钢结构习题(附答案)

1、钢结构的材料1 .在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。脆性破坏塑性破坏强度破坏失稳破坏2 .建筑钢材的伸长率与标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。到达屈服应力时到达极限应力时试件断裂瞬间试件断裂后3 .钢材的设计强度是根据确定的。比例极限弹性极限屈服点极限强度4 .结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用表示。流幅冲击韧性可焊性伸长率5 .在钢结构房屋中，选择结构用钢材时，下列因素中的不是主要考虑的因素。建造地点的气温荷载性质1r钢材造价建筑的防火等级6 .热轧型钢冷却后产生的残余应力。以拉应力为主,以压应力为主,包括拉、压应力拉、压应力都很小7 .型钢中的钢和工字钢相比，。

2、厂两者所用的钢材不同前者的翼缘相对较宽前者的强度相对较高两者的翼缘都有较大的斜度8 .钢材内部除含有Fe、C外，还含有害元素。CCCCN,O,S,PN,O,SiMn,O,PMn,Ti9 .有二个材料分别为3号钢和16Mn钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，焊条应选用型。cccoE43E501E55'T50指标。10 .在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需低温屈服强度低温抗拉强度低温冲击韧性疲劳强度11 .钢材脆性破坏同构件无关。应力集中低温影响残余应力弹性模量12 .普通碳素钢标号C3表示。甲类平炉3号沸腾钢乙类氧气顶吹3号沸腾钢特类平炉类平炉3号镇静钢13 .3号

3、镇静钢设计强度可以提高5%是因为镇静钢比沸腾钢好脱氧厂炉种屈服强度浇注质量14 .钢材的理想b-e曲线（包括考虑焊接应力和不考虑焊接应力）是15 .普通碳素钢强化阶段的变形是。塑性成分为主r完全弹性变形完全塑性变形弹性成分为主的弹塑性变形的弹塑性变形16 .下列因素中，与钢构件发生脆性破坏无直接关系。|1-“钢材屈服点的大小厂钢材含碳量负温环境应力集中17 .同类钢种的钢板，厚度越大,*强度越低塑性越好,韧性越好广内部构造缺陷越少18 .钢材的抗剪设计强度fv与f有关，一般而言fv=。19 。|厨0=c|19 .钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由等于单向拉伸时的屈服点决定的。最大主拉应力（T最

4、大剪应力T最大主压应力（T0折算应力（T20 .kk是钢材的指标。而韧性性能强度性能塑性性能冷加工性能钢结构的计算原理固产图1 .在钢结构的构件设计中，认为钢材屈服点是构件可以达到的。最大应力设计应力疲劳应力稳定临界应力2 .吊车梁的受拉下翼缘在下列不同板边的加工情况下，疲劳强度最高的。两侧边为轧制边r两侧边为火焰切割边r一侧边为轧制边，另一侧边为火焰切割边r一侧边为刨边，另一侧边为火焰切割边3 .在进行第二种极限状态计算时，计算用的荷载。需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数需要将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数永久荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数|1-1永久荷载和可变荷载都

5、用标准值，不必乘荷载分项系数4 .钢结构第一极限状态的设计表达式为：/口（仃笳+软铝+£材d仃0/«力，式中也是iJO结构主要性系数荷载分项系数可变荷载组合系数材料的抗力分项系数5 .进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按。标准荷载计算设计荷载计算1r考虑动力系数的标准荷载计算1r考虑动力系数的设计荷载计算J皿16 .在连续反复荷载作用下，当应力比p=-I时，称为。完全对称循环脉冲循环不完全对称循环不对称循环7 .下列钢结构计算所取荷载设计值和标准值，哪一组为正确的？I.计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值；n.计算结构或构件的强度、稳定性以及连

6、接的强度时，应采用荷载标准值；m.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值；W.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。CCCC1、mn、nii、ivn、iv8 .验算组合梁刚度时，荷载通常取。|1-厂标准值设计值组合值最大值9 .进行钢吊车梁的疲劳计算时，其荷载应采用标准值还是设计值及需乘以哪些系数？标准值，仅轮压乘以动力系数I-'标准值，不乘以任何系数设计值，乘以荷载分项系数设计值，乘以荷载分项系数及轮压动力系数10 .计算吊车梁疲劳时，下列作用在跨间内的哪种吊车荷载取值是正确的?两台吊车荷载标准值乘以动力系数一台吊车荷载设计值乘以动力系数一台吊车荷载标准

7、值乘以荷载分项系数一台起重量最大的吊车荷载标准值钢结构的连接转到其它草节臼国、选择题11 图中的焊脚尺寸hf是根据选定的。%询=/历="溶沼小w=上2乂。=72M嘛叱嫉=6沼用r必575而=37加帆叩1MM=/.2乂/0=12朋僦呵1Mle=6mm0bg=15而=47淞掰,%皿=上2乂6=72腐矫%1Mx=，-Q2）倒解0%岫=15而=47m科&蛔=上2X10=12加碗叩皿=6mm12 如图所示梁截面形式、尺寸（Ix=22000X104m6及荷载。钢材为Q235-B7F,焊条采用E43型手工焊，梁翼缘和腹板间用角焊缝连接，hf=mm。ere2.6610813 如图所示为单角钢

8、（L80X5）接长连接，采用侧面角焊缝（Q235钢和E43型焊条,f：=1601仃沿阳3,焊脚尺寸hf=5mm。求连接承载力设计值（静载）=。MX0%工=2X0.7X5X（3仞70）X/6020.7S6W60r2075(605-10)160c12x07x5x(60x5)x214 设有一截面尺寸为100X8的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的节点板上，两板件板面平行，焊脚尺寸为6mmo为满足最小焊缝长度的构造要求，试选用下列何项数值。rrrIc40mm60mm80mm100mm15 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用。EE55r

9、E500E43前三种均可16 产生焊接残余应力的主要因素之一是。钢材的塑性太低1r钢材的弹性模量太高焊接时热量分布不均焊缝的厚度太小17 产生纵向焊接残余应力的主要原因是。冷却速度太快1r焊件各纤维能自由变形钢材弹性模量太大，使构件刚度很大施焊时焊件上出现冷塑和热塑区18 角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，。角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用19 在动荷载作用下，侧焊缝白计算长度不宜大于。60h40h8

10、0h120h20 .图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是。aa、b点b、d点'c、d点a、c点21 .对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时要考虑正面角焊缝强度的提高r要考虑焊缝刚度影响厂与侧面角焊缝的计算式相同取6广12222 .在制作长焊件时，为了考虑焊接残余变形的影响，其下料长度等于。设计长度设计长度+纵向收缩余量设计长度+纵向收缩和横向收缩余量设计长度+横向收缩余量23 .焊接结构的疲劳强度的大小与关系不大。钢材的种类应力循环次数连接的构造细节残余应力大小24 .焊接连接或焊接构件的疲劳性能与有关。应力比"=最小应力，J最大应力）应力幅W=5wp总r历毗Ir般

11、25 .未焊透的对接焊缝计算应按计算。对接焊缝角焊缝断续焊缝斜焊缝二、计算题1 .验算图示直角角焊缝的强度。已知静荷载F=120kN（设计值），角焊缝的焊角尺寸为hf=8mm,钢材为Q235BF钢，手工焊，焊条为E43型，丁;=I60N冽冽°2 .请验算图示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。静力荷载设计值F=220kN。钢材用Q235AF,焊条E43手工焊，无引弧板，焊缝质量三级（假定剪力全部由腹板上的焊缝承受）。T=185圾网/，£=215训沏/，=125由陂/。3 .两钢板截面为18X400，两面用盖板连接，钢材Q235，承受轴心力设计值N=1181kN,采用M22普通C级

12、螺栓连接，d0=23.5mm,按图示连接。试验算节点是否安全。#"30%洲,力=3。5%。4 .梁的连接构造如图所示。连接承受的弯矩M=1000kNm,剪力V=100kN。钢材Q235,摩擦型高强度螺栓10.9级，M2。，接触面喷砂处理，p=i55kN.fi=0.45°试验算梁节点高强度螺栓连接的强度。提示：梁腹板分担的弯矩按必窜=m力计算，剪力全部由腹板承受。1 .解：将F移至焊缝形心，F=2m=正内2。=?0双方22得；二二二2二二:焊缝左边点受力最为不利，由N产生的仃；和M产生的灯；迭加。%2x07叽=663N/mm3103.9x10s2x07x3x（750-20）2

13、x07hflvtfflxJO32x07x8x140=38,3Nlmm2小6M5*3.6”】。6MM272x0.7储匕2乂0、7乂8乂i402代入：，对+心恒闻:犷1,22f11,22=141,2NImm2<.jJ=160Nlmtn焊缝强度满足要求。2 .解：(1)计算对接焊缝计算截面的几何特性，中和轴位置_（2比-0）*/03+（3比_乃（200-70+（300-16）10mmy2=310-99=211mm焊缝截面几何特性4=10（300-10/+（300-10）x10x（16。-12+，（2OOT0）X4+QootoW0xM5F=479x仇掰必4=便0-"冈。=2"

14、4%/剪力只由腹板承担，故只算腹板的截面积4(2)验算焊缝强度经分析最危险点是最下面点，故只要验算该点的焊缝强度。胡游220x200x102112c心£<t=-=；=195.8NImm<X=215NimmIwF220xI。'7门a”2/vnTi?t=；-=75.9Nimm<jv=125NImm42.9103折算应力,/1-.一,.1/=1.1x185=203-5Mt溜病故折算应力强度不满足要求，如此焊缝改成二级焊缝，则Llj；=Lix215=2363Ntmm"就能满足强度要求了。3 .解：(1)螺栓强度验算单个螺栓抗剪承载力设计值N：=nvf/=2

15、x2_=98800N=98.8kN,v4v4单个螺栓承压承载力设计值N：=d£您=22x18x305=120800N=120.8kN故取鹏98，双对。每侧12个螺栓，承载力为12x98.8=11856树)N=1kN(2)验算被连接钢板的净截面强度4=40xL8-4x235xL8=55.08cm2b=T=214,4/2<j2i5/2455.03102/溶5/阳洲4 .解：(1)连接一侧最不利情况下的受力M由翼缘和腹板按刚度分配梁截面对于水平对称轴的惯性矩1=巴乂9般+2X4OOX20X49O?=4,87乂1心加/12腹板对于水平对称轴的惯性矩L=9603=L03109mm*12腹

16、板分担的弯矩：财=1000=21L5kNm,I4.87翼缘分担的弯矩：%=1000-2/5=788品即洸J翼缘分担的弯矩由螺栓群受轴向力来承担：丛=业=吧=7885上Nh1.0腹板螺栓群除分担部分弯矩外，还承受全部剪力，而该剪力对腹板连接螺栓群又有偏心，将剪力移到螺栓群形心，受力为:M=2225+/O0X=220.5m1000(2)确定单个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值翼缘螺栓：按图中尺寸沿受力方向的连接长度-一一二一一二故需将螺栓的承载力设计值乘以下列折减系数，即：=伙(。9叼留)=0%x。夕x?x0处尤巧=位,业方腹板螺栓：因上、下排螺栓"T的合力方向大致是水平的，沿受力方向的连

17、接长度§二8cm乃d广32&限,故不需乘折减系数1。=0.9fpF-0.9x；x0.45155=125.6kN(3)螺栓强度验算a.翼缘板拼接螺栓：螺栓孔径d0取21.5mn翼缘板的净截面面积为：4=(40-4x2,15)x2=62庆加?翼缘板能承受的轴向力:毛截面：；.1-'一AJ净截面：.,1-0也62.8100215,=1473kN41-0.524摩擦型高强度螺栓能承受的轴向力:上述三项最小值为N=1473kN翼缘螺栓群受到的力788.5kN，故翼缘板拼接螺栓满足强度要求。b.腹板拼接螺栓:腹板承受白内力V=100kNM=220.5kNm每个螺栓所承受的垂直剪力

18、为:闻卫坦=7伽m14在弯矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力为:22010399°2（因yL，故略去W石M=水湄），+（那尸=质环不7=91.2kN邠所以腹板拼接螺栓群满足强度要求。受弯构件薨转到其它章节勺回、选择题1.计算梁的时，应用净截面的几何参数。正应力剪应力整体稳定局部稳定见a=v2 .钢结构梁计算公式兀/工中工。与材料强度有关1r是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比*表示截面部分进入塑性与梁所受荷载有关3 .在充分发挥材料强度的前提下，3号钢梁的最小高度hmin16Mn钢钢梁的（其他条件均相同）。大于”小于等于不确定4 .梁的最小高度是由控制的。强度建筑要求R刚度整体稳定5

19、.单向受弯梁失去整体稳定时是形式的失稳。弯曲扭转3弯扭双向弯曲6 .为了提高梁的整体稳定性，是最经济有效的办法。增大截面增加侧向支撑点，减少li设置横向加劲肋改变荷载作用的位置7 .当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应。设置纵向加劲肋s设置横向加劲肋减少腹板宽度增加翼缘的厚度8 .如图示钢梁，因整体稳定要求，需在跨中设侧向支点，其位置以为最佳方案。PAbGcDd9 .焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止引起的局部失稳最有效，布置纵向加劲肋对防止引起的局部失稳最有效。A剪应力B、弯曲应力C、复合应力D、局部压应力a,ba,cd,bb,c10 .钢梁腹板局部稳定采用准则。腹板局部屈曲应力

20、与构件整体屈曲应力相等腹板实际应力不超过腹板屈曲应力腹板实际应力不小于板的屈服应力IG腹板局部临界应力不小于钢材屈服应力11 .当梁整体稳定系数时，用心代替窕，主要是因为梁的局部稳定有影响|1-“梁已进入弹塑性阶段梁发生了弯扭变形梁的强度降低了12 .分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时，腹板与翼缘相接处可简化为自由边,简支边固定边0有转动约束的支承边13 .对提高工字形截面的整体稳定性作用最小。增加腹板厚度约束梁端扭转设置平面外支承加宽梁翼缘14 .双轴对称截面梁，其强度刚好满足要求，而腹板在弯曲应力下有发生局部失稳的可能，下列方案比较，应采用。停在梁腹板处设置纵、横向加劲肋I在梁腹板处设置横向

21、加劲肋在梁腹板处设置纵向加劲肋沿梁长度方向在腹板处设置横向水平支撑15 .一焊接工字形截面简支梁，材料为Q235,fy=235N/mm2梁上为均布荷载作用，并在支座处已设置支承加劲肋，梁的腹板高度和厚度分别为900mm和12mm,若考虑腹板稳定性，则。布置纵向和横向加劲肋“无需布置加劲肋,按构造要求布置加劲肋按计算布置横向加劲肋二、计算题1 .简支焊接钢梁的尺寸及荷载（均为静力荷载设计值）如图所示，钢材为Q235，加劲肋设置如图，不考虑局部压应力，要求：验算区格I腹板的局部稳定性。2 .简支梁受力及支承如图所示，荷载标准值P=180kN,分项系数1.4,不计自重，Q235钢，2fy=235N/

22、mm1）验算该梁的强度。2）如不需验算该梁的整体稳定，问需设几道侧向支承？3.字形组合截面钢梁，其尺寸和受力如图所示。已知其腹板的高厚比尢/%21加杼，为保证腹板的局部稳定，请在支座A、B处及其之间梁段内布置加劲肋。4.图示为一焊接工字形简支梁，跨度l=4m钢材Q235F,2f=215N/mmfy=235N/mrn°承受均布荷载设计值为p（包括自重）。假定该梁局部稳定和强度以及刚度能满足要求,试求该梁能承受的荷载p。=7乃（等了=715x（嗡，尸=288.2%”图为吗2小所以小嗡3（嚼”%,支座反力上'.'.-'2区格i平均弯矩、平均剪力分别为（中间点处）?9

23、M=4241.25-yx1,252=5272、踮厂424-3,2x1.25=420盘,400<103相应的.1划，12608/幽也/=2X2x42乂肝+上乂0,8*12/=8.21xiUc熄12八岖.丝丝辛二4。必吆八（空尸59.1288.2所以局部稳定满足要求。393.751060.8724302.5103因此梁的整体稳定性能保证。2.解：设强轴为x轴。1）强度验算2=2x0,5x20x40,+=7782g泌,12=77829=1908cms*40.8S=0,8x20x404+03xm20=1126斯=08x20x404=646配想-nax1AP,1.4180,1=乂6=378kN'm蹴=-=126kN最大正应力强度验算:因为翼缘=12,5<138所以可以考虑部分塑性。378乂108海上05乂29。“03=i83.7<f=2i5最大剪应力强度验算:vz二也g