钢结构试题及答案

钢结构

[单项选择题]

1、在进行钢吊车梁制动结构的疲劳计算时，吊车荷载应按（）取值。

A.一台吊车荷载标准值乘以荷载分项系数

B.一台吊车荷载设计值乘以动力系数

C.一台起重量最大的吊车荷载标准值

D.两台吊车荷载标准值乘以动力系数

参考答案：C

参考解析：吊车梁属于直接承受动力荷载的构件。根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第3.1.6条，对于直接承受动力荷载的结构，在计算疲劳和变形时，动力荷载应采用动力荷载标准值，不乘以动力系数；而计算吊车梁或吊车桁架及其制动结构的疲劳和挠度时，吊车荷载应按作用在跨间内荷载效应最大的一台吊车确定。

[单项选择题]

2、选择承重钢结构钢材的钢种时，（）不是主要考虑的因素。

A.结构工作温度

B.荷载性质

C.钢材造价

D.建筑的防火等级

参考答案：D

参考解析：根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第3.3.1条，为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素来选定适用的钢材，不同钢材的价格差会影响结构建造成本，而钢种一般与钢结构的耐火等级无关（耐火钢除外）。

[单项选择题]

3、要设计东北某地区的钢结构建筑，由于该地区冬季温度为－28℃左右，则宜采用的非焊接吊车梁的钢号为（）。

A.Q235A

B.Q235B

C.Q235C

D.Q345A

参考答案：C

参考解析：对于非焊接结构，冬季计算温度低于－20℃的非焊接吊车梁需进行疲劳计算。根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第3.3.4条，对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于－20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证。钢号质量分级由A到D，表示质量的由低到高，质量高低主要是对冲击韧性的要求区分的，C级要求0℃冲击值。故选用Q235C。

[单项选择题]

4、试问，计算纯钢结构变形时，应采用下列何项取值？（）［2009年真题］

A.荷载设计值、构件毛截面面积

B.荷载标准值、构件毛截面面积

C.荷载设计值、构件净截面面积

D.荷载标准值、构件净截面面积

参考答案：B

参考解析：根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第3.1.2条和第3.1.4条，荷载效应为标准值；根据第3.5.2条，计算结构或构件的变形时，可不考虑螺栓（或铆钉）孔引起的截面削弱，可取毛截面。

[单项选择题]

5、缀条式轴压柱的斜缀条可按轴心压杆设计，但钢材的强度设计值要乘以折减系数以考虑（）。

A.剪力的影响

B.杆件的焊接缺陷的影响

C.单面连接偏心的影响

D.节点构造不对中的影响

参考答案：C

参考解析：缀条式轴压柱的斜缀条多采用单角钢单面连接，缀条受力是有一定偏心的，当按轴心受力构件进行计算时，钢材强度设计值应乘以相应的折减系数。

[单项选择题]

6、某钢结构有悬臂主梁，悬伸长度为2m，则其容许挠度值（mm）为（）。

A.5

B.5.7

C.8

D.10

参考答案：D

参考解析：根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第3.5.1条和附录A表A.1.1，主梁的容许挠度值为l/400，悬臂梁的计算跨度为其悬伸长度的2倍，即容许挠度为：2000×2／400=10mm。

[单项选择题]

7、轴心受压格构式构件在验算其绕虚轴的整体稳定时采用换算长细比，是因为（）。

A.格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件

B.考虑强度降低的影响

C.考虑剪切变形的影响

D.考虑单肢失稳对构件承载力的影响

参考答案：C

参考解析：根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第5.2.4条，实腹构件的剪力对弹性屈曲的影响很小，一般不要考虑。格构式构件绕虚轴失稳时，其整体稳定性与实腹压杆不同，应考虑在剪力作用下柱肢和缀材（缀材或缀条）剪切变形对弯曲临界力的影响，在计算时多采用换算长细比来反映这一不利影响。

[填空题]

8《钢规》的体系是怎样的？

参考答案：规范按照构件类型划分章节，即包括下面的基本构件：（1）受弯构件（2）轴心受力构件（3）拉弯、压弯构件和《混凝土规范》相比，未包括受扭构件。笔者认为，并不是实际中不存在钢构件受扭，而是因为受扭的力学分析十分复杂，所以，通常的做法是，采用构造措施来防止构件发生扭转。连接作为钢结构的重要内容，形成第7章。疲劳计算由于其本身的复杂性，规范实际上采用的是容许应力法，单独列在第6章。规范第9章塑性设计和第11章钢与混凝土组合梁主要是对于梁的规定。钢结构中的计算，可以归结为12个字：强度、刚度、整体稳定、局部稳定。强度属于截面（section）计算，整体稳定属于构件（member）计算。通常，应在截面满足局部稳定要求之后，才能使用整体稳定公式计算。从力学概念上讲，压弯构件居于梁和柱中间的受力状态，规范的规定应该在二者之间有一个过渡，只不过，实际中压弯构件通常就是柱子，所以，压弯构件的刚度规定同受压构件一样用长细比λ（梁的刚度用挠度表示）。

[填空题]

9对《钢规》3．2．8条所规定的简化二阶效应计算，能否给出一个示例？

参考答案：

[填空题]

10依据《钢规》的3．3．4条，钢材的选用与温度有关，如何理解？

参考答案：宜从以下几点把握：（1）依据《碳素结构钢》GB／2、700-2006，碳素结构钢的质量等级分为A、B、C、D四个质量等级，A级对冲击韧性指标没有要求，B、C、D级分别要求+20℃、0℃、-20℃时冲击韧性不小于27J。依据《低合金高强度结构钢》GB／T、1591-2008，低合金高强度结构钢则分为A、B、C、D、E共五个质量等级，对于Q345～Q420钢材，厚度12～150mm时，B、C、D、E级分别要求+20℃、0℃、-20℃、-40℃时冲击韧性不小于34J。由于冲击韧性是随着温度降低而降低的，所以，A、B、C、D、E的顺序表示质量等级越来越高。（2）规范中"对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证"，意思是说，此时应采用Q390E和Q420E。（3）从规范的3.3.4条可以看出，对于同样的工作温度，采用强度高的钢材时，对质量等级要求高；焊接结构和非焊接结构相比，后者的要求宽松些。

[填空题]

11在利用公式υ≤[υ]进行梁的挠度验算时，公式的左端是否应减去起拱？

参考答案：《钢规》3.5.1条指出，变形可能是影响"正常使用"的，也可能是影响"观感"的。3.5.3条指出，"当仅为改善外观条件时，构件挠度应取在荷恒载和活荷载标准值作用下的挠度计算值减去起拱度"。而根据3.5.1的条文说明，[υ]反映观感而[υ]反映使用条件，可见，验算[υ]时，如有起拱应减去拱度，而对[υ]验算时则不减。规范附表A.1.1下的注释2即是这种含义。

徐建《一、二级注册结构工程师专业考试应试题解》（第二版）也持这种观点，但是，其所说的规范正文3.5.3条与附录表格A.1.1注释2存在矛盾，笔者认为并不存在。

[填空题]

12吊车工作制与工作级别是怎么回事？

参考答案：依据《起重机设计规范》GB／T、3811-1983，吊车按照利用等级及载荷状态来划分工作级别。如表2-2-1～表2-2-3所示。

《钢规》的3.2.2条的注指出，轻级工作制相当于A1～A3级；中级工作制相当于A4、A5级；重级工作制相当于A6～A8级，其中A8属于特重级。

由于《钢规》为2003规范，所以，以上依据当时有效的83版《起重机设计规范》介绍。

目前最新版本的《起重机设计规范》G_B／T3811-2008中，起重机的使用等级见表2-2-4。

起重机的使用等级表明了该起重机忙闲程度。起重机总工作循环数由预计使用年数、每年平均工作日数和每工作日内平均的工作循环次数三者乘积得到。

起重机的载荷状态级别及载荷谱系数见表2-2-5。

起重机的载荷状态级别表明了起吊荷载的轻重程度。，式中，P、P、C分别表示起重机有代表性的起升载荷和相应的循环次数；P为起重机的额定起升载荷。

起重机整机的工作级别见表2-2-6。

可见，2008版中关于起重机工作级别的规定，在本质上与83版没有差别。

[填空题]

13对于吊车的动力系数，《荷载规范》5．3．1条规定"吊车竖向荷载应乘以动力系数"；而《钢规》3．1．6条关于动力系数的规定中，没有特别指出局限于"竖向荷载"，似乎意味着吊车横向荷载也要乘以动力系数。如何理解？

参考答案：依据《荷载规范》5.1.2条的条文说明，吊车水平荷载分为纵向和横向.分别由吊车的大车和小车的运行机构在启动或制动时引起的惯性力引起，因此，笔者理解，其本身已经考虑了动力影响，故不需要再乘以动力系数。《钢规》3.2.2条规定的"卡轨力"也是考虑了动力影响的。王国周《钢结构原理与设计》、夏志斌《钢结构原理与设计》等教材均支持此观点。

[填空题]

14翼缘上承受均布荷载的梁，是否需要计算局部压应力？

参考答案：《钢规》4.1.3条指出，当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载，且该荷载处又未设置支承加劲肋时，才计算腹板计算高度上边缘的局部压应力。另外对支座处不设置支承加劲肋的情况也要计算，但ψ=1.0。也就是说，计算局部压应力的前提是某截面处承受集中荷载且未设置支承加劲肋。陈绍蕃《钢结构基础》（中国建筑工业出版社，2003年）第62页明确指出，对于翼缘上承受均布荷载的梁，因腹板上边缘的局部压应力不大，不需要进行局部压应力的验算。

[填空题]

15实腹式轴心受压构件的稳定验算公式为N／（φA）≤f，公式的左边是截面的实际应力吗？

参考答案：首先必须明确，强度和稳定是不同的概念，强度计算针对最不利截面进行，而稳定计算则是针对整个构件；其次，规范的公式来源如下：将实腹式受压构件稳定承载力记作N，则考虑抗力分项系数之后应有

规范只是将其写成应力的形式，为N／（φA.≤f，但是N／（φA.绝不是应力。

只是，注册结构工程师专业考试时，时常用"稳定应力"的说法，这时，其所指为N／（φA.，因而需要注意区别不同情况。

[填空题]

16《钢规》5．4．1条规定了受压构件中翼缘的自由外伸宽度与厚度的比值应满足宽厚比限值要求。该条的注释如下：翼缘板自由外伸宽度b的取值为：对焊接构件，取腹板边至翼缘板（肢）边缘距离，对于轧制构件，取内圆弧起点至翼缘板（肢）边缘距离。这里有两个问题：（1）对于热轧型钢，还有必要验算局部稳定吗？我记得原来一直说"不必验算"呀。（2）对于热轧工字钢，"内圆弧起点至翼缘板（肢）边缘距离"如何取？

参考答案：第一个问题：

笔者认为，对于普通的热轧型钢而言，宽厚比应该不成问题。而宽翼缘工字钢（H型钢）由于翼缘变得宽敞，宽厚比有可能会超限。

第二个问题：

这个"内圆弧起点"，笔者见到的文献中并不一致。如图2-2-5所示，有（α）、（6）两种说法。笔者认为B.图中标注的"翼缘自由外伸宽度"比较合适（相当于取为整个翼缘宽度减去腹板厚度后除以2）。支持的文献为邱鹤年《钢结构设计禁忌及实例》（中国建筑工业出版社，2009年）。

[填空题]

17《钢规》5．1．5条，只规定了填板间的距离，请问，该距离是净距还是中至中的距离？另外，填板的构造尺寸如何？在徐建的习题集里面有一道题（题3-74），其中假设了填板宽60mm。还有题3-79假设填板宽度100mm。不知道根据什么取值的？

参考答案：在所有的教科书中，填板间的距离都是指中距，没有发现取净距的。填板宽度一般取60mm左右。填板的个数依赖于规范5.1.5条规定的截面回转半径i、双角钢（双槽钢）构件几何长度以及侧向支承点间距离，与填板宽度并不直接关系。

[填空题]

18对《钢规》的表5．3．1，有以下两个疑问：（1）"单系腹杆"是指"用节点板与弦杆连接"的腹杆吗？（2）表下柱2指出，斜平面适用于"截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆"，那么，T形截面是否需要考虑斜平面呢？

参考答案：对于问题1，尽管规范的原文是"确定桁架弦杆和单系腹杆（用节点板与弦杆连接）的长细比时，其计算长度l应按表5.3.1采用"，但是"单系腹杆"的定义却不是"用节点板与弦杆连接的腹杆"，若注意到表下的注3"无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度（钢管结构除外）"，就会明白，规范加一个括号的本意，是强调表中腹杆的计算长度是对应于用节点板与弦杆连接的情况。

所谓单系腹杆，是指该腹杆一端为上弦节点，另一端为下弦节点，中间没有再分。

杆件在桁架平面内的计算长度已经在图2-2-11中标明（图中，e点为再分或交叉中间节点）。

一端为上弦节点，另一端为下弦节点，并用节点板连接的非支座腹杆，取l=0.8l，除此之外的桁架其他杆件，取l=l，包括以下情况：①上、下弦杆；②支座腹杆；③有再分或交叉中间节点的腹杆；④端部不用节点板而直接相连的腹杆。

对于问题2，这里涉及材料力学中的一个概念"截面主轴"。

所谓主轴，是指截面的两个轴具有惯性积为零的性质，即

当截面有一对称轴时，则任一与之垂直的轴与其构成一对主轴。

对于单角钢截面和T形截面，其通过形心的主轴如图2-2-12所示。可见，单角钢作为腹杆时，其形心主轴不在桁架平面内，而T形截面作为腹杆时，其形心主轴是在桁架平面内的，故T形截面腹杆不考虑斜平面。

[填空题]

19在《钢规》中，长细比λ很常用，但是各处的取值似乎又有差别，能否归纳一下？

参考答案：规范中与长细比λ计算有关的几处分述如下。

（1）规范5.1.2条中的λ计算式

该条规定了长细比λ的基本计算。该条指出λ的计算实际分成两种情况：①对于截面为双轴对称或极对称的构件，λ=l／i，并考虑两个主轴方向。这一条不难理解。②单轴对称情况，绕非对称轴z轴的长细比χ仍按照λ=l／i计算，但绕对称轴的长细比λ需要用λ代替以考虑弯扭效应。制订该条的原因是，单轴对称截面绕对称轴轴发生弯曲失稳时，由于剪力不通过剪心，因此必然伴随着扭转，即为弯扭失稳。对于这种情况，原88规范未考虑弯扭屈曲而直接采用c类截面的做法有些粗糙，故2003规范新增加了此规定。

由于λ的公式十分复杂，故规范同时给出了常用截面的λ简化计算公式，即便如此，仍是十分繁琐。

值得注意的是，该条的注2指出，对单面连接的单角钢轴心受压构件，依据3.4.2条考虑了强度折减系数后就可以不考虑弯扭效应。这必然会影响到大家对5.1.2条第5款的使用：该款规定了等边单角钢绕平行轴时的换算长细比λ，和强度折减比较起来实在是太复杂，以至于参考文献[34]认为宜删去对λ的规定。

（2）受压构件的计算长度

对于受拉构件，λ只用来进行刚度验算，通常，其计算长度取为几何长度。对受压构件计算长度z。的取值，详见专题聚焦部分的"钢结构中的长细比"。

（3）规范表5.3.8中的长细比

规范表5.3.8下的注释2和注释4比较特殊。

注释2：计算单角钢受压构件的长细比时，应采用角钢的最小回转半径，但计算在交叉点相互连接的交叉杆件平面外长细比时，可采用与角钢肢边平行轴的回转半径。

注释4：由容许长细比控制截面的杆件，在计算其长细比时，可不考虑弯扭效应。

（4）规范3.4.2条中的长细比

规范3.4.2条规定，单面连接的单角钢作为轴心受压构件在计算稳定时，强度设计值应乘以折减系数。对其中的λ，规定为：对中间无联系的单角钢压杆，按最小回转半径计算。此时，用到的计算长度应按照表5.3.1中的"斜平面"取值没有疑问。

若是中间有联系的单角钢压杆，该如何处理？规范没有明确。笔者认为，若该联系是对平面内变形的约束，则在平面内产生约束而使计算长度变短，平面外将起控制作用，此时，应按照规范表5.3.1中的"在桁架平面外"取值，同时，取与肢边平行的回转半径；若联系是对平面外变形的约束，平面内将起控制作用，回转半径仍取与肢边平行的回转半径。

[填空题]

20《钢规》5．4．6条规定了受压构件的腹板不满足高厚时的处理，如何理解？

参考答案：在《钢规》中，通常的情况是，局部稳定是必须要保证的，之后才能计算出构件的承载力，无论是柱还是梁均如此。但有两个例外，一是规范的5.4.6条，另一个是规范的4.4节，二者均属于屈曲后强度利用的范畴。

腹板宽（高）厚比不满足限值要求时，会发生局部屈曲，从而会引起整体承载力的降低，这时，可以利用"有效截面"的概念进行计算。H形、工字形和箱形截面的腹板，属于加劲单元（stiffenedelement），可以考虑偏于安全的取用计算高度边缘范围内两侧宽度各为的部分作为有效截面进行计算，只需满足下面的要求即可：式中，φ仍然按照全部截面算出，b、t分别为翼缘的宽度和厚度。翼缘由于是非加劲单元（unstiffenedelement），不允许局部失稳，也就是说，其自由外伸宽度与厚度之比必须满足限值要求。

由此也可看出，考虑有效截面后的承载力为全截面时的A"／A倍。

我国《钢规》中取用计算高度边缘范围内两侧宽度各为的部分是偏于安全的使用做法，相比较，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）的6.1.1条规定更为详细。有关有效截面的取值问题，读者可参阅拙作《中外钢结构规范腹板有效宽度确定方法对比》（钢结构，2008年第5期）。

[填空题]

21何种形式的吊车梁应该进行疲劳计算？

参考答案：《钢规》6.1.1条规定，当应力变化的循环次数大于等于5×10次时应进行疲劳计算，并未具体规定何种类型的吊车梁需要计算疲劳；6.2.3条规定了重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架的疲劳可作为常幅疲劳计算，但需要考虑欠载系数；同时，6.2.3条的条文说明指出："至于轻级工作制吊车梁和吊车桁架以及大多数中级工作制吊车梁，根据多年来使用的情况和设计经验，可不进行疲劳计算"。至此，我们可以认为，规范的意思，是将进行疲劳计算的范围局限在"重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架"。

夏志斌《钢结构设计-方法和例题》一书指出，对重级工作制吊车梁和Q≥50t的中级工作制吊车梁应进行疲劳计算。

然而，依据《起重机设计规范》GB／T3811-1983中吊车工作级别的划分，中级（A4～A5）、重级吊车全部工作在6.3×10次以上，以此判断，中级、重级工作制吊车梁都属于应计算疲劳的范畴。因此，笔者认为，规范6.2.3条的条文说明似乎是沿用88版规范的做法（该规范规定疲劳验算条件是应力循环次数大于等于10次），并未适应2003版的变化。徐建主编《建筑结构设计常见及疑难问题解析》（中国建筑工业出版社，2007）-书中亦持此观点。

更多内容请访问《睦霖题库》微信公众号

[填空题]

22什么是对接与角接组合焊缝，能否给出一个图示？

参考答案：依据《钢规》7.1.1条的条文说明（见规范的242页）可知，按照《焊接术语》G-B／T3375-94，凡是T形、十字或角接接头的对接焊缝基本上都没有焊脚，这不符合建筑钢结构对这类接头焊缝截面形状的要求。为避免混淆，对上述对接焊缝一律写成"对接与角接组合焊缝"。

规范的88页给出了一个"焊透"的T形接头对接与角接组合焊缝的图示，如图2-2-14（α）所示。规范66页给出了一个"未焊透"的T形接头对接与角接组合焊缝的图示，如图2-2-14B.所示。

[填空题]

23《钢规》7．1．5条的最后一句，摘录于下面：当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于最短距离s时（图7．1．5b、c、e），抗剪强度设计值应按角焊缝的强度设计值乘以0．9。如何理解？看本条的条文说明，感觉很乱，看不明白。

参考答案：依据条文说明，笔者对该条的理解如下：

（1）端面角焊缝强度提高系数β只是在焊缝受压时才取为1.22，受拉时要取为1.0。

（2）当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于最短距离s时，焊缝强度会降低，对于端焊缝受拉的情况，由于取β=1.0本身已经将强度降低了，故f不再考虑降低。

（3）当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于最短距离s时，若是端焊缝受压，此时，一方面取β=1.22，另一方面，考虑到会有一部分压力通过焊件传递，因此，f也不考虑折减。

[填空题]

24螺栓有效截面积是怎样的？

参考答案：对于高强度螺栓承压型连接，在计算一个螺栓的受剪承载力时，若剪切面在螺纹处，需要使用有效截面计算，但《钢规》中却未给出相应的表格。原88版《钢规》的附录六中曾有一个螺栓有效截面积表格，见表2-2-7。

值得注意的是，对于普通螺栓连接，规范并不考虑是否剪切面在螺纹处，条文说明中解释为，f是依据试验得到的，而试验没有区分剪切面。笔者认为该解释有些牵强。在欧洲钢结构规范EC3、美国规范ANSI／AISC360-2005中都是需要考虑剪切面在螺纹处引起的承载力降低的。

[填空题]

25在对角钢的净截面强度进行验算时，有时需要将角钢"展开"，请问展开后的尺寸如何确定？

参考答案：若角钢两个肢上的螺栓呈并列布置，在验算角钢净截面强度时只需用角钢截面积减去削弱部分即可。而若是错列布置，如图2-2-15（α）所示（图中角钢为L90×8），则需要将角钢展开。图2-2-15B.、图2-2-15C.是将拼接角钢（也就是图中处于上部肢背被切棱的那个角钢）展开的两种方式。

图2-2-15B.：厚度不变，展开后总宽度按两个肢宽度之和减去厚度计算，紧挨肢背的螺栓孔之间的距离以沿厚度中心线计。图中，螺栓孔至肢背的距离均为50-8=42mm，于是，展开后紧挨肢背的两排螺栓孔之间距离成为42+42-8=76mm；

图2-2-15C.：以截面面积不变、厚度不变为原则，计算出展开后的宽度，紧挨肢背的螺栓孔之间的距离以沿厚度中心线计，紧挨肢尖的螺栓边距按比例调整。由于L90×8截面积为1394.4mm，于是，厚度为1394.4／8=174.3mm，由于处于两个肢上的螺栓距离肢尖相等，因此174.3-76=98.3mm被两侧均分，成为49.1mm。

前一种计算模式相对简单且偏于安全，而且是英国钢结构规范BS5950、欧洲钢结构规范EC3中规定的做法。

[填空题]

26如何正确理解《钢规》7．2．5条对于螺栓数目的规定？

参考答案：规范的7.2.5条规定了4种需要增加螺栓数目的情况，相当于承载力的折减。

第1款是对应用了填板的情况进行规定，如图2-2-16（α）所示。填板只是提供一个厚度，并不传力。

第2款对除摩擦型之外的螺栓连接当采用搭接时的规定，如图2-2-16B.所示。这里主要是考虑此种连接会导致偏心受力，故将承载力折减。对于焊缝连接，由于规范8.2.13条对搭接长度有规定，故不必考虑这种折减。美国钢结构规范和欧洲钢结构规范对过长的焊缝也考虑折减。

第3款是指，由于螺栓间距需要满足最小间距的构造要求，因此，在构件端部的连接可能需要很长的长度，这时，加设一个短角钢，通过其传递一部分力，从而可以减小连接长度。如图2-2-16C.所示。夏志斌、姚谏《钢结构-原理与设计》中认为，若a组螺栓和b组螺栓共同承受角钢外力，则c组螺栓个数增加50％；若a组螺栓和c组螺栓共同承受角钢外力，则b组螺栓个数增加50％。

第4款对铆钉连接当板件叠合厚度过大的情况进行规定。螺栓连接也应该满足此规定。

[填空题]

27关于高强度螺栓连接，有以下疑问：（1）摩擦型高强度螺栓和承压型高强度螺栓有哪些相同和不同点？（2）由于高强度螺栓作为承压型设计时，其极限状态与普通螺栓相同，这样，单个螺栓的承载力必然要高于摩擦型设计时，是这样吗？（3）高强度螺栓群承受偏心受拉时，中和轴的位置如何确定？

参考答案：对于第一个问题：

首先必须指出，高强度螺栓本身并无摩擦型和承压型之分，即，螺栓以及连接副没有差别，螺栓等级都可以是8.8级或10.9级，连接副类型有大六角头型和扭剪型。

其次，施工时，按照《钢规》的要求，二者都需要施加预拉力P，且P值均依据规范表7.2.2-2取用。

以上是相同点。不同点大致有以下几个方面：

①所采用的设计准则不同

对于抗剪连接，按摩擦型设计时，是以板件间的摩擦阻力被克服作为承载能力极限状态；按承压型设计时，以螺栓杆被剪坏或孔壁被压坏作为承载能力极限状态。

对于抗拉连接，高强度螺栓群按照摩擦型设计时，以板件间被拉开作为承载能力极限状态；按照承压型设计时，以螺栓杆被拉断作为承载能力极限状态（从公式形式上看是如此，实际情况却不同，详见后面的叙述）。

由此直接导致计算方法不同，具体包括：单个螺栓的设计承载力；验算时的相关公式。

②施工时处理措施不同

按照承压型设计时，由于其承载力与板件间的摩擦系数无关，故《钢规》规定，此时对连接板件接触表面只要求清除油污及浮锈。

③孔径的要求不同

规范规定，用于承压型时，孔径d=d+（1.5～2）mm，用于摩擦型时，孔径d=d+（1～1.5）mm，这主要是控制接头滑移后的变形。

④应用的范围不同

规范规定，高强度螺栓承压型连接不应用于直接承受动力荷载的结构。另外，与焊缝的混合连接中应按照摩擦型设计。

对于第二个问题：

高强螺栓由于有预拉力作用，当按照中和轴（旋转中心）位于螺栓群形心处计算时，不会出现螺栓受压力的情况，也就是说，板件始终被挤紧，所以，应按照绕螺栓群形心转动计算螺栓的受力。

当高强度螺栓按照承压型连接设计时，2003版《钢规》将单个螺栓抗拉承载力设计值取为N=Af，貌似对应于螺栓杆被拉断的情况，于是，认为高强度螺栓承压型连接承受偏心受拉时板件会被拉开，这其实是一个误解，原因在于，按照N=Af计算出的值绝大多数比N=0.8P还小。如表2-2-8所示，12对数据中，Af＜0.8P的有9个，剩余的3个尽管Af＞0.8P，但是相差不超过1％。这是问题的关键！

详细情况，读者可参阅拙作《承压型连接高强度螺栓承受弯矩作用时的计算探讨》（载于《钢结构》2008年第2期）。

[填空题]

28对工字形截面钢梁进行强度计算时，若不考虑塑性发展系数，最大应力仍没有达到屈服，这时，题目要求计算最大压应力，还需要考虑塑性发展系数吗？

参考答案：对于这个问题，有两点需要说明：（1）在《钢规》中，"荷载效应不大于结构抗力"通常被写成"应力小于等于f"的形式，这时，公式左边项的"应力"并不是真实的应力，充其量只能算是"名义应力"。（2）在注册结构工程师考试时，有个"约定俗成"的做法是，题目中所谓的求"应力"（包括"稳定应力"）数值，实际上是让求解验算式的左项是多少。由此可见，当遇到问题中的情况时，塑性发展系数仍应按照规范规定取值。

[填空题]

29《高钢规》与《抗规》的不一致之处，应如何取舍？

参考答案：由于《高层民用建筑钢结构技术规程》正在修订之中，原98版可能会存在与《建筑抗震设计规范》GB50011-2010不一致之处，这时，应按《建筑抗震设计规范》GB50011-201.0执行，这是符合国家标准化法的。

[填空题]

30《钢规》有没有勘误表？

参考答案：笔者至今未见到官方正式的勘误。邱鹤年在《钢结构设计禁忌与实例》（中国建筑工业出版社，2009年）一书中对规范提出了不少改进意见，笔者认为很有见地，读者可以参考。

[单项选择题]

31、设柱的轴心力设计值为350kN，截面为DN194×5的无缝钢管，其截面面积A=29.69×102mm2，回转半径i=66.8mm。柱底标高为－0.150m，与基础顶面刚接。柱顶标高为3.00m，柱顶与主梁为铰接。在按实腹式轴心受压构件的稳定性计算时，其压应力应最接近于（）N/mm2。

A.110

B.130

C.176

D.182

参考答案：C

参考解析：由题可知，柱长度l=3+0.15=3.15m，有侧移；根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）附录D表D-2，可知上端铰接k1=0，下端刚接k2=10，得计算长度系数μ=2.03，λ=l0/i=2.03×3150/66.8=95.7；根据表5.1.2-1，该截面属于a类截面，根据附录C表C-1，有φ=0.670，则：.

[单项选择题]

32、一轴心受压平台柱，采用焊接工字形截面，截面特性为：A=293.6cm2，iy=12.5cm，ix=21.9cm，截面尺寸如下图所示，柱两端铰接，柱高6m，翼缘为焰切边，钢材为Q345，焊条为E50系列，焊条电弧焊。则该柱稳定承载力最接近（）kN。

A.7076

B.7436

C.7492

D.7873

参考答案：A

参考解析：

[单项选择题]

33、轻型屋面檩条跨度6m，中间设一道拉条体系作为侧向支承点，作用于檩条的弯矩设计值Mx=48kN·m，My=1kN·m，檩条用I22a，Wx=309cm，Wy=40.9cm3，钢号为Q235B，其整体稳定性强度计算值为（）N/mm2。

A.155.8

B.187.5

C.190.5

D.201.3

参考答案：C

参考解析：

[单项选择题]

34、有一钢柱采用热轧H型钢HW344×354×16×16，钢材牌号Q235B，作用在柱顶的集中荷载设计值F＝2500kN，采用支承加劲肋-400×30传递集中荷载，加劲肋上端与柱顶盖板刨平顶紧，柱腹板上开槽口使加劲肋通过，加劲肋与柱腹板用4条hf＝16mm角焊缝连接，焊条采用E43，其构造见下图，l1为（）mm。（考虑柱腹板沿角焊缝边缘破坏的可能性）柱顶承压节点

A.400

B.500

C.600

D.700

参考答案：D

参考解析：根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第7.1.3条，按4条hf＝16mm角焊缝受力计算，。此节点还需要考虑焊缝与柱腹板连接处柱腹板纵向抗剪强度，有2条受剪面，即：l1＝2500×103/（2×16×125）＝625mm，因此取700mm。

[单项选择题]

35、受弯构件钢材牌号为Q235B，选用HN600×200×11×17，则其抗弯、抗剪强度设计值分别为（）N/mm2。

A.215；125

B.215；120

C.205；125

D.205；120

参考答案：C

参考解析：根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）表3.4.1-1及注，H型钢抗弯计算时以翼缘强度设计值控制，现翼缘t2=17mm＞16mm，故抗弯强度f=205N/mm2；而抗剪计算时以腹板强度设计值控制，现腹板t1=11mm＜16mm，故抗剪强度fv=125N/mm2。

[单项选择题]

36、某吊车梁支座最大剪力设计值V=1005kN，采用突缘支座，剪切边的支座加劲肋为-400×20，梁腹板为-1300×12，采用Q235C钢材、E4315型焊条，当端部支承加劲肋作为轴心受压构件进行稳定性验算时，暂不计入绕对称轴弯扭效应的换算长细比，则其稳定性强度计算数值为（）N/mm2。

A.100.2

B.110.2

C.115.7

D.127.3

参考答案：A

参考解析：根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第4.3.7条，A=400×20＋15×12×12=10160mm2，Iy≈20×4003/12=10667×104mm4，，λy=1300/103=12.6，查表5.1.2-1，可知该截面属于c类截面；查附录C表C-3得，φ=0.987；根据第5.1.2条，则稳定性强度为：=1005×103/（0.987×10160）=100.2N/mm2≤215N/mm2，符合稳定性要求。

[单项选择题]

37、如下图所示简支梁，采用下列（）措施后，整体稳定还可能起控制作用。

A.梁上翼缘未设置侧向支承点，但有钢性铺板并与上翼缘连牢

B.梁上翼缘侧向支承点间距离l1=6000mm，梁上设有钢性铺板但并未与上翼缘连牢

C.梁上翼缘侧向支承点间距离l1=6000mm，梁上设有钢性铺板并与上翼缘连牢

D.梁上翼缘侧向支承点间距离l1=6000mm，但上翼缘没有钢性铺板

参考答案：B

参考解析：B项，根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第4.2.1条，受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比为6000/300=20，超过了该规范表4.2.1中的规定值，且未设钢性铺板与上翼缘连牢，故需计算该简支梁的整体稳定性，即整体稳定性起控制作用。

[单项选择题]

38、某简支楼盖主钢梁截面为HN500×200×10×16，Ix=4.57×108mm4，跨度l=12000mm，承受永久荷载标准值g=8N/mm，可变荷载标准值q=8N/mm，为改善外观条件，将梁按一般规定起拱，则此梁由全部荷载产生的最终挠度vT（mm）、由可变荷载产生的挠度vQ（mm）分别为（）。

A.11.47；22.94

B.16.46；22.94

C.32.91；21.94

D.43.88；16.46

参考答案：A

参考解析：根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第3.5.3条及附表A.1.1，由永久荷载产生的挠度为：由可变荷载产生的挠度为：vQ=22.94mm＜[vQ]=12000/500=24mm；起拱值为：22.94＋22.94/2=34.41mm；则总挠度为：vT=2×22.94-34.41=11.47mm＜[vT]=12000/400=30mm。

[单项选择题]

39、某简支梁采用热轧普通工字钢，型号I36a（Wx=878cm3），跨度为5m。梁上翼缘作用有均布荷载设计值q=36kN/m（包括自重），则梁的弯曲应力σ最接近（）N/mm2。

A.115

B.122

C.128

D.133

参考答案：B

参考解析：最大弯矩设计值为：Mmax=（1/8）ql2≈（1/8）×36×52=112.5kN.m；根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）式（4.1.1）可得，工字型截面γx=1.05，则抗弯应力为：

[单项选择题]

40、Q235钢工字形轴心受压构件，两端铰支，计算所得λx=65，λy=107，则翼缘局部稳定验算公式中，右端项的计算值为（）。

A.13

B.16.5

C.20

D.20.7

参考答案：C

参考解析：根据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第5.4.1条，λ为构件两方向长细比的较大值，当λ＜30时，取λ=30；当λ＞100时，取λ=100；由题可知，λy＞λx，且λy＞100；应取λ=100，代入式中得：。

[单项选择题]

41、某独立钢结构设备平台，其横向为框架结构，柱列纵向设交叉支撑，柱脚铰结（平板支座）。平台主次梁间采用简支平接，平台板采用带肋钢铺板，结构布置图详见下图。梁柱构件均选用轧制H型钢，全部钢材均为Q235-B，焊条采用E43型焊条。平台结构布置图梁L-1选用HN446×199×8×12，其截面抵抗矩Wx=1300×103mm3；计算简图如下图所示。已知均布荷载设计值q=8kN／m（已含结构自重），集中荷载设计值P=56kN。试问，梁L-1跨中截面弯曲应力设计值（N／mm2），应与下列何项数值最为接近？（）支座反力

A.154

B.170

C.182

D.201

参考答案：D

[单项选择题]

42、某独立钢结构设备平台，其横向为框架结构，柱列纵向设交叉支撑，柱脚铰结（平板支座）。平台主次梁间采用简支平接，平台板采用带肋钢铺板，结构布置图详见下图。梁柱构件均选用轧制H型钢，全部钢材均为Q235-B，焊条采用E43型焊条。平台结构布置图梁L-1与框架GJ-1横梁间的连接，如下图所示，采用10.9级M20的高强度螺栓摩擦型连接；连接处摩擦面抗滑移系数μ=0.35。L-1梁端剪力设计值V=136kN，考虑连接偏心的不利影响，剪力增大系数取1.3。试问，根据计算该连接处配置的螺栓数量应为下列何项数值？（）

A.7

B.8

C.4

D.5

参考答案：C

[单项选择题]

43、某独立钢结构设备平台，其横向为框架结构，柱列纵向设交叉支撑，柱脚铰结（平板支座）。平台主次梁间采用简支平接，平台板采用带肋钢铺板，结构布置图详见下图。梁柱构件均选用轧制H型钢，全部钢材均为Q235-B，焊条采用E43型焊条。平台结构布置图设计条件同题。若已知框架GJ-1在竖向荷载作用下柱上端弯矩设计值M=235kN·m，柱轴力设计值N=272kN，作为压弯构件，试问，弯矩作用平面外的稳定性计算时，柱截面压应力设计值（N／mm2）与下列何项数值最为接近？（）提示：取等效弯矩系数βtx=0.65，柱弯矩作用平面外计算长度为4500mm。

A.78

B.110

C.130

D.153

参考答案：A

[单项选择题]

44、某厂房钢屋架下弦节点悬挂单轨吊车梁，按单跨简支构造，直线布置，计算跨度取L=6600mm，如下图所示。吊车梁上运行一台额定起重量为3t的CD1型电动葫芦，设备自重标准值为360kg。吊车梁选用Q235-B热轧普通工字钢I32a，其截面特性Wx=692×103mm3，Ix=11100×104mm4，自重g=52.72kg／m。对吊车梁作强度、稳定及变形验算时，考虑磨损影响，截面模量及惯性矩应乘以折减系数0.9，截面的塑性发展系数取γx=1.0。要求对所选吊车梁作强度验算，计算截面无栓孔削弱。试问，梁跨中截面弯曲应力设计值（N／mm2）应与下列何项数值最为接近？（）

A.110.6

B.117.4

C.133.6

D.145.1

参考答案：C

[单项选择题]

45、某厂房钢屋架下弦节点悬挂单轨吊车梁，按单跨简支构造，直线布置，计算跨度取L=6600mm，如下图所示。吊车梁上运行一台额定起重量为3t的CD1型电动葫芦，设备自重标准值为360kg。吊车梁选用Q235-B热轧普通工字钢I32a，其截面特性Wx=692×103mm3，Ix=11100×104mm4，自重g=52.72kg／m。对吊车梁作强度、稳定及变形验算时，考虑磨损影响，截面模量及惯性矩应乘以折减系数0.9，截面的塑性发展系数取γx=1.0。要求对所选吊车梁作挠度验算。试问，其最大挠度与跨度的比值，与下列何项数值最为接近？（）

A.1／400

B.1／441

C.1／646

D.1／678

参考答案：C

[单项选择题]

46、某厂房钢屋架下弦节点悬挂单轨吊车梁，按单跨简支构造，直线布置，计算跨度取L=6600mm，如下图所示。吊车梁上运行一台额定起重量为3t的CD1型电动葫芦，设备自重标准值为360kg。吊车梁选用Q235-B热轧普通工字钢I32a，其截面特性Wx=692×103mm3，Ix=11100×104mm4，自重g=52.72kg／m。对吊车梁作强度、稳定及变形验算时，考虑磨损影响，截面模量及惯性矩应乘以折减系数0.9，截面的塑性发展系数取γx=1.0。吊车梁与钢屋架下弦节点间采用普通C级螺栓连接，如下图所示。若已知悬吊点竖向荷载设计值取N=42.1kN，试问，连接螺栓的公称直径按计算应选用下列何项规格最为合适？（）

A.2M14

B.2M16

C.2M18

D.2M20

参考答案：B

[单项选择题]

47、某简支吊车梁，跨度12m，钢材为Q345钢，焊条为E50系列，承受两台75/20t重级工作制桥式吊车。吊车梁截面如下图所示，Ix=1674660cm6，采用QU100钢轨，轨高15cm，与受压翼缘牢固连接。纵向加劲肋至腹板受压边距离h1最接近的数值为（）mm。

A.300

B.400

C.500

D.600

参考答案：B

[单项选择题]

48、某简支吊车梁，跨度12m，钢材为Q345钢，焊条为E50系列，承受两台75/20t重级工作制桥式吊车。吊车梁截面如下图所示，Ix=1674660cm6，采用QU100钢轨，轨高15cm，与受压翼缘牢固连接。已知梁最大轮压标准值P=312kN，则梁局部压应力σc最接近的数值为（）N/mm2。

A.88

B.102

C.120

D.137

参考答案：C

[单项选择题]

49、某简支吊车梁，跨度12m，钢材为Q345钢，焊条为E50系列，承受两台75/20t重级工作制桥式吊车。吊车梁截面如下图所示，Ix=1674660cm6，采用QU100钢轨，轨高15cm，与受压翼缘牢固连接。验算纵向加劲肋与受压翼缘间区格的局部稳定性时，用到的临界应力σcr1（N/mm2）最接近的数值为（）。

A.345

B.310

C.235

D.215

参考答案：B

[单项选择题]

50、如下图所示，Q235钢焊接工字形截面压弯构件，翼缘为火焰切割边，承受的轴线压力设计值N=850kN，构件一端承受M=490kN·m的弯矩（设计值），另一端弯矩为零。构件两端铰接，并在三分点处各有一侧向支承点。截面几何特性：A=151.2cm2，W=3400cm3，ix=29.69cm，iy=4.55cm。该压弯构件强度计算应力为（）N/mm2。

A.183.6

B.189.6

C.193.4

D.197.8

参考答案：C

[单项选择题]

51、如下图所示，Q235钢焊接工字形截面压弯构件，翼缘为火焰切割边，承受的轴线压力设计值N=850kN，构件一端承受M=490kN·m的弯矩（设计值），另一端弯矩为零。构件两端铰接，并在三分点处各有一侧向支承点。截面几何特性：A=151.2cm2，W=3400cm3，ix=29.69cm，iy=4.55cm。该压弯构件在弯矩作用平面外稳定计算应力最接近于（）N/mm2。

A.187.5

B.196.3

C.208.3

D.211.2

参考答案：D

[单项选择题]

52、如下图所示，Q235钢焊接工字形截面压弯构件，翼缘为火焰切割边，承受的轴线压力设计值N=850kN，构件一端承受M=490kN·m的弯矩（设计值），另一端弯矩为零。构件两端铰接，并在三分点处各有一侧向支承点。截面几何特性：A=151.2cm2，W=3400cm3，ix=29.69cm，iy=4.55cm。压弯构件腹板局部稳定应满足表达式为（）。

A.63.3＜64.9

B.63.3＜84.7

C.63.3＜90.8

D.63.3＜96.7

参考答案：A

[单项选择题]

53、某车间操作平台梁，铰接于柱顶。梁跨度15m，柱距5m，梁上承受均布恒载标准值3kN/m（已包括自重），在梁的三分点处各承受一个固定集中活载，其标准值为F=340kN，且在固定集中活载处有可靠的侧向支承点，钢材为Q345钢，焊条为E50系列。钢梁截面及内力计算结果如下图所示。钢梁截面及内力计算结果梁的最大弯曲正应力值σ应为（）N/mm2。

A.278.2

B.285.2

C.292.2

D.310.1

参考答案：C

[单项选择题]

54、某车间操作平台梁，铰接于柱顶。梁跨度15m，柱距5m，梁上承受均布恒载标准值3kN/m（已包括自重），在梁的三分点处各承受一个固定集中活载，其标准值为F=340kN，且在固定集中活载处有可靠的侧向支承点，钢材为Q345钢，焊条为E50系列。钢梁截面及内力计算结果如下图所示。钢梁截面及内力计算结果如下图所示，验算此梁的折算应力时，应计算（）。

A.1截面的腹板计算高度边缘处

B.2截面的腹板计算高度边缘处

C.1截面的翼缘最大纤维处

D.2截面的翼缘最大纤维处

参考答案：A

[单项选择题]

55、某车间操作平台梁，铰接于柱顶。梁跨度15m，柱距5