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1、钢结构设计原理习题及参考答案1单项选择题 1.焊接组合梁截面高度h是根据多方面因素确定的，下面哪一项不属于主要影响因素？（ ） A、最大高度 B、最小高度 C、等强高度 D、经济高度 答案：C2.焊接的优点不包括（ ）。 A、直接连接方便简单 B、节省材料 C、结构刚度大，提高焊接质量 D、最大化体现钢材料性能 答案：D 3.轴心压杆计算时满足（）的要求。 A、强度，刚度 B、强度，刚度，整体稳定 C、强度，整体稳定，局部稳定 D、强度，整体稳定，局部稳定，刚度 答案：D 4.对关于钢结构的特点叙述错误的是（ ）。 A、建筑钢材的塑形和韧性好 B、钢材的耐腐蚀性很差 C、钢材具有良好的耐热性和
2、防火性 D、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构 答案：C5.轴心受压构件整体稳定的计算公式的物理意义是（）。 A、截面平均应力不超过钢材强度设计值 B、截面最大应力不超过钢材强度设计值 C、截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值 D、构件轴力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值 答案：D 6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，钢结构设计规范采用的准则为净截面（）。 A、最大应力达到钢材屈服点 B、平均应力达到钢材屈服点 C、最大应力达到钢材抗拉强度 D、平均应力达到钢材抗拉强度 答案：B 7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标？（ ） A、屈服点 B、抗拉强度 C、伸长率 D、线胀系数 答案：D
3、8.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用（ ）。 A.E55型B.E50型 C.E43型 D.E60型 答案：C9.梁受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足要求时，采用（）是比较合理的措施。 A、加厚翼缘 B、在集中荷载作用处设置支承加劲肋 C、增加横向加劲肋的数量 D、加厚腹板 答案：B 10.最大弯矩和其他条件均相同的简支梁，当（）时整体稳定最差。 A、均匀弯矩作用 B、满跨均布荷载作用 C、跨中集中荷载作用 D、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用 答案：A 11.不考虑腹板屈曲后强度，为保证主梁腹板的局部稳定，（）。 A、需配置横向加劲肋和纵向加劲肋 B、不
4、需要配置加劲肋 C、需设置横向加劲肋 D、需配置纵向加劲肋 答案：C 12.轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（ ）。 A、杆长相等 B、长细比相等 C、计算长度相等 D、截面几何尺寸相等 答案：B13.钢结构压弯构件设计应该进行哪几项内容的计算（）。 A、强度，弯矩作用平面内的整体稳定性，局部稳定，变形 B、弯矩作用平面内的稳定性，局部稳定，变形，长细比 C、强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，变形 D、强度，强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，长细比答案：C 1.钢梁进行刚度验算时，应按结构的正常使用极限状态计算，此时荷载应按（）计。 A、折算值 B、设计值 C
5、、标准值 D、当量值 答案：C2.钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有（）。 A、良好的塑性 B.良好的韧性 C.良好的塑性和高强度 D.塑性变形能力 答案：B 3.实腹式轴心受拉构件计算内容为（）。 A.强度 B.强度和整体稳定 C.强度，局部稳定和整体稳定 D.强度和刚度 答案：D 4.工钢号Q345A中的345表示钢材的（ ）。A、fp值 B、fu值 C、fy值 D、fvy值 答案：C5.a类截面的轴心压杆稳定系数最高是由于（）。 A、截面是轧制截面 B、截面刚度最大 C、初弯曲的影响最小 D、残余应力的影响最小 答案：D 6.下列轴心受拉构件，可不验算正常使用极限状态的为（）。
6、A、屋架下弦 B、托架受拉腹杆 C、受拉支撑杆 D、预应力杆 答案：D 7.为了（ ），确定轴心受压实腹柱的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。 A、便于与其他构件连接 B、构造简单，制作方便 C、达到经济效果 D、便于运输，安装和减少节点类型 答案：C 8.钢结构具有良好的抗震性能是因为（ ）。A、钢材的强度高 B、钢结构的质量轻 C、钢材良好的吸能能力和延性 D、钢结构的材质均匀 答案：C9.对于承受均布荷载的热轧H型钢简支梁，应计算（）。 A、抗弯强度，腹板折算应力，整体稳定，局部稳定 B、抗弯强度，抗剪强度，整体稳定，局部稳定 C、抗弯强度，腹板上边缘局部承压强度，整体稳定
7、 D、抗弯强度，抗剪强度，整体稳定，挠度 答案：D 10.跨中无侧向支承的组合梁，当验算整体稳定不足时，应该采用（）。 A、加大梁的截面积 B、加大梁的高度 C、加大受压翼缘板的宽度 D、加大腹板的厚度 答案：C 11.钢结构中采用的各种板材和型钢，都是经过多次辊轧而成的。通常薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点（ ）。A、高 B、低 C、无差别 D、无法确定 答案：A12.实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内稳定验算公式中的gx主要考虑（）。 A、截面塑性发展对承载力的影响 B、残余应力的影响 C、初偏心的影响 D、初弯矩的影响 答案：A 13.大跨度结构应优先选用钢结构，其主要原因是（ ）。A、钢
8、结构具有良好的装配性 B、钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料C、钢材接近各向均质体，力学计算结果与实际结果相符合 D、钢材的韧性好 答案：B1.同类钢种的钢板，厚度越大，（ ）。 A、强度越低 B、塑性越好 C、韧性越好 D、内部构造缺陷越少 答案：A 2.下列梁不必验算整体稳定的是（ ）。A.焊接工字形截面 B.箱形截面梁 C.型钢梁 D.有刚性密铺板的梁 答案：D3.在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（ ）指标。 A、低温屈服强度 B.低温抗拉强度 C.低温冲击韧性 D.疲劳强度 答案：C 4.钢材经历了应变硬化应变强化之后（ ）。 A、强度提高 B.塑性提
9、高 C.冷弯性能提高 D.可焊性提高 答案：A 5.对于普通螺栓连接，限制端距e2d0的目的是为了避免（ ）。 A、螺栓杆受剪破坏 B、螺栓杆受弯破坏 C、板件受挤压破坏 D、板件端部冲剪破坏 答案：D6.最大弯矩和其他条件均相同的简支梁，当（ ）时整体稳定最差。A、均匀弯矩作用 B、满跨均布荷载作用 C、跨中集中荷载作用 D、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用 答案：A7.处于低温下的焊接结构应选用（ ）。 A、耐腐蚀的钢材 B、含磷的钢材 C、韧性好的钢材 D、强度高的钢材 答案：C 8.产生焊接残余应力的主要因素之一是（ ）。 A、钢材的塑性太低 B、钢材的弹性模量太大 C、焊接时热量分
10、布不均匀 D、焊缝的厚度太小 答案：C 9.与轴压杆稳定承载力无关的因素是（ ）。 A、杆端的约束状况 B、残余应力 C、构件的初始偏心 D、钢材中有益金属元素的含量 答案：D 10.格构式柱中缀材的主要作用是（ ）。 A、保证单肢的稳定 B、承担杆件虚轴弯曲时产生的剪力 C、连接肢件 D、保证构件虚轴方向的稳定 答案：B 11.下面关于螺栓连接的描述错误的是（ ）。 A.传力可靠 B.安装拆卸方便 C.连接变形较大 D.塑性、韧性较好 答案：C12.与轴心受压构件的稳定系数有关的因素是（ ）。 A、截面类别、钢号、长细比 B、截面类别、计算长度系数、长细比 C、截面类别、两端连接构造、长细比
11、 D、截面类别、两个方向的长度、长细比 答案：B13.单轴对称截面的压弯构件，应使弯矩（ ）。 A、饶非对称轴作用 B、饶对称轴作用 C、饶任意主轴作用 D、视情况饶对称轴或非对称轴作用 答案：A 1.在构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是（ ）的典型特征。 A、强度破坏 B、脆性破坏 C、脆性破坏 D、失稳破坏 答案：B2.下列关于稳定的说法哪种正确？（ ） A、压杆失稳是因为杆中部的应力超过了钢材的强度 B、压杆失稳是压力使刚度减小并消失的过程 C、压杆失稳是因为杆件有缺陷 D、压杆失稳时屈曲的形式是弯曲 答案：B3.钢材脆性破坏同构件（ ）无关。 A、应力集中 B、低温影响 C、残余应
12、力 D、弹性模量 答案：D 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 答案：B 5.钢结构压弯构件设计应该进行哪几项内容的计算？（ ） A、强度，弯矩作用平面内的整体稳定性，局部稳定，变形 B、弯矩作用平面内的稳定性，局部稳定，变形，长细比 C、强度，弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，变形 D、强度，弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，长细比 答案：C6.大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（ ）。 A、密封性好 B、自重轻 C、制造工厂化 D、便于拆装 答案：B 7.钢结构的承载能力极限状态是指（ ）。 A、结构发生剧
13、烈振动 B、结构的变形已不能满足使用要求 C、结构达到最大承载力产生破坏 D、使用已达五十年 答案：C 8.某构件发生了脆性破坏，不经检查可以肯定下列问题中（ ）对该破坏无直接影响 A、钢材的屈服点过低 B、构件的荷载增加速度过快 C、存在冷加工硬化 D、构件有构造原因引起的应力集中 答案：A 9.钢材屈服点的高低反映的是材料（ ）。 A、受静荷时的最大承载能力 B、受静荷时的最大变形能力 C、受动荷时的最大承载能力 D、受静荷时发生塑形变形前的承载能力 答案：D10.格构柱中缀材的主要作用是（ ）。 A、保证单肢的稳定 B、承担杆件虚轴弯曲时产生的剪力 C、连接肢件 D、保证构件虚轴方向的稳
14、定 答案：B11.Q235钢按照质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高，其分类依据是（ ） A.冷弯试验 B.结构的变形已不能满足使用要求 C.化学成分 D.伸长率 答案：C 12.以下关于应力集中的说法中正确的是（ ）。 A、应力集中降低了钢材的屈服强度 B、应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制 C、应力集中产生异号应力场，使钢材变脆 D、应力集中可以提高构件的疲劳强度 答案：B 判断题 1.衡量钢材塑形性能的主要指标是屈服强度。 答案：错误2.时效硬化会改变钢材的性能，将使钢材的韧性提高，强度降低。 答案：错误3.轴心受力构件的强度是以截面的最大应力达到钢材的屈服点
15、为承载力极限状态。 答案：错误 4.确定实腹式轴心受压构件整体稳定的临界力时，仅仅考虑由弯矩作用所产生的变形，而忽略剪力所产生的变形。 答案：正确 5.残余应力中一般只考虑横向残余应力对轴心受压构件的影响。 答案：错误 6.当梁的抗弯强度不满足设计要求时，最有效的方法是增大梁的横截面积 答案：错误 7.梁的容许挠度要求越严格，则梁所需截面高度越小。 答案：错误 8.按照钢结构设计规范，当塑性中和轴在钢筋混凝土板内时，不考虑混凝土的抗拉作用。 答案：正确 9.实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算中，规范采用的是边缘屈服准则的计算方法 答案：错误 1.钢结构的承载能力极限状态是指结构达到最大承
16、载力产生破坏。 答案：正确2.实腹式轴心受压构件一般不采用双轴对称截面，以免发生弯扭失稳 答案：错误 3.理想轴心受压构件假设中荷载不一定要沿构件形心轴作用。 答案：错误 4.当梁的抗剪强度不满足设计要求时，最有效的方法是增大腹板的面积。答案：正确 5.在受静力荷载作用的受弯杆件的强度计算中，采用了截面塑性发展系数，其目的是考虑了全截面塑性。 答案：错误6.当梁的整体稳定承载力不足时，可采用加大梁的截面尺寸或者增加侧向支撑的方法予以解决 答案：正确 7.规范规定梁的抗弯承载力计算 应采用全截面的概念。 答案：错误 8.对于压弯构件，当承受的弯矩较小时其截面形式与一般的轴心受压构件相同。当弯矩较
17、大时，宜采用弯矩平面内截面高度较大的双轴或单轴对称截面。 答案：正确 9.通常所说的钢材“三脆”是指热脆、冷脆和蓝脆。 答案：正确10.对于强支撑的无侧移框架柱，柱子的计算长度系数m都大于1.0。 答案：正确 1.截面高度较小的压弯构件，通常采用格构式。 答案：错误 2.铰接柱脚只传递轴心压力，同时释放剪力。 答案：错误 3.手工焊焊接Q235钢，一般采用E50型焊条。 答案：错误 4.梁的最小高度是由强度控制的。 答案：错误 5.钢材所含化学成分中，需严格控制含量的有害元素有硫、磷、氧、氮。答案：正确6.为提高轴心受压构件的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面形式应使其面积分布尽可
18、能远离形心。 答案：正确7.钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施是支撑。答案：正确 8.按正常使用极限状态计算时，受弯构件要限制挠度，拉、压构件要限制长细比。 答案：正确 9.荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载力大。 答案：错误 1.随着时间的增长，钢材强度提高，脆性和韧性下降的现象称为时效硬化.： 错误 2.钢材的设计强度是根据极限强度确定的。 答案：错误 3.钢材所含化学成分中，需严格控制含量的有害元素为硫、氮、氧。 答案：正确 4.钢材具有良好的耐热性和防火性。 答案：错误 5.铰接柱脚传递轴心压力，同时释放剪力。 答案：错误6.理想轴心受压构件假设
19、中荷载不一定要沿构件形心轴作用。 答案：错误7.钢材受三向同号拉应力作用时，即使三向应力绝对值很大，甚至大大超过屈服点，但两向应力差值不大时，材料不易进入塑性状态，发生的破坏为脆性破坏：正确 8.侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大，侧面角焊缝的应力沿其长度的分布越均匀。 答案：错误9.如果钢材具有较好塑性性能，那么钢结构在任何下就不会因偶然或局部超载而发生突然断裂 答案：错误 简答题1、计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用几种强度计算准则？并简述各准则的内容。我国钢结构规范对于一般构件采用哪一准则作为强度极限？答案： 计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用三种强度计
20、算准则。（1）截面边缘纤维屈服准则： 当构件受力最大截面边缘处的最大应力达到屈服时，即认为构件达到了强度极。（2）全截面屈服准则： 这一准则以构件最大受力截面形成塑性铰为强度极限。（3）部分发展塑性准则： 这一准则以构件最大受力截面的部分受压区和受拉区进入塑性为强度极限。 我国钢结构规范对于一般构件采用部分发展塑性准则作为强度极限。2.、简述普通螺栓连接传递外力方式及其五种破坏形式。答案：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。3、螺栓连接的五种破坏形式为：答案：（1）螺栓杆剪断；（2）孔壁挤压；（3）钢板被拉断；（4）钢板剪断；（5）螺栓杆弯曲4 简述焊接残余应力对结
21、构性能的影响。答案：（1）对结构静力强度的影响：不影响结构的静力强度；（2）对结构刚度的影响：残余应力使构件的变形增大，刚度降低；（3）对压杆稳定的影响：焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小，从而必定降低其稳定承载能力；（4）对低温冷脆的影响：在低温下使裂纹容易发生和发展，加速构件的脆性破坏；（5）对疲劳强度的影响：焊接残余应力对疲劳强度有不利的影响，原因就在于焊缝及其近旁的高额残余拉应力。5、简述钢结构的主要特点及钢材选用需考虑的主要因素。答案：建筑钢材强度高，塑性、韧性好；钢结构的质量轻；材质均匀，其实际受力情况和力学计算的假定比较符合；钢结构制作简便，施工工期短；钢结构的密闭性较好；钢结构的
22、耐腐蚀性较差；钢材耐热但不耐火；钢结构在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂。选用钢材通常考虑的因素有：结构的重要性； 荷载特征； 连接方法； 结构的工作环境温度；结构的受力性质。6、建筑钢材主要有哪五个机械性能指标？分别由什么试验确定？答案：建筑钢材的主要机械性能指标有：屈服点fy，通过一次静力单向拉伸试验确定； 抗拉强度fu，通过一次静力单向拉伸试验确定；伸长率5(10)，通过一次静力单向拉伸试验确定；180o冷弯性能，通过冷弯试验确定； 冲击韧性，通过冲击试验确定。7、简述影响钢梁整体稳定的主要因素，并分析压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同。答案：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。局部稳定性属于平板稳定问题，应该应用薄板稳定理论，通过限制翼缘和腹板的宽厚比所保证的。确定限值的原则：组成构件的板件的局部失稳应不先于构件的整体稳定失稳，或者两者等稳。轴心受压构件中，板件处于均匀受压状态；压弯构件中，板件处于多种应力状态下，其影响因素有板件的形状和尺寸、支承情况和应力状况（弯曲正应力、剪应力、局部压应力等的单独作用和各种应力的联合作用），弹性或弹塑性性能，同时还有在腹板屈曲后强度的利用问题。11