钢结构设计原理

11《钢结构设计原理》试卷1．钢材的抗剪强度设计值vf与钢材抗拉强度设计值f的关系为（C）A．ffv3B．ffv3C．3/ffvD．3/ffv2．在三向应力状态下，钢材转入塑性状态的综合强度指标称为（D）A．设计应力B．计算应力C．容许应力D．折算应力3．钢材的标准应力-应变曲线是通过下列哪项试验得到的?（B）A．冷弯试验B．单向拉伸试验C．冲击韧性试验D．疲劳试验4．钢结构焊接常采用E43xx型焊条，其中43表示（A）A．熔敷金属抗拉强度最小值B．焊条药皮的编号C．焊条所需的电源电压D．焊条编号，无具体意义5．钢材的疲劳强度与下列哪一项没有．．明显关系?（B）A．荷载作用的应力幅值B．钢材的静力强度C．构件或连接的构造情况D．循环荷载重复的次数6．下列哪种元素含量的提高会增加钢材的强度和抗锈蚀能力，但却会严重地降低钢材的塑性、韧性和可焊性，特别是在温度较低时会促使钢材发生冷脆现象（B）A．硫B．磷C．硅D．锰7．在焊接施工过程中，应该采取措施尽量减小残余应力和残余变形的发生，下列哪一项措施是错误．．的?（A）A．直焊缝的分段焊接B．焊件的预热处理C．焊接后进行退火处理D．加强板边约束，阻止被焊接板件变形的发生8．在如图所示的普通螺栓连接中，受力最大的螺栓所在的位置为（A）A．(a)B．(b)C．(c)D．(d)229．当沿受力方向的连接长度l115d0时(d0为孔径)，螺栓的抗剪和承压承载力设计值应予以降低，以防止（B）A．中部螺栓提前破坏B．端部螺栓提前破坏C．螺栓受弯破坏D．螺栓连接的变形过大10.T形连接中直角角焊缝的最小焊脚尺寸hfmin=1.52t，最大焊脚尺寸hfmax=1.2t1，式中的t1和t2分别为（C）A.t1为腹板厚度，t2为翼缘厚度B.t1为翼缘厚度，t2为腹板厚度C.t1为较小的被连接板件的厚度，t2为较大的被连接板件的厚度D.t1为较大的被连接板件的厚度，t2为较小的被连接板件的厚度11、钢结构设计中，对下列哪一项内容需按正常使用极限状态进行验算（）A.构件的变形B.构件的强度C.构件的疲劳强度D.构件的整体稳定12、对于普通螺栓连接，限制端距e≥2d0的目的是为了避免（）A.螺栓杆受剪破坏B.板件被拉断破坏C.板件受挤压破坏D.板件端部冲剪破坏得分二、填空题1、对于没有明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为时所对应的应力作为假想屈服点，也称为条件屈服点。2、动力荷载作用下钢材抵抗脆性破坏的性能指标为3、钢材经过冷加工后，其强度和硬度会有所提高，却降低了塑性和韧性，这种现象称为钢材的。4、钢梁强度计算一般包括__________、__________、__________、__________四个方面。5、钢材牌号Q235－BF,其中235表示__________,B表示__________,F表示__________。三、简答题1.简述钢材塑性破坏的特征和意义。1、塑性破坏的主要特征是：破坏前具有较大的塑性变形，常在钢材表面出现明显的相互垂直交错的锈迹剥落线。只有当构件中的应力达到抗拉强度后才会发生破坏，破坏后的断口呈纤维状，色泽发暗。由于塑性破坏前总有较大的塑性变形发生，且变形持续时间较长，容易被发33现和抢修加固，因此不至发生严重后果。钢材塑性破坏前的较大塑性变形能力，可以实现构件和结构中的内力重分布，钢结构的塑性设计就是建立在这种足够的塑性变形能力上。2、影响钢材机械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影响？2、主要的影响因素有：1）化学成分的影响：影响较大的几种化学成分为C、Si、Mn、S、P、O,其中碳素结构钢中则是铁以外的最主要元素，碳是形成钢材强度的主要成分，随着含碳量的提高，钢的强度逐渐增高，而塑性和韧性下降，冷弯性能、焊接性能和抗锈蚀性能等也变劣。Si、Mn为有益元素，在普通碳素钢中，它们是脱氧剂，可提高钢材强度。S、P、O为有害元素，S可能引发刚才热脆，P可能引发刚才冷脆，氧与硫类似使钢热脆。2）钢材的硬化钢材的硬化有三种情况：时效硬化、冷作硬化（或应变硬化）和应变时效硬化，钢材的硬化使钢材的强度提高，而塑性和韧性下降。3）应力集中的影响应力集中主要友构件的截面突变引起，严重的应力集中，能引起钢材脆性破坏，在进行钢结构设计时，应尽量使构件和连接节点的形状和构造合理，防止截面的突然改变。4）残余应力的影响残余应力对构件的静力强度不会产生影响，但它降低构件的刚度与稳定承载力，在进行钢结构的焊接构造设计和施工时，应尽量减少焊接残余应力。3、什么是格构式轴心受压构件的换算长细比？3、在轴心受压构件的整体稳定计算中，按临界应力相等的原则，将格构式构件换算为实腹式构件进行计算时对应的长细比或将弯纽及扭转失稳换算为弯曲失稳时采用的长细比。4.承压型高强螺栓和摩擦型高强螺栓承受剪力作用时在传力和螺栓的验算上有什么区别？4、承压型高强螺栓承受剪力作用时螺栓直接承受剪力，需验算螺栓的受剪和承压承载能力。摩擦型高强螺栓承受剪力作用时螺栓不直接承受剪力，需验算螺栓的受剪承载能力。44四计算题1、图示为摩擦型高强螺栓的对接接头，钢板材料为Q235B，用8.8级高强螺栓M20，孔径为21.5mm，预拉力P=110kN，接触面喷砂处理μ=0.45，求接头所能承受的最大拉力N?(12分)1、解：1．确定摩擦型高强度螺栓所能承受的最大轴心力设计1024015323lmmdmm故取1.0。单个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值：0.910.90.45211089.1bvfNnPKN故1689.11425.6bvNnNKN……………..(4分)2．构件所能承受的最大轴心力毛截面：341018215101586.7NAfKN……………..(2分)Ⅰ-Ⅰ截面：41018421.5185832nAKN'1410.510.50.87516nNNNNn由`NfA得3583221510/0.8751433NKN由此可见，接头所能承受的最大轴心力设计值为max1425.6NKN。……………..(6分)2、验算图示承受静力荷载的连接中脚焊缝的强度。2/160mmNfwf，其他条件如图所示。无引弧板。（12分）55360200N=200KN8第1题图（设计值）2、解：kNVkNmM200402.02002262/08.1818236087.02104067.026mmNLhMwff23/91.518236087.02102007.02mmNLhVwff…………..(6分)222222/160/24.15791.51)22.1/08.181()22.1/(mmNfmmNwfff…………..(6分)3.简支梁受力及支承如图所示，荷载标准值P=180kN，分项系数1.4，不计自重，Q235钢，fy=235N/mm2。（16分）1）验算该梁的强度。2）如不需验算该梁的整体稳定，问需设几道侧向支承？3设强轴为x轴。（1）强度验算66…………..(6分)最大正应力强度验算：因为翼缘所以可以考虑部分塑性。…………..(1分)最大剪应力强度验算：…………..(2分)腹板与翼缘交界处折算应力验算：………..(1分)………..(2分)………..(1分)所以强度均满足。（2）整体稳定性保证如不需验算梁的整体稳定性，则需受压翼缘自由长度与其宽度的比满足要求：所以在梁跨中设一道侧向支承点就能保证梁的整体稳定性。……..(3分)