鋼結(jié)構(gòu)答案 2

1、院、系領(lǐng)導(dǎo)審批并簽名 A卷廣州大學(xué) 20102011 學(xué)年第 1 學(xué)期考試卷課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 考試形式（開(kāi)卷，考試）學(xué)院 土木工程 系 建工 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名_ 題次一二三四五六七八九十總分評(píng)卷人分?jǐn)?shù)10105101040 15100評(píng)分一、 選擇題：（每題1分，共10分）1. 承重結(jié)構(gòu)用鋼材應(yīng)保證的基本力學(xué)性能內(nèi)容應(yīng)是（ c ） a抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率 b抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、冷彎性能 c抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率 d屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能2. 鋼材牌號(hào)Q235、Q345、Q390是根據(jù)材料的_a_進(jìn)行命名。 a 屈服點(diǎn) b 設(shè)計(jì)強(qiáng)度 c 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 d 含碳量3. 在鋼材所含化學(xué)元素

2、中，均為有害雜質(zhì)的一組是_ c _。 a 碳 磷 硅 b 硫 磷 錳 c 硫 氧 氮 d 碳 錳 礬4軸心壓桿整體穩(wěn)定公式的意義為_(kāi)d_。 a 截面平均應(yīng)力不超過(guò)材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； b 截面最大應(yīng)力不超過(guò)材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； c 截面平均應(yīng)力不超過(guò)構(gòu)件的歐拉臨界應(yīng)力值； d 構(gòu)件軸心壓力設(shè)計(jì)值不超過(guò)構(gòu)件穩(wěn)定極限承載力設(shè)計(jì)值。5. 為提高梁的整體穩(wěn)定性，從用鋼量的角度，經(jīng)濟(jì)的做法是（ d ） a加強(qiáng)兩個(gè)翼緣 b加強(qiáng)受拉翼緣 c 加高腹板 d受壓翼緣設(shè)側(cè)向支承 6. 摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接與承壓型高強(qiáng)度螺栓連接的主要區(qū)別是_d_。 a 摩擦面處理不同 b 材料不同 c 預(yù)拉力不同 d 設(shè)計(jì)計(jì)算不同7單

3、向受彎梁整體失穩(wěn)的方式是（ d ）。 a彎曲失穩(wěn) b扭轉(zhuǎn)失穩(wěn) c剪切失穩(wěn) d彎扭失穩(wěn)8. 計(jì)算梁的（ a ）時(shí)，應(yīng)該采用凈截面的幾何參數(shù)。 a正應(yīng)力 b剪應(yīng)力 c整體穩(wěn)定 d局部穩(wěn)定9. 下列梁不必驗(yàn)算整體穩(wěn)定的是（ d ） a焊接工字形截面 b 箱形截面梁 c型鋼梁 d有剛性鋪板的梁 10. 格構(gòu)軸心受壓柱設(shè)置橫隔的目的是( d )a保證柱截面幾何形狀不變 b 提高柱抗扭剛度 c傳遞必要的剪力 d 上述三種都是二、填空題：（每空1分，共10分）1焊縫缺陷有多種，其中_裂 紋_對(duì)焊縫受力的危害最大。2硫和磷是鋼材中的有害成分，它們降低鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和可焊性能。在高溫時(shí)，含硫量過(guò)大能引起

4、鋼材的_熱 脆_；在低溫時(shí)，含磷量過(guò)大引起鋼材的_冷脆_。3當(dāng)構(gòu)件軸心受壓時(shí)，對(duì)于雙軸對(duì)稱截面，可能產(chǎn)生 彎曲屈曲 ；對(duì)于無(wú)對(duì)稱軸的截面，可能產(chǎn)生 彎扭屈曲 ；對(duì)于單軸對(duì)稱截面，則可能產(chǎn)生 彎扭屈曲 。4角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度不得小于_8hf 和_40mm 。5. 普通螺栓是通過(guò)_栓桿抗剪和板件孔壁承壓_來(lái)傳力的;摩擦型高強(qiáng)螺栓是通過(guò)_擰緊螺栓而產(chǎn)生的連接件間的摩擦力_來(lái)傳力的。三、判斷題：（正確的填“Y”，錯(cuò)誤的填“N”；每題1分，共5分）1.鋼材的沖擊韌性值越大,表示鋼材抵抗脆性斷裂的能力越弱。 ( N )2.荷載作用在上翼緣的梁較荷載作用在下翼緣的梁整體穩(wěn)定承載小。 ( Y )3.當(dāng)其他條

5、件不變時(shí)，減少梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度，可提高梁的整體穩(wěn)定性。 ( Y )4. 對(duì)于摩擦型高強(qiáng)螺栓的抗剪連接，應(yīng)進(jìn)行螺栓抗剪和構(gòu)件抗擠壓的計(jì)算。 ( N )5兩根幾何尺寸完全相同的壓彎構(gòu)件，一根端彎矩使之產(chǎn)生反向曲率，一根產(chǎn)生同向曲率，則前者的穩(wěn)定性比后者的差。 ( N )四、名詞解釋：（每題2.5分，共10分）1疲勞破壞鋼材在循環(huán)荷載作用下，經(jīng)歷一定時(shí)間的損傷積累，構(gòu)件和連接部位出現(xiàn)裂紋，直到最后斷裂破壞,稱為疲勞破壞。 2應(yīng)力集中實(shí)際上鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中存在著孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材內(nèi)部缺陷，此時(shí)構(gòu)件中的應(yīng)力分布將不再保持均勻，而是在某些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，在另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，

6、形成應(yīng)力集中。3實(shí)際軸心受壓構(gòu)件由于構(gòu)造、施工和加載等方面的原因，可能產(chǎn)生一定程度的偶然初偏心。初彎曲和初偏心統(tǒng)稱為幾何缺陷。有幾何缺陷的的軸心受壓構(gòu)件，其側(cè)向撓度從加載開(kāi)始就會(huì)不斷增加，因此構(gòu)件除軸心作用外，還存在因構(gòu)件彎曲產(chǎn)生的彎矩，從而降低了構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。4梁的整體失穩(wěn) 梁在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使梁猶如受壓構(gòu)件和受拉構(gòu)件的組合體。對(duì)于受壓的上翼緣可延剛度較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩(wěn)定的受拉下翼緣對(duì)其提供了此方向連續(xù)的抗彎和抗剪約束，使它不可能在這個(gè)方向上發(fā)生屈曲。當(dāng)外荷載產(chǎn)生的翼緣壓力達(dá)到一定的值時(shí)，翼緣板只能繞自身的強(qiáng)軸發(fā)生平面內(nèi)的屈曲，對(duì)整個(gè)梁來(lái)說(shuō)上翼緣發(fā)

7、生了側(cè)向位移，同時(shí)帶動(dòng)相連的腹板和下翼緣發(fā)生側(cè)向位移并伴有整個(gè)截面的扭轉(zhuǎn)，這時(shí)稱梁發(fā)生了整體的失穩(wěn)。五、簡(jiǎn)答題：（ 每題2.5，共10分）1得分在選用鋼材時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？ （1）結(jié)構(gòu)的重要性；（2）荷載情況；（3）連接方法；（4）結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境；（5）鋼材厚度。2影響梁的整體穩(wěn)定的主要因素有哪些？ （1）梁的抗彎剛度；（2）梁的抗扭剛度；（3）端部約束條件；（4）受壓翼緣的自由長(zhǎng)度；（5）截面形式。3焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)有哪些不利影響？ （1）對(duì)靜力強(qiáng)度無(wú)影響；（2）降低結(jié)構(gòu)的剛度；（3）降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力；（4）使結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生低溫冷脆；（5）降低結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。4.格構(gòu)軸心受壓柱繞虛軸

8、的穩(wěn)定設(shè)計(jì)為什么要采用換算長(zhǎng)細(xì)比？寫(xiě)出換算長(zhǎng)細(xì)比的公式。1) 格構(gòu)式軸心受壓柱當(dāng)繞虛軸失穩(wěn)時(shí)，剪力主要由綴材分擔(dān)，2) 柱的剪切變形較大，剪力造成的附加撓曲影響不能忽略，故對(duì)虛軸的失穩(wěn)計(jì)算，3) 常以加大長(zhǎng)細(xì)比的辦法來(lái)考慮剪切變形的影響，加大后的長(zhǎng)細(xì)比稱為換算長(zhǎng)細(xì)比。4)雙肢綴條式柱的換算長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算公式：5)雙肢綴板式柱的換算長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算公式：六、計(jì)算題：（任選4題，每題10分，共40分）1、圖示角焊縫連接，承受外力的靜載，沒(méi)有采用引弧板，驗(yàn)算該連接的承載力。解： 圖示角焊縫連接承載力滿足要求。2、驗(yàn)算圖示普通螺栓連接時(shí)的強(qiáng)度，已知螺栓直徑，C級(jí)螺栓，螺栓和構(gòu)件材料為Q235，外力設(shè)計(jì)值，。

9、解：螺栓群受到剪力和彎矩的聯(lián)合作用：受力最大的螺栓所受的剪力和拉力分別是： 單個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值為： 該圖示摩擦型高強(qiáng)螺栓群連接節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度滿足要求。 3.試驗(yàn)算圖示摩擦型高強(qiáng)螺栓群連接節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度（不需驗(yàn)算連接板的強(qiáng)度）是否滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）要求。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，高強(qiáng)螺栓采用10.9級(jí)M20（孔=21.5mm），被連接板件鋼材Q235-A F，板件摩擦面間作噴砂處理。 解：螺栓群受到剪力和彎矩的聯(lián)合作用：， 圖示摩擦型高強(qiáng)螺栓群連接節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度符合要求。4.某實(shí)腹式實(shí)際軸心受壓柱截面如圖所示，承受軸向壓力設(shè)計(jì)值為3500kN，該柱計(jì)算長(zhǎng)度，截面為焊接組合工字

10、型截面，翼緣邊為剪切邊，鋼材采用Q235鋼，試驗(yàn)算該實(shí)腹式軸心受壓柱的整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定是否滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）要求。解：（）驗(yàn)算整體穩(wěn)定性對(duì)x軸b類截面，對(duì)y軸為c類截面，查表得： 整體穩(wěn)定不滿足要求。（）驗(yàn)算局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定滿足要求。5.如圖示某簡(jiǎn)支梁，不計(jì)自重，Q235鋼，密鋪板牢固連接于上翼緣，均布荷載設(shè)計(jì)值為50kN/m。問(wèn)該梁的抗彎強(qiáng)度及剛度是否滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）要求。解：1.正應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算梁的跨中最大彎矩為： (2分)所以正應(yīng)力強(qiáng)度滿足要求。2.剛度驗(yàn)算 剛度滿足要求。七、構(gòu)造作圖題：（15分）試畫(huà)出一帶靴梁的平板式鉸接柱腳構(gòu)

11、造（按比例繪制）；并用文字說(shuō)明軸向受壓柱柱腳的計(jì)算步驟；從柱頭處開(kāi)始敘述實(shí)腹式軸心受壓柱的傳力路徑。 答： （1）畫(huà)出以上兩種中的一種或者與符合題意的圖形均可，見(jiàn)下圖。（2）計(jì)算步驟： 1）底板的計(jì)算（底板面積和厚度）；2）靴梁的計(jì)算；3）隔板與肋板的計(jì)算；4）錨栓的設(shè)置。 具體計(jì)算步驟如下：1. 底板的計(jì)算底板面積的計(jì)算公式：式中，L、B為底板的長(zhǎng)度和寬度，N為軸心壓力，為混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，為錨栓孔的面積。底板的寬度：B=，式中，為截面的寬度和高度，為靴梁厚度，為底板懸臂部分的寬度，錨栓直接常用2024。底板的長(zhǎng)度為 .底板的平面尺寸L、B應(yīng)取整數(shù)。根據(jù)柱腳的構(gòu)造形式，可以取L與B大致相同。底板的厚度由板的抗彎剛度決定。四邊支撐板：三邊支撐與兩相鄰邊支撐板：一邊支撐板2. 底板的厚度取各個(gè)區(qū)隔板中的最大彎矩來(lái)確定板的厚度：底板的厚度通常取2040mm.，最薄一般不得小于14m