中点 L 2 处有侧向支撑 采用三块 钢板焊成的工字型柱截面 翼缘尺寸为 300mm 12mm 腹板尺寸为 200mm 6mm 钢材为 235 求最大承载力局稳是否合格 13 分 2 215mmNf N Q235 钢 b 类截面轴心受压构件稳定系数 30 35 40 45 50 55 60 0 9360 9180 8990 8780 8560 8330 807 解 截面积 1 分 2 846 0202 1302cmA 惯性距 1 分 4 33 56 8498 12 204 29 12 4 2230 cmIx 1 分 4 3 5400 12 302 1 2cmIy 回转半径 1 分 cm A I i x x 06 10 84 56 8498 1 分 cm A I i y y 02 8 84 5400 长细比 1 分 1 分 70 49 06 10 500 x ox x i l 17 31 02 8 250 y oy y i l 稳定系数 类截面 由最大长细比查附表得 b70 49 x 1 分 857 0 878 0 856 0 4550 45 7 49 878 0 x 整体稳定验算 2 分 kNAfN 7 15472151084857 0 2 局部稳定验算 3 分 腹板的高厚比 可以 85 49 235 235 7 495 025 235 5 025 3 33 6 0 20 0 yw ft h 翼缘的宽厚比 可以 97 14 235 235 7 491 010 235 1 010 25 12 2 1 7 14 y ft b 共 7 页第 6 页 4 试验算图示简支梁的抗弯强度和全部荷载标准值作用下的刚度 已知 荷载 标准值为 20 kN m 设计值为 30KN m 钢材 Q235 BF f 215N mm2 容许相对挠度 截面无削弱 截面几何特性 23 10206mmNE 250 1 L VT 翼缘宽 翼缘厚 47 1011 7 mmIx 35 1008 5 mmWx mmb122 腹板厚 10 分 mmt 7 13 mmtw5 8 解 受压翼缘宽厚比 1 分 13 235 1314 4 7 132 5 8122 y ft b 塑性发展系数 1 分 05 1 x 1 分 1 分 KNm lq M d x 135 8 630 8 22 35 1008 5 mmWW xxn 抗弯强度 3 分 22 5 6 215 09 253 1008 5 05 1 10135 mmNfmmN W M nxx x 刚度 3 分 250 1 260 1 1011 7 10206384 6000205 384 5 73 33 L V EI Lq L V T x kT 5 图示一实腹式压弯柱高 5m 在弯矩作用平面内为下端固定 上端自由 该柱 承受轴压力设计值 N 800 kN 在顶端沿 Y 轴方向作用水平荷载设计值 F 120kN 钢材 Q235 BF f 215N mm2 试验算该柱在 23 10206mmNE 弯矩作用平面内的稳定性 截面几何特性 柱截面面积 A 16400mm2 绕 X 轴惯性 矩 截面对 X 轴为 b 类截面 12 分 48 1056 7 mmIx 0 1 mx Q235 钢 b 类截面轴心受压构件稳定系数 30 35 40 45 50 55 0 9360 9180 8990 8780 8560 833 解 截面几何特性 1 分 3 4 1 93 3136 2 48 1056 7 2 2 cm h I W x x 1 分 cm A I i x x 47 21 共 7 页第 7 页 内力计算 1 分 KNmFLM x 6005120 弯矩作用平面内的稳定计算 2 分 58 46 47 21 5002 0 x x