2025年大学大二（建筑工程技术）钢结构工程试题及答案

2025年大学大二（建筑工程技术）钢结构工程试题及答案

（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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)1.钢结构中最常用的钢材是（）A.碳素结构钢B.优质碳素结构钢C.低合金高强度结构钢D.不锈钢2.钢材的伸长率δ5表示（）A.试件拉断后标距段的总变形与原标距长度之比B.试件拉断后标距段的残余变形与原标距长度之比C.试件拉断后标距段的总变形与原标距段长度之比D.试件拉断后标距段的残余变形与原标距段长度之比3.钢结构设计时，碳素结构钢以（）强度作为设计计算取值的依据。A.屈服强度B.抗拉强度C.抗压强度D.抗剪强度4.焊接残余应力不影响构件的（）A.整体稳定B.静力强度C.刚度D.局部稳定5.钢结构的疲劳破坏属于（）破坏。A.弹性B.塑性C.脆性D.延性6.摩擦型高强度螺栓连接受剪破坏时，作用剪力超过了（）A.螺栓的抗剪承载力B.连接板件间的摩擦力C.连接板件的孔壁承压承载力D.连接板件的板端冲剪承载力7.轴心受压构件的整体稳定系数φ与（）等因素有关。A.构件截面类别、两端连接构造、长细比B.构件截面类别、钢号、长细比C.构件截面类别、计算长度系数、长细比D.构件截面类别、两个方向的长度、长细比8.梁的整体失稳形式是（）A.弯曲失稳B.扭转失稳C.剪切失稳D.局部失稳9.对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时（）A.要考虑正面角焊缝强度的提高B.要考虑焊缝刚度影响C.与侧面角焊缝的计算式相同D.取βf=1.2210.钢屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（）A.10mmB.15mmC.20mmD.25mm第II卷（非选择题共70分）二、填空题（每题2分，共10分）1.在钢结构中，钢材的主要力学性能指标有______、______、______、______和______。2.钢结构的连接方法有______、______和______三种。3.轴心受压构件的整体稳定系数φ是根据构件的______、______和______确定的。4.梁的强度计算包括______、______和______。5.钢屋架的支撑分为______支撑和______支撑两类。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述钢材的疲劳破坏过程及特点。2.简述高强度螺栓连接的施工要点。3.简述钢屋架设计的主要内容。四、计算题（共20分）材料：某轴心受压柱，采用焊接工字形截面，翼缘为-350×16，腹板为-340×10，钢材为Q345钢，柱的计算长度l0x=6m，l0y=3m。已知该柱承受轴心压力设计值N=1200kN。问题：1.确定该柱的截面形式及尺寸。2.计算该柱的整体稳定。五、案例分析题（共10分）材料：某钢结构厂房，在施工过程中，发现部分钢柱出现了弯曲变形。经检查，发现钢柱的制作质量存在问题，如钢材质量不符合要求、焊接质量不达标等。同时，在安装过程中，也存在一些问题，如基础不均匀沉降、柱脚螺栓松动等。问题：1.分析钢柱弯曲变形的原因。2.提出相应的处理措施。答案：一、选择题：1.C2.A3.A4.B5.C6.B7.B8.A9.C10.A二、填空题：1.强度、塑性、韧性、冷弯性能、可焊性2.焊接连接、铆钉连接、螺栓连接3.截面类别、钢号、长细比4.抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度5.屋架上弦横向支撑、屋架下弦纵向支撑三、简答题：1.钢结构疲劳破坏是在循环荷载作用下，钢材在应力远低于其抗拉强度时突然发生断裂破坏。疲劳破坏过程经历裂纹萌生、裂纹扩展和最后断裂三个阶段。特点：破坏前没有明显的塑性变形，属于脆性破坏；破坏时的应力远低于钢材的抗拉强度；对循环应力的大小、循环次数以及应力集中等因素敏感。2.高强度螺栓连接施工要点：安装时，螺栓应能自由穿入孔内，不得强行敲打，并不得气割扩孔；螺栓拧紧后，外露丝扣不应少于2扣；对于大型节点，应采用复拧，即两次拧紧方法，保证螺栓的预拉力。3.钢屋架设计主要内容：确定屋架的形式、跨度、高度和节间尺寸；选择钢材和焊条型号；计算屋架杆件内力；进行杆件截面设计；计算节点板尺寸和焊缝长度；布置支撑系统等。四、计算题：1.截面形式为焊接工字形。根据轴心受压构件的设计要求，初步估算截面尺寸。由经验公式，对于Q345钢，A=N/(φf)，先假设φ=0.8，f=305N/mm²，则A=1200×10³/(0.8×305)=4918mm²。设翼缘宽度b=350mm，腹板厚度tw=10mm，根据经验公式，翼缘厚度tf=(b-tw)/15=(350-10)/15=22.7mm，取tf=厚16mm。经计算，该截面满足要求。2.计算截面几何参数：Ix=1/12×350×16³+340×10³=1.23×10⁶mm⁴，iy=sqrt((1/12×10×350³+340×10×(350/2)²)/(350×10+2×350×16))=97.4mm，λx=l0x/iy=6000/97.4=61.6，λy=l0y/iy=3000/97.4=30.8。查Q345钢的φ值表，得φx=0.807，φy=根据λy=30.8查得为0.95。N/(φxf)=1200×10³/(0.807×305)=4902mm²＜A=5840mm²，整体稳定满足要求。N/(φyf)=1200×10³/(0.95×305)=4112mm²＜A=5840mm²，整体稳定满足要求。五、案例分析题：1.钢柱弯曲变形原因：钢材质量不符合要求，导致钢材强度不足；焊接质量不达标，焊缝强度和韧性降低；基础不均匀沉降，使柱