2025年大学本科三年级（土木工程）钢结构设计综合试题及答案

2025年大学本科三年级（土木工程）钢结构设计综合试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.钢结构设计时，钢材强度的取值依据是（）A.比例极限强度B.弹性极限强度C.屈服强度D.抗拉强度2.对于承受静力荷载或间接承受动力荷载的组合梁，当腹板高厚比不满足要求时，可采取的措施不包括（）A.增加腹板厚度B.设置纵向加劲肋C.设置横向加劲肋D.改变梁的截面形式3.焊接残余应力对钢结构的影响不包括（）A.降低结构的刚度B.降低结构的稳定承载力C.增加钢材的疲劳强度D.可能使钢材发生脆性破坏4.普通螺栓连接受剪时，限制端距e≥2d0，是为了避免（）A.螺栓杆受剪破坏B.螺栓杆受弯破坏C.板件被挤压破坏D.板件端部冲剪破坏5.工字形截面梁受压翼缘宽厚比限值为（）A.15√235/fyB.13√235/fyC.10√235/fyD.8√235/fy6.钢结构构件的疲劳破坏属于（）破坏。A.塑性B.脆性C.弹塑性D.延性7.对于轴心受压构件，以下哪种截面形式的回转半径最大（）A.正方形B.圆形C.矩形D.工字形8.钢屋架受压杆件容许长细比为（）A.150B.200C.250D.3009.钢结构设计规范规定，侧焊缝的计算长度不宜大于（）A.40hfB.60hfC.80hfD.100hf10.实腹式轴心受压构件设计时，第一步应（）A.计算构件的长细比B.选择截面形式C.计算构件的轴心力D.计算构件的稳定系数第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填写正确答案。1.钢结构的连接方法有______、______和______。2.钢材的塑性指标通常用______和______表示。3.梁的整体失稳形式主要有______和______。4.轴心受压构件应进行______、______和______计算。5.焊接结构的疲劳强度与______、______和______有关。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述钢材的主要力学性能指标。2.简述普通螺栓连接的优缺点。3.简述梁腹板加劲肋的作用及设置原则。4.简述钢结构的特点。四、计算题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。1.已知一轴心受压柱，截面为焊接工字形，翼缘为-350×20，腹板为-1000×8，钢材为Q345B，柱高6m，两端铰接，承受轴心压力设计值N=1200kN，试验算该柱的整体稳定性。（提示：可查钢结构设计规范相关表格）2.一简支梁，跨度l=6m，承受均布荷载设计值q=30kN/m，钢材为Q235B，梁截面采用焊接工字形，翼缘为-250×14，腹板为-900×8，试验算梁的抗弯强度。五、案例分析题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。阅读案例材料，回答问题。案例材料：某单层工业厂房，采用钢结构屋架，屋架跨度24m，间距6m。屋架下弦杆采用双角钢组成的T形截面，角钢为∠100×8，钢材为Q235B。在使用过程中，发现屋架下弦杆有明显的变形，经检查发现下弦杆存在疲劳裂缝。问题：1.分析屋架下弦杆出现疲劳裂缝的可能原因。2.提出防止屋架下弦杆出现疲劳破坏的措施。答案：一、选择题1.C2.D3.C4.D5.A6.B7.B8.A9.B10.B二、填空题1.焊接连接、螺栓连接、铆钉连接2.伸长率、断面收缩率3.弯曲失稳、扭转失稳4.强度、整体稳定、局部稳定5.应力集中程度、应力循环次数、残余应力大小三、简答题1.钢材的主要力学性能指标有屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、冲击韧性、硬度等。2.普通螺栓连接的优点是施工简单、安装方便、成本较低；缺点是连接的刚度较小，在动荷载作用下可能松动，需要采取防松措施。3.梁腹板加劲肋的作用是提高腹板的局部稳定性。设置原则是根据腹板的高厚比确定，当高厚比不满足要求时，应设置横向加劲肋，必要时还应设置纵向加劲肋或短加劲肋。4.钢结构的特点有强度高、自重轻、塑性和韧性好、材质均匀、工业化程度高、施工速度快、密闭性好、耐腐蚀性差、耐火性差等。四、计算题1.（1）计算截面几何参数：A=2×350×20+1000×8=22000mm²ix=√(Ix/A)，Iy=√(Iy/A)，查规范得相关参数。（2）计算长细比λx=l0x/ix，λy=l0y/iy。（3）查稳定系数φ，计算稳定承载力φAf，与N比较。经计算，该柱整体稳定性满足要求。2.（1）计算梁的弯矩设计值M=1/8ql²。（-）计算截面抵抗矩Wnx，Wny。（3）计算抗弯强度σ=M/(γxWnx)，与f比较。经计算，梁的抗弯强度满足要求。五、案例分析题1.可能原因：屋架下弦杆在使用