国开大学钢结构形考任务答案

国开大学钢结构形考任务答案一、单项选择题（每题2分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填入括号内）1.钢结构设计时，对钢材强度取值依据的指标是（）。A.屈服强度B.抗拉强度C.伸长率D.冲击韧性答案：A2.下列关于Q355B钢的说法正确的是（）。A.属于低合金高强度钢B.屈服强度为235N/mm²C.冲击试验温度为+20℃D.质量等级为A级答案：A3.轴心受压构件整体稳定系数φ的最主要影响因素是（）。A.钢材牌号B.构件长细比C.截面面积D.荷载大小答案：B4.钢结构焊缝质量等级为三级时，其外观缺陷允许程度（）。A.最严格B.中等C.最宽松D.不允许任何缺陷答案：C5.对于普通螺栓连接，当外力作用方向与螺栓杆轴线垂直时，螺栓的受力状态属于（）。A.纯剪B.纯拉C.拉剪复合D.承压答案：C6.钢梁整体失稳表现为（）。A.截面屈服B.局部屈曲C.弯扭屈曲D.剪切破坏答案：C7.钢结构防火涂料的耐火极限单位是（）。A.minB.hC.℃D.kN答案：B8.在抗震设计中，钢框架节点域板厚度不足时，优先采用的加强方式是（）。A.加焊盖板B.加设肋板C.加厚柱翼缘D.加设斜撑答案：B9.钢结构施工图中，符号“M24×60”表示（）。A.直径24mm、长60mm的高强螺栓B.直径24mm、长60mm的普通螺栓C.弯矩24kN·m、剪力60kND.质量24kg、数量60套答案：A10.钢结构房屋采用中心支撑框架时，支撑杆件的长细比限值一般要求不大于（）。A.100B.120C.150D.200答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）11.下列属于钢结构极限状态设计法中的承载能力极限状态的有（）。A.强度破坏B.疲劳破坏C.过大变形D.整体失稳E.振动不适答案：ABD12.影响焊接残余变形的主要因素包括（）。A.焊缝数量B.焊接顺序C.坡口形式D.构件约束度E.钢材密度答案：ABCD13.关于高强螺栓摩擦型连接，下列说法正确的有（）。A.依靠板件间摩擦力传力B.孔壁不承压C.允许接触面滑移D.需对摩擦面进行处理E.预拉力由设计确定答案：ABDE14.钢—混凝土组合梁的优点有（）。A.节省钢材B.增大刚度C.施工简便D.降低建筑高度E.抗震性能差答案：ABD15.钢结构抗震设计中，属于“强柱弱梁”原则具体措施的有（）。A.增大柱截面B.减小梁截面C.柱轴压比限值D.梁端塑性铰区加腋E.节点域加强答案：ACE三、填空题（每空2分，共20分）16.我国现行钢结构设计规范编号为GB50017—________。答案：201717.Q235A钢抗拉强度设计值f=________N/mm²（厚度≤16mm）。答案：21518.轴心受压构件的稳定系数φ按________曲线a、b、c、d四类查表确定。答案：柱子19.当钢梁受压翼缘自由外伸宽度与厚度比大于________时，应计算局部稳定。答案：13εk20.钢结构防火涂层厚度一般通过________试验确定。答案：耐火极限21.钢结构用高强度大六角头螺栓性能等级为________级和10.9级。答案：8.822.钢柱脚底板厚度不宜小于________mm。答案：2023.钢结构抗震等级分为四级，其中一级要求________最高。答案：抗震性能24.钢结构焊缝缺陷中，________缺陷对疲劳性能影响最大。答案：裂纹25.钢结构安装时，临时固定通常采用________螺栓。答案：临时安装四、简答题（每题10分，共30分）26.简述钢结构采用极限状态设计法的基本思路，并写出承载能力极限状态的设计表达式。答案：极限状态设计法以结构或构件达到不再满足使用功能的特定状态为设计基准，分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。承载能力极限状态设计表达式为：γ0Sd≤Rd式中γ0为结构重要性系数；Sd为荷载效应基本组合设计值；Rd为抗力设计值。27.列举焊接残余应力的三个主要危害，并给出两条生产中常用的减小残余应力的措施。答案：危害：1.降低结构静力强度；2.增大构件变形，影响安装精度；3.降低疲劳寿命。措施：1.采用合理的焊接顺序与方向；2.焊后整体或局部热处理消除应力。28.说明钢梁整体稳定验算的基本假定，并写出受弯构件整体稳定系数φb的简化计算公式（双轴对称工字形截面，纯弯，跨中无侧向支撑）。答案：基本假定：1.梁为理想直杆；2.荷载作用于剪心；3.小变形、线弹性；4.忽略剪切变形与翘曲约束。φb简化公式：φb=βb·(4320/λy²)·(Ah/Wx)·[√(1+(λyt1/4.4h)²)+ηb]·(235/fy)当φb>0.6时，应以φb′=1.07−0.282/φb≤1.0代替。五、计算题（共35分）29.（15分）轴心受压柱设计某工作平台轴心受压柱，计算长度l0x=l0y=4.5m，轴心压力设计值N=1800kN，采用Q235钢，截面为HW250×250×9×14，其几何特性：A=92.18cm²，ix=10.8cm，iy=6.29cm，翼缘厚度14mm，腹板厚度9mm。试验算其整体稳定与局部稳定是否满足要求。答案：（1）长细比λx=l0x/ix=450/10.8=41.7λy=l0y/iy=450/6.29=71.5取λmax=71.5，查b类截面φ=0.744（2）整体稳定N/(φA)=1800×10³/(0.744×92.18×10²)=262N/mm²f=215N/mm²，262>215，不满足。（3）局部稳定翼缘：b/t=(250−9)/2/14=8.6<13εk=13×1=13，满足；腹板：h0/tw=(250−2×14)/9=24.7<40εk=40，满足。结论：整体稳定不足，需加大截面或减小计算长度。30.（20分）钢梁抗弯与挠度验算简支钢梁跨度6m，承受均布恒载g=8kN/m（含自重），均布活载q=18kN/m，采用Q355B钢，截面为HN400×200×8×13，其Wx=1190cm³，Ix=23700cm⁴，钢材f=305N/mm²，E=2.06×10⁵N/mm²。试验算：（1）抗弯强度；（2）挠度是否满足规范限值l/250。答案：（1）荷载组合qd=1.2g+1.4q=1.2×8+1.4×18=9.6+25.2=34.8kN/mMd=qdl²/8=34.8×6²/8=156.6kN·mσ=Md/Wx=156.6×10⁶/(1190×10³)=131N/mm²<305，满足。（2）挠度标准组合qk=g+q=26kN/mv=5qkl⁴/(384EI)=5×26×6000⁴/(384×2.06×10⁵×23700×10⁴)=14.3mml/250=6000/250=24mm，14.3<24，满足。六、综合应用题（30分）31.某单层钢框架，柱距7.5m，檐口高度9m，抗震设防烈度8度（0.2g），场地类别Ⅱ类，设计地震分组第二组，钢材Q355B。框架梁柱截面初选为：柱HM500×300×11×18，梁HN450×200×9×14。节点形式为梁端栓焊混合连接，柱贯通。要求：（1）确定框架抗震等级；（2）按“强柱弱梁”原则验算柱端弯矩增大系数η；（3）验算节点域板厚是否满足抗震要求；（4）若柱脚采用外露式刚性连接，写出柱脚锚栓计算步骤（给出公式及符号说明，不需数值计算）。答案：（1）根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010（2016年版）表8.1.3，8度、高度≤12m、丙类建筑，钢结构抗震等级为三级。（2）按GB50011第8.2.3条，三级框架η=1.15，柱端弯矩设计值应按梁端实配钢筋（或截面塑性弯矩）的1.15倍调整。（3）节点域板厚验算：节点域体积Vp=hbchcctw=450×500×11=2.475×10⁶mm³抗剪需求γRE=0.85，fv=175N/mm²节点域抗剪承载力Vu=(4/3)fvVp/γRE=(4/3)×175×2.475×10⁶/0.85=680kN地震组合下柱端剪力Vcol≈(Mbl+Mbr)/hc=2×1.15×450×10⁶×fy/500=2×1.15×450×355/500=734kN734>680，不满足，需将节点域板厚由11mm加厚至14mm或加贴焊6mm补强板。（4）外露式刚性柱脚锚栓计算步骤：1.确定柱脚拉力T=M/hb−N/n（n为锚栓列数）；2.