钢结构设计原理试卷葛宇东参考答案及评分标准

第1页，共3页西南交通大学2012－2013学年第(一)学期考试试卷参考答案及评分标准课程代码0171060课程名称钢结构设计原理考试时间120分钟一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。）题号12345678910答案CDBAABBCCA题号11121314151617181920答案CBBABDDBCD二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分。）题号12345答案ACDABCABDEBCDABC三、判断改错题（本大题共5小题，每小题2分，共10分。）1.（√）2.（√）3.（×），改为“强度验算按净截面，稳定验算按毛截面。”4.（×），改为“剪切变形。”5.（×），改为“不必计算整体稳定”四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分。）1.答：1.材料强度高、重量轻；2.钢材材质均匀、可靠性高；3.钢材的塑性和韧性好；4.工业化程度高；5.钢材具有可焊接性；6.密封性好；7.耐热性较好、耐火性差；8.耐锈蚀性差。（以上答出任意六条即可，六条以下少一条扣1分）2.简述钢材塑性破坏和脆性破坏的概念及特征。答：塑性变形很大、经历时间又较长的破坏叫塑性破坏，也称延性破坏。（1分）塑性破坏的特征是构件应力超过屈服点，并达到抗拉极限强度后，构件产生明显的变形并断裂。（1分）它是钢材晶粒中对角面上的剪应力值超过抵抗能力而引起晶粒相对滑移的结果。断口与作用力方向常成450，断口呈纤维状，色泽灰暗而不反光，有时还能看到滑移的痕迹。（1分）钢材几乎不出现塑性变形的突然破坏叫脆性断裂。（1分）脆性破坏在破坏前无明显变形，平均应力小,按材料力学计算的名义应力往往比屈服点低很多。（1分）脆性断裂没有任何预兆，破坏断口平直和呈有光泽的晶粒状。（1分）3.答：其优点是：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面（1分）；制作加工方便，既可手工施焊也可实现自动化操作（1分）；连接的密闭性好，结构刚度大，整体性较好（1分）。其缺点是：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；（1分）焊接残余应力和残余变形使构件受力时变形增加、降低了构件的稳定性（例如，使受压构件承载力降低）（1分）；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆问题较为突出。（1分）4.答：影响实际轴心受压构件的稳定承载力的不利因素有：截面残余应力（1分）、构件初弯曲（1分）和构件的初偏心（1分）。现行钢结构设计规范对轴心受压构件临界力的计算，考虑了杆长千分之一的初挠度（1分），并计入残余应力的影响（1分），根据最大强度理论用数值方法计算构件的稳定承载力（临界力）（1分）。班级学号姓名密封装订线密封装订线密封装订线第2页，共3页5.答：1.受压翼缘梁局部稳定：通过限制板件的宽厚比来保证；（2分）2.梁腹板局部稳定：对承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁，宜考虑腹板屈曲后强度，按规定计算其抗弯和抗剪承载力；（2分）而直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或其他不考虑屈曲后强度的组合梁，则按规定配置加劲肋，并计算各板段的稳定性。（2分）五、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分。）解：该连接为螺栓群受拉、剪共同作用1.将外力向螺栓群形心处简化螺栓群受剪力V=F=100kN螺栓群受弯矩M=Fe=100×0.25=25kN.m2.1号螺栓受力最不利，计算其内力kNnVNv5.128100kNymyMNit5.37)1502502(21501025223213.计算单个螺栓的受拉和受剪承载力kNPnNfbv625.5012545.019.09.0kNPNbt1001258.08.04.验算该连接0.1622.0625.505.121005.37bvvbttNNNN或kNNPnNkNNtfbVV64.31）5.3725.1125（45.019.0）25.1（9.05.12故该连接满足要求。第3页，共3页解：由题意知l0x=12m，l0y=4m，f=310N/mm2一、计算截面几何特征A=2×250×12+350×10=9500mm2482310322951667.21811225021235010mmIx47310125.312250122mmIymmAIixx37.156950010322951667.28mmAIiyy35.57950010125.37刚度验算150][74.7637.15612000xxxil150][75.6935.574000yyyil故构件的刚度满足要求。局部稳定验算翼缘宽厚比：58.14345235)74.761.010(101251251tb腹板高厚比：30.52345235)74.765.025(35103500wth故构件的局部稳定满足要求。因截面无削弱，故承载力不由强度控制而是由整体稳定控制：截面对x轴和y轴均为b类，98.9223534574.76235yf查表得601.0xkNNAfN945.176917699453109500601.0该柱能够承受的轴心压力设计值为1769.945kN。