钢结构设计原理期末试卷及答案2套

PAGEPAGE17钢结构设计原理A卷课程名称钢结构设计原理专业班级考试形式（闭卷、开卷、半开卷）题号一二三四五六七八九十总分题分30201040100得分备注:学生须在试卷上答题(含填空题、选择题等客观题)得分一．单项选择题（每题3分，共30分）1．当钢结构表面可能在短时间内受到火焰作用时，不适合采用的措施是（）A．使用高强钢材 B．使用耐火耐候钢材C．表面覆盖隔热层 D．使用防火涂料2．已知某钢材的屈服强度标准值为250N／mm2，抗拉强度最小值为390N／mm2，材料分项系数为1.087，则钢材的强度设计值应为（）A．360N／mm2 B．270N／mm2C．250N／mm2 D．230N／mm23．伸长率反映了钢材的哪一项性能?（）A．韧性 B．弹性C．塑性 D．可焊性4．单轴对称的轴心受压构件，当绕对称轴失稳时，其整体失稳形式通常是（）A.弯曲失稳B.扭转失稳C.塑性失稳D.弯扭失稳5．如图所示，连接两工字钢的对接焊缝中，所受正应力最大的点是（）A．a点 B．b点C．c点 D．d点6．压弯构件工字形截面腹板的局部稳定与腹板边缘的应力梯度有关，腹板稳定承载力最大时的α0值是（）A.0.0B.1.0C.1.6D.2.07．当偏心压杆的弯矩绕虚轴作用，保证格构柱的平面外稳定是通过（）A.计算柱的平面外稳定 B.计算分肢稳定C.柱本身的构造要求 D.选足够大的分肢间距8．采用摩擦型高强螺栓连接的两块钢板，如图所示，I－I危险截面所受的力为（）。A．0.5NB．0.75NC．0.833ND．N9.设计焊接工字形截面梁时，腹板布置横向加劲肋的主要目的是提高梁的（）。A.抗弯刚度B.抗弯强度C.整体稳定性D.局部稳定性10.下列属于正常使用极限状态的验算指标是（）A.强度B.稳定C.变形D.疲劳得分二、填空题（每题2分，共20分）1.受拉螺栓连接时，若为小偏心情况，中和轴应设在。2.残余应力将减小构件的刚度，同时将___________构件的稳定承载力。3．型钢代号L100×8中，L表示。4．Q235BF钢中的F表示。5．轴心受压构件的稳定系数与

、

有关。6．对于双肢缀条式格构柱中的单角钢缀条，为了简化设计，规范规定可按构件进行验算。学号_________________________姓名_________________________专业班级__________________________学号_________________________姓名_________________________专业班级__________________________7.影响钢材性能和脆性破坏的因素最主要的的是____________，其他因素还有制造工艺、加工工艺、受力状态、重复荷载等。8.提高钢梁的整体稳定性最有效的办法之一就是设置侧向支承点，但侧向支承点必须设在钢梁的___________翼缘。9.钢结构设计时，取作为钢材强度的标准值。10．压弯构件的计算包括强度、刚度、的计算。得分三．简答题（每题5分，共10分）1.螺栓的排列有哪些构造要求？2.影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？得分四．计算题（共40分）1.某简支梁，钢材为Q235，跨度为l＝12m，承受均布静力荷载设计值q＝69kN/m，施工时因腹板长度不够，需要在跨度方向离左支座3.5m处设对接焊缝，焊缝质量Ⅲ级，手工焊，焊条E43型，试验算该对接焊缝是否满足强度要求。已知＝185N/mm2，＝125N/mm2。（15分）2.验算图示双轴对称工字形截面压弯杆件在弯矩作用平面内的稳定性。已知：E=2.06×105N/mm2,f=215N/mm2，荷载设计值N＝800kN、Q=160kN=10m。（10分）3.简支梁受力及支承如图所示，活荷载标准值，分项系数1.4，不计自重，Q235钢，,。（15分）1）验算该梁的抗弯强度。2）如不需验算该梁的整体稳定，问需设几道侧向支承？（）

试题标准答案及评分标准课程名称：钢结构设计原理（A卷）一．单项选择题（每题3分，共30分）1.A2.D3.C4.D5.A6.D7.B8.C9.D10.C二、填空题（每题2分，共20分）1.螺栓群中心2.降低3.角钢4.沸腾钢5.截面形式

长细比6.轴心受力7.化学成分8.受压9.屈服强度10稳定性三．简答题（每题5分，共10分）1.答：螺栓排列的构造要求：①受力要求:端距限制——防止孔端钢板剪断，≥2d0；螺孔中距限制——限制下限以防止孔间板破裂即保证≥3do，限制上限以防止板间翘曲。②构造要求:防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀，限制螺孔中距最大值。③施工要求:为便于拧紧螺栓，宜留适当间距。2.答：影响钢梁整体稳定的主要因素有：荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、侧向支承点的位置和距离、梁端支承条件。四.计算题（共40分）1.（15分）解：（1）焊缝截面内力计算支座反力：（1分）剪力：（1分）弯矩：（1分）（2）焊缝截面特性参数计算惯性矩：（2分）（3）焊缝强度验算假设剪力由腹板承受，且均匀分布，计算截面上下边缘的最大弯曲正应力：（3分）翼缘与腹板交界处应力：（2分）（2分）（3分）焊缝强度满足要求。2.（10分）解（1分），（1分）（1分），（2分）查得：（1分）NEx=（1分）满足要求（3分）3.（15分）解:强轴为x轴（1）抗弯强度验算(2分) (2分)最大正应力强度验算： 因为翼缘 所以可以考虑部分塑性。（2分） (4分)抗弯强度满足（2）整体稳定性保证如不需验算梁的整体稳定性，则需受压翼缘自由长度与其宽度的比满足要求：（2分）

所以在梁跨中设一道侧向支承点就能保证梁的整体稳定性。(3分)钢结构设计原理（B卷）课程名称钢结构设计原理专业班级考试形式（闭卷、开卷、半开卷）题号一二三四五六七八九十总分题分30201040100得分备注:学生须在试卷上答题(含填空题、选择题等客观题)得分单项选择题（每题3分，共30分）1.下列属于正常使用极限状态的验算指标是（）A.强度B.稳定C.变形D.疲劳2.某构件发生了脆性破坏，经检查发现构件存在下列问题，但可以肯定对该破坏无直接影响的为()A.构件有构造引起的应力集中 B.构件的荷载增加速度过快C.存在冷加工硬化 D.钢材屈服点过低3.对于弯矩绕强轴作用的工字形截面的压弯构件，在验算腹板局部稳定时，其高厚比限值与下列哪项无关？（）A.构件侧向支承点间的距离B.腹板的正应力分布梯度C.构件在弯矩作用平面内的长细比D.钢材的强度等级4.手工电弧焊接Q345构件，应采用()A.E43型焊条 B.E50型焊条C.E55型焊条 D.H08A焊丝5.对于单轴对称压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，应补充验算，原因是（）A．防止受压塑性区的开展而导致构件平面内失稳B．防止受拉塑性区的开展而导致构件平面外失稳C．防止受压塑性区的开展而导致构件平面外失稳D．防止受拉塑性区的开展而导致构件平面内失稳6.当沿受力方向的连接长度l1>15d0(孔径)时，螺栓的抗剪和承压的设计承载力均应降低，以防()A.中部螺栓提前破坏 B.端部螺栓提前破坏C.螺栓受弯破坏 D.螺栓连接变形过大7.T形连接角焊缝的最大焊角尺寸hfmax为()A.当焊件边缘厚度t≤6mm时，hfmax=tB.当焊件边缘厚度t>6mm时，hfmax=t-(1~2)mmC.hfmax=1.5，t2为较厚焊件的厚度D.hfmax=1.2t1，t1为较薄焊件的厚度8.轴心受压格构式构件在验算其绕虚轴的整体稳定时采用换算长细比，是因为()A.格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件B.缀材弯曲变形的影响C.考虑剪切变形的影响D.考虑单肢失稳对构件承载力的影响9.某竖直向下均布荷载作用下的两端简支工字形钢梁，关于荷载作用位置对其整体稳定性的影响，叙述正确的是()A.当均布荷载作用于上翼缘位置时稳定承载力较高B.当均布荷载作用于中和轴位置时稳定承载力较高C.当均布荷载作用于下翼缘位置时稳定承载力较高D.荷载作用位置与稳定承载力无关10.采用摩擦型高强螺栓连接的两块钢板，如图所示，I－I危险截面所受的力为（）。A．0.5NB．0.75NC．0.833ND．N得分二、填空题（每题2分，共20分）1.焊接组合梁设计时,截面高度应根据建筑设计容许最大高度,和用钢经济高度三方面条件决定.2.当角钢与连接板用角焊缝连接,一般宜采用或形式的焊缝.3.利用板叠间的摩擦力即可有效传递剪力的称为________型高强度螺栓。4.和抗拉强度是钢材强度的两项重要指标。5.受拉螺栓连接时，若为小偏心情况，中和轴应设在。学号_________________________姓名_________________________专业班级__________________________学号_________________________姓名_________________________专业班级__________________________6.对压弯构件须分别对其两方向的稳定进行计算，即的稳定和弯矩作用平面外的稳定。7．梁受压翼缘的局部稳定性可用来控制。8.由于不均匀温度场，导致焊缝不均匀膨胀和收缩，从而使焊件内部残存应力而引起变形，通称为___________________。9.对轴心受力构件,正常使用极限状态是控制构件的。10钢梁强度计算包括：抗弯强度和，必要时还有和上述几种应力共同作用下的折算应力。得分三．简答题（每题5分，共10分）1.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？2.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？得分计算题（共40分）1.试验算如图所示焊接工字形截面柱（翼缘为焰切边），轴心压力设计值N=2500kN,柱的中点侧向有一支撑，钢材Q235-B,截面无削弱。学号_________________________姓名_________________________专业班级__________________________学号_________________________姓名_________________________专业班级__________________________2.一连接构造图如下图所示。两块A板用三级对接焊缝与立柱焊接，B板与A板用8个直径为d＝22mm预拉力P＝190kN的摩擦型高强度螺栓连接，摩擦系数为＝0.35，构件材料为Q235。试计算螺栓连接所能承受荷载设计值F。（12分）3．如图所示一型钢梁采用I32a（,），梁的两端简支，跨度为6m，梁上承受均布线荷载作用，荷载标准值为：恒载7kN/m（已计入梁自重），活载10kN/m(静力荷载)，验算此梁的抗弯强度、刚度。荷载分项系数为，截面塑性发展系数，，，,。（16分）试题标准答案及评分标准用纸课程名称：钢结构设计原理（B卷）一．单项选择题（每题3分，共30分）1.C2.D3.A4.B5.D6.B7.D8.C9.A10.C二、填空题（每题2分，共20分）1.刚度要求的最小高度2.两面侧焊三面围焊3.摩擦4.屈服强度5.螺栓群中心6.在弯矩作用平面内7.控制板件宽厚比8.残余应力和残余应变9.长细比10.抗剪强度局部承压强度三．简答题（每题5分，共10分）1.答：普通螺栓连接中的抗剪螺栓连接是依靠螺栓抗剪和孔壁承压来传递外力。当受剪螺栓连接在达到极限承载力时，可能出现五种破坏形式，即螺栓被剪断、孔壁被挤压坏、构件被拉断、构件端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。高强螺栓连接中的抗剪螺栓连接时，通过拧紧螺帽使螺杆产生预拉力，同时也使被连接件接触面相互压紧而产生相应的摩擦力，依靠摩擦力来传递外力。它是以摩擦力刚被克服，构件开始产生滑移做为承载能力的极限状态。2.答：建筑钢材的主要机械性能指标有：①屈服点fy，通过一次静力单向拉伸试验确定；②抗拉强度fu，通过一次静力单向拉伸试验确定；③伸长率δ5(δ10)，通过一次静力单向拉伸试验确定；④180o冷弯性能，通过冷弯试验确定；⑤冲击韧性，通过冲击试验确定。四.计算题（共40分）1、（14分）解：(1)截面特性Ix=1/12×12×5003+2×600×20×2602=174740cm4Iy=1/12×20×6003=72000cm4，A=300cm2（2分）,（2分）(2)截面无削弱，强度可不验算。(1分)（3）刚度：<,<(3分)刚度满足要求。（4）整体稳定性：,