钢结构设计原理习题及答案

第一章绪论1．选择题 在结构设计中，失效概率P与可靠指标的关系为 。 fP越大，结构可靠性越差fP越小，结构可靠性越差fP越小，结构越可靠fP越大，结构越可靠f按承载力极限状态设计钢结构时，应考虑 。荷载效应的基本组合 B.荷载效应的标准组合C.荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合D.荷载效应的频遇组合2．填空题某构件当其可靠指标减小时，相应失效概率将随之 。承载能力极限状态为结构或构件达到 或达到不适于继续承载的形时的极限状态。在对结构或构件进极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷的标准值。3．简答题钢结构和其他建筑材料结构相比的特点。钢结构的设计方法。第二章钢结构的材料1．选择题钢材的设计强度是根确定的。比例极限 B.弹性极限 C.屈服点 D.极限强度钢结构设计中钢材的设计强度。强度标准值 B.钢材屈服点C.强度极限值 D.钢材的强度标准值除以抗力分项系数钢材是理想体。弹性 B.塑性 C.弹塑性 D.非弹性钢结构中使用钢材的塑性指标，目前最主要用 表示。流幅 B.冲击韧性 C.可焊性 D.伸长率钢材的伸长率用来反映材料。承载能力 弹性变形.C.塑性变形能力 D.抗冲击荷载能力建筑钢材的伸长率标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。达到屈服应力时 达到极限.时C.试件塑性变形后 D.试件断裂后钢材的三项主要力学性能。抗拉强度、屈服强度、伸长率抗拉强度、屈服强度、冷弯性能抗拉强度、冷弯性能、伸长率冷弯性能、屈服强度、伸长率钢材的剪切模量数钢材的弹性模量数值。高于 B.低于C.相等于 D.近似于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B.C.强度破坏 D.失稳破坏钢中硫和氧的含量超过限量时，会使钢材 。变软 B.热脆 C.冷脆 D.变硬以下关于应力集中的说法中正确的应力集中降低了钢材的屈服强度B.应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制C.应力集中产生异号应力场，使钢材变脆D.应力集中可以提高构件的疲劳强度钢材在低温下，强，塑性 ，冲击韧性 。提高 B.下降C.不变 D.可能提高也可能下降钢材经历了应变硬化（应变强化）之后 。强度提高 塑性提高C.冷弯性能提高 D.可焊性提高下列因素与钢构件发生脆性破坏无直接关系。钢材的屈服点的大小 钢材含碳量C.负温环境 D.应力集中钢材牌号Q235、Q345、Q390、Q420是根据材料 命名的。屈服点 B.设计强度 C.抗拉强度 D.含碳量沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法的主要不同之处是 。冶炼温度不同 B.冶炼时间不同C.沸腾钢不加脱氧剂D.两者都加脱氧剂，但镇静钢再加强脱氧剂对钢材的分组是根据钢材确定的。钢种 钢号C.横截面积的大小 D.厚度与直径型钢中的H型钢和工字钢相比。两者所用的钢材不同 前者的翼缘相对较宽C.前者的强度相对较高 D.两者的翼缘都有较大的斜2．填空题假定钢材为理想的弹塑性体，是指屈服点以前材料为 性的。伸长率

和伸长率10

分别为标距长和的试件拉5断后。如果钢材具性能，那么钢结构在一般情况下就不会因偶然或部超载而发生突然断裂。（4）

是钢材指标。k当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性 。钢材内部除含有Fe，C外，还含有害元素 。碳对钢材性能的影响很大，一般来说随着含碳量的提高，钢材的塑性和性逐渐 。）对于焊接结构，除应限制钢材中的硫、磷的极限含量外，还应限）钢中含硫量太多会引起钢材的 ；含磷量太多会引起钢。钢材在冶炼和浇铸过程中常见的冶金缺陷有 等。钢材的硬化，提高了钢材，降低了钢材。随着时间的增长钢材强度提高塑性和韧性下降的现象称。应力集中易导致钢材脆性破坏的原因在于应力集中处 受到束。根据循环荷载的类型不同，钢结构的疲劳两种。试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次有关，而与钢材的 并无明显关系。在不同质量等级的同一类钢材（如Q235A，B，C，D四个等级的钢材它们的屈服点、强度和伸长率都一样，只是它们的化学成分和 指标有所不同。（17）符号L125×80×10表3．简答题简述建筑钢结构对钢材的基本要求，规范推荐使用的钢材有哪些？钢材的塑性破坏和脆性破坏。衡量钢材主要性能常用哪些指标？它们各反映钢材的什么性能？钢材中常见的冶金缺陷有哪些？碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响？什么情况下会产生应力集中，应力集中对材性有何影响？什么是疲劳断裂？它的特点如何？简述其破坏过程。钢材的力学性能为何要按厚度（直径）进行划分？第三章钢结构的连接选择题焊缝连接计算方法分为两类，它们。手工焊缝和自动焊缝 B.仰焊缝和俯焊缝C.坡口焊缝和角焊缝 D.连续焊缝和断续焊缝在下图的连接中，角钢肢尖上的角焊缝的焊脚尺寸hf应满。10A.h 10fmin12B.h 12fmin10C.h 10fmin12D.h 12fmin

h h 10f fmaxh h 10~f fmaxh h 12f fmaxh h 10f fmax在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分别。均分分布 一端大、一端小C.两端大、中间小 D.两端小、中间大斜角焊缝主要用。钢板梁 B.角钢桁架 C.钢管结构 D.薄壁型钢结构部分焊透的坡口焊缝计算应计算。焊透的坡口焊缝 B.角焊缝 C.断续焊缝 D.斜焊缝关于重级工作制吊车焊接吊车梁的腹板与上翼缘间的焊缝。必须采用一级焊透对接焊缝 可采用三级焊透对接焊缝C.可采用角焊缝 D.可采用二级焊透对接焊缝产生焊接残余应力的主要因素之一。钢材的塑性太低 B.钢材的弹性模量太高C.焊接时热量分别不均 D.焊缝的厚度太小承受静力荷载的构件，当所用钢材具有良好的塑性时，焊接残余应力并不影响构。静力强度 B.刚度 C.稳定承载力 D.疲劳强度焊接残余应力对构件无影响。变形 静力强度C.疲劳强度 D.整体稳定对于常温下承受静力荷载、无严重应力集中的碳素结构钢构件，焊接残余应力对下没有明显影响的。构件的刚度 构件的极强度C.构件的稳定性 构件的.强度焊接结构的疲劳强度的大小关系不大。钢材的种类 B.应力循环次数C.连接的构造细节 D.残余应力的大小钢结构在搭接连接中，搭接的长度不得小于焊件较小厚度。倍，并不得小于20mm B.倍，并不得小于25mmC.倍，并不得小于30mm D.倍，并不得小于35mm采用螺栓连接时，构件发生冲剪破坏是因。螺栓较细 B.钢板较薄C.截面削弱过多 D.边距或栓间距太小一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力。栓杆的抗剪承载力 B.被连接构件（板）的承压承载力C.B中的较大值 D.B中的较小值高强度螺栓承压型连接可用。直接承受动力荷载 B.承受反复荷载作用的结构的连接C.冷弯薄壁钢结构的连接 D.承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接每个受剪力作用的高强度螺栓摩擦型连接所受的拉力应低于其预拉力倍A.1.0 B.0.5 C.0.8 D.0.7高强度螺栓摩擦型连接受拉时，螺栓的抗剪承载。提高 B.降低C.按普通螺栓计算 D.按高强度螺栓承压型连接计算摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载。与摩擦面的处理方法有关 与摩擦面的数量有关C.与螺栓直径有关 D.与螺栓的性能等级无关填空题焊接的连接形式按构造可分两种类型。在静力或间接动力荷载作用下正面角焊缝的强度设计增大系数 但对f直接承受动力荷载的结构，应取 。f工字形或T形牛腿的对接焊缝连接中，一般假定剪力的焊缝承受，剪应均布。斜角角焊缝两焊脚边的夹或 时，不宜用作受力焊缝（钢管构除外。焊接结构中存在着双向或三向同号拉应力场，材料塑性变形的发展受到限制，使钢变脆。特别是当焊接应力较大时，在温度较低的条件下很容易发现象。）凡能通过一、二级检验标准的对接焊缝，其抗拉设计强度与母材的抗拉设计。当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，在对接焊缝的拼接处，应分别在焊缝的度方向或宽度方向或厚度方向做成坡度不大的斜角。当对接焊缝的焊件厚度很小）时，可采破口形式。轴心受力的两块板通过对接斜焊缝连接时，只要使焊缝轴线与N力之间的夹角满足 计算。焊缝按施焊位置，其的操作条件最差，焊缝质量不易保证，应尽量避免。钢板对接中，采取分段施焊，厚焊缝则分层施焊，工字形顶接焊接时采用对称跳焊上述措施的目的在。普通螺栓按制造精度分 和 两类；按受力分析分 两类。螺栓连接中，规定螺栓最小容许距离的理由是；规定栓最大容许距离的理由是。采用螺栓连接时，栓杆发生剪断破坏，是因。普通螺栓连接受剪时，限制端距是为了避免钢板破坏。普通螺栓是通来传力的；高强度螺栓摩擦型连接是通来传力的。单个螺栓承受剪力时，螺栓承载力应的较小值。普通螺栓群承受弯矩作用时螺栓群旋转高强螺栓群承受弯矩作用时螺栓群旋转。高强度螺栓根据螺栓受力性能分两种。承压型高强螺栓仅用于承荷载荷载结构中的连接。简答题简述钢结构连接的种类和特点。何时采用部分焊透的对接焊缝？为何要规定螺栓排列的最大和最小容许距离要求？受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？影响高强度螺栓预拉力的因素有哪些？简述普通螺栓连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时的异同点。第四章轴心受力构件选择题实腹式轴心受拉构件计算的内容包。强度 B.强度和整体稳定性C.强度、局部稳定和整体稳定 D.强度、刚度（长细比）实腹式轴心受压构件应进。强度计算 B.强度、整体稳定性、局部稳定性和长细比计算C.强度、整体稳定和长细比计算 D.强度和长细比计算对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力《钢结构设计规范》采用的准则为净截。最大应力达到钢材屈服点 B.平均应力达到钢材屈服点C.最大应力达到钢材抗拉强度 D.平均应力达到钢材抗拉强度下列轴心受拉构件，可不验算正常使用极限状态的。屋架下弦 B.托架受拉腹杆C.受拉支撑杆 D.预应力拉杆普通轴心钢构件的承载力经常取决。扭转屈曲 B.强度C.弯曲屈曲 弯扭屈曲在下列因素中对轴心压构件的弹性屈曲承载力影响不大。压杆的残余应力分布 B.构件的初始几何形状偏差C.材料的屈曲点变化 荷载的偏心大小为提高轴心压构件的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面的形式应其面积分。尽可能集中于截面的形心处 B.尽可能远离形心C.任意分布，无影响 D.尽可能集中于截面的剪切中心轴心受压构件的整体稳定系数等因素有关。构件截面类别、两端连接构造、长细比构件截面类别、钢号、长细比构件截面类别、计算长度系数、长细比构件截面类别、两个方向的长度、长细比（9）a类截面的轴心压杆稳定系数值最高是由。A.截面是轧制截面 截面的刚度最大C.初弯矩的影响最小 D.残余应力影响的最小轴心受压构件腹板局部稳定的保证条件是h/t不大于某一限值，此限值 。0w与钢材强度和柱的长细比无关与钢材强度有关，而与柱的长细比无关与钢材强度无关，而与柱的长细比有关与钢材强度和柱的长细比均有关提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是 。增加板件宽厚比 B.增加板件厚度C.增加板件宽度 设置横向加劲肋为，确定轴心受压实腹式柱的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比可能接近。便于与其他构件连接 B.构造简单、制造方便C.达到经济效果 便于运输、安装和减少节点类型双肢缀条式轴心受压构件绕实轴和绕虚轴等稳定的要求。2x2x27AA10y y y2y2y27AA10y x y计算格构式压杆对虚轴x轴的整体稳定时，其稳定系数应根查表确定。B.x oxC. y D. oy当缀条采用单角钢时，按轴心压杆验算其承载力，但必须将设计强度按《钢结构设规范》中的规定乘以折减系数，原因。格构式柱所给的剪力值是近似的 缀条很重要，应提高其安全性C.缀条破坏将引起绕虚轴的整体失稳 D.单角钢缀条实际为偏心受压构件与节点板单面连接的等边角钢轴心受压构件， 100，计算稳定时，钢材强度设值应采用的折减系数。A.0.65 B.0.70C.0.75 D.0.85与节点板单面连接的等边角钢轴心受压构件，安装时高空焊接，计算连接时，焊缝度设计值的折减系数。A.0.585 B.0.630C.0.675 D.0.765双肢格构式受压柱，实轴为x－x，虚轴为应根确定肢件间距离。B.x y 0y xC. D.0y y在下列关于柱脚底板厚度的说法中，错误的。底板厚度至少应满足t≥14mm底板厚度与支座反力和底板的支承条件有关其它条件相同时，四边支承板应比三边支承板更厚些底板不能太薄，否则刚度不够，将使基础反力分布不均匀填空题轴心受拉构件的承载力极限状态是为极限状态的。轴心受压构件整体屈曲失稳的形式。理想轴心受压构件的失稳状态。当临界应力

小时，轴心受压构件属于弹性屈曲问题。cr）我国《钢结构设计规范》在制定轴心受压构件整体稳定系数 时，主要考虑两种降低其整体稳定承载能力的因素。因为残余应力减小了构件，从而降低了轴心受压构件的整体稳定承载力。实腹式轴心受压构件设计时，轴心受压构件应符条件。在计算构件的局部稳定时工字形截面的轴心受压构件腹板可以看矩板，其翼缘板的外伸部分可以看成矩形板。计算轴心受压格构式构件的缀条缀板需要先求出横向剪力此剪力大小和 有关。格构式轴心受压柱构件满足承载力极限状态，除要求保证强度、整体稳定外，还必须保 。（11）双肢缀条格构式压杆绕虚轴的换算长细比：0x。

A代2x2x27AA1格构式轴心受压杆采用换算长细比λ=计算绕虚轴的整体稳定，这里的系数，式ox x中代，它和所采用的缀材体系有关（1）计算柱脚底板厚度时，对两1相邻支承边的区格板，应近似边支承区格板计算其弯矩值。计算轴心受压柱柱脚的底板厚度时，其四边支承板的M qa2，式中a为四支承板中的 。柱脚中靴梁的主要作用是 。简答题理想轴心受压构件的整体失稳形式有几种？各对应何种截面？影响轴心受压构件的稳定承载力的因素有哪些？计算单轴对称截面轴心受压构件绕对称轴的整体稳定时为什么用换算长细比？计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时为什么用换算长细比？轴心受压柱柱脚中靴梁的作用有哪些？第五章受弯构件选择题在主平面内受弯的工字形截面组合梁，在抗弯强度计算中，允许考虑截面部分发展塑性变形时，绕x轴和y轴的截面塑性发展系数 和 分别。x yA.

1.05 B.

1.2 C.

1.15 D.

1.2计算梁时，应用净截面的几何参数。正应力 B.剪应力C.整体稳定 D.局部稳定钢结构梁的计算公式

M x中的 。W xx nx与材料强度有关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约束扭转使梁截面。只产生正应力 B.只产生剪应力C.产生正应力，也产生剪应力 D.不产生任何应力单向受弯梁失去整体稳定时形式的失稳。弯曲 扭转C.弯扭 D.双向弯曲焊接工字形截面简支梁，其他条件均相同的情况下，时，梁的整体稳性最好。加强梁的受压翼缘宽度 B.加强梁受拉翼缘宽度C.受压翼缘与受拉翼缘宽度相同度

D.在距支座l/6（l为跨度）减小受压翼缘宽焊接工字形等截面简支梁，在其他条件均相同的情况下，时，梁的整稳定性最差（按各种情况下最大弯矩数值相同比较。两端有相等弯矩作用（纯弯矩作用）B.C.跨度中点有集中荷载作用中力

D.在离支座l/4（l为跨度）处个有相同一集一悬臂梁，焊接工字形截面，受向下垂直荷载作用，欲保证此梁的整体稳定，侧向撑应加。梁的上翼缘B.梁的下翼缘 C.梁的中和轴部位 D.梁的上翼缘及中和轴部位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C.设置横向加劲肋 D.改变翼缘的厚度 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C.设置平面外支承 D.加宽梁翼缘防止梁腹板发生局部失稳，常采用加劲措施，这是为。增加梁截面的惯性矩 增加截面面积C.改变构件的应力分布状态 D.改变边界约束板件的宽厚比梁的支承加劲肋应设置。弯曲应力大的区段 剪应力大的区段C.上翼缘或下翼缘有固定荷载作用的部位D.有吊车轮压的部位焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的。提高梁的抗弯强度 B.提高梁的抗剪强度C.提高梁的整体稳定性 D.提高梁的局部稳定性当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处。设置纵向加劲肋C.减少腹板宽度

B.设置支承加劲肋D.增加翼缘的厚度焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止 引起的局部失稳最有效，置纵向加劲肋对防引起的局部失稳最有效。剪应力 B.弯曲应力 C.复合应力 D.局部压应力钢梁腹板局部稳定采用 准则，实腹式轴心受压构件局部稳定采准则。腹板局部屈曲应力不小于构件整体屈曲应力腹板实际应力不超过腹板屈曲应力腹板局部临界应力不小于钢材屈服应力当无集中荷载作用时，焊接工字形截面梁翼缘与腹板的焊缝主要承。竖向剪力C.水平剪力

B.竖向剪力及水平剪力联合作用D.压力确定梁的经济高度的原则。制造时间最短 B.用钢量最省C.最便于施工 D.免于变截面的麻烦在充分发挥材料强度的前提下Q235钢梁的最小高度h Q345钢梁的h。min min（其他条件均相同）大于 B.小于C.等于 D.不确定梁的最小高度是由 控制的强度 建筑要求C.刚度 D.整体稳定填空题验算一根梁的安全实用性应考虑 几个方面。对承受静力荷载或间接承受动力荷载的钢梁，允许考虑部分截面发展塑性变形，在算中引入 。梁的正应力公式为：

Mx Wx nx

，Wx

。nx处验算折算应力。单向受弯梁变形状态转变变形状态时现象称为整体失稳。当荷载作用在梁翼缘时，梁整体稳定性提高。梁整体稳定判别式l中，l，

。1 1 1 1提高梁整体稳定的措施主要。梁腹板中，设加劲肋对防引起的局部失稳有效，设加劲对防止 引起的局部失稳有效。横向加劲肋按其作用可分、 两种。支承加劲的设计应进的验算。按构造要求，组合梁腹板横向加劲肋间距不得小。组合梁腹板的纵向加劲肋与受压翼缘的距离应之间。梁截面高度的确定应考虑三种参考高度，是指由 确定的 ；由确定；确定。梁翼缘宽度的确定主要考。受均布荷载作用的简支梁，如要改变截面，应在距支座处改变截面较为济。简答题梁的强度计算包括哪些内容？如何计算？影响梁整体稳定的因素包括哪些？提高梁整体稳定的措施包括哪些？一般采取什么措施保证梁受压翼缘和腹板的局部稳定？什么是腹板的屈曲后强度？何种梁可以利用腹板的屈曲后强度？设计型钢梁时，应计算哪些内容？第六章 拉弯和压弯构件选择题钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算的内容。强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、局部稳定、变形弯矩作用平面内的稳定性、局部稳定、变形、长细比强度、刚度、弯矩作用平面内及平面外稳定性、局部稳定、变形强度、刚度、弯矩作用平面内及平面外稳定性、局部稳定、长细比承受静力荷载或间接承受动力荷载的工字形截面，绕强轴弯曲的压弯构件，其强度计算公式中，塑性发展系数 。xA.1.2 B.1.5 C.1.05 D.1.0单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯。绕非对称轴作用绕对称轴作用绕任意轴作用视情况绕对称轴或非对称轴作用（4）实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的 主要是考x。截面塑性发展对承载力的影响残余应力的影响初偏心的影响初弯矩的影响单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，构达到临界状态的应力分。可能在拉、压侧都出现塑性只在受压侧出现塑性只在受拉侧出现塑性拉、压侧都不会出现塑性N）单轴对称的实腹式压弯构件整体稳定计算公式

Mmx xN

≤f和x Wx 1x

1NExNAMmxNAMmx W 1x 2x1.25NNEx

、W、Wx 1x

。2xW和W为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外边缘的毛截面模量，1x 2x x值不同W和W为较大和较小翼缘最外边缘的毛截面模量，值不同1x 2x xW和W为较大和较小翼缘最外边缘的毛截面模量，值相同1x 2x xW和W为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外边缘的毛截面模量，1x 2x x值相同在压弯构件弯矩作用平面外稳定计算式中，轴力