2025年钢结构基础考试题B卷及答案

2025年钢结构基础考试题B卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列钢材性能指标中，属于塑性指标的是（）。A.抗拉强度（fu）B.屈服强度（fy）C.伸长率（δ5）D.冲击韧性（Akv）2.Q355GJB钢材中的“GJ”表示（）。A.高性能建筑用钢B.锅炉及压力容器用钢C.桥梁用钢D.海洋工程用钢3.普通螺栓连接中，当螺栓杆受剪时，若被连接钢板较薄，最可能发生的破坏形式是（）。A.螺栓杆剪断B.钢板孔壁挤压破坏C.钢板截面削弱处拉断D.螺栓杆弯曲变形4.焊接残余应力对构件的（）无影响。A.静力强度B.刚度C.低温冷脆D.疲劳性能5.计算梁的抗弯强度时，公式中γx为截面塑性发展系数，其取值与（）有关。A.钢材强度等级B.荷载类型C.截面形式及受力方向D.梁的跨度6.轴心受压构件的整体稳定系数φ，主要与（）相关。A.构件长细比和截面分类B.钢材强度和截面面积C.荷载大小和端部约束D.构件长度和截面惯性矩7.摩擦型高强度螺栓连接的极限承载力取决于（）。A.螺栓的抗剪强度B.被连接构件接触面的抗滑移承载力C.螺栓的抗拉强度D.构件的抗压强度8.下列关于焊接残余变形的说法，错误的是（）。A.纵向收缩变形会导致构件缩短B.角变形由焊缝横向收缩不均匀引起C.波浪变形常见于较厚钢板的焊接D.扭曲变形多因焊接顺序不合理导致9.计算格构式轴心受压构件的换算长细比时，需考虑（）。A.缀材的抗剪刚度B.构件的初弯曲C.荷载的偏心距D.钢材的弹塑性性能10.工字形截面简支梁在跨中受集中荷载作用时，若荷载作用于上翼缘，其整体稳定性比作用于下翼缘（）。A.更好B.更差C.无影响D.取决于梁的跨度11.下列哪类构件不需要进行局部稳定验算？（）A.焊接工字形轴心受压柱B.轧制H型钢受弯梁C.焊接箱形截面梁D.薄壁冷弯C形檩条12.当采用手工电弧焊焊接Q355钢时，宜选用的焊条型号是（）。A.E43xxB.E50xxC.E55xxD.E60xx13.计算受拉构件的刚度时，需控制（）。A.最大拉应力不超过设计值B.构件长细比不超过限值C.变形不超过容许挠度D.焊缝长度满足构造要求14.下列关于柱脚设计的说法，正确的是（）。A.铰接柱脚需传递弯矩B.刚接柱脚的底板厚度由抗弯计算确定C.锚栓仅用于固定柱的位置D.柱脚加劲肋主要提高抗剪承载力15.钢结构疲劳计算时，应力循环特征值ρ=σmin/σmax，当ρ=-1时，属于（）。A.完全对称循环B.脉动循环C.非对称循环D.静应力循环二、填空题（每空1分，共20分）1.钢材的屈强比（fy/fu）越小，结构的（）储备越大，但屈强比过小会导致钢材（）降低。2.焊缝质量等级分为三级，其中（）级焊缝需进行100%超声波探伤，（）级焊缝仅需外观检查。3.普通螺栓连接按受力方式可分为（）、（）和拉剪组合受力三种。4.梁的整体失稳形式为（），提高梁整体稳定性的最有效措施是（）。5.轴心受压构件的局部稳定验算原则是（），防止局部屈曲先于（）发生。6.高强度螺栓按受力机理分为（）型和（）型，前者以（）为承载力极限状态，后者以（）为极限状态。7.格构式构件的缀材分为（）和（）两种，前者的抗剪刚度（）（填“大于”或“小于”）后者。8.钢结构防腐蚀设计中，热浸镀锌层的厚度一般不小于（）μm，当环境腐蚀性等级为C4时，涂层配套体系的干膜总厚度应不小于（）μm。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述钢材中硫、磷元素对性能的影响，并说明规范对其含量限制的原因。2.对比角焊缝的两种施焊方向（平行于受力方向和垂直于受力方向），分析其应力分布特点及承载力差异。3.解释“梁的整体稳定临界弯矩”的概念，并说明影响临界弯矩的主要因素。4.轴心受压构件的“柱子曲线”是如何建立的？我国规范中为何将截面分为a、b、c、d四类？5.简述钢结构连接设计的基本原则，并举例说明“强节点弱构件”原则的应用。四、计算题（共40分）1.（12分）某轴心受拉构件采用Q355B钢材，截面为2L100×10（等边角钢，截面积A=1926mm²，截面回转半径ix=31mm，iy=29.5mm），构件计算长度lx=ly=3m。构件承受的轴心拉力设计值N=550kN（包括自重），试验算该构件的强度和刚度（已知[f]=310N/mm²，[λ]=350）。2.（14分）某焊接工字形简支梁，跨度L=6m，截面尺寸为：翼缘b×t=200mm×12mm，腹板h0×tw=400mm×8mm，钢材为Q355B（f=310N/mm²，fv=180N/mm²）。梁上作用均布荷载设计值q=45kN/m（包括自重），荷载作用于上翼缘。试验算梁的抗弯强度、抗剪强度及整体稳定性（已知：截面模量Wx=1.05×10⁶mm³，整体稳定系数φb=0.82，截面塑性发展系数γx=1.05）。3.（14分）某轴心受压柱采用焊接工字形截面（翼缘b×t=300mm×20mm，腹板h0×tw=400mm×12mm），计算长度lox=6m，loy=3m，钢材为Q355B（f=310N/mm²）。截面几何参数：A=300×20×2+400×12=16800mm²，Ix=1/12×300×440³1/12×(300-12)×400³=2.08×10⁸mm⁴，Iy=2×[1/12×20×300³+20×300×(210)²]=1.45×10⁸mm⁴。试验算该柱的整体稳定性（提示：需计算长细比，查φ值，[λ]=150）。参考答案一、单项选择题1.C2.A3.B4.A5.C6.A7.B8.C9.A10.B11.B12.C13.B14.B15.A二、填空题1.安全；强度利用率2.一；三3.受剪；受拉4.弯扭失稳；设置侧向支撑5.使板件的临界应力不小于构件整体稳定临界应力；整体失稳6.摩擦；承压；接触面滑移；螺栓或钢板破坏7.缀条；缀板；小于8.85；200三、简答题1.硫（S）：易与铁形成低熔点共晶体（FeS），导致钢材热脆（高温下发生断裂）；磷（P）：提高钢材强度但显著降低塑性和韧性，导致冷脆（低温下变脆）。规范限制硫磷含量（如Q355钢S≤0.025%，P≤0.025%），以保证钢材的塑性、韧性和可焊性。2.平行于受力方向的角焊缝（侧面角焊缝）：应力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间小，主要承受剪应力，承载力较低；垂直于受力方向的角焊缝（正面角焊缝）：应力状态复杂（正应力+剪应力），破坏时呈块状撕裂，承载力较高（约为侧面角焊缝的1.22倍）。3.临界弯矩是梁保持弹性稳定平衡的最大弯矩，超过该值梁将发生整体失稳。影响因素：梁的侧向抗弯刚度（EIy）、抗扭刚度（GIt）、荷载类型及作用位置、梁的跨度及侧向支撑间距。4.柱子曲线通过对不同长细比的轴心受压构件进行稳定试验，拟合得到稳定系数φ与长细比λ的关系曲线。我国规范按截面形式、加工方法和残余应力分布将截面分为四类（a类残余应力影响最小，d类最大），以更准确反映不同截面的稳定性能差异。5.连接设计原则：安全可靠、构造简单、施工方便、经济合理。“强节点弱构件”指节点承载力应高于连接构件的承载力，例如梁与柱的刚接节点，焊缝或螺栓的抗剪、抗弯承载力需大于梁端截面的承载力，确保破坏发生在构件而非节点。四、计算题1.强度验算：σ=N/A=550×10³/1926≈285.6N/mm²≤[f]=310N/mm²，满足。刚度验算：λx=lx/ix=3000/31≈96.8≤350；λy=ly/iy=3000/29.5≈101.7≤350，满足。2.跨中最大弯矩Mmax=qL²/8=45×6²/8=202.5kN·m=2.025×10⁸N·mm。抗弯强度：σ=Mmax/(γxWx)=2.025×10⁸/(1.05×1.05×10⁶)≈183.7N/mm²≤310N/mm²，满足。最大剪力Vmax=qL/2=45×6/2=135kN=1.35×10⁵N。抗剪强度：τ=Vmax/(h0tw)=1.35×10⁵/(400×8)=42.2N/mm²≤180N/mm²，满足。整体稳定性：σ=Mmax/(φbWx)=2.025×10⁸/(0.82×1.05×10⁶)≈235.2N/mm²≤310N/mm²，满足。3.计算长细比：λx=lox/√(Ix/A)=6000/√(2.08×10⁸/16800)=6000/√12381≈6000/111.3≈53.9；λy=loy/√(Iy/A)=3000/√(1.