钢结构设计原理题库

1、钢结构设计原理题库答案单项选择题 （在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分 ）1D2C3A4B5A6B7C8B9C10D11A12A13B14D15C16D17D18C19C20A21C22B23D24B25C26A27D28A29A30A31D32B33A34D35C36A37B38B39D40C41A42D43A44C45C46B47A48B49A50D二、判断改错题（题意正确者，打v即可；题意错误者，先打 人然后将错误处改正确）1. Vo2. X ;无应力比（也可以换成钢板厚度）。3. X ；同时满足时。4. X ;塑性低

2、于侧焊缝。5. X ;残余应力的影响。6. X ；Mb=0.9nf 卩（P-1.25N t）。7. X ；更有可能发生脆性破坏。&X；不可能会发生疲劳破坏。9. x ；无显著效果。10. x ；摩擦型高强度螺栓连接除外。11. "12. x ; 承载能力极限状态。13. x ; 除钢梁外。14. "15. x ; 越有可能发生螺栓杆受剪皮坏。16. x ；弹性阶段、弹塑性阶段、全塑性阶段。17. x ; 钢梁翼缘板通过限制宽厚比。18. x ; 由刚度条件。19. "20. "三、简答题1. 答： 极限状态法按预定功能划分为承载能力极限状态和正常

3、使用极限状态。2. 答：因为在较高应力状态下，混凝土的泊松比大于钢材泊松比，这样钢管对其内的混凝 土形成横向“套箍作用” 。3. 答：（1）有强化阶段作为安全储备； （2）不致产生工程中不允许的过大变形； （3）实测 值较为可靠； （4）可以近似沿用虎克定律。4答：因为不同标距的试件测出的伸长率大小不同。5答：（ 1）采用性能较好的钢材； （ 2）减少应力集中程度； （ 3）采用较薄厚度的钢板组成 构件。6答：钢材因加工等原因使其强度提高，塑性降低的现象。 7答：应力集中会导致三向同号受力，与单向受力相比，三向同好受力更容易发生脆性断 裂。8答：钢材应力达到或超过其屈服强度，破坏前有明显变形给

4、以预兆，破坏不突然。 9答：（1）钢材本身的质量； （2）应力集中程度； （3）应力比； （4）应力循环次数； （5） 应力幅。10答：钢板厚度越大，因应力集中引起（三向同号受力中）板厚方向的应力就越大，主剪 应力就越小， 正应力就越有可能起控制作用， 所以钢板越厚， 越有可能发生度如何影响钢脆 性断裂。11答：各级焊缝的抗压强度没有明显差异，可抗拉、抗剪就不同了。试验表明一、二级焊 缝的实际强度高于母材强度，规范取母材强度；三级焊缝的拉、剪强度低于母材强度， 规范 专门规定了其取值。12答：一、二及三级焊缝质量控制。13答：（1）同时满足：保证焊缝质量（焊缝为一、二级） ；采用引弧板（保证焊

5、缝的 有效截面）。（2）采用斜焊缝，且焊缝的长度方向与受力方向的夹角的正切小于等于1.5。14答：焊脚尺寸过小，施焊时冷却速度过快而产生淬硬组织；焊脚尺寸过，会使母材形成 过烧”现象。15.答：（1 ）侧焊缝长度过小，焊件局部加热严重，且起落弧应力集中相互影响。所以，规 范规定侧焊缝长度不小于 8hf和40mm （2）侧面角焊缝的长度过长，焊缝有效截面上剪应力沿其长度方向的应力分布严重不均匀，规范规定，侧焊缝长度不超过 60hf,如超过，超过部分不计算其承载力。16答：焊接残余应力对钢构件的静力强度无影响；焊接残余应力对钢结构的疲劳、刚度、 稳定等其他方面都不利。17答：因为栓孔圆心截面已通过

6、摩擦力将部分力传递走了。18答：（1）采用宽展的截面以增加惯性矩；（2）增加约束以减少计算长度。19.答：因为考虑了残余应力的影响。20答：不能明显提高。简单从整体稳定计算公式来看，似乎整体稳定与钢材强度设计值f成正比，但稳定系数0却随钢材强度等级的提高而降低。21 答：（1）等稳定原则（对“细长柱”，局部稳定临界应力不低于整体稳定临界应力）；（2）局部稳定临界应力足够大 （对“粗短柱”， 局部稳定临界应力不低于 0.95 倍钢材屈服强度。22答：（1 ）增加腹板厚度使其满足宽厚比的限制要求；（2）设置纵向加劲肋；（3）任其局部失稳。23.答：根据绕虚轴与绕实轴等稳定原则确定分肢之间的距离。2

7、4答：因为稳定系数是按弹性计算的，当b 0.6时，说明钢梁在弹塑性阶段整体失稳，所以要用b代替b。25答：翼缘主要抵抗弯矩产生的应力，从提高抗弯来看，愿意增加翼缘厚度使其满足宽厚比限制要求；对腹板，它主要抵抗剪力产生的剪应力，它一般不起控制作用，另一方面，腹 板高度对抗弯至为重要， 换句话说， 腹板高而薄， 以增加板厚来保证其局部稳定不经济，通 常是设置加劲肋。六、计算题1某简支梁，钢材为 Q235，跨度为I = 12 m，承受均布静力荷载设计值 q= 69 kN/m，施工 时因腹板长度不够，需要在跨度方向离左支座 3.5 m处设对接焊缝，焊缝质量川级，手工焊,焊条E43型，试验算该对接焊缝是

8、否满足强度要求。已知ftw = 185 N/mm2, fvw = 125 N/mm 2°r/-69 kN/m支座反力:jql12414kN剪力:414693.5172.5kN4143.569 3.521026.4kN.m15 / 10弯矩:(2)焊缝截面特性参数计算13294lx 一 8 10002 280 16 5082.978 10 mm惯性矩：12面积矩：6663S 280 16 508 8 500 2502.276 101.0 103.276 10 mm63S1280 16 5082.276 10 mm(3)焊缝强度验算由于只要求对焊缝强度进行验算，所以，无需计算截面上下边缘

9、的最大弯曲正应力。 焊缝最大弯曲正应力(翼缘与腹板交界处)，有Ix1026.4 1062.978 109500172.3N/mm2ftw 185N / mm2VSIwt172.5 103 3.276 1062.978 109 823.7N/mm2fvw 125N / mm2S123.716.5N /mm2S3.276172.32 3 16.52174.7N / mm21.1 ftw 1.1 185 204N / mm2焊缝强度满足要求。2 下图 所示为双角钢组成的T形截面轴心受拉构件与节点板采用侧焊缝连接。角钢为2L110 X 10,节点板厚度t 10 mm，钢材为Q235, E43型手工焊(

10、160 MPa )。静力N=660 kN，焊缝正边尺寸hf 8 mm (在最大最小焊缝正边尺寸之间)。试计算所需肢背、肢N1 k1N 0.7 660462kNN2 k2N0.3 660 198kN1N1lw 2hf2hfw1w22heff1n2lw 2hf2hfw2亠w22heff(2)计算肢背、肢尖焊缝长度462 1032 0.7 8 160274mm198 1032 0.7 8 160127mm取 Iw1=280mm,l w2=130mm。焊缝长度满足最大最小长度要求，验算从略。3.下图所示一牛腿钢板两边用角焊缝与钢柱连接，其尺寸如图所示。钢材为Q235,手工焊,E43焊条(ffw 160

11、 MPa )，焊脚尺寸hf = 10 mm。假设e= 100 mm，试计算该连接能承受 的最大静力荷载设计值？解：(1 )内力计算_|vV8/焊缝所受内力有 N M=Ne=100N（2）焊缝有效截面参数计算2 0.7hflw 2 0.7 10 (220 2 10) 2800mm21 2 1 2W. 2 - 0.7hflW 2 - 0.7 10 (220 2 10)26 6(3)各内力产生的应力计算93.3 103mm3NNfAf2800M100NNfWw93.3 103933（4）计算该连接能承受的最大静力荷载设计值N由角焊缝基本计算公式，有1.22 93328003解之，得 NW 168.7

12、 X 10 N=168.7kN故计算该连接能承受的最大静力荷载设计值160N=168.7kN。4 一连接构造图如下图所示。两块 A板用三级对接焊缝（已知ft = 185 N/mm2, fv =125 N/mm2）与立柱焊接，B板与A板用8个直径为d= 22 mm预拉力P = 190 kN的摩擦型 高强度螺栓连接。构件材料为 Q235。试计算焊缝连接所能承受荷载设计值 F。（提示：由于 只要求计算焊缝连接的承载力设计值，螺栓连接的情况不管）解：（1）对接焊缝所受内力 剪力V = F，弯矩 M = 250F(2)抗弯强度确定F1364I 2 10 38091.45 10 mm12MTy250F91

13、.45 106190W185所以185 91.45 106F冬250 1903356 10 N356 kN(3)抗剪强度确定F所以VS361103F6w 125lb91.4510 20l - 12591.45106 20F <一J633 103 N 633 kN19033S 2 10 190361 103 mm323361 10最后得焊缝连接的承载力设计值为F = 356 kN。F= 500kN,e=100mm5验算下图所示角焊缝连接的强度。已知：静力荷载作用力设计值hf=10mm 钢材为 Q235,焊条为 E43型，ffw 160N/mm2。解：(1)焊缝内力计算竖向轴心力 V=Fsi

14、n45°=353.55kN水平轴心力 H=Fcos45°=353.55kN弯矩 M=He=353.55X 0.仁35.36kN.m(2)各内力在焊缝截面最不利处产生应力计算V353.55 103Aw 2 0.7 10 (400 2 10)353.55 103532066.46MPaH66.46 MPamMfWw35.36 1062 - 0.7 10 (400 2 10)2635.36 106336933104.95MPa(3)焊缝强度验算66.46 104.95 片 1.2266.462155.43MPa安全。26. 某轴心受压柱，设计内力 N=2000kN,l ox=6m

15、（强轴）,l oy=3（弱轴），钢材Q345（ f=310N/mm ）, 采用两块翼缘板 2口 250 X 12和一块腹板口 250 X 10焊成工字形截面，截面无削弱。试验算 其强度和刚度（入=150 ）。解：（1）截面几何特性A 25 1.2 225 0.8 80cm2Ix12Iy12(25 27.43 24.2 253)(1.2 253 2 25 0.83)11345cm43126cm4(11345一 “ix 11.91cm.80iyxy(2)31266.25cm8060011.913006.2550.448强度验算因截面无削弱，所以32000 1080 100250 N / mm223

16、10N /mm (强度安全)（3 ）刚度验算maX x, y)50.4 150 (刚度通过)7. 一连接构造图如下图所示。两块A板用三级对接焊缝与立柱焊接，B板与A板用8个直径为d= 22 mm预拉力P = 190 kN的摩擦型高强度螺栓连接，摩擦系数为=0.35,构件材料为Q235。试计算螺栓连接所能承受荷载设计值F。（提示：由于只要求计算螺栓连接的承载力设计值，焊缝连接的情况不管。扭矩作用下，最不利螺栓的受力计算公式为：Tx1(x2y2)解：(1)螺栓所受内力剪力V = F，扭矩T = 155F(2 )最不利一个螺栓所受剪力计算V VN1-0.125Fn(x2 y2) 8 352 4 (5

17、02 1302) 87 400N1xTy1130 155F0.230 5 F(Xi2y2)87 400NTyTxt35 155F0.062 1F(x2y2)87 400叫 max(N1x)2 (N： N1y)2 0.296 9F(3)单个摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值N：0.9nf P 0.9 2 0.35 190119.7 kN根据 N1, maxW Nvb，得 FW 403.2 kN。8. 已知一工字型钢梁 l32a(Wx=692cnf,l x/Sx=27.5cm，腹板厚9.5mm),承受静力荷载，最大 弯矩Mk=130kNm 最大剪力 Vna>=89kN。Q235钢材(f=215

18、MPa,f v=125MPa)。要求进行抗弯 和抗剪强度验算。解: (1)抗弯强度验算2215N/mm (抗弯强度满足)130 103187.86N /mm2W 692 103(2)抗剪强度验算VS Vbl b(l/S)89 1039.5 27.5 1034.07N / mm2fv 125N /mm2 (抗剪强度满足)9. 已知某楼盖次梁I40a (Q235B),跨中承受集中静力荷载设计值 P= 160 kN，试进行各项 强度验算。集中荷载在跨度方向的分布长度为a = 90 mm，计算跨度1 = 6m,梁自重2 267.6 kg/m。(已知 f 215 N / mm、fv 125 N / mm

19、 )l60kNT40u;! 16.5 mm. mm nirn、h =21 720 cm/.I；cm解: ( 1)基本数据准备hyt r 16.5 12.529 mm, la a 5hy 905 29235 mmhoh 2hy4002 29342 mm, *h/2 hy 171 mm自重设计值g 1.2 67.69.8100.795 kN /m支座反力（剪力）Vmax1gl1601 0.795 682.4 kN跨中弯矩MxR21 .28gl82.4 -0.795 62243.6 kN m跨中剪力1 P 80 kN2(2)跨中抗弯强度验算Mx243.6610(3)(4)(5)xWnx41.05 21 720 102 2200213.6 N /mm < f 215 N / mm支座抗剪强度验算maxVmax S<I xtw382.4 1034.1 1010.5223 N /mm< fv 125 N /mm2局部承压强度验算3160 10tw la10.5 23564.8 N / mm2 < f2215 N / mm折算应力验算Mx6243.6 10421 720 10171191.8 N / mm2由于型钢表中没有给出S1,近似取1maxV /Vmax23 80/82.422.3 N/mm2，则eq2 2 21c1c 3 1.191.82解：（