哈工大考题钢结构基本原理及设计模拟试题(答案)详解

模拟试题三：一、填空题（每空1分，合计22）1、钢结构防腐常采纳的方法有________，________。[点击查察答案]答：涂防腐漆、混凝土包裹2、权衡钢材承受动荷时抵挡脆性损坏的指标是________。[点击查察答案]答：冲击韧性3、资料为Q235B的两个钢构件相焊接时，应选择_________型焊条。[点击查察答案]答：E434、钢材在热加工过程中产生裂纹，可能是因为资猜中的________元素含量过高。[点击查察答案]答：硫(S)5、在钢结构施工及查收规范中，焊缝的质量查验标准分为________级。[点击查察答案]答：三6、某连结采纳承压型螺栓，M20，端矩为40mm，从结构角度分析此连结可能发生________损坏。[点击查察答案]答：(板件被)冲剪损坏7、摩擦型高强螺栓依赖________传力，以________为承载力的极限状态。[点击查察答案]答：板间摩擦阻力、摩擦阻力被战胜8、轴心受压杆有________种坚固均衡壮态，其坚固属于第________类坚固。[点击查察答案]1答：二、一9、某单轴对称截面轴心受压构件，若绕对称主轴失稳，将是________屈曲，若绕对非称主轴失稳，将是________屈曲。[点击查察答案]答：弯扭、波折10、某梁资料为Q235，当腹板高厚比h0/tw=100时，为保证腹板的局部坚固应设置________加劲助,当腹板h0/tw=180时，应设置________加劲助。[点击查察答案]答：横向、纵向11、在梁的设计过程中，限制梁的挠度，属于________极限状态设计法。[点击查察答案]答：正常使用12、实腹式压弯构件的整体失稳形式可分为在弯矩作用平面内的________失稳和在弯矩作用平面外的________失稳。[点击查察答案]答：平面内、平面外13、格构式柱受压弯作用，截面面积为480cm2，钢材Q235B，f=205N/mm2。弯矩产生的截面水平剪力为100KN，计算缀件时所使用的柱截面水平剪力为________kN。[点击查察答案]答：115.814、梯形钢屋架节点板的厚度是依照_________确立的。[点击查察答案]答：受力最大的腹杆内力15、屋架下弦支座节点处应设________性系杆，此系杆按________设计。[点击查察答案]2答：刚、压杆二、单项选择题(将序号写在横线上方)(每题2分,合计16分)1、最易产生脆性损坏的应力状态是_____。①单向压应力状态②三向拉应力状态③二向拉素来压的应力状态④单向拉应力状态[点击查察答案]答：②2、产生焊接节余应力的主要要素之一是_____。①钢材的塑性太低②钢材的弹性模量太高③焊接时热量散布不均匀④焊缝的厚度太小[点击查察答案]答：③3、以以下图，等边角钢受轴心力N=300KN，肢背焊缝受力N1=_____KN。90195210225[点击查察答案]答：③4、图示摩擦型高强螺栓群受弯时的旋转中心为_____。a点②b点③c点3d点[点击查察答案]答：①5、某轴压柱绕两主轴属于不同样类截面，等坚固条为_____。①λx=λyx=yIx=Iy④ix=iy[点击查察答案]答：②6、双肢格构式轴心受压柱，虚轴为x-x轴，实轴为y-y轴，应依据_____确定两单肢间距离。①λx=λy②λox=λy③λx=λoy④强度条件[点击查察答案]答：②7、某梁的截面几何尺寸已定，荷载作用于梁的受拉下翼缘上,欲提升此梁整体坚固承载力的最有效门路是_____。①改变梁荷载作用地点②改变梁的资料③减小梁受压翼缘的自由长度④改变梁端支承条件[点击查察答案]答：③48、屋架上弦杆两节间在A、B点平面外有侧向支撑，计算杆AB平面外稳准时，计算长度取_____。L10.9(L1+L2)L2④0.875(L1+L2)[点击查察答案]答：④三、简答题：(共14分)1、为何不同样厚度的同一种类钢材强度取值不同样？(6分)[点击查察答案]答：同一种类不同样厚度的钢材，轧制次数不同样样；薄钢板轧制次数多、晶粒细、强度高。2、截面如图各简支梁，梁高和截面面积均相等，除截面搁置和荷载在截面上的作用地点不同样以外，其余条件均同样，请指出整体坚固性最好的和最差的梁？并说明原由？(8分)[点击查察答案]答：图B所示整体坚固性最好，图C所示整体坚固性最差。因图B荷载作用于下翼缘而限制梁的扭转，因此图B整体坚固性好于图A，同理图D的整体坚固性好于图C；因图B增强了受压翼缘，因此图B整体坚固性好于图D，同理图A的整体坚固性好于图C。四、计算题：（共48分）1、右图所示角钢，两边用角焊缝与柱相连，钢材Q345，焊条E50系列，手工焊，绕角焊，承受静力荷载设计值F=400kN，试求所采纳的焊角厚度hf=?(焊缝强度设计值=200N/mm2)5(14分)[点击查察答案]答：62、验算图示摩擦型高强螺栓连结能否知足要求？已知螺栓M24，8.8级，抗滑移系数u=0.55，预拉力P=155KN，受静载，V=270kN，N=480kN(10分)[点击查察答案]答：3、轴心受压柱如下图。钢材Q235B，f=215N/mm2，采纳焊接组合截面，试验算其整体稳定承载力和局部坚固能否知足要求？(14分)7[点击查察答案]8答：4、图示简支梁受集中荷载作用，梁截面采纳HM400×200×8×13热轧H型钢制成，钢材为Q235B，f=215N/mm2，已知A＝84.12cm2，Ix=23700cm4，Wx＝1190cm3。梁的稳固系数φb=0.5547，γx=1.05，梁截面有削弱，试验算梁的整体稳固和抗弯强度能否知足要求？(10分)[点击查察答案]9答：模拟试题一：一、填空题（每空1分，合计32）1．钢结构防火常采纳的方法有__________，__________。[点击查察答案]答：涂防火漆、混凝土包裹2．建筑钢材的主要性能指标有伸长率、服气强度、抗拉强度、冷弯性能、冲击韧性、Z向收缩率，此中伸长率是权衡钢材__________能力的指标；__________是权衡钢材抗层状撕破能力的指标。[点击查察答案]答：塑性变形、Z向缩短率3.高强度低合金钢的焊接性能可以经过__________值来权衡。[点击查察答案]答：碳当量（CE）4．钢材受三向同号拉应力作用时，即便三向应力绝对值很大，甚至大大超出服气点，但两两应力差值不大时，资料不易进入_________状态，此时发10生的损坏为_________损坏。[点击查察答案]答：塑性、脆性5．在温度250℃左右时，钢材的性能与在常温时比较较，强度更________、塑性更________。[点击查察答案]答：高（好）、差（坏）6．Q235A级钢不可以用于主要焊接结构，原由在于不可以保证__________。[点击查察答案]答：含碳量7、采纳手工电弧焊，资料为Q345的钢构件相焊接时，应选择_______型焊条；资料为Q235和Q345的构件相焊接时，应选择_________型焊条。[点击查察答案]答：E50、E438、板厚为t宽度为b的板采纳对接焊缝连结，施焊时未设引弧板，则计算长度取为__________。[点击查察答案]答：b-2t9、两钢板厚度分别为10mm和16mm，采纳双面T型连结，手工焊，其最小焊脚尺寸可取_________mm。[点击查察答案]答：610、承压型高强螺栓依赖_____________和__________共同传力，以___________为承载力的极限状态。[点击查察答案]答：摩擦阻力、栓杆、栓杆被剪断或板件被挤压损坏11、一般螺栓连结受剪时的四种损坏形式为螺栓受剪损坏、__________损坏、板件被冲剪破11坏、板件被拉断损坏，此中板件被冲剪损坏是因为_________不知足结构要求而惹起的。[点击查察答案]答：板件被挤压、端距（端距<2d0）12、节余应力对构件的强度承载力_________影响，降低__________承载力，__________刚度。[点击查察答案]答：无、坚固、降低13、轴心受压柱柱脚底板的大小是依照混凝土的__________确立的，底板的厚度是依照__________确立的。[点击查察答案]答：抗压强度、（底板）抗弯强度（或）14、计算构件的局部稳准时，工字形截面轴压构件的腹板可以看作________简支的矩形板，其翼缘板的一半（即外伸部分）可以看作_________的矩形板。[点击查察答案]答：四边、三边简支一边自由（或三边简支）15、与不考虑屈曲后强度的梁比较，考虑屈曲后强度的梁，其腹板的抗剪承载力_________，抗弯承载力__________。[点击查察答案]答：提升、（略有）降落16、在梁的整体坚固计算中,等于_________为梁弹性和弹塑性工作的分界点。[点击查察答案]答：0.617、屋架上弦杆的承载能力由__________控制，屋架下弦杆的截面尺寸由_________控制。[点击查察答案]答：坚固、强度1218、在厂房结构中，无檩屋盖的屋架在下弦跨中处应设_________性系杆。[点击查察答案]答：柔二、简答题(每题5分，共20分)1、简述以折服强度fy作弹性设计强度指标的依照？[点击查察答案]答：a、以fy作弹性、塑性工作的分界点，服气后，ε＝（2～3）％，易觉察；若ε过大，产生的变形过大，不同样意；b、从fy～fu,塑性工作区很大，有足够的变形保证截面上的应力不超出fu，fy～fu作为强度贮备。2、简述梁腹板加劲肋的部署原则？[点击查察答案]答：a、当时，梁腹板的局部坚固获得保证；对无局部压应力（σc＝0）的梁，可不配置加劲肋；对有局部压应力的梁，应按结构配置横向加劲肋；b、当，应配置横向加劲肋，当（受压翼缘扭转遇到拘束），或（受压翼缘扭转未遇到拘束），或按计算需要时，应在波折应力较大区格的受压区配置纵向加劲肋。0.5h0≤横肋间距≤2h0；无局压的梁，若，横肋间距可取2.5h0；c、局部压应力很大的梁，尚宜在受压区配置短横向加劲肋；d、任何状况下，；e、支座处和受压翼缘较大固定集中荷载处，宜设置支承支承加劲肋。3、试说明以以下图格构式偏爱受压缀条柱中缀条的设计内力怎样采纳？13[点击查察答案]答：水平剪力取实质剪力和的大值，此剪力与斜缀条的水均分力均衡，获得斜缀条所受的力，斜缀条近似按轴心受压构件计算。4、梯形钢屋架腹杆（采纳双角钢）的截面形式怎样，是怎样确立的？[点击查察答案]答：端竖杆采纳不等边角钢长边相连或十字形截面；端斜杆采纳不等边角钢长边相连；跨中竖杆采纳十字形截面；其余腹杆采纳等边角钢相连；是依照等坚固原则λx=λy，即iy/ix=loy/lox确立的。三计算题（共四题，计48分）1、图示连结，受静载，钢材Q235B，焊条E4303，=160N/mm2。验算焊缝能否知足承载要求？(9分)[点击查察答案]答：142、图示摩擦型高强螺栓连结，被连结板厚14mm，单块拼接盖板厚12mm，钢材Q235B，f=215N/mm2，螺栓M20，10.9级，预拉力P=155kN，栓孔直径22mm，钢材表面喷砂后涂无机富锌漆，摩擦面的抗滑移系数μ＝0.35，计算该连结所能承受的最大轴力？(9分)[点击查察答案]答：153、计算右图所示格构式缀板柱（同一截面缀板线刚度之和大于柱肢线刚度的6倍）的最大承载力（仅考虑柱的整体稳固）,已知柱截面A=45.62×2=91.24cm2,截面无削弱,资料Q235-B,f=215N/mm2,截面惯性矩Ix=10260cm4,Iy=13620cm4,单肢的i12.0cm,柱计算长度Lox=Loy=6m(15分)[点击查察答案]16答：4、某一般工字梁，如图，该梁承受静力荷载设计值P=180kN(忽视自重)，已知跨度L=6m，钢材的强度设计值f=215N/mm2，fv=125N/mm2，γX=1.05，截面惯性矩I<SUB?<sub>x=397906133mm4，截面的最大面积矩S=864400mm3，上翼缘对中和轴的面积矩S1=614400mm3，支座处设有支承加劲肋，试问该梁能否知足强度和局部坚固的要求（不考虑屈曲后强度）？如该梁不知足整体坚固的要求，在不改变荷载和截面的条件下，应采纳什么举措？(15分)[点击查察答案]17答：18简述钢结构有哪些主要特色。（8分）答：（1）钢材的强度高，钢结构质量轻；（2）钢材的塑性和韧性好；（3）材质均匀，和力学计算的假设比较符合；（4）钢结构密闭性好；（5）钢结构制作简单，施工周期短；（6）钢材耐腐化性差；（7）钢材耐热，但不耐火。什么是钢材的应力集中现象，它对钢材的性能有什么影响。（8分）答：钢结构的构件中有时存在着孔洞、槽口、凹角、缺点以及截面忽然改变时，构件中的应力散布将不再保持均匀，而是在缺点以及截面忽然改变处周边，出现应力线波折、密集、产生顶峰应力，这类现象称为应力集中现象。在应力集中处应力线发生波折、变密，出现顶峰应力区并常使构件处于同号的双向或三向应力场的复杂应力状态，阻截了钢材塑性变形的发展，促进钢材转入脆性状态，造成脆性损坏。选择钢材标号时，应试虑哪些要素。（6分）答：（1）结构的重要性；（2）荷载状况(静载或动载)；（3）连结方法（焊接或非焊接连结）；（4）工作条件（温度及腐化介质）；（5）钢材厚度。简述化学元素碳、锰、硫、磷和氮对钢材的性能各有什么影响。（6分）答：（1）碳：碳含量提升，则钢材强度提升，但同时钢材的塑性、韧性、疲备强度、可焊性及抗锈蚀能力降落；2）锰：锰可提升钢材强度但可是多降低塑性和冲击韧性；3）硫：硫使钢材易发生热脆现象，还可以降低钢材的塑性、韧性可焊性和疲备强度；（4）磷：磷能降低钢材的塑性、韧性可焊性和疲备强度，磷使钢材发生冷脆现象，但能提升钢的强度和抗锈蚀能力；5）氮：氮是有害元素，与磷近似，使钢冷脆。试比较一般螺栓与摩擦型高强度螺栓，在剪力作用下的计算假设和计算公式有何异同处。（8分）答：一般螺栓连结在抗剪时依赖杆身承压和螺栓抗剪来传达剪力，不计预拉力的影响，在计算中只考虑栓杆剪断和孔壁承压损坏这两种损坏形式，以螺杆剪断或孔壁挤压损坏为其承载能力的极限状态。而摩擦型高强度螺栓连结纯真依赖被连结构件间的摩擦阻力传达剪力，以剪力达到最大摩擦力作为承载能力的极限状态。二者在计算公式中的差别以下：一般螺栓：单个抗剪承载力设计值：bnvd2bNv4fv19单个承压承载力设计值：Ncbdtfcb单个螺栓承载力设计值：Nminbmin(Nvb,Ncb)验算时：NvNminb摩擦型高强度螺栓：单个抗剪承载力设计值：NvbRnfP验算时：NvNvb格构式柱有什么特色，它与实腹式柱在整体坚固的计算上有何异同。（8分）答：轴心受压格构式柱一般采纳对称截面，由肢件和缀材构成。格构式截面简单使压杆实现两主轴方向的等坚固性，同时刚度大，抗扭性能好，用料较省。在格构式柱中当绕实轴发生波折失稳时，其整体坚固的计算同实腹式柱，由实轴的长细比y查y值，计算公式为N/(yA)f；当绕虚轴发生波折失稳时，用换算长细比ox来取代对虚轴的长细比x，求出相应的x，计算公式同实腹式轴心压杆，即N/(xA)f。工字型截面的轴心压杆和压弯构件，其翼缘板局部坚固确实定原则和计算公式有何不同样，并说明原由。（8分）答：工字型截面的轴心压杆其翼缘板的局部坚固是依照局部坚固和整体坚固的等坚固性，即板件的局部坚固临界应力不小于构件整体坚固的临界应力（等稳原则）来确立其宽厚比，翼缘的宽厚比计算公式为：b/t(100.1max)235，fy此中当max30时，取max30；当max100时，取max100。工字型截面的压弯构件其翼缘板的局部坚固是由受压翼缘的临界应力不低于钢材的服气点（等强原则）确立的，翼缘的宽厚比计算公式为：b/t9235/fy（塑性）；b/t13235/fy（部分塑性）；b/t15235/fy（弹性）。因为翼缘的屈曲不会影响构件的整体坚固。简述梁的整体失稳现象，影响梁临界弯距的主要要素有哪些。（8分）答：梁的截面一般窄而高，弯矩作用在其最大刚度平面内，当荷载较小时，梁的波折均衡状态是坚固的。当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内波折的同时，将忽然发生侧向的波折和扭转变形，并丧失连续承载的能力，这类现象称为梁的整体失稳现象。梁的临界弯矩Mcr主要和梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度、翘曲刚度、梁的截面形状、荷载种类、荷载作用地点以及梁的跨度等有关。20钢结构框架钢柱的计算长度系数与哪些要素有关。（6分）答：钢结构框架钢柱的计算长度系数与框架种类、订交于柱上端节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值K1、订交于柱下端节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值K2、柱与基础的连结方式、横梁远端连结方式、横梁轴力大小以及柱的形式等要素有关。简述三角型钢屋架的主要特色和合用范围。（8分）答：三角型钢屋架的主要特色：防水办理简单，支座处结构复杂，弦杆各节间的内力很不均匀，屋架端部高度小，该处节间的内力最大，因弦杆截面常按整根弦杆得最大内力采纳，造成弦杆截面钢材的增添，故跨度较大时采纳不经济。三角型钢屋架的合用范围：屋面坡度要求较陡的结构中。二、计算题11.计算图示角钢与节点板的连结角焊缝，采纳三面围焊，手工焊，钢材Q390B，焊条E55型，w220N/mm2，轴心拉力设计值N=1000kN，ff试确立角焊缝的尺寸。(10.65,20.35)（10分）w，hf8mm，he0.7hf0.785.6mm解：ff220N/mm2正面角焊缝所受的力为：N3hlw3ffw5.621601.22220480.98kNef侧面角焊缝所受的力为：N11NN3/20.651000480.98/2409.51kNN22NN3/20.351000480.98/2109.51kN又f1N1/(helw1)ffw，因此lw1N1/(heffw)409.51103/(5.6220)332.39mmlw2N2/(heffw)109.51103/(5.6220)88.89mm所需的lw：lw1332.39/2166.19mm，lw288.89/244.44mm21实质长度为l1lw1hf166.198174.19mm，取取l1180mm；l2lw2hf44.44852.44mm，取l260mm。12.某工作平台的轴心受压柱以以下图，已知荷载N=2300KN，钢柱计算长度lx7.0m，ly4.0m，钢材为Q345B，f315N/mm2,fy345N/mm2,试确立柱的整体坚固承载力和局部坚固能否知足要求？（16分）304050607080901000.9130.8630.8040.7340.6560.5750.4990.4312345N/mm2，lx7.0m，ly4.0m解：f315N/mm,fy截面特色：A23001235069300mm2Ix635032300121812257.317106mm412Iy212300354106mm412ixIx/A257.317106/9300166.34mmiyIy/A54106/930076.20mm长细比：xlox710342.1150ix166.34yloy410352.5150iy76.20整体坚固：由长细比查表得坚固系数为：x0.851，y0.786NN23001032f315N/mm2minAyA0.7869300314.6N/mm22整体坚固知足要求；局部坚固：b150312.25(100.1max)235/fy12.59t12h0350(250.5max)235/fy42.30tw58.336由以上计算结果知，此柱的整体坚固承载力知足要求，局部坚固中翼缘的宽厚比知足要求，但腹板的高厚比不知足要求。钢结构设计原理试题题号一二三四五六总分分数一填空题（每空1分，合计32分）1、钢结构防火常采纳的方法有，。2、建筑钢材的主要性能指标有伸长率、服气强度、抗拉强度、冷弯性能、冲击韧性、Z向缩短率，此中伸长率是权衡钢材能力的指标；是权衡钢材抗层状撕破能力的指标。3、高强度低合金钢的焊接性能可以经过值来权衡。4、钢材受三向同号拉应力作用时，即便三向应力绝对值很大，甚至大大超过服气点，但两两应力差值不大时，资料不易进入状态，此时发生的损坏为损坏。。5、在温度250℃左右时，钢材的性能与在常温时比较较，强度更、塑性更。6、Q235A级钢不可以用于主要焊接结构，原由在于不可以保证。7、当采纳手工电弧焊，资料为Q345的钢构件相焊接时，应选择型焊条；资料为Q235和Q345的构件相焊接时，应选择型焊条。8、两块板厚为t宽度为b的板采纳对接焊缝连结，施焊时未设引弧板，则23计算长度取为。9、两钢板厚度分别为10mm和16mm，采纳双面T型连结，手工焊，其最小焊脚尺寸可取mm。10、承压型高强螺栓依赖和共同传力，认为承载力的极限状态。11、一般螺栓连结受剪时的四种损坏形式为螺栓受剪损坏、损坏、板件被冲剪损坏、板件被拉断损坏，此中板件被冲剪损坏是因为不知足结构要求而惹起的。12、节余应力对构件的强度承载力影响，降低承载力，刚度。13、轴心受压柱柱脚底板的大小是依照混凝土确实定的，底板的厚度是依照确立的。14、计算构件的局部稳准时，工字形截面轴压构件的腹板可以看作简支的矩形板，其翼缘板的一半（即外伸部分）可以看作的矩形板。15、与不考虑屈曲后强度的梁比较，考虑屈曲后强度的梁，其腹板的抗剪承载力，抗弯承载力。16、在梁的整体坚固计算中,b等于为梁弹性和弹塑性工作的分界点。17、屋架上弦杆的承载能力由控制，屋架下弦杆的截面尺寸由控制。18、在厂房结构中，无檩屋盖的屋架在下弦跨中处应设性系杆。24二、简答题(每题5分，共20分)1、简述以服气强度fy作弹性设计强度指标的依照？2、简述梁腹板加劲肋的部署原则？3、试说明以以下图格构式偏爱受压缀条柱中缀条的设计内力怎样采纳？4、梯形钢屋架腹杆（采纳双角钢）的截面形式怎样，是怎样确立的？三计算题（共四题，计48分）1、图示连结，受静载，钢材Q235B，焊条E4303，fwf=160N/mm2。验算焊缝能否知足承载要求？(9分)

P=100kN80412402、图示摩擦型高强螺栓连结，被连结板厚14mm，单块拼接盖板厚12mm，钢材Q235B，f=215N/mm2，螺栓M20，10.9级，预拉力P=155kN，栓孔直径22mm，钢材表面喷砂后涂无机富锌漆，摩擦面的抗滑移系数μ＝0.35，计算该连结所能承受的最大轴力？(9分)04５３25ⅹ404NN3、计算右图所示格构式缀板柱（同一截面缀板线刚度之和大于柱肢线刚度的6倍）的最大承载力（仅考虑柱的整体坚固）,已知柱截面A=45.62×2=91.24cm2,截面无削弱,资料Q235-B,f=215N/mm2,截面惯性矩Ix=10260cm4,Iy=13620cm4,单肢的i1=2.0cm,柱计算长度Lox=Loy=6m(15分)λ4550556065700.8780.8560.8330.8070.7800.7514、某一般工字梁，如图，该梁承受静力荷载设计值P=180kN(忽视自重)，已知跨度L=6m，钢材的强度设计值f=215N/mm2，fv=125N/mm2，X=1.05，截面惯性矩Ix=397906133mm4，截面的最大面积矩S=864400mm3，上翼缘对中和轴的面积矩S1=614400mm3，支座处设有支承加劲肋，试问该梁能否知足强度和局部坚固的要求（不考虑屈曲后强度）？如该梁不知足整体坚固的要求，在不改变荷载和截面的条件下，应采纳什么举措？(15分)

P=180kNP210051001008211.8m2.4m1.8m20026钢结构设计原理试题参照答案一、填空题：(每空1分，共32分)1、涂防火漆、混凝土包裹2、塑性变形、Z向缩短率3、碳当量（CE）4、塑性、脆性5、高（好）、差（坏）6、含碳量7、E50、E438、b-2t9、610、摩擦阻力、栓杆、栓杆被剪断或板件被挤压损坏11、板件被挤压、端距（端距<2d0）12、无、坚固、降低13、抗压强度、（底板）抗弯强度（或t6Mmaxf）14、四边、三边简支一边自由（或三边简支）15、提升、（略有）降落16、0.617、坚固、强度18、柔二、简答题(每题5分，共20分)1、a、以fy作弹性、塑性工作的分界点，服气后，ε＝（2～3）％，易觉察；若ε过大，产生的变形过大，不同样意；b、从fy～fu,塑性工作区很大，有足够的变形保证截面上的应力不超出fu，fy～fu作为强度贮备。2、a、当h0tw80235f时y，梁腹板的局部坚固获得保证；对无局部压应力（σc＝0）的梁，可不配置加劲肋；27对有局部压应力的梁，应按结构配置横向加劲肋；b、当h0tw80235fy，应配置横肋，当h0tw170235fy（受压翼缘扭转遇到拘束），或h0tw150235fy（受压翼缘扭转未遇到拘束），或按计算需要时，应在波折应力较大区格的受压区配置纵向加劲肋。0.5h0≤横肋间距≤2h0；无局压的梁，若h0tw100，横肋间距可取2.5h0；c、局部压应力很大的梁，尚宜在受压区配置短横向加劲肋；d、任何状况下，h0tw250；e、支座处和受压翼缘有较大固定集中荷载处，宜设置支承支承加劲肋。3、水平剪力取实质剪力和Af的大值，此剪力与斜缀条的水均分fy23585力均衡，获得斜缀条所受的力，斜缀条近似按轴心受压构件计算。4、端竖杆采纳不等边角钢长边相连或十字形截面；端斜杆采纳不等边角钢长边相连；跨中竖杆采纳十字形截面；其余腹杆采纳等边角钢相连；是依照等坚固原则λx=λy，即iy/ix=loy/lox确立的。三、计算题（共四题，计48分）1、解：将力简化到焊缝群的形心为：（2分）剪力VP100kN弯矩MP0.1414kNm在M作用下：σf26M226141062149.5Nmm2（4分）0.7hflw0.78(24028)在V作用下：f2Vhflw21001038)39.9Nmm20.70.78(2402左、右双侧点为危险点（3分）σf)22149.52(39.9)2128.9Nmm2w160(f()ff1.22τ1.22∴焊缝能知足承载力要求28单个螺栓的抗剪承载力设计值为：（4分）b0.9nfP0.920.3515597.65kNNv焊缝一侧8个螺栓所能担当的荷载N18Nvb897.65第一排螺栓处为危险截面1—1，如右图2NAnf即：(10.5n1n)NAnf（4分）(10.538)N(14220-31422)215解得：N≤570510N=570.5kN22—2截面0.5(N3N)（可不算）8f404702702522)14(2解得：N≤3525312N=3525kN（1分）∴该连结所能承受的最大轴力为570.5kN3、解：计算绕实轴的承载力iyIyA1362091.2412.2cmyloyiy60012.249.18150（4分）λ查表得：y0.86NyyAf0.8691242151687kN计算绕虚轴的承载力ixIxA1026091.2410.6cm（2分）60010.656.6xloxixλ1l1i1(730-200)2026.5（2分）λox2256.6226.5262.5150x1（2分）λλλ查表得：x0.794（2分）NxxAf0.79491242151557.6kN126.50.5max31.3且λ1<40，λ1>25λλ

2、解781.2kN11（2分）29因此单肢坚固知足1分）故最大承载力为Nmax=1557.6kN4、解：荷载作用点所在截面受力最大，（2分）最大剪力V180kN跨中最大弯矩M1801.8324kNm跨中最大弯矩处，即荷载作用途σM324106262202.9Nmm2f215Nmm2（2分）γxIx0.5h1.05397906133翼缘与腹板连结处正应力1202.9250262193.6Nmm2∴抗弯知足要求荷载作用途最大剪应力：maxVSmax18010386440048.87Nmm2fv125Nmm2荷载作用地点翼Ixtw39790613382分）缘与腹板连结处VS118010361440034.7Nmm2fv125Nmm2xtw∴抗剪知足要求腹板上面缘的局部压应力：（2分）3140.6Nmm2f215Nmm2cψP1.018010σlZtw(100512)8翼缘与腹板连结处的折算应力：1221c32193.62140.62193.6140.6334.72στσc（2分）183.4Nmm2236.5Nmm2β1f1.12151分）∴强度知足要求腹板h0tw500862.580（2分）翼缘板b1t9612813∴局部坚固知足要求（2分）在受压上翼缘设侧向支撑，可知足整体坚固要求。30（或在受压上翼缘上设刚性铺板，且铺板与上翼缘坚固连结）一、填空题：(每空1分，共20分)1、计算结构或构件的强度、坚固性以及连结的强度时，应采纳荷载的值；计算疲备时，应采纳荷载的值。2、钢材Q235B中，235代表，按脱氧方法该钢材属于钢。3、关于一般碳素钢，随含碳量的增添，钢材的服气点和抗拉强度，塑性和韧性，焊接性能。4、当采纳三级质量受拉斜对接焊缝连结的板件，承受轴心力作用，当焊缝轴线与轴心力方向间夹角知足，焊缝强度可不计算。5、钢材的采纳应依照结构的重要性、、等要素综合考虑，采纳适合的钢材。6、钢材受三向同号拉应力作用，数值凑近，即便单项应力值很大时，也不易进入状态，发生的损坏为损坏。7、某梯形钢屋架，屋脊处应设性系杆，该系杆按杆设计。8、轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板的受力工作确立的。9、以以以下图突缘式支座加劲肋，应按承受支座反力的轴心受压构件计算梁平面外（绕Z轴）坚固，钢材Q235钢，此受压构件截面面积值为，其长细比为。010101=0h020Z8021010、格构式轴心受压构件绕虚轴的坚固计算采纳换算长细比是考虑的影响。11、实腹式单向偏爱受压构件的整体坚固，分为弯矩的坚固和弯矩的坚固。二、单项选择题(每题2分，共16分)311、关于Q235钢板，其厚度越大。A.塑性越好B.韧性越好C.内部缺点越少D.强度越低2、如图采纳C级一般螺栓连结，最危险螺栓为。A.1B.3C.2或4D.512N3453、工字形截面轴心受压构件,翼缘外伸部分的宽厚比b'/t(100.1)235fy式中的是。A.构件绕强方向的长细比B.构件两个方向的长细比均匀值C.构件两个方向的长细比较大值D.构件两个方向的长细比较小值4、单向受弯构件的抗弯强度Mx/(xWnx)f此中x1.05时,为使翼缘不先失掉局部坚固,翼缘外伸部分的宽厚比b`/t为。A.9235fyB.13235fyC.15235fy40235fy5、已知焊接工字形截面简支梁，承受均布荷载作用,钢材Q235，fy=235N/mm2，并在支座设置支承加劲肋，梁腹板高度900mm，厚度12mm，要求考虑腹板坚固性，则。部署纵向和横向加劲肋按计算部署横向加劲肋32按结构要求部署加劲肋不用部署加劲肋6、荷载作用于截面形心的焊接工字形等截面简支梁，最简单发生整体失稳的状况是。跨中集中荷载作用跨间三分点各有一个集中荷载作用梁两头有使其产生同向曲率、数值相等的端弯矩作用全跨均布荷载作用7、弯矩绕虚轴作用的双肢缀条式压弯构件，应进行和缀条计算。强度、弯矩作用平面内坚固、弯矩作用平面外坚固、刚度弯矩作用平面内坚固、分肢坚固弯矩作用平面内坚固、弯矩作用平面外坚固、刚度强度、弯矩作用平面内坚固、分肢坚固、刚度8、已知双轴对称工字钢截面轴心受压柱，轴心压力小，依照刚度控制截面面积A150,lox8000mm,loy4500mm,Ix2A2,Iy0.5A2截面面积A为A1422.2mm2B1800mm2C2000mm2D2500mm2三、简答题：（共21分)1、焊接节余应力产生的原由和对结构工作性能的影响？（8分)332、简述影响梁整体坚固的要素（8分)3、为何在截面为单轴对称的实腹式轴心受压构件，绕对称轴的坚固计算采纳换算长细比？（5分)四、计算题：（共43分）1、图示连结，受静载F=120kN(设计值)，角焊缝焊脚尺寸hf=8mm,钢材Q235B，手工焊,焊条E43型，fwf=160N/mm2。验算焊缝强度（10分）501206008F2、以以下图，两块钢板截面厚度16mm宽度420mm，两面用厚度10mm盖板连结，钢材Q235B承受轴心力作用，采纳8.8级螺栓M20高强度螺栓摩擦型连结，孔径21.5mm，接触面采纳喷砂办理，f=215N/mm2，预拉力P=125kN，摩擦面的抗滑移系数μ＝0.45，求此连结接头能承受的最大轴心力设计值（10分）0600010010N01N655805555805580801080800N1N6101343、已知一焊接工字形截面梁，承受静力荷载，梁某截面弯矩设计值720KN.m，剪力设计值500KN，该截面集中力设计值F=200KN，没有加劲肋，沿梁跨度方向支承长度150mm，钢材Q235B，钢材的强度设计值f=215N/mm2，fv=125N/mm2，γX=1.05，1.0，毛截面惯性矩Ix=181812cm4，截面的最大面积矩S=2509.4cm3，上翼缘对中和轴的面积矩S1=1709.4cm3，验算梁截面强度(10分)A150do=20用于连结F-14x300-10x800-14x300A4、已知如图双肢槽钢格构式轴心受压缀条柱，轴心压力设计值N=1900KN（包含柱身等构造自重），全部钢材均采纳Q235B，f=215N/mm2，计算长度l0x=l0y=6000mm，45o，柱截面无削弱。（2[32b的截面面积A=2×55.1=110.2cm2，iy=12.1cm；分肢对自己1-1轴的惯性矩I1=336cm4，展转半径i1=2.47cm，Zo=2.16cm，b=320mm；单根缀条角钢L45×4的截面2Affy面积A1=3.49cm；imin=0.89cm，V85235]（13分）试验算1）柱的整体坚固与单肢坚固2）求斜缀条的受力大小303540450.9360.9180.8990.878505560650.8560.8330.8070.780707580850.7510.7200.6880.65535l1αx1yy1xZ0b钢结构基本源理及设计试题参照答案一、填空题：(每空1分，共20分)1、设计值、标准值2、服气点235N/mm2，沉稳钢3、增高、降落、变差4、tan1.55、荷载特色、连结方法、工作环境、应力状态、钢材厚度（答出两个即可）6、塑性、脆性7、刚、受压8、受弯9、2960mm221.0710、剪切变形的影响11、作用平面内、作用平面外二单项选择题(每题2分，共16分)DACBDCDB三简答题(合计21分)1、(8分)焊缝出现不均匀温度场。焊缝周边温度最高，可高达1600度以上。在焊缝区以外，温度则急剧降落。36焊缝区受热而纵向膨胀，但这类膨胀因变形的平截面规律(变形前的平截面，变形后仍保持平面)而遇到其相邻较低温度区的拘束，因为钢材在600℃以上时呈塑性状态(称为热塑状态)，因此高温区的这类压应力使焊缝区的钢材产生塑性压缩变形对结构的静力强度没影响，降低结构的刚度，影响压杆的坚固性，对低温冷脆有影响，对疲备强度不利。2、(8分)梁的侧向抗弯刚度EIy、抗扭刚度GIt，和抗翘曲刚度EIw愈大，则临界弯矩愈大。梁两头支承条件、构件侧向支承点间距、受压翼缘宽度、荷载的种类和作用地点。3、(5分)关于单轴对称截面，构件除绕非对称轴发生波折屈曲外，还可能发生绕对称轴弯扭屈曲，轴力由于截面的转动产生作用于形心处非对称轴方向的剪力，剪力不经过剪心，产生扭矩，弯扭屈曲比绕对称轴的波折屈曲的临界应力要低，因此绕对称轴的坚固应采纳考虑扭转效应的换算长细比计算。四、计算题1、解：将力F简化到焊缝群的形心为：2分）V=Fcos60o=60kNN=Fsin60o=103.9kNM=N×35=3636.5kNmm在N作用下：fNN103.910360.24Nmm2τ(helw)20.78(17028)（5分）103在V作用下：VV6034.79Nmm2fτ(helw)20.78(17028)在M作用下：fM6M63636.5103282.14Nmm220.78(17028)helw2焊缝上下两点最危险（3分）(σf)22(142.3822121.78Nmm2w1.22τf)34.79ff1.22∴焊缝知足承载力要求2、解：单个螺栓的抗剪承载力设计值：（3分）NvbfμP=0.9×2×0.45×125＝101.25kN=0.9n盖板一侧螺栓能传达的荷载为：N1=16Nvb=1620kN被连结板所能担当的轴力为：37N2=Af=16×420×215＝602000N=1444.8kN（3分）连结板的横截面尺寸大于被连结板横截面，且采纳同样的钢材，故不用计算连结板的承载力。危险截面净截面面积An=16×（420-4×21.5）＝5344mm2在危险截面处，关于被连结板（1－0.5n1/n）3nfN=A（3分）Anf53442151313097N1313.1kN∴N3410.5n110.5n16（1分）故该连结所能承受的最大轴力为：N=1313.1kN3、解：InxIx2014(4007)24=163259.3cm4（2分）Wnx2Ixh3943.46cm3M7201062f（3分）max3173.88KN/mxWnx1.053943.4610VSx5001032509.41032fvmaxIxtw1818121041069.01KN/mMy172010640021Inx163259.3104176.41KN/m（3分）VSx5001031709.410321Ixtw1818121041047.01KN/mF1.02001032clztw2201090.9KN/m2232ZScc（2分）176.41290.92176.4190.9347.012173.14Nmm21f1.1215=236.54、解：一、1）绕实轴整体坚固的验算：l0y6000查表获得：y0.858(1分)yiy49.6[]150刚度知足。121N1900103201N/mm2f215N/mm2知足要求。(2分)yA0.858110202）绕虚轴的刚度和整体坚固验算：38绕虚轴惯性矩：Ix2I1A(bZ0)2233655.1(162.16)2210890cm422绕虚轴展转半径：/210890/110.214.06(1分)ixIxAcm长细比：xl0x60042.7(1分)ix14.06换算长细比2A227110.2]150刚度知足。(1分)0xx2742.7247.4[A1x3.49查表获得：x0.867(1分)N1900103198.63N/mm2f215N/mm2知足要求。(2分)xA0.8681102003）单肢的坚固验算：因此分肢稳定知足规范要求(2分)1l013222.1611.20.7max0.749.634.7i12.47二、VAffy1102021527874N(1分)8523585NdV19.67KN(1分)2cos45o三、填空题：(每空1分，共22分)1、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ－2002）介绍使用来权衡低合金钢的焊接性能。2、硫、磷、氮、氧和氢均为有害元素，此中和易惹起钢材的低温冷脆。3、影响结构疲备寿命的最主要要素是结构状态、和。4、钢材的机械性能指标为服气强度、抗拉强度、伸长率、、和。5、主要焊接结构不可以采纳Q235级钢，因含碳量不作交货条件，没法保证含碳量。6、将一块Q235B级钢板与Q345B级钢板经过焊接进行连结时，宜选择型焊条。7、?钢结构设计规范?（GB50017－2003）规定：质量属于三级的焊缝，焊缝的抗拉设计强度等于母材抗拉设计强度的倍。8、单轴对称的T形截面轴心受压构件，绕对称轴失稳时易发生失稳，39绕非对称轴时易发生失稳。9、轴心受压构件失稳时可能绕两主轴屈曲，设计时应依照原则，如进行梯形钢屋架设计时屋架端斜杆应采纳的截面型式。10、在轴心受压构件中，确立箱形截面板件知足局部坚固的宽（高）厚比限值的原则是，确立工字形截面确立板件宽（高）厚比限值的原则是。11、荷载作用点的地点对梁的整体坚固有影响，有关于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体坚固性将。12、某梯形钢屋架，下弦支座处应设置系杆，该系杆需要按杆设计。13、某工字形组合截面简支梁，若腹板的高厚比为100，应设置加劲肋，若腹板高厚比为210，应设置加劲肋。二、单项选择题(每题2分，共14分)1、最易产生脆性损坏的应力状态是。单向压应力状态三向拉应力状态单向拉应力状态二向拉素来压的应力状态2、采纳摩擦型高强螺栓连结的两块钢板，以以下图，I－I危险截面所受的力为。(A)NI(B)0.875N0060(C)0.75N01010(D)0.5NN00N16I3、以以下图，两块钢板焊接，依照手工焊结构要求，焊角高度hf应知足要求。6≤hf≤8~9mm6≤hf≤12mm5≤hf≤8~9mm6≤hf≤10mmhf4010mm16mm4、受弯构件考虑屈曲后强度时，以下说法正确的为。腹板抗弯承载力提升腹板抗剪承载力提升腹板抗弯、抗剪承载力均提升腹板抗弯承载力提升，抗剪承载力降低5、单向受弯构件的抗弯强度Mx/(xWnx)f此中x1.0时,为使翼缘不先失掉局部坚固,翼缘外伸部分的最大宽厚比b`/t为。(A)9235fy(B)13235fy(C)15235fy(D)40235fy6、弯矩矢量作用在工字形偏压柱的弱轴平面内，屈曲时会发生屈曲。平面内平面外不用然可能平面内，也可能平面外7、在钢屋架支座节点的设计中，支座底板的厚度由决定。抗剪和抗弯共同工作抗压工作抗剪工作抗弯工作三、简答题：（共22分)1、一般螺栓受剪连结的主要损坏形式包含哪几种，并说明防备该种损坏的相应计算方法或结构41举措。（8分）2、请说明图中所示格构式柱头的主要构成部件及荷载传达路径和方式。（9分）③②①、以以下图为单向压弯的格构式柱，分肢1对y轴惯性矩为I1，分肢2对y轴惯性矩为I2，轴3力N作用在虚轴（x轴）上，由轴力产生的弯矩My作用在构件的主轴平面内，请说明分派到分肢1和分肢2上轴力和弯矩的分派原则及分肢1所受轴力和弯矩的大小。（5分）×轴力作用点2x1Myy分肢2分肢12y2y11a42四、计算题：（共42分）、以以下图钢板与工字形柱采纳双面角焊缝T形连结，f＝10mm；钢板长400mm，钢材Q235B，1h焊条为E43系列，ffw160N/mm2；钢板承受一个竖向集中荷载F的作用（静力荷载），荷载作用点至工字形柱翼缘表面面的距离为150mm。试确立该T形连结所能担当的最大竖向荷载F。（9分）工字形柱F150000204002102、验算以以下图的螺栓连结的强度。4个C级螺栓M20，所用钢材为Q235-B。已知关于C-M20：Ae244.8mm2;ftb170N/mm2;fvb140N/mm2;fcb305N/mm2（8分）160kN040645°0604加劲肋24163、以以下图一双肢槽钢格构式轴心受压缀板柱，轴心压力设计值N=1450kN（包含柱身等结构自重），全部钢材均采纳Q345，f=310N/mm2，计算长度l0x=6000mm，l0y=3000mm，柱截面无削弱。43已知：2[18b的截面面积A=2×29.3=5860mm2，iy=68.4mm；知足同一截面缀板线刚度大于较大柱肢线刚度6倍的要求；分肢对自己1-1轴的惯性矩I1=1110000mm4，展转半径i1=19.5mm；h=320mm，b=180mm，c=283.2mm；其余有关参数见图。验算该柱的整体坚固（包含分肢坚固）能否知足要求（可不进行缀材验算）。（12分）fy3035404550556065707580852350.9360.9180.8990.8780.8560.8330.8070.7800.7510.7200.6880.655[]6002=hb00343=61=l0l1002=hb-200×82[18bx1yy081=b1xc=283.218.418.4h=3204、已知一焊接工字形截面简支梁，计算跨度为6m，在跨中地点作用一静力集中荷载F，荷载作用途未设置加劲肋，但设有一块垫板，该垫板在沿梁跨度方向支承长度为160mm。钢材为Q235B，钢材的强度设计值f=215N/mm2，fv=125N/mm2，γX=1.05，ψ=1.0。在梁跨中截面处上、下翼缘各开有2个直径为20mm的孔。毛截面惯性矩Ix=211026cm4，截面对中和轴的最大面积矩S=2918cm3，上翼缘对中和轴的面积矩S1=1958cm3。式求该简支梁由截面强度控制所能承受的最大集中荷载F(13分)。44I160AFdo=20用于连结-16x300xx-12x800I-16x300四、填空题：(每空1分，共22分)1、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ－2002）介绍使用碳当量(或CE)来权衡低合金钢的焊接性能。2、硫、磷、氮、氧和氢均为有害元素，此中磷和氮易惹起钢材的低温冷脆。3、影响结构疲备寿命的最主要要素是结构状态、循环荷载和循环次数。4、钢材的机械性能指标为服气强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、Z向缩短率和冲击韧性。5、主要焊接结构不可以采纳Q235A级钢，因含碳量不作交货条件，没法保证含碳量。6、将一块Q235B级钢板与Q345B级钢板经过焊接进行连结时，宜选择E43型焊条。7、?钢结构设计规