钢结构考试题及答案

一、填空题：1、承受动力荷载作用的钢结构,应选用（综合性能好）的钢材。2、钢材中磷的含量过多，将使钢材出现（热脆）现象。3、钢材牌号Q235－BF,其中235表示（fy=235Mpa）,B表示（质量等级B级）,F表示（沸腾钢）。4、采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用（E50）焊条5、轴心受压构件的承载能力极限状态有（强度）和（稳定）。6、双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是（弯曲）屈曲。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（支承加劲肋）。8、焊接工字形梁腹板高厚比ywfth2351700时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置（横向加劲肋）和（纵向加劲肋）。9、工字形截面组合梁的抗弯强度计算考虑部分截面发展塑性时,其受压件翼缘板的外伸宽度应满足。10、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制（挠度,受拉）,受压构件要限制（长细比）。二、单项选择题：1、体现钢材塑性性能的指标是（C）A屈服点B强屈比C延伸率D抗拉强度2、在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（B）的典型特征A脆性破坏B塑性破坏C强度破坏D失稳破坏3、同类钢种的钢板,厚度越大（A）A、强度越低B、塑性越好C、韧性越好D、内疗构造缺陷越少4、钢材的冷弯试验是判别钢材（C）的指标。A强度B塑性C塑性及冶金质量D韧性及可焊性5、钢材的强度指标是（C）。A延伸率B韧性指标C屈服点D冷弯性能6、钢结构具有良好的抗震性能是因为（C）。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7、钢材经历了应变硬化应变强化之后（A）。A强度提高B塑性提高C冷弯性能提高D可焊性提高8、下列因素中，（A）与钢构件发生脆性破坏无直接关系。A钢材屈服点的大小B钢材含碳量C负温环境D应力集中9产生焊接残余应力的主要因素之一是（C）A.钢材的塑性太低B.钢材的弹性模量太大C.焊接时热量分布不均匀D.焊缝的厚度太小10、摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠（C）A栓杆的预拉力B栓杆的抗剪能力C被连接板件间的摩擦力D栓杆被连接板件间的挤压力11、下列梁不必验算整体稳定的是（d）A焊接工字形截面B箱形截面梁C型钢梁D有刚性铺板的梁12、对直接承受动荷载的钢梁，其工作阶段为（A）A、弹性阶段B弹塑性阶段C塑性阶段D、强化阶段13、受弯构件的整体失稳是（C）屈曲。A、弯曲B、扭转C、弯扭D、A、B、C都不正确14、压弯构件在弯矩作用平面外，发生屈曲的形式是（C）。A弯曲屈曲B扭转屈曲C弯扭屈曲D三种屈曲均可能15、板件的宽厚比加大,其临界应力(B)。A、提高B、降低C、不变D、没关系、三、简答题1、作为结构工程师检验钢材性能指标时，至少要求了解哪几项指标？解：fy、fu、δ2、列举三种容易引起钢材变“脆”的因素解：影响钢材脆性的主要因素是钢材中硫和磷的含量问题，在高温时，硫使钢变脆，称热脆，在低温时，磷使钢变脆，称冷脆。氧和氮全是钢中的有害杂质，氧的作用和硫类似，氮的作用和磷类似。3、字形截面梁上设有一动力装置，在某点的最大拉应力为150Mpa，最大压应力为150Mpa，问计算疲劳强度时，该点的应力幅为多大？解：△σ=σmax-σmin=150-(-150)=300Mpa该点的应力幅为300Mpa4、一承受静力拉抻搭接连接，采用普通焊接，问图示焊接布置和构造有何不合理之处。5、假定轴压构件A的最大长细比为100，而轴压构件B的最大长细比为150，能否判定哪一根构件的整体稳定承载力高？说明原因。解：不能判定哪一根构件的整体稳定承载力高原因：N=φ.f.Aφ→abcd除了长细比之外，还有截面形式，截面类型、钢材种类，钢材的强度有关系一、填空题：(每空1分，共22分)1、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ－2002）推荐使用碳当量(或CE)来衡量低合金钢的焊接性能。2、硫、磷、氮、氧和氢均为有害元素，其中磷和氮易引起钢材的低温冷脆。3、影响结构疲劳寿命的最主要因素是构造状态、循环荷载和循环次数。4、钢材的机械性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、Z向收缩率和冲击韧性。5、主要焊接结构不能采用Q235A级钢，因含碳量不作交货条件，无法保证含碳量。6、将一块Q235B级钢板与Q345B级钢板通过焊接进行连接时，宜选择E43型焊条。7、«钢结构设计规范»（GB50017－2003）规定：质量属于三级的焊缝，焊缝的抗拉设计强度等于母材抗拉设计强度的0.85倍。8、单轴对称的T形截面轴心受压构件，绕对称轴失稳时易发生弯扭失稳，绕非对称轴时易发生弯曲失稳。9、轴心受压构件失稳时可能绕两主轴屈曲，设计时应遵循等稳定原则，如进行梯形钢屋架设计时屋架端斜杆应采用不等边角钢长肢相连的截面型式。10、在轴心受压构件中，确定箱形截面板件满足局部稳定的宽（高）厚比限值的原则是构件应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不低于屈服应力，或不先于屈服），确定工字形截面确定板件宽（高）厚比限值的原则是构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不低于整体屈曲临界应力或等稳定或不先于整体失稳）。11、荷载作用点的位置对梁的整体稳定有影响，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性将降低。12、某梯形钢屋架，下弦支座处应设置刚性系杆，该系杆需要按受压杆设计。13、某工字形组合截面简支梁，若腹板的高厚比为100，应设置横向加劲肋，若腹板高厚比为210，应设置纵向加劲肋。模拟试题参考答案（一）填空题：1、钢材重量轻而强度高，塑性和韧性好，钢结构的耐热性好但防火性差。2、对于一般钢排架和框架结构，由于很难区分产生最大效应的可变荷载，荷载组合系数ψ取0.85。3、衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率；4、冷作硬化提高了钢材的屈服强度；降低了钢材的塑性和韧性；5、钢材发生疲劳破坏的先决条件是形成裂缝；6、焊接结构在低温下容易发生脆断；7、焊接16Mn钢时，应采用Ｅ50××焊条；8、工程中采用的10.9级螺栓属于高强度螺栓，等级代号中的“10”表示螺栓材料的最低抗拉强度fu=1000N/mm2，“.9”表示螺栓材料屈强比为0.9；9、轴压构件腹板局部稳定的保证条件是h0／tw不大于某一限值，此限值和钢材的屈服强度有关，与压杆的最大长细比有关；10、在钢梁抗弯强度计算中规定了截面塑性发展系数的限值，而不是完全按塑性铰来设计，这既能充分利用材料的强度性能，又能避免梁的变形过大而影响梁的正常使用；11、梁的腹板的主要作用是抗剪；12、当梁的整体稳定系数φb大于0.6时，需用φ'b代替φb，它表明钢梁已经进入弹塑性阶段；13、弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件，其弯矩作用平面外的__整体稳定__可不必验算，但必须计算单肢的稳定性；14、钢屋盖系统中，柔性系杆只能承受拉力，不能承受压力。15、组合梁是指钢梁和所支承的钢筋混凝土板组成的一个整体而共同抗弯的构件。（二）判断题：（请在题号前的括号内作记号，正确的记“√”，错误的记“×”）（√）1、钢构件的疲劳破坏，实质上是构件上或构件连接处的微观裂纹与缺陷在连续重复荷载的作用下不断扩展直至断裂破坏的过程。（√）２、按正常使用极限状态计算时，受弯构件要限制挠度，受拉、受压构件要限制长细比；（√）3、侧面角焊缝主要承受剪应力；（√）4、当焊缝质量为三级时，对接焊缝的抗拉强度通常只能达到焊件母材抗拉强度的0.85倍；（×）5、对于轴心受压构件，承载能力极限状态只包括强度计算；（√）6、材料的屈服点变化对压杆的弹性屈曲承载力影响不大；（×）7、保证梁的整体稳定的主要措施是在梁的腹板上设置横向加劲肋和纵向加劲肋；（√）8、实腹式轴心受压柱的组成板件的局部稳定必须得到保证，它也属于承载力极限状态的一部分；（√）9、轴心受压柱的柱脚一般由靴梁、底板和锚拴等组成；（√）10、对于直接承受动力荷载的梁，不能考虑截面的塑性发展，按弹性设计；（×）11、对于任何实腹式构件来说，只要组成板件的局部稳定得到满足，就不会出现整体失稳；（√）12、对于偏心在实轴上的格构式偏心受压构件，不必验算其弯矩作用平面外的整体稳定，但应验算单肢的稳定性；（√）13、对于无檩屋盖体系可不设钢屋架上弦的横向水平支撑；（√）14、在设计钢结构时，必须全面考虑制造、运输和安装等条件；（√）15、钢管混凝土是指在钢管中浇灌混凝土的构件。（三）、简答题：〖解〗1、肢背与肢尖焊缝所受内力：N1=k1N=0.7×600=420（kN）N2=k2N=0.3×600=180（kN）2、所需有效焊缝长度：lw1=N1/（2heffw）=420000/（2×0.7×8×160）=234（mm）lw2=N2/（2heffw）=180000/（2×0.7×8×160）=100（mm）3、角焊缝实际长度应为：l1≥lw1+10=234+10=244mm取l1=250mm；l2≥lw2+10=100+10=110mm取l2=110mm；1、简述钢结构的特点及其应用范围。（钢结构的8大特点和8个方面的合理应用范围参见教材P2—5）2、角焊缝构造中对最大焊脚尺寸和最小焊脚尺寸有哪些限制？（详见教材P45--46）3、简述焊接残余应力和残余变形产生的原因。（产生纵向焊接残余应力和变形的三个原因详见教材P54。产生横向残余应力的主要原因见教材P55）4、高强螺栓连接有哪两种类型？各自传力的机理有何不同？（详见教材P32）5、钢结构制造有哪些工序？（钢结构制造的各工序参见教材P259--263）6、简述冷弯薄壁型钢结构的特点。（详见教材P264--265）（四）、计算题：1、根据图示条件，计算该节点角焊缝长度。（采用两侧面焊缝）已知条件：N=600KN(静力荷载)ffw＝160N/mm2hf＝8mm,k1＝0.7,k2＝0.3节点板厚12mm2L100x12N2L100x122、试验算下图所示搭接接头的连接强度。连接钢板为－250×12，钢材为Q235（A3），采用M20的8.8集高强度螺栓，孔经22mm。其余条件见图中所示。（钢板表面为喷砂后生赤锈，μ=0.45）N=500KNN=500KNN=500KNN=500KN〖解〗：查表3—3，可知：P=110KNl1=4×80=320mm15do=330mmβ=1钢板表面为喷砂后生赤锈，μ=0.45Nvb=0.9×1×0.45×110KN=44.55KNN=500KNnNvb=15×44.55=668.25KN满足螺栓抗剪承载力要求。钢板净截面承载力验算：σ=N’/An=[N(1－0.5n1/n)]/An=500×103(1－0.5·3/15)/[(250－3×22)×12]=203.8N/mm2f连接钢板净截面承载力满足要求。3、某钢屋架中一轴心受压杆，Ｎ＝1200KN，l0x=1500mm，l0y=4500mm，采用两根Ｌ160×100×14角钢，短边相连，组成Ｔ形截面，节点板厚12mm，钢材为Ｑ235，（f=215N/mm2）。试验算该杆是否满足强度、稳定性和刚度要求。（截面如下图所示）〖解〗1、构件截面几何性质：查教材附表3—3，可得惯性半径：iy=4.63cmix=3.03cm2L100x12截面面积：A=22.8×2=45.6cm22、刚度验算：已知：l0x=1500mm=150cm;l0y=4500mm=450cmλx=lox/ix=150/3.03=49.5[λ]=150满足刚度要求。λy=loy/iy=450/4.63=97.2[λ]=150满足刚度要求。3、稳定性验算：本构件属于b类，按λy=97.2查表得φy=0.477N/φyA=1200000/（0.477×45.6×102）=551.7N/mm2f不满足稳定性要求。4、强度验算：N/A=1200000/45.6×102=263N/mm2f不满足强度要求。4、某工作平台采用普遍工字钢简支梁，梁的跨度为4.0m，间距为2.5m，平台上承受均布永久荷载标准值2.0KN/m（不含梁的自重），均布可变荷载（均为静载）4.5KN/m，该梁