2025年土木工程《钢结构》专项训练

2025年土木工程《钢结构》专项训练考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后括号内）1.下列哪种钢材的冷弯性能通常较差？（）A.Q235BB.Q345CC.Q390DD.Q4202.普通螺栓连接中，属于I类孔的是？（）A.用钻模钻成的孔B.用冲孔机冲成的孔C.孔壁上存在轻微毛刺D.孔径略大于螺栓直径3.钢结构焊接连接中，产生焊接应力和变形的主要原因是？（）A.焊接材料不同B.焊接接头拘束度C.焊接位置不同D.焊接速度变化4.在轴心受压构件中，当长细比λ增大时，其整体稳定承载力？（）A.增大B.减小C.不变D.可能增大也可能减小5.工字钢梁腹板出现局部屈曲时，通常采用什么措施来提高其承载能力？（）A.加厚腹板B.加宽翼缘C.设置横向加劲肋D.改用箱形截面6.受弯构件的整体失稳通常表现为？（）A.翼缘先发生局部屈曲B.腹板先发生局部屈曲C.整个构件突然侧向弯曲并伴随扭转D.连接螺栓松动7.普通螺栓连接的承压型连接与承拉型连接的主要区别在于？（）A.构造不同B.材料不同C.承受的最大外力不同D.受力机制不同8.钢结构中，角焊缝的强度计算通常基于哪个假定？（）A.焊脚尺寸等于焊缝厚度B.焊缝应力沿厚度方向均匀分布C.焊缝与母材共同工作，形成塑性铰D.焊缝只承受剪切力9.下列哪种连接方式对结构的塑性和延性最有利？（）A.焊接连接B.普通螺栓连接C.高强度螺栓摩擦型连接D.高强度螺栓承压型连接10.按照钢结构设计规范，下列哪项不属于影响钢材疲劳强度的因素？（）A.应力幅B.应力循环次数C.钢材牌号D.构件的构造细节二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在题后横线上）1.钢材的韧性好坏通常用______来衡量。2.角焊缝的有效厚度（计算厚度）与焊脚尺寸______有关，当焊脚尺寸小于等于8mm时，有效厚度取______mm；当焊脚尺寸大于8mm且小于等于12mm时，有效厚度取______mm；当焊脚尺寸大于12mm时，有效厚度取______mm。3.轴心受压构件的临界应力随长细比增大而______。4.梁的塑性设计要求梁达到______状态。5.钢结构中常用的螺栓类型有______螺栓和______螺栓。6.梁的腹板在剪力作用下可能发生______和______两种屈曲形式。7.提高钢结构疲劳寿命的主要措施包括减小应力集中、改善构造细节和选用______的钢材。8.钢结构焊接中，焊缝符号主要由______、______、______三部分组成。9.组合梁中，当梁的翼缘受压时，为了保证整体稳定，可能需要设置______加劲肋。三、判断题（每题1分，共10分。请将“正确”或“错误”填在题后括号内）1.钢材的屈服强度越高，其承载能力就一定越强。()2.摩擦型高强度螺栓连接主要依靠螺栓杆身承受剪力。()3.焊接残余应力对钢结构的静力承载力没有影响。()4.任何钢构件发生屈曲都意味着其承载能力的丧失。()5.梁的翼缘宽度与其侧向稳定有关。()6.承压型高强度螺栓连接的承载力通常高于摩擦型连接。()7.角焊缝的焊脚尺寸越大，其承载力就一定越高。()8.钢结构构件的疲劳破坏属于脆性破坏。()9.设置横向加劲肋可以有效防止梁腹板发生剪切屈曲。()10.钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，抗拉强度越高，疲劳极限通常也越高。()四、简答题（每题5分，共20分）1.简述影响钢材性能的主要因素有哪些？2.简述焊接残余应力对钢结构有什么不利影响？3.简述提高轴心受压构件整体稳定性的主要措施。4.简述梁设置加劲肋的目的。五、计算题（共30分）1.（10分）某轴心受压柱，截面为工字型钢I20a，材料为Q235B，柱长6m，两端铰支，承受轴向压力设计值N=600kN。试验算该柱的整体稳定性（临界力法，不考虑截面削弱）。2.（10分）某简支梁跨度6m，采用工字型钢I20b，材料为Q345C，梁上翼缘作用有均布弯矩设计值M=180kN·m。试验算该梁的翼缘和腹板是否需要设置横向加劲肋（按构造要求初估，不考虑局部屈曲承载力计算）。3.（10分）两块Q235B钢板，厚t1=10mm，t2=8mm，采用角焊缝连接，焊脚尺寸hf=8mm。焊缝承受沿焊缝长度方向的剪力设计值V=200kN。试验算该角焊缝是否满足承载力要求（假设焊缝有效厚度按计算厚度考虑）。4.（10分）某摩擦型高强度螺栓连接，采用M20摩擦型高强度螺栓，抗滑移系数μ=0.45，连接一侧有螺栓4颗（排列布置合理），承受剪力设计值V=150kN。试验算该连接是否满足承载力要求。（提示：单个螺栓承载力设计值需根据规范查表，此处可假设一个合理数值进行计算）试卷答案一、选择题1.B2.A3.B4.B5.C6.C7.C8.B9.C10.C二、填空题1.冲击韧性值（或韧度）2.成正比；1；1.22；1.03.减小4.屈服5.普通型；高强度6.腹板弯曲屈曲；剪切屈曲7.强度高且韧性好8.引出线；焊脚尺寸符号；焊缝类型符号9.腹板三、判断题1.错误2.错误3.错误4.错误5.正确6.正确7.错误8.正确9.正确10.正确四、简答题1.解析思路：影响钢材性能的主要因素包括化学成分（碳、磷、硫等）、冶炼和轧制过程（脱氧程度、晶粒大小）、温度（冷热加工、环境温度）、时间（时效硬化）和应力（焊接残余应力、复杂应力状态）。2.解析思路：焊接残余应力会导致构件在服务荷载下产生额外应力，可能引起应力集中，降低结构疲劳寿命，在低温或动载作用下可能引发延迟破坏（冷裂纹），并可能使构件在运输或安装时发生脆性破坏。3.解析思路：提高轴心受压构件整体稳定性的主要措施包括：选择合适的截面形式（如采用缀板柱）；减小构件的长细比（加大截面尺寸或减小计算长度）；提高构件的钢材屈服强度和极限强度；在构件两端或中间设置中间支撑，减小计算长度。4.解析思路：梁设置加劲肋的主要目的是：防止梁腹板在剪力作用下发生剪切屈曲；防止梁腹板在弯矩作用下发生弯曲屈曲；提高梁的整体稳定性能。五、计算题1.解析思路：首先根据柱的截面类型（I20a）和材料（Q235B）从规范中查得截面分类、A、ix、iy、λx、λy以及相应的整体稳定系数φ（或临界应力计算公式）。然后计算构件的长细比λx=lb/ix和λy=hc/iy（其中l为计算长度，b为回转半径ix所对应的边长，h为回转半径iy所对应的边长）。比较λx和λy，取较大值。根据公式N≤φAf或N≤Afc（fc为钢材抗压强度设计值），代入数据计算并比较，若满足，则整体稳定通过。2.解析思路：首先根据梁的跨度、荷载和材料确定梁的最大弯矩设计值M。然后根据M查得工字钢I20b的翼缘宽度bf、厚度tf和惯性矩Ix。计算梁的整体稳定系数φb（需判断梁的类别并查表）。根据公式M≤φbWx，代入数据计算并比较，若满足，则说明翼缘不会先发生整体失稳，通常不需要设置横向加劲肋。对于腹板，根据腹板高hw和厚度tw，计算腹板高厚比h0/tw。若h0/tw大于规范规定的容许值（需考虑梁的类别和荷载类型），则说明腹板可能发生剪切屈曲或弯曲屈曲，需要设置横向加劲肋。此处按构造要求初估，若h0/tw较大，则判断需设置。3.解析思路：首先计算角焊缝的有效厚度te。当hf≤8mm时，te=hf；当8mm<hf≤12mm时，te=1.22hf；当hf>12mm时，te=1.0hf。取计算厚度te。然后计算单个角焊缝的承载力设计值Nv=0.7hf*te*fyv（fyv为钢材抗剪强度设计值）。最后将总剪力V除以螺栓数n，得到每个焊缝承受的剪力V/n，并与单个焊缝承载力设计值Nv