《钢结构设计基本原理》练习及答案大全完整版

一填空题1、计算结构构或构件的强强度、稳定性性以及连接的的强度时，应应采用荷载的的设计值；计算疲疲劳时，应采采用荷载的标标准值。2、钢材Q2235B中，235代表屈服值，按脱脱氧方法该钢钢材属于镇静静钢。3、对于普通通碳素钢，随随含碳量的增增加，钢材的的屈服点和抗抗拉强度升高，塑性和和韧性降低，焊接性性能降低。4、当采用三级级质量受拉斜斜对接焊缝连连接的板件，承承受轴心力作作用，当焊缝缝轴线与轴心心力方向间夹夹角满足tgθ≤15，焊缝强强度可不计算算。5、钢材的选用用应根据结构构的重要性、荷载特征、钢材厚度等因素综合考虑，选用合适的钢材。6、钢材受三向向同号拉应力力作用，数值值接近，即使使单项应力值值很大时，也也不易进入塑塑性状态，发发生的破坏为为脆性破坏。7、在普通碳素素结构钢的化化学成分中加加入适量的硅硅、锰等合金金元素，将会会提高钢材的强强度。8、轴心受压压柱的柱脚底底板厚度是按按底板的受弯弯受力工作确确定的。9、如下图突缘缘式支座加劲劲肋，应按承承受支座反力力的轴心受压压构件计算梁梁平面外（绕绕Z轴）稳定，钢钢材Q235钢，此受压压构件截面面面积值为29960mmm2，其长细比为为21.077。Z81020020h0=1000Z81020020h0=10001110、格构式轴轴心受压构件件绕虚轴的稳稳定计算采用用换算长细比比是考虑剪切切变形的影响响的影响。11、按正常使使用极限状态态计算时,受弯构件要要限制挠度，拉、压压构件要限制制长细比。12、钢材经过过冷加工后，其其强度和硬度度会有所提高高，却降低了了塑性和韧性性，这种现象象称为钢材的的冷作硬化。13、调质处理理的低合金钢钢没有明显的的屈服点和塑塑性平台，这这类钢材的屈屈服点被定义义为：单向拉拉伸并卸载后后，试件中残残余应变为00.2%时所所对应的应力力，也称为名名义屈服点。14、高强度低低合金钢的焊焊接性能是通通过碳含量指标来衡量量的。15、循环荷载载次数一定时时，影响焊接接结构疲劳寿寿命的最主要要因素是应力力幅和构件或或连接的构造造形式。16、在对焊缝缝进行质量验验收时，对于于三级焊缝，只只进行外观检检查即可。17、对于实腹腹式轴心受压压柱，残余应应力的存在通通常会降低构件的稳稳定承载力。18、在高强度度螺栓的受剪剪连接中，当当螺栓直径和和规格均相同同时，摩擦型型连接单个螺螺栓的抗剪承承载力一般会会低于承压型连连接。19、对于单轴轴对称的轴心心受压构件，绕绕非对称主轴轴屈曲时，会会发生弯曲屈屈曲；而绕对对称主轴屈曲曲时，由于截截面重心与弯弯曲中心不重重合，将发生生弯扭屈曲现象象。20、当梁的整整体稳定验算算不能满足要要求时，可以以采用加强受受压翼缘的办办法来提高稳稳定承载力。21、梁的整体体稳定系数φφb大于0.6时，需用φb′代替φb，它表明此此时梁已经进进入__弹塑性__________阶段。22、弯矩绕虚虚轴作用的双双肢格构式压压弯构件，采采用缀条式格格构柱，其分分肢的稳定应应按轴心受压构件构构件进行验算算。23、梯形钢屋屋架支座底板板的厚度是由由底板的抗弯弯强度确定的的。24、在钢屋架架的受压杆件件设计中，确确定双角钢截截面形式时，应应采用等稳定定原则。25、设杆件节节点间的几何何长度为l，则梯形钢钢屋架的支座座斜杆在屋架架平面内的计计算长度为杆杆件几何长度度或l。26、钢材的冲冲击韧性越小小,钢材抵抗脆脆性断裂的能能力越弱。27、承受静力力荷载的侧面面角焊缝的最最大计算长度度是60hhf。28、焊接结构构选用焊条的的原则是,计算焊缝金金属强度宜与与母材强度相相适应。29压弯构件在在弯矩作用平平面外的失稳稳变形形式是是弯扭屈曲。二、选择题1、对于Q2335钢板，其厚厚度越大DD。A.塑性越好好B.韧性越好C.内部缺陷越越少D.强度越低2、如图采用CC级普通螺栓栓连接，最危危险螺栓为AA。A.1B..3C..2或4D.5N1N123453、工字形截面面轴心受压构构件,翼缘外伸部部分的宽厚比比式中的λ是C。A.构件绕强轴轴方向的长细细比B.构件两个方方向的长细比比平均值C.构件两个方方向的长细比比较大值D..构件两个方方向的长细比比较小值4、单向受弯构构件的抗弯强强度其中时,为使翼缘不不先失去局部部稳定,翼缘外伸部部分的宽厚比比b`/t为B。A.B.CC.D.5、已知焊接工工字形截面简简支梁，承受受均布荷载作作用,钢材Q235，fy=2355N/mm22，并在支座座设置支承加加劲肋，梁腹腹板高度900mm，厚度12mm，要求考虑虑腹板稳定性性，则D。A布置纵向向和横向加劲劲肋B按计算布置置横向加劲肋肋C按构造要要求布置加劲劲肋D不用布置加加劲肋6、荷载作用于于截面形心的的焊接工字形形等截面简支支梁，最容易易发生整体失失稳的情况是是C。A跨中集中中荷载作用BB跨间三分点点各有一个集集中荷载作用用C梁两端有有使其产生同同向曲率、数数值相等的端端弯矩作用DD全跨均布荷荷载作用7、计算梁的抗抗弯强度,与此相应的的翼缘外伸肢肢宽厚比不应应超过A。8、已知双轴对对称工字钢截截面轴心受压压柱，轴心压压力小，根据据刚度控制截截面面积A截面面积A为BA14222.2mm22B18000mm2C22000mmm2D25500mm229

、关于建筑筑结构钢材的的优缺点，下下列说法中错错误的是CA.钢材的的强度较高，结结构自重轻B.钢材具有良良好的冷加工工和热加工性性能C.钢结构的耐耐腐蚀性能很很好，适合在在各种恶劣环环境中使用D.钢结构的耐耐热性很好，但但耐火性能很很差10、钢结构设设计中，对下下列哪一项内内容需按正常常使用极限状状态进行验算算AA.构件的变变形B.构件的强度度C.构件的疲疲劳强度D.构件的整体体稳定11、不同质量量等级(A、B、C、D)的同一类钢钢材，下列哪哪项力学指标标不同BA.抗拉强度度fuBB.冲击韧性AKCC.伸长率δD..屈服点fy12、26、支支承加劲肋进进行稳定计算算时，计算面面积应包括加加劲肋两端一一定范围内的的腹板面积，该该范围是AA。A.15B.113C.133DD.1513、对于普通通螺栓连接，限限制端距e≥2d0的目的是为为了避免DDA.螺栓杆受受剪破坏B.板件被拉断断破坏C.板件受挤挤压破坏D.板件端部冲冲剪破坏14、如图所示示承受静力荷荷载的T形连接，采采用双面角焊焊缝，按构造造要求所确定定的合理焊脚脚尺寸应为DDt=8mmt=6mmt=8mmt=6mmB、6mmC、8mmD、10mm15、初始弯曲曲和荷载的初初始偏心对轴轴心受压构件件整体稳定承承载力的影响响为BA.初弯曲和和初偏心均会会降低稳定承承载力B.初弯曲和和初偏心均不不会影响稳定定承载力C.初弯曲将将会降低稳定定承载力，而而初偏心将不不会影响稳定定承载力D.初弯曲将将不会影响稳稳定承载力，而而初偏心将会会降低稳定承承载力16、保证焊接接组合工字型型截面轴心受受压柱翼缘板板局部稳定的的宽厚比限值值条件，是根根据矩形板单单向均匀受压压时下列哪种种边界条件确确定的CA.两边简支、一一边自由、一一边弹性嵌固固BB.两边简支、一一边自由、一一边嵌固C.三边简支、一一边自由D..四边均为简简支17、腹板屈曲曲后强度产生生的原因是CA.腹板屈曲后后产生钢材的的弹塑性强化化，能够继续续承担更大的的荷载B.腹板屈曲后后产生薄膜拉拉力场，牵制制了板变形的的发展，存在在继续承载的的潜能C.腹板屈曲后后产生复杂的的应力状态，提提高了钢材的的屈服点D.由于横向加加劲肋的存在在，提高了腹腹板局部稳定定承载力18、计算长度度一定的轴心心压杆回转半半径增大，其其稳定承载力力A。A.提高B.降低C.不变D.不能确定19、钢结构的的主要缺点是是C。A.结构的重量量大B.造价高C.易腐蚀、不不耐火DD.施工困难多多20、钢材中硫硫的含量超过过规定标准DD。A.将提高钢材材的伸长率B.将提高钢材材的抗拉强度度C.将使钢材在在低温工作时时变脆DD.将使钢材在在高温工作时时变脆21、角焊缝的的最小焊脚尺尺寸B。A.较薄板厚度度B.较厚板厚度度C.任意板厚22、下面的BB情况应将将其设计强度度进行折减。A.动力荷载作作用的构件BB.单角钢单面面按轴压计算算稳定的构件件C.有应力集中中影响的构件件D.残余应力较较大的构件23、验算工字字形组合截面面轴心受压构构件翼缘和腹腹板的局部稳稳定时，计算算公式中的长长细比为C。A.绕强轴的长长细比B.绕弱轴的长长细比C.两方向长细细比的较大值值D.两方向长细细比的较小值值24、格构柱设设置横隔的目目的是B。A.保证柱截面面几何形状不不变B.提高柱抗扭扭刚度C.传递必要的的剪力D.上述三种都都是三、简答题1、焊接残余应应力产生的原原因和对结构构工作性能的的影响？焊缝出现不均匀匀温度场。焊焊缝附近温度度最高，可高高达1600度以上。在在焊缝区以外外，温度则急急剧下降。焊缝区受热而纵纵向膨胀，但但这种膨胀因因变形的平截截面规律(变形前的平平截面，变形形后仍保持平平面)而受到其相相邻较低温度度区的约束，由于钢材在6000℃以上时呈塑塑性状态(称为热塑状状态)，因而高温温区的这种压压应力使焊缝缝区的钢材产产生塑性压缩缩变形对结构的静力强强度没影响，降降低结构的刚刚度，影响压压杆的稳定性性，对低温冷冷脆有影响，对对疲劳强度不不利。简述影响梁整体体稳定的因素素。梁的侧向抗弯刚刚度EIy、抗扭刚度GIt，和抗翘曲曲刚度EIw愈大，则临临界弯矩愈大大。梁两端支承条件件、构件侧向向支承点间距距、受压翼缘缘宽度、荷载载的种类和作作用位置。为什么在截面为为单轴对称的的实腹式轴心心受压构件，绕绕对称轴的稳稳定计算采用用换算长细比比？对于单轴对称截截面，构件除除绕非对称轴轴发生弯曲屈屈曲外，还可可能发生绕对对称轴弯扭屈屈曲，轴力由由于截面的转转动产生作用用于形心处非非对称轴方向向的剪力，剪剪力不通过剪剪心，产生扭扭矩，弯扭屈屈曲比绕对称称轴的弯曲屈屈曲的临界应应力要低，因因此绕对称轴轴的稳定应采采用考虑扭转转效应的换算算长细比计算算。简述梁腹板设置置加劲肋的原原则。(不考虑梁的的屈曲后强度度)1)当时，腹板板局部稳定能能够保证，不不必配置加劲劲肋；对吊车车梁及类似构构件（），应应按构造配置置横向加劲肋肋。(22分)2)当时，应配配置横向加劲劲肋。(2分)3)当（受压翼翼缘扭转受到到约束，如连连有刚性铺板板或焊有铁轨轨时）或（受受压翼缘扭转转未受到约束束时），或按按计算需要时时，除配置横横向加劲肋外外，还应在弯弯矩较大的受受压区配置纵纵向加劲肋。局局部压应力很很大的梁，必必要时尚应在在受压区配置置短加劲肋。(2分)4)梁的支座处处和上翼缘受受有较大固定定集中荷载处处，宜设置支支承加劲肋。(1分)双轴对称工字形形实腹式单向向压弯构件有有哪几种失稳稳形式？并简简要说明它们们是如何产生生的。1）失稳形式：：单向压弯构构件的整体失失稳分为弯矩矩作用平面内内和弯矩作用用平面外两种种情况（1分），弯矩矩作用平面内内失稳为弯曲曲屈曲（1分），弯矩矩作用平面外外失稳为弯扭扭屈曲（1分）。2）产生原因：：平面内失稳时：：直杆在偏心心压力作用下下，弯矩作用用平面内构件件挠度随压力力的增加而增增大，且呈非非线性地增长长，这是由于于二阶效应的的影响。最后后达到偏心压压力的极值点点，失去平面面内稳定，不不存在分枝现现象。（2分）平面外失稳时：：假如构件没没有足够的侧侧向支撑，且且弯矩作用平平面内稳定性性较强。无初初始缺陷时，压压力作用下，构构件只产生弯弯矩平面内的的挠度，当压压力增加到某某一临界值NNcr之后，构构件会突然产产生弯矩作用用平面外的弯弯曲变形和整整体扭转，发发生了弯扭失失稳，是一种种分枝失稳。有有初始缺陷压压弯构件在弯弯矩作用平面面外失稳为极极值失稳，无无分枝现象。（2分）简述普通受剪螺螺栓连接的破破坏形式有哪哪些种类？如如何避免？螺栓在构件上的的排列有几种种形式？应满满足什么要求求？最小的栓栓距和端距分分别是多少？？为保证梁腹板的的局部稳定，应应按哪些规定定配置加劲肋肋？9、图示实腹式式轴压柱截面面，柱长细比比,钢材Q345，试判断该该柱腹板的局局部稳定有无无保证？如无无保证应采取取何种措施（至至少回答出二二种方法）？？四、计算题1、图示连接接，受静载FF=120kkN(设计值)，角焊缝焊焊脚尺寸hf=8mm,钢材Q235B，手工焊,焊条E43型，=1600N/mm22。验算焊缝缝强度。F6008F6008501201、解：将力F简化到焊缝缝群的形心为为：（2分））VV=Fccos60oo=60（2分））NN=Fssin60oo=103..9kNM=N×335=33636.55kNmmm（5分）在N作用下：（5分）在V作用下：在M作用下：焊缝上下两点最最危险（3分）（3分）∴焊缝满足足承载力要求求2、如图所示，两两块钢板截面面厚度16mm宽度420mm，两面用厚厚度10mm盖板连接，钢材Q235B承受轴心力力作用，采用用8.8级螺栓M20高强度螺栓栓摩擦型连接接，孔径21.5mmm，接触面采采用喷砂处理理，f=215NN/mm2，预拉力P=1255kN，摩擦面的的抗滑移系数数µ＝0.45，求此连接接接头能承受受的最大轴心心力设计值1001006010060NNNN80801080805580555580551016101001006010060NNNN80801080805580555580551016102、解：单个个螺栓的抗剪剪承载力设计计值：（3分）Nvb=00.9nfμP=00.9×2××0.45××125＝101.225kN（3分）盖板一侧螺栓能能传递的荷载载为：N1=166Nvb=16620kN被连接板所能承承担的轴力为为：（3分）N2=Aff=166×420××215＝6020000N==14444.8kNN（3分）连接板的横截面面尺寸大于被被连接板横截截面，且采用用相同的钢材材，故不必计计算连接板的的承载力。危险截面净截面面面积An=166×（420-44×21.55）＝5344mm2（3分）在危险截面处，对对于被连接板板（1－0.5n1/n）N3=Anf（3分）∴（1分）故该连接所能承承受的最大轴轴力为：N=13313.1kN（1分）3、已知一焊接接工字形截面面梁，承受静静力荷载，梁梁某截面弯矩矩设计值720KNN.m，剪力设计计值500KN，该截面集集中力设计值值F=2000KN，没有加劲劲肋，沿梁跨跨度方向支承承长度150mm，钢材Q235B，钢材的强强度设计值ff=215NN/mm2，fv=125NN/mm2，γX=1.055，，毛截面惯惯性矩Ix=1818812cm44，截面的最最大面积矩S=25009.4cmm3，上翼缘对对中和轴的面面积矩S1=17099.4cm33，验算梁截截面强度AAF150Ado=20用于连接-14x300-14x300-10x800AF150Ado=20用于连接-14x300-14x300-10x800A3、解：（2分）（2分）（3分）（3分）（3分）（3分）（2分）（2分）已知如图双肢槽槽钢格构式轴轴心受压缀条条柱，轴心压压力设计值N=19000KN（包包括柱身等构构造自重），所有钢材均选用Q2335B，f=215NN/mm2，计算长度l0x=l0y=6000mmm，，柱截面无无削弱。（2[32b的截面面积A=2×555.1=1110.2ccm2，iy=122.1cm；分肢对自自身1-1轴的惯性矩I1=336ccm4，回转半径i1=2.477cm，Zo=2..16cm，b=3200mm；单根缀条条角钢L45×4的截面面积A1=3.499cm2；imin=0..89cm，]，试验算1）柱的整体体稳定与单肢肢稳定；2）求斜缀条条的受力大小小。303540450.9360.9180.8990.878505560650.8560.8330.8070.780707580850.7510.7200.6880.65511bxxZ0yyl11bxxZ0yyl1α4、解：一、1）绕实轴整体体稳定的验算算：刚度满足。查表表得到：(1分)满足要求。(22分)2）绕虚轴的刚刚度和整体稳稳定验算：绕虚轴惯性矩：：绕虚轴回转半径径：(11分)长细比：((1分)换算长细比刚度度满足。(1分)查表得到：((1分)满足要求。(2分)3）单肢的稳定定验算：所以以分肢稳定满满足规范要求求(2分)二、(1分)(1分)工字形柱8F345200200505、如图所示钢钢板与工字形形柱采用双面面角焊缝T形连接，hf＝8mm，其它尺寸寸已在图中给给出，钢板承承受一个斜向向拉力F＝500KN的作用（静静力荷载），钢钢材Q235B，焊条E43系列，工字形柱8F345200200501．解：力系分分解：水平轴心力：(11分)剪力：(1分)弯矩：((1分)角焊缝有效截面面的几何特征征：面积：(1分)惯性矩：(1分)抵抗矩：(11分)在水平轴心力作作用下：(1分)在弯矩作用下：：(1分)在剪力作用下：：((1分)所以：(1分)VM35351308080180t=22mm6、如图所示两两个工字形梁梁通过端板使使用高强螺栓栓连接，计算算高强螺栓连连接的强度能能否满足要求求。采用10.9级高强螺栓栓承压型连接接，螺栓直径径20mm，有效面积Ae=2.455cm2，，；端板采用Q235B级钢，厚度度均为22mm，。已知内VM35351308080180t=22mm．解：最上排螺螺栓为受力最最大螺栓，所所受拉力和剪剪力分别为：：拉力：(1分)剪力：(11分)(2分)(2分)(2分分)所以满足要求(1分)满足要求(11分)7、已知6m跨跨简支梁采用用双轴对称截截面，梁的上上翼缘承受如如图所示均布布荷载作用，试试通过梁的强强度和整体稳稳定计算，来来确定此梁所所能承受的荷荷载设计值qq。(可忽略自重)q6000200t=6mmt=12mmt=12mm400yxxy（提示：钢材QQ235B级，，，。截面特性性：，，，，，，，，）q6000200t=6mmt=12mmt=12mm400yxxy3．解：梁端最最大剪力，跨跨中最大弯矩矩：(1分)(22分)(2分)(2分)(1分分)(2分)所以3203203203206868I36ayyxx45°L45×4118、某工作平台台的轴心受压压柱，承受的的轴心压力设设计值N＝2800KKN（包括柱身身等构造自重重），计算长长度l0x=l0y=7.22m。钢材采用Q235B，柱截面无无削弱。设计计成如图所