钢结构设计原理题概要

1、钢构造设计原理题及答案大纲钢构造设计原理题及答案大纲17/17钢构造设计原理题及答案大纲一、填空题（每空1分，共10分）1、钢材的冲击韧性越小,钢材抵抗脆性断裂的能力(越弱)。2、承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是(60hf)。3、焊接构造采用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度(相等)。4、钢材牌号Q235BF,其中235表示(信服点数值),B表示(质量等级),F表示(沸腾钢)。5、工字形轴压构件翼缘局部稳定保证条件是根据(等稳定原则)导出的。6、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)。7、压弯构件在弯矩作用平面外的失稳变形形式是(弯扭屈曲)

2、。二、选择题（每题1分，共10分）1、钢构造的主要缺点是（C）。A构造的重量大B造价高C易腐化、不耐火D施工困难多2、钢材中硫的含量超过规定标准（D）。A将提高钢材的伸长率B将提高钢材的抗拉强度C将使钢材在低温工作时变脆D将使钢材在高温工作时变脆3、角焊缝的最小焊脚尺寸hf1.5t,式中t表示（B）。较薄板厚度B较厚板厚度C任意板厚4、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节余应力较大的构件5、验算工字形组合截面轴心受压构件翼缘和腹板的局部稳准时，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

3、细比的较大值D两方向长细比的较小值6、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传达必要的剪力D上述三种都是7、7、计算长度一定的轴心压杆展转半径增大，其稳定承载力（A）。A提高B降低C不变D不能确定8、支承加劲肋进行稳定计算时，计算面积应包括加劲肋两端一定范围内的腹板面积，该范围是（A）。A15tw235235C13fyfyfyB13twfytw235D15tw2359、计算梁的抗弯强度Mx/(xWnx)f(x1.0),与此相应的翼缘外伸肢宽厚比不应超过(B)。A15235/fyB13235/fyC(100.1)235/fyD(250.5)235/fy10、钢构

4、造压弯构件的设计一般应进行哪几项内容的计算?(D)。强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比C强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形D强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比三、简答题（25分）1、简述普通受剪螺栓连接的破坏形式有哪些种类？怎样防备？（6分）（1）螺栓杆被剪断；（2）挤压破坏；（3）板件被拉断；（4）板件端部剪切破坏；（5）栓杆受弯破坏（1）经过计算保证螺栓抗剪（2）经过计算保证螺栓抗挤压（3）经过计算保证板件有足够的拉压强度（属于构件的强度计算）（4）螺栓端距2d0防备钢板被拉豁2、

5、螺栓在构件上的排列有几种形式？应知足什么要求？最小的栓距和端距分别是多少？（6分）螺栓在构件上的排列有两种形式：并列和错列。应知足三方面要求：受力要求施工要求构造要求最小的栓距为3d0，最小的端距为2d03、为保证梁腹板的局部稳定，应按哪些规定配置加劲肋？（6分）当h080235时，应按构造配置横向加劲肋；twfy当80235h0170235fytw时，应按计算配置横向加劲肋；fyh0170235，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋；twfy梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处设支承加劲肋4、图示实腹式轴压柱截面，柱长细比x55，Y58,钢材Q345，试判断该柱腹板的局部稳定有无保证？如无保证应

6、采取何种举措（最少回答出二种方法）？（7分）h025235tw0.5fy腹板高厚比为：235h0tw350658.33(250.558)44.57345该柱腹板的局部稳定无保证。采取的举措：可加大腹板厚度；可设置纵向加劲肋。四、计算题（共55分）1、验算图示承受静力荷载的连接中脚焊缝的强度。ffw160N/mm2，其他条件如下列图。无引弧板。（12分）N=200KN（设计值）6803解：M第1题图40kNmV200kN（2分）2000.2f6M264010682181.08N/mm2fV20010351.91N/mm220.7hfLw20.78360220.7hfLw20.7836028（6分

7、）(f/1.22)22(181.08/1.22)222w2f51.91157.24N/mmff160N/mm（4分）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，构件接触面喷砂办理，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P155kN。（13分）N=100kN(设计值）50100501500500100105解：V=100KN，（1分）T=1000.25=25KNm（1分）Nvb0.9nfp0.910.4515562.775KN（2分）N1TxTy12510610045.45KN（2分）xi2yi2650241002N1TyTx125106

8、50分）xi2yi25500022.73KN（2N1FV10016.67KN（2分）n6N1(N1TX)2(N1TyN1F)245.452(22.7316.67)260.15KN（3分）NVb62.775KN该螺栓连接的强度知足。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300mm12mm，腹板尺寸为200mm6mm。钢材为235，f215N/mm2。求最大承载力N?局稳是否合格？（15分）Q235钢b类截面轴心受压构件稳定系数303540455055600.9360.9180.8990.8780.8560.8330.807

9、解：截面积：惯性距：A2301.2200.684cm2（1分）Ix3022.4329.42038498.56cm4（1分）1212Iy21.23035400cm4（1分）12展转半径：Ix8498.5610.06cm（1分）ix84AiyIy54008.02cm（1分）A84长细比：lox50049.70（1分），yloy250（1分）x10.06iy31.17ix8.02钢构造的材料转到其余章节1、在构件发生断裂破坏前，有显然先兆的情况是_B_的典型特点。(A)脆性破坏(B)塑性破坏(C)强度破坏(D)失稳破坏2、钢材的设计强度是根据_C_确定的。(A)比率极限(B)弹性极限(C)信服点(D

10、)极限强度3、构造工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用_D_表示。(A)流幅(B)冲击韧性(C)可焊性(D)伸长率4、钢材经历了应变硬化（应变加强）之后_A_。(A)强度提高(B)塑性提高(C)冷弯性能提高(D)可焊性提高5、下列因素中_A_与钢构件发生脆性破坏无直接关系。(A)钢材信服点的大小(B)钢材含碳量(C)负温环境(D)应力集中6、钢材在复杂应力状态下的信服条件是由_D_等于单向拉伸时的信服点决定的。(A)最大主拉应力1(B)最大剪应力1(C)最大主压应力3(D)折算应力eq7、在钢构造的构件设计中，认为钢材信服点是构件可以达到的_A_。(A)最大应力(B)设计应力(C)疲劳应力(

11、D)稳定临界应力8、当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性_B_。(A)升高(B)下降(C)不变(D)升高不多9、钢材的力学性能指标，最基本、最主要的是_C_时的力学性能指标。(A)承受剪切(B)承受弯曲(C)单向拉伸(D)两向和三向受力10、对于承受静荷常温工作环境下的钢屋架，下列说法不正确的选项是_C_。可选择Q235钢可选择Q345钢钢材应有冲击韧性的保证钢材应有三项基本保证1、在进行第二种极限状态计算时，计算用的荷载_D_。需要将永远荷载的标准值乘以永远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远荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数永远荷载和可变荷载都用标准值

12、，不必乘荷载分项系数2、进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按_A_。标准荷载计算设计荷载计算考虑动力系数的标准荷载计算考虑动力系数的设计荷载计算3、在连续屡次荷载作用下，当应力比时，称为A。(A)完全对称循环(B)脉冲循环(C)不完全对称循环(D)不对称循环4、钢构造第一极限状态的设计表达式为：，式中是_C_。构造重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、下列钢构造计算所取荷载设计值和标准值，哪一组为正确的？_C_。.计算构造或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值；.计算构造或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值；.计算疲劳和正常使用极限状

13、态的变形时，应采用荷载设计值；.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。(A)、(B)、(C)、(D)、例1：图示一围焊缝连接，已知，,，试验算该连接是否安全。解：将F移向焊缝形心O，三面围焊缝受力：在计算焊缝的面积和其极惯性矩时，近似取l1和l2为其计算长度，即既不考虑焊缝的实际长度稍大于l1和l2，也不扣除水平焊缝的两端缺陷10mm。焊缝截面面积：在N力作用下，焊缝各点受力平均；在T作用下，水平焊缝右边两个端点产生的应力最大，但在右上端点其应力的水平分量与N力产生的同方向，因而该焊缝在外力F作用下，该点最危险。由N在水平焊缝右上端点产生的应力为：由扭矩T在该点产生的应力的水平

14、分量为：由T在该点产生的应力的垂直分量为：代入强度条件：该连接安全。例2：计算图示角焊缝连接中的hf。已知连接承受动荷载，钢材为Q235BF，焊条为E43型，图中尺寸单位为：mm。解：将外力F1，F2移向焊缝形心O，得N在焊缝中产生平均散布的：V在焊缝中产生平均散布的：连接承受动力荷载，则解得hf5.82mm取hf=6mm构造要求：，知足要求。例1：如下列图工字形简支主梁，Q235F钢，f=215N/mm2，fv=125N/mm2承受两个次梁传来的集中力P=250KN作用（设计值），次梁作为主梁的侧向支承，不计主梁自重，。要求：1）验算主梁的强度2）鉴识梁的整体稳定性是否需要验算解:主梁强度验

15、算：梁的最不利截面为第一根次梁左侧截面和第二根次梁的右侧截面，由于其对称性，此两截面受力相同。梁的截面特性：正应力强度：剪应力强度：该截面上腹板与翼缘连接处正应力、剪应力都较大，所以需验算折算应力。此点：所以强度知足要求。2）梁的整体稳定性验算：所以不必验算整体稳定性。例2：如下列图工字形简支主梁，Q235F钢，f=215N/mm2，承受两个次梁传来的集中力P=250KN作用（设计值），次梁作为主梁的侧向支承，不计主梁自重，荷载作用点设支承加劲肋，不考虑局部压应力的作用。要求：验算腹板的局部稳定，计算出加劲肋间距，并示意在图中。解：腹板高厚比：所以，需要配置横向加劲肋。梁中最大剪力Vmax=2

16、50KN截面特性Ix为：梁段内最大剪力产生的腹板平均剪应力为：该断面处腹板与翼缘交界处的正应力为：查表得：则加劲肋间距a2h0=2000mm即可。布置如如下列图例1：一块40020的钢板用两块拼接板40012进行拼接。螺栓孔径22mm，排列如图。钢板轴心受拉，N1350KN（设计值）。钢材为Q235钢，请问：钢板11截面的强度够否？是否还需要验算22截面的强度？假定N力在13个螺栓中平均分配，22截面应怎样验算？拼接板的强度是否需要验算？解：钢材为Q235，f=215N/mm211截面钢板的所以11截面钢板强度足够。需要验算22截面强度，因为22的An小于11。假定N在13个螺栓中平均分配，则

17、22截面传达的拉力N为：22截面的，足够。两块拼接板厚度之和大于原钢板厚，所以钢板抗拉强度足够，拼接板就无需验算。例2：一实腹式轴心受压柱，承受轴压力3500kN（设计值），计算长度l0 x=10m，l0y=5m，截面为焊接组合工字型，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为Q235，容许长细比。要求：（1）验算整体稳定性（2）验算局部稳定性解：验算整体稳定性：A=400202+40010=2104mm2对x轴为b类截面，对y轴为c类截面，查表：，如果承受静力荷载，材料为镇静钢，则在允许范围之内。（2）验算局部稳定a.翼缘b.腹板局部稳定均知足。例1：验算图示端弯矩（计算值）作用情况下压弯构件的承载力是否知足要求。构件为普通热轧工字钢I10，Q235AF，假定图示侧向支承保证不发生弯扭屈曲。3，Wx3=4.14cm。I字形截面的特性：A=14.3cm=49cm，