钢结构设计原理模拟题一答案

1、钢结构设计基本原理模拟题一参考答案一、名词解释（5210分）1.塑性破坏: 取一个标准的光滑试件在拉力实验机上均匀的架荷当应力达到抗拉强度时，试件发生颈缩现象而断裂破坏，断口与作用力呈45度角呈纤维状，全发暗，有时还能看到滑移的迹象，这种破坏的塑性特征明显、经历时间又长，故称为塑性破坏。2.热脆: 硫与铁的化合物硫化铁散布在纯铁体晶粒间，使钢材的塑性、韧性、疲劳强度和抗锈蚀性等降低。高温（8001000摄氏度）时，硫化铁熔化使钢材变脆，因而在进行焊接或热加工时，可能出现热裂纹，这种现象成为钢材的热脆。3.蓝脆现象: 当温度达到250度时抗拉强度局部性提高，而塑性和冲积韧性下降钢材呈脆性，这种现

2、象称为“蓝脆现象”也称为蓝脆。4.应力集中: 实际钢结构中，构件常存在孔洞、缺口、凹角、截面突然改变及钢材内部缺陷等，在构件形状突然改变或材料不连续的地方，应力分布很不均匀，出现应力局部增大现象，这就是应力集中。5.时效硬化: 冶炼时留在纯铁体中少量的碳和氮的固熔体，是不稳定的，随着时间的增加，将逐渐从纯铁体中析出，形成自由的碳化物和氮化物的微粒，散布在晶粒的滑移面上，阻碍纯铁体的塑性变形，从而使钢材的强度提高，塑性和韧性下降，这种现象称为时效硬化。二、简答题（5420分）1.钢结构有哪些特点？ 答：（1）强度高；（2）整体韧性好；（3）材质均匀；（4）可焊性好；（5）工业化程度高；（6）密闭

3、性好；（7）耐腐蚀性差；（8）耐热不耐火。2.对于格构式柱，缀条柱和缀板柱换算长细比如何计算并解释其公式中各项含义。答：当缀件为缀条时：当缀件是缀板时：整个构件对虚轴的长细比；整个构件的毛截面面积;构件截面中垂直于x轴的各斜缀条毛截面面积之和;分肢对最小刚度1-1的长细比;3.摩擦型与承压型高强度螺栓的主要区别？答：摩擦型高强度螺栓连接是以板件之间出现滑动，即摩擦阻力刚被客服作为承载能力极限状态。由于承压型高强度螺栓连接受剪是以螺栓孔壁挤压破坏为极限状态，它容许构件接触面出现滑移，接触面的摩擦力只起延缓滑动的作用，因此它的抗剪承载力设计值与普通螺栓的计算方法相同。4.普通螺栓的受剪螺栓连接有哪

4、几种破坏形式？用什么方法可以防止？答：（1）当螺栓直径较小，连接的板件较厚时，栓柱较薄弱，可能先被剪断而导致连接破坏;（2）当螺栓直径较大，连接的板件较厚时，板件较薄弱，孔壁可能被栓杆挤压而导致连接破坏;（3）当板件上螺栓空较多时，板件截面销弱过多而发生破坏;（4）端距太小时，端距范围内的板件可能沿斜方向被栓杆冲剪破坏;（5）当连接的板件较厚时，螺栓过长时，栓杆可能产生过大的弯曲变形而影响连接的正常工作前三种破坏需要通过计算来保证，后两种破坏需要采取构造措施来避免，如取最小容许端距2，以保证端部的板件不被冲剪破坏，螺栓的夹紧长度不超过（46）d来避免栓杆弯曲过大。5.在哪些情形下，梁不需要计算

5、整体稳定？答：（1）有铺板（各种钢结构混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘且与其牢固相连，并能阻止梁受压翼缘的侧向位移时;（2）H型钢或工字型截面简支梁受压翼缘的自由长度与其宽度之比不超过表5.3所规定的数值时;（3）箱型截面简支梁，其截面尺寸满足,。三、作图题（5210分）1. 如图3.1所示T型连接，要求采用双面角焊缝，焊脚尺寸，现场焊。图3.12.H型实腹式钢柱柱脚刚接示意图。四、计算题（15460分）1.计算工字形截面牛腿与钢柱连接的对接焊缝强度（图4.1）。（设计值），偏心距。钢材Q235B，焊条为E43型，手工焊。焊缝为三级检验标准，上、下翼缘加引弧板和灭弧板施焊。注：,，图4.1解

6、：（1）焊缝的几何特性（2）焊缝的强度验算最大正应力最大剪力 翼缘与腹板相交处的折算应力；2.图4.2所示高强度螺栓摩擦型连接，被连接构件的钢材为Q235B。螺栓为10.9级，直径24mm，接触面采用喷砂处理。试验算此连接的承载力，图中内力均为设计值。注：，。解：一个螺栓的剪力为一个螺栓所受的拉力为一个螺栓的抗拉承载力设计值为一个螺栓的抗剪承载力设计值为因此，此连接不安全。图4.23.某轴心受压构件（图4.3，不考虑构件自身的重量），承受轴心压力（设计值）N1000KN，两端铰接，沿截面强轴跨中方向有一侧向支撑点，钢材为Q235B，截面无孔眼削弱。试设计该截面是否符合要求。附：构件对x轴和y轴

7、均属b类，b类构件轴心受压构件的稳定系数参见表1。表1 b类构件轴心受压构件的稳定系数012345500.8560.8520.8470.8420.8380.833600.8070.8020.7970.7910.7860.780700.7510.7450.7390.7320.7260.720800.6880.6810.6750.6680.6610.655900.6210.6140.6080.6080.5940.588（a）构件平面内计算简图及构件截面图（b）构件平面外计算简图图4.3解：（1）构件截面面积 （2）整体稳定和长细比验算 长细比： 因此对x轴和y轴值均属b类，故由长细比的较大值查表得

8、， 整体稳定性不满足； （3）局部稳定验算 翼缘外伸部分： 腹板局部稳定： 局部稳定满足。 综上所述，该截面不符合要求。4.已知一简支梁如图（a）所示，焊接截面H8283001014，跨中截面有静荷载设计值产生的,支座截面有静荷载设计值产生的。梁与铺板为刚性连接，能保证梁的整体稳定。钢材选用Q345B，钢材强度,(支座处沿跨度方向的支承长度为a=50mm)。要求：验算钢梁截面的强度。图4.4解：（1）跨中最大弯矩为 支座处最小剪力为 v=500（2）几何特性 =2bt （）+=2*30*1.4（）+1/12*80*1=1.*（cm）W=4393.26529（cm）；S=30*1.4*（）+80*1*（）=30*1.4*40.7+80