钢结构综合练习题.pdf

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1、试题 A (一) 填空题（ 15 230 分） 1、 牌号为 Q235AF 的钢材“ 235”表示 _屈服点强度为235 N/mm 2_“A”表示 _质量等 级为 A 级_“F”表示 _沸腾钢 _。 2、 扎制钢材的压缩比越大，扎制次数越多， 钢材质量越 _好_， 屈服点越 _高_。 3、 普通螺栓连接计算中，受剪螺栓考虑的两种破坏情况为_螺栓杆被剪坏_ 和 _孔壁 挤压破坏 _。 4、 实腹式偏心受压构件的整体稳定，包括 _弯矩作用平面内_稳定和 _弯矩作用平面外_ 的稳定。 5、 对于梁局部稳定的考虑，规范对受压翼缘采用_限制高厚比 _来控制，对于腹板根据 其高厚比采用 _设置加劲肋 _来

2、控制。 6、 f NNW M A N Exxx xmx x )/8.01( 1 用来验算 _弯矩作用面内的整体稳定_，其中 x 表示 _绕强轴的轴心受压整体稳定系数_， mx表示 _弯矩等效系数 _， x W 1 表示 _绕强 轴受压翼缘处抵抗矩_。 7、 结构的极限状态有两种，一种是_承载能力极限状态_，另一种是_正常使用极限 状态 _ 8、 钢材在低温下，强度_增加 _，塑性 _变差 _，冲击韧性 _降低 _。 9、 角焊缝连接计算中，直角角焊缝的假定破坏面发生在_45 度斜 _截面上。 10、当_设置引弧板 _时，认为对接焊缝的计算长度等于焊缝的几何长度。 11、计算梁的刚度时，荷载应采

3、用_标准值 _。 12、用作钢结构的钢材必须符合以下三方面要求：_较高强度 _，_较好塑性 _，_良 好加工性能 _。 13、长细比较小的十字形截面轴心受压杆易发生_扭转 _变形。单轴对称截面轴心压 杆绕非对称轴易发生_弯曲 _变形，绕对称轴易发生_弯扭 _变形。 14、截面形状系数是_塑性抵抗矩 _与_弹性抵抗矩 _的比值。 15、钢材的韧性可以根据冷脆转变温度的高低来评价，该温度越 _低_，钢材韧性越 好。 16、轴心压杆整体失稳的形态有三种：_弯曲失稳 _、_弯扭失稳 _和 _扭转失稳 _。 17、截面塑性抵抗矩与弹性抵抗矩的比值称为截面_塑性发展（形状） _系数 (二) 单项选择题（6

4、212 分） 1、 在常温和静载作用下，焊接残余应力对下列哪一项无影响_A_。 A 强度B 刚度C 低温冷脆D 疲劳强度 2、 钢材中的主要有害元素是_C_。 A 硫、磷、碳、锰B 硫、磷、硅、锰 C 硫、磷、氧、氮D 氧、氮、硅、锰 3、 摩擦型高强螺栓连接的轴心拉杆的强度公式为 f A N n ，N与杆件所受拉力 N相比 _A_。 A 前者小B 两者相等C 前者大D 视具体情况而定 4、 摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓的主要区别是_C_。 A 施加预拉力的大小和方法不同B 所采用的材料不同 C 破坏时的极限状态不同D 接触面的处理方式不同 5、 选择轴心受力杆件的截面时，应注意选用_D_的

5、角钢 A 肢窄而厚B 肢窄而薄C 肢宽而厚D 肢宽而薄 6、 梁的整体稳定与下列_C_无关。 A 梁的侧向抗弯刚度和抗扭刚度B 梁受压翼缘的自由长度 C 梁的加劲肋的设置D 荷载作用位置 7、 钢结构与实际受力情况和工程力学计算结果_A_。 A 比较符合B 完全不同C 完全相同D 相差较大 8、 应力集中越严重，钢材_C_。 A 变形越大B 强度越低C 变得越脆D 弹塑性越高 9、 摩擦型高强度螺栓抗剪时依靠_C_承载。 A 螺栓的预应力B 螺栓杆的抗剪C 板件间的摩阻力D 孔壁承压 10、当剪应力等于_A_ y f 时，受剪作用的钢材将转入塑性工作状态 A 3/1 B 2/1 C 3 D 2

6、 11、钢结构与实际受力情况和工程力学计算结果_A_。 A 比较符合B 完全不同C 完全相同D 相差较大 12、钢材脆性变形的特点是_A_。 A 变形很小B 强度较大C 无变形 13、摩擦型高强度螺栓抗剪时依靠_C_承载。 A 螺栓的预应力B 螺栓杆的抗剪C 板件间的摩阻力D 孔壁承压 14、格构式柱截面的虚轴是指_D_的主轴 A 与缀材平面平行B 虚设的C 穿过肢件腹板D 与缀材平面垂直 15、压弯构件在弯矩作用面外的失稳是_A_。 A 弯扭屈曲B 弹性屈曲C 扭转屈曲D 弯曲屈曲 (三) 判断题（ 5210 分） ( F ) 1、钢材的韧性与冷脆转变温度的关系是：冷脆转变温度越高，韧性越好

7、。 （ T ）2、轴心受拉构件一般只需计算强度和刚度。 （ T ）3、塑性抵抗矩与弹性抵抗矩的比值称为截面形状系数。 （ F ）4、压弯构件在弯矩作用面外的失稳是弯曲失稳。 （ F ）5、因为疲劳属于承载能力极限状态，所以疲劳强度计算采用荷载设计值计算。 ( F ) 6、钢材在复杂应力状态下，当三个方向的主应力均为拉应力且数值相近时，钢材 容易屈服。 （ T ）7、影响钢材性能的因素有化学成分、冶炼、扎制和热处理等。 （ T ）8、轴压杆屈曲时存在弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲三种形式。 （ F ）9、塑性抵抗矩与弹性抵抗矩的比值称为截面塑性发展系数。 （ T ）10、能保持梁整体稳定的最小弯矩

8、称为临界弯矩。 （ F ）11、压（拉）弯构件以受力最不利截面出现塑性铰作为强度计算的依据。 ( F ) 12、疲劳强度计算采用荷载标准值计算是因为疲劳属于正常使用极限状态。 ( F ）13、实腹式杆件的整体稳定的临界力考虑了剪切变形的影响。 （ F ）14、计算梁的刚度时荷载应采用设计值。 （ T ）15、轴心受力构件的失稳形态与其截面形式有密切关系。 （ F ）16、轴心受拉构件的刚度用长细比来控制。 (四) 计算题（ 48 分） （请务必写清楚计算过 程） 1、如图所示，角钢和节点板采用焊缝连 接， N 667kN，为设计值，节点板厚 10mm， （ 2 /160mmNf w f 2 /

9、215mmNf w c ， 2 /185mmNf w t 。 ） f h 8mm。内力 分配系数K1=0.7 ，K2=0.3 。 （1）若为双角 钢连接，试确定焊缝长度。 （2）若为单角钢 连接，请指出与双角钢连接计算的不同之 处。 （20 分） 2、如图所示缀条柱， 轴 心 压 力 设 计 值 为 1000kN， lll oyox 6m。柱肢 截面为 2 25a，缀条截面 为 45 4 ， 钢 材 2 /215mmNf 。 验算 该柱子的整体稳定。 查型钢表得 25a 的截面 特性： A=34.9cm 2，cmi y 82.9 ， 4 1 175cmI ， cmZ07.2 0 45 4 的截

10、面特性： 2 1 49.3cmA 。 （28 分） 附表：轴心受压构件的整体稳定系数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 0.899 0.895 0.891 0.887 0.882 0.878 0.874 0.870 0.865 0.861 50 0.856 0.852 0.847 0.842 0.838 0.833 0.828 0.823 0.818 0.813 60 0.807 0.802 0.797 0.791 0.786 0.780 0.774 0.769 0.763 0.757 70 0.751 0.745 0.739 0.732 0.726 0.720 0.714 0.7

11、07 0.701 0.694 1、 解（ 1）N 1= Nk1 =0.7667=466.9kN N 2= Nk2 =0.3667=200.1kN 肢背 mm fh N l w ff w 261 16087 .02 109.466 7.0 3 1 1 肢尖 mm fh N l w ff w 112 16087.02 101.200 7.0 3 2 2 实际施焊长度：肢背 fw hl2 1 26116 277mm 肢尖 fwhl22 11216 128mm （2）若是单角钢连接，则焊缝强度设计值应折减，乘以0.85 的系数。 强度满足要求 2、解 mmiy2 .981.61 y 47 10943.

12、7mmIxmmix7.1062.56 x ox58.6 查表得0.801 A N =178.9N/mm 2 f =215N/mm 2 格构柱整体稳定能够保证。 3、图示一围焊缝连接，已知e=80mm，x=60mm， 1 l 200mm， 2 l =300mm，计算时不考 虑长度的减少，焊角尺寸 f h =8mm， w f f 160N/mm 2，静载 F370kN。试验算该连接是否 安全。 4、图示简支梁，不计自重，Q235 钢，不考虑塑性发展，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷 载设计值为45kN/m ，荷载分项系数为1.4， f =215 N/mm 2。问是否满足正应力强度及刚度 要求，并判断

13、是否需要进行梁的整体稳定验算。 已知： 250/ lw ，x EI ql w 384 5 4 ，E=2.06105 N/mm 2。 3、解 N=370kN T=29600kN.mm 截面特性计算 2 3920mmAw 47 1 03.6mmIx 47 1071. 1mmI y A 点为最危险点 N 在 A 点产生的 2 /4.94mmN N f ， T 在 A 点产生的 2 /4 .55mmN T f 2 /7.51mmN T f 带入强度条件：155.7 N/mm 2 w f f 160N/mm 2 连接安全。 4、解 (1)正应力强度验算M=202.5kN.m 4 27841cmI x 3

14、 1 0 7 1 cmWx 2 max /1.189mmN f =215 N/mm 2 （2）刚度验算 mmwmmw245 .9 （3）整体稳定性验算 不必进行 5、图示连接受集中静力荷载P=100kN 的作用。被连接构件由Q235 钢材制成，焊条为E43 型。已知焊脚尺寸 f h =8mm， w f f 160N/mm 2，试验算连接焊缝的强度能否满足要求。施 焊时不用引弧板。(20 分) 6、验算图示轴心受压双肢缀条格构柱的整体稳定：轴心压力设计值为N=1100kN ， oyox ll 5.6m， 钢材为 Q345，f=315 N/mm 2， 柱肢用20a。 单肢的 A=2883 mm2，

15、 1y I =17.8 10 6mm4， 1x I =1.2810 6mm4， 0 z =20.1mm，缀条用 454：A1=348.6 mm 2，柱截面对 x， y 轴，皆属b 类截面。（28 分） Q345 钢 b 类截面轴心受压构件的稳定系数表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 60 0.743 0.727 0.719 0.711 0.704 0.696 0.688 0.680 0.672 0.664 70 0.656 0.648 0.640 0.632 0.623 0.615 0.607 0.599 0.591 0.583 5、解 V=100kN M=30000kN.mm 2 /

16、9.22mmNf ， 2 /7.105mmNf 带入强度条件：89.6 N/mm 2 w f f 160N/mm 2 强度满足要求 6、解 mmiy6.783.71 y 47 10937.3mmIxmmix63.828 .67 x ox69.4 查表得0.645 A N =295.8N/mm 2 f =315 N/mm 2 格构柱整体稳定能够保证 7、如图所示一牛腿用C 级螺栓连接于 钢柱上，牛腿下有一支托板。钢材为 Q235, f 215 2 / mmN。螺栓采用 M20， e d 17.6545mm。栓距 70mm。 荷载 V=100kN ，N120kN。验算螺栓 强度。 2 /140 m

17、mNf b v ， 2 /305mmNf b c ， 2 /305mmNf b c （ 24 分） 8、如图所示缀板柱，轴心压 力设计值为1000kN， lll oyox 6m。柱肢截面为 2 25a ， 缀 板 尺 寸 为 ： d 180mm，t=8mm ， 1 l 750mm ，钢 材 2 /215mmNf 。验算该柱 子的整体稳定。 查型钢表得 25a 的截面特性： A=34.9cm 2 ， cmiy82.9 ， 4 1 175cmI ， cmZ07.2 0 （24 分） 附表：轴心受压构件的整体稳定 系数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 0.899 0.895 0.891

18、 0.887 0.882 0.878 0.874 0.870 0.865 0.861 50 0.856 0.852 0.847 0.842 0.838 0.833 0.828 0.823 0.818 0.813 60 0.807 0.802 0.797 0.791 0.786 0.780 0.774 0.769 0.763 0.757 70 0.751 0.745 0.739 0.732 0.726 0.720 0.714 0.707 0.701 0.694 7、解剪力由承托承担，则为拉力螺栓 单个螺栓抗拉承载力设计值: Nf d N b t eb t 41615 4 2 M=20kN m 判断大小偏心： 016571 )14070(4 1401020 10 10120 22 63 2 1 min N y My n N N i 为大偏心： NNN4161535048 )28021014070(2 280)140101201020( 2222 36 max 安全 8、解 mmiy2.981.61 y 47 10943.7mmIxmmix7.1062.56 x 133.5 ox65.4 查表得0.778 A N =184.1N/mm 2 f =215N/mm 2 格构柱整体稳定能够保证。