钢结构期末考试B卷试题及答案

西南科技大学应用技术学院成教（2009/2010）学年第一学期试题单（B卷）课程名称：专业班级：命题教师：刘兵学生姓名：学号：成绩：考试时间：月日闭卷一、选择题（每题2分，共,20分）1.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2、钢材的设计强度是根据（）确定的。A、比例极限；B、弹性极限；C、屈服强度；D、极限强度。3.钢结构的承载能力极限状态是指（）A.结构发生剧烈振动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4、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。5.钢材的抗拉强度fu与屈服点fy之比fu/fy反映的是钢材的）（）A.强度储备B.弹塑性阶段的承载能力C.塑性变形能力D.强化阶段的承载能力6、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、冲击韧性；B、冷弯试验；C、化学成分；D、伸长率。7.钢号Q345A中的345表示钢材的（）A.fp值B.fu值C.fy值D.fvy值8、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9.梁整体失稳的方式为（）A.弯曲失稳B.剪切失稳C.扭转失稳D.弯扭失稳10、对于直接承受动力荷载的结构，宜采用（）。A、焊接连接；B、普通螺栓连接；C、摩擦型高强度螺栓连接；D、承压型高强度螺栓连二、填空题(每空1分，共20分)1.使钢材在高温下变脆的化学元素是_______。2.钢材加工性能包括_______、_______、_______。3.影响钢材疲劳性能的主要因素有_______、_______和_______。4.在弯矩作用下，摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于_______。5.在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的_______值。6．冷作硬化会改变钢材的性能，将使钢材的_______提高，_______降低。7．在确定实际轴心压杆的稳定承载力，应考虑构件的初始缺陷。初始缺陷是指___________、_______、_______。8．受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为_______、_______。9．_______是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。10.焊接组合梁截面高度h根据_______、_______、_______三方面因素确定。三、简答题（共45分）1.简述钢结构有哪些主要特点。（7分）2.碳素结构钢按质量分为几级？并是怎样划分的？Q235B·b代表的意义是什么？（8分）3.简述梁的整体失稳现象，影响梁临界弯距的主要因素有哪些。（10分）4.简述焊接残余应力对结构性能的影响。（10分）5.为什么采用钢材的屈服点fy作为设计强度标准值?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定?（10分）四、计算题（共15分）1．有一实腹式双轴对称焊接工字形截面轴心受压柱，Q235钢材，翼缘为焰切边，对x,y轴均属于b类截面。截面尺寸为：翼缘板宽b=250mm，厚度为t=12mm,腹板高度为h0=350mm，厚度为tw=10mm，计算长度为lox=12m,loy=4m,承受的轴心压力设计值为1200KN。试对该柱进行验算。(20分)(f=215N/mm2)一、选择题1-5BCCAA6-10CCBDC二、填空题1、OS2、冷加工性能、热加工、热处理3、应力集中、应力幅、应力比、盈利循环4、螺栓群的形心5、设计值6、屈服点、塑性韧性7、初弯曲、荷载偏心、残余应力8、弯曲屈曲侧扭屈曲9、冷弯性能10、最大高度、最小高度、经济高度三、简答题1、答：（1）材料的强度高，塑性和韧性好；（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合；（3）制作简便，施工周期短；（4）质量轻；（5）钢材耐腐蚀性差；（6）钢材耐热，但不耐火；2、答：碳素结构钢按质量分为A、B、C、D四级。其中A级钢材不作冲击韧性要求，冷弯性能在需方有要求时才进行；B、C、D各级钢材均要求冲击韧性值Akv≥27J，且冷弯试验均要求合格，所不同的是三者的试验温度有所不同，B级要求常温（20±5℃）冲击值，C和D级则分别要求0℃和-20℃冲击值。Q235B·b代表屈服强度为235N/mm2，B级，半镇静钢。3、答：梁的截面一般窄而高，弯矩作用在其最大刚度平面内，当荷载较小时，梁的弯曲平衡状态是稳定的。当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内弯曲的同时，将突然发生侧向的弯曲和扭转变形，并丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的整体失稳现象。梁的临界弯矩Mcr主要和梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度、翘曲刚度、梁的截面形状、荷载类型、荷载作用位置以及梁的跨度等有关。4、答：（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、选择屈服点作为结构钢材设计强度标准值是因为：(1)它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理，避免发生破坏；(2)从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大200倍，且抗拉强度与屈服点之比(强屈比)较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为0.2%所对应的应力作为屈服点。四、计算题1.解：(1)构件截面几何特性计算：A=25×1.2×2+35×1.0=95cm2Ix=121［25×37.43-(25-1)×353］=23237cm4Iy=121×2×1.2×253=3125cm4ix=9523237AIx=15.64cmiy=953125AIy=5.74cmλx=64.151200ilxox=76.7λy=74.5400ilyoy=69.7(2)强度验算：因截面无削弱，所以这里无需验算强度。(3)整体稳定性验算：截面对x、y轴弯曲屈曲都属于b类截面，故整体稳定性由绕x轴屈曲控制。由λx=76.7查表得：y=0.70923y1095709.0101200AN=178.2N/mm2f整体稳定性能够保证。(4)局部稳定性验算：翼缘12120tb1=10(10+0.1λ)yf235=10+0.1×76.7=17.67腹板10350thw0=35(25+0.5λ)yf235=25+0.5×76.7=63.35局部稳定性能够保证。