K201509《鋼結(jié)構(gòu)》復(fù)習(xí)題及答案

1、廈門大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育2015-2016學(xué)年第一學(xué)期鋼結(jié)構(gòu)課程復(fù)習(xí)題一、單項(xiàng)選擇題1 在構(gòu)件發(fā)生斷裂破壞前，無明顯變形的情況是 的典型特征。 (A)脆性破壞 (B)塑性破壞 (C)強(qiáng)度破壞 (D)失穩(wěn)破壞2 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 。(A)抗拉強(qiáng)度、伸長率 (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、伸長率 (D)屈服強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能3 當(dāng)鋼材具有較好的塑性時(shí)，焊接殘余應(yīng)力 。(A)降低結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度 (B)提高結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度(C)不影響結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度 (D)需根據(jù)實(shí)際情況確定4 直角角焊縫的有效厚度的取值為 。(A)0.7 (B)4mm (C)1.2 (D

2、) 1.55 軸心受壓桿的強(qiáng)度與穩(wěn)定，應(yīng)分別滿足 。(A) (B) (c) (D) 式中，A為桿件毛截面面積；An為凈截面面積。6 配置加勁肋提高梁腹板局部穩(wěn)定承載力，當(dāng)時(shí) 。 (A)可能發(fā)生剪切失穩(wěn)，應(yīng)配置橫向加勁肋 (B)只可能發(fā)生彎曲失穩(wěn)，應(yīng)配置縱向加勁肋 (C)應(yīng)同時(shí)配置縱向和橫向加勁肋 (D)增加腹板厚度才是最合理的措施7 計(jì)算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的綴件時(shí)，剪力應(yīng)取 。(A)構(gòu)件實(shí)際剪力設(shè)計(jì)值(B)由公式計(jì)算的剪力(C)構(gòu)件實(shí)際剪力設(shè)計(jì)值或由公式計(jì)算的剪力兩者中較大值(D)由計(jì)算值8 當(dāng)梁上有固定較大集中荷載作用時(shí)，其作用點(diǎn)處應(yīng) 。 (A)設(shè)置縱向加勁肋 B)設(shè)置橫向加勁肋 (c)減少腹板

3、寬度 (D)增加翼緣的厚度9 當(dāng)梁整體穩(wěn)定系數(shù)>0.6時(shí)，用代替主要是因?yàn)?。 (A)梁的局部穩(wěn)定有影響 B)梁已經(jīng)進(jìn)入彈塑性階段 (c)梁發(fā)生了彎扭變形 (D)梁的強(qiáng)度降低了10 實(shí)腹式偏心受壓柱平面內(nèi)整體穩(wěn)定計(jì)算公式 中的是 。 （A）等穩(wěn)定系數(shù) (B)等強(qiáng)度系數(shù) (c) 等剛度系數(shù) (D) 等效彎矩系數(shù)11 鋼材在低溫下，強(qiáng)度 。(A)提高 (B)下降 (C)不變 (D)可能提高也可能下降12 鋼材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下屈服條件是 等于單向拉伸時(shí)的屈服點(diǎn)決定的。 (A)最大主拉應(yīng)力 (B)最大剪應(yīng)力 （c)最大主壓應(yīng)力 (D)折算應(yīng)力13 工字形截面壓彎構(gòu)件中腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算公式為 。(

4、A)(25+0.1)； (B) 80； (C)170 (D)當(dāng)016時(shí)，(16+0.5+25) ；當(dāng)16<2.0時(shí)，(48+0.5-26.2) ； 其中，14 一個(gè)普通剪力螺栓在抗剪連接中的承載力是 。 A)螺桿的抗剪承載力 (B)被連接構(gòu)件(板)的承壓承載力 C)前兩者中的較大值 (D)A、B中的較小值15 鋼材內(nèi)部除含有Fe，C外，還含有害元素 。 (A)N，O，S，P (B)N，O，Si (C)Mn，O，P (D)Mn，Ti16 動(dòng)荷載作用下，側(cè)焊縫的計(jì)算長度不宜大于 。（A）40 （B）60 （C）80 （D）12017 實(shí)腹式軸心受拉構(gòu)件計(jì)算的內(nèi)容有 。 (A) 強(qiáng)度 (B)

5、強(qiáng)度和整體穩(wěn)定 (C) 強(qiáng)度、整體和局部穩(wěn)定 (D) 強(qiáng)度和剛度18 施工中，不能采用 方法減小構(gòu)件的殘余應(yīng)力 (A)加強(qiáng)構(gòu)件約束，阻止變形 (B)錘擊法 (C)焊件預(yù)熱 (D)焊后退火19 梁的最小高度是由 控制的。 (A)強(qiáng)度 (B)建筑要求 (C)剛度 (D)整體穩(wěn)定20 符號L 125×lO表示 。(A)等肢角鋼 (B)不等肢角鋼(C)鋼板 (D)槽鋼21 鋼材的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線是 試驗(yàn)得到的？（A） 冷彎試驗(yàn)； （B）單向拉伸試驗(yàn)； （C）疲勞試驗(yàn)；（D）沖擊試驗(yàn)22 軸心受壓格構(gòu)式構(gòu)件在驗(yàn)算其繞虛軸的整體穩(wěn)定時(shí)采用換算長細(xì)比，是因?yàn)?（A）格構(gòu)式構(gòu)件的整體穩(wěn)定承載力高于

6、同截面的實(shí)腹式構(gòu)件；（B）考慮強(qiáng)度的降低的影響；（C）考慮剪切變形的影響；（D）考慮單肢失穩(wěn)對構(gòu)件承載力的影響；23 實(shí)腹式偏心受壓構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式中的主要是考慮 （A） 截面塑性發(fā)展對承載力的影響；（B） 殘余應(yīng)力的影響；（C） 初始彎矩的影響；（D） 初始偏心的影響；24 圖示普通螺栓連接中，受力最大的螺栓位置是 （A）a （B）b （C）c （D）d25 Q345鋼材中的345表示鋼材的 。（A） 屈服強(qiáng)度； （B）抗拉強(qiáng)度； （C）比例極限； （D）疲勞強(qiáng)度26鋼材內(nèi)部除含有Fe，C外，還含有益元素 。 (A)N，O，S，P (B) Mn，Si (C)Mn，O，P

7、(D)Mn，S27當(dāng)鋼材具有較好的塑性時(shí)，下列正確的描述是 。(A) 焊接殘余應(yīng)力會(huì)降低結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度(B) 焊接殘余應(yīng)力提高結(jié)構(gòu)的剛度(C) 焊接殘余應(yīng)力不影響結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度(D) 焊接殘余應(yīng)力不影響結(jié)構(gòu)的剛度二、填空題1. 高強(qiáng)螺栓根據(jù)螺栓受力性能分為 兩種。2. 鋼材是理想的 體。3. 鋼結(jié)構(gòu)主要的連接方式有 連接和 連接。4鋼材中化學(xué)元素硫的含量太多會(huì)引起鋼材的 。5軸心受壓構(gòu)件整體失穩(wěn)的形式有 、 、 。6對接焊縫采用斜焊縫時(shí)，可以提高承載能力，當(dāng)滿足 條件，不必計(jì)算焊縫強(qiáng)度。7角焊縫按照力的方向和長度方向的不同分為 和 。8. 鋼材中化學(xué)元素磷的含量太多會(huì)引起鋼材的 冷脆 。9.

8、鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是以 屈服強(qiáng)度 為標(biāo)準(zhǔn)的。10. 同等鋼號的鋼板，隨著鋼板厚度的越來越薄，鋼板的強(qiáng)度 高 。三、問答題1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是什么？（1）建筑鋼材強(qiáng)度高，塑性和韌性好；（2）鋼結(jié)構(gòu)重量輕；（3）材質(zhì)均勻，與力學(xué)計(jì)算的假定比較符合；（4）鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，施工工期短；（5）鋼結(jié)構(gòu)密封性好；（6）鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性好；（7）鋼材耐熱來耐火；（8）鋼結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性斷裂。2. 鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求有哪些？答案：鋼材的種類繁多，性能差別很大，適用于鋼結(jié)構(gòu)的鋼材只是其中的一小部分。用作鋼結(jié)構(gòu)的鋼材必須滿足下列要求。（1） 強(qiáng)度要求用作鋼結(jié)構(gòu)的鋼材必須具有較高的抗拉強(qiáng)度和屈服點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常把鋼材應(yīng)力

9、達(dá)到屈服點(diǎn)作為承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志、因此其值高可以減小截面，從而減輕自重，節(jié)約鋼材，降低造價(jià)。而抗拉強(qiáng)度是鋼材塑性變形很大且將破壞時(shí)的強(qiáng)度，其值高可以增加結(jié)構(gòu)的安全保障。（2 ） 變形能力鋼材有兩種完全不同的破壞形式：塑性破壞和脆性破壞。塑性破壞的主要特征是破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯(cuò)的銹跡剝落線；只有當(dāng)構(gòu)件中的應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度后才會(huì)發(fā)生破壞，破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗：由于塑件破壞前總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時(shí)間校長，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至發(fā)生嚴(yán)重后果。鋼材塑性破壞前的較大塑性變形能力，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力重分布，使結(jié)構(gòu)中原先受力不

10、等的部分應(yīng)力趨于均勻，因而提高了結(jié)構(gòu)的承載能力，鋼結(jié)構(gòu)的塑性設(shè)計(jì)就是建立在這種足夠的塑性變形能力上。脆性破壞的主要特征是破壞前塑性變形很小，或根本沒有塑性變形而突然迅速斷裂。計(jì)算應(yīng)力可能小于鋼材的屈服點(diǎn)，斷裂從應(yīng)力集中處開始，破壞后的斷口平直，呈有光澤的昆粒狀或有人字紋。出于破壞前沒有任何預(yù)兆，破壞速度又極快，無法察覺和補(bǔ)救，而且一旦發(fā)生常引發(fā)整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞，后果非常嚴(yán)重，因此在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工和使用過程中，要特別汽意防止這種破壞的發(fā)生。（3 ）加工性能加工性能包括冷、熱加工和可焊性能。鋼材應(yīng)具有良好的加工性能，以保證其不但易于加工成各種形式的結(jié)構(gòu)，而且不致因加工對強(qiáng)度、塑性及韌性帶來較大的

11、不利影響。 此外，根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體工作條件，在必要時(shí)還要求鋼材具有適應(yīng)低溫和腐蝕性環(huán)境、抵抗沖擊及疲勞荷載作用的能力。3 簡述普通螺栓的五種破壞形式，其中哪幾種破壞形式通過構(gòu)造保證，如何保證，哪幾種破壞形式通過計(jì)算保證？普通螺栓的五種破壞形式：（1）螺栓桿被剪壞；（2）螺栓桿或板件被擠壓破壞；（3）板件端部被剪壞；（4）板件被拉斷；（5）螺栓桿受彎破壞。其中（3）（5）通過構(gòu)造保證，（3）通過限制端距2d0，（5）通過板疊厚度5d，其是d為螺栓直徑，d0為螺栓孔徑。（1）（2）（4）通過計(jì)算保證。4. 影響受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定的因素有哪些？5 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為什么用屈服強(qiáng)度作為鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，而不用

12、抗拉強(qiáng)度？因?yàn)殇摬慕?jīng)過屈服強(qiáng)度后將進(jìn)入塑性變形階段，雖然不會(huì)破壞，但其變形是不可逆的。在工程設(shè)計(jì)中，需要的不只是不破壞，關(guān)鍵是能正常使用。發(fā)生塑性變形后會(huì)影響構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的正常使用，因此材料強(qiáng)度不能取抗拉強(qiáng)度，只能取屈服強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。因?yàn)殇摬倪^了屈服強(qiáng)度后，會(huì)有一定的延伸率，這段時(shí)期鋼材的強(qiáng)度會(huì)低的。對無明顯屈服點(diǎn)的鋼材，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)以極限強(qiáng)度的75%來定。6 承壓型高強(qiáng)螺栓和摩擦型高強(qiáng)螺栓在受剪狀態(tài)的計(jì)算有何不同？摩擦型連接是以外剪力達(dá)到板件接觸面間由螺栓擰緊力所提供的可能最大摩擦力為極限狀態(tài)，也即是保證連接在整個(gè)使用期間內(nèi)外剪力不超過最大摩擦力。板件不會(huì)發(fā)生相對滑移變形（

13、螺桿和孔壁之間始終保持原有的空隙量），被連接桿件按彈性整體受力。承壓型連接中允許外剪力超過最大摩擦力，這時(shí)被連接 板件之間發(fā)生相對滑移變形，直到螺栓桿與孔壁接觸，此后連接就靠螺栓桿身剪 切和孔壁承壓以及板件接觸面間的摩擦力共同傳力，最后以桿身剪切或孔壁承壓 破壞作為連接受剪的極限狀態(tài)。7軸心壓桿的整體失穩(wěn)形式有哪幾種？工字型截面的軸壓構(gòu)件是什么失穩(wěn)形式？詳P189整體失穩(wěn)破壞是軸心受壓構(gòu)件的主要破壞形式。主要有：彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲、彎扭屈曲三種。一旦鋼結(jié)構(gòu)的溫度達(dá)600°C及以上時(shí)，因此高溫作用的鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)可能受到熾熱熔化金屬的侵害時(shí)，當(dāng)結(jié)構(gòu)表面長期受輻射熱達(dá)150°C

14、以上或在短時(shí)間內(nèi)可能受到火焰作用時(shí)，軸心受壓構(gòu)件整體失穩(wěn)的破壞形式與截面形式有密切關(guān)系，與構(gòu)件的細(xì)長程度有時(shí)也有關(guān)系。一般情況下，雙軸對稱截面如工形截面、H形截面在失穩(wěn)時(shí)只出現(xiàn)彎曲變形，稱為彎曲失穩(wěn)。單軸對稱截面如不對稱工形截面、形截面、T形截面等，在繞非對稱軸失穩(wěn)時(shí)也是彎曲失穩(wěn)；而繞對稱軸失穩(wěn)時(shí)，不僅出現(xiàn)彎曲變形還有扭轉(zhuǎn)變形，稱為彎扭失穩(wěn)；8相同鋼種的薄鋼板和厚鋼板的強(qiáng)度哪個(gè)更高？為什么？鋼材的軋制能使金屬的晶粒彎細(xì)，并消除顯微組織的缺陷，也可使?jié)沧r(shí)形成的氣孔，裂紋和疏松，在高溫和壓力作用下焊合。因而經(jīng)過熱軋后，鋼材組織密實(shí)，改善了鋼材的力學(xué)性能，薄板因輥軋次數(shù)多，其強(qiáng)度比厚板高9鋼材在高

15、溫下的性能如何？為什么?鋼材的性能受溫度影響十分明顯，以低碳鋼在不同正溫下的單調(diào)拉伸試驗(yàn)為例，在150°C以內(nèi)，鋼材的強(qiáng)度、彈性模量和塑性均與常溫相近，變化不大。但在250°C左右，抗拉強(qiáng)度有局部性提高，伸長率和斷面收縮率均降至最低，出現(xiàn)了所謂的藍(lán)脆現(xiàn)象。顯然鋼材的熱加工應(yīng)避開這一溫度區(qū)段。在300°C以后，強(qiáng)度和彈性模量均開始顯著下降，塑性顯著上升，達(dá)到600°C時(shí)，強(qiáng)度幾乎為零，塑性急劇上升，鋼材處于熱塑性狀態(tài)。由上述可看出，鋼材具有一定的抗熱性能，但不耐火，一旦鋼結(jié)構(gòu)的溫度達(dá)600°C及以上時(shí)，會(huì)在瞬間因熱塑而倒塌。因此高溫作用的鋼結(jié)構(gòu)，

16、應(yīng)根據(jù)不同情況采取防護(hù)措施；當(dāng)結(jié)構(gòu)可能受到熾熱熔化金屬的侵害時(shí)，應(yīng)采用磚或耐熱材料做成的隔熱層加以保護(hù)；當(dāng)結(jié)構(gòu)表面長期受輻射熱達(dá)150°C以上或在短時(shí)間內(nèi)可能受到火焰作用時(shí)，應(yīng)采取有效的防護(hù)措施。四 名詞解釋疲勞破壞疲勞破壞，指材料在遠(yuǎn)低于材料強(qiáng)度極限的交變應(yīng)力作用下，材料發(fā)生破壞的現(xiàn)象。藍(lán)脆現(xiàn)象不同種類的鋼筋，其強(qiáng)度隨溫度的變化規(guī)律有所不同。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常用的普通低碳鋼，隨著溫度的升高，屈服臺(tái)階逐漸減小，到300時(shí)屈服臺(tái)階消失。400以下時(shí)，隨溫度升高，鋼筋的抗拉強(qiáng)度和硬度均比常溫略高，但是塑性降低。這種現(xiàn)象稱為藍(lán)脆現(xiàn)象。應(yīng)力集中在材料斷面急劇變化，結(jié)構(gòu)形狀急劇變化，材料內(nèi)部

17、有氣孔、夾渣等缺陷，斷面開孔等部位，應(yīng)力比正常值高出許多，這種現(xiàn)象就叫應(yīng)力集中。五、計(jì)算題1. 驗(yàn)算圖示直角角焊縫的強(qiáng)度。已知靜荷載F=120kN（設(shè)計(jì)值）， hf =8mm ，鋼材為Q235BF鋼，手工焊，焊條為E43型， 。2. 圖示為一管道支架，支柱的設(shè)計(jì)壓力為（設(shè)計(jì)值），柱兩端鉸接，鋼材為Q235，鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 柱截面采用焊接工字形截面（對和軸均屬類），翼緣板為焰切邊，截面無削弱，。驗(yàn)算支柱的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定是否滿足要求。類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)0123456789200.9700.9670.9630.9600.9570.9530.9500.9460.9430.939300.9

18、360.9320.9290.9250.9220.9180.9140.9100.9060.903400.8990.8950.8910.8870.8820.8780.8740.8700.8650.861500.8560.8520.8470.8420.8380.8330.8280.8230.8180.813600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757700.7510.7450.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.6943 驗(yàn)算如下圖所示軸心受壓柱的整體穩(wěn)定性。柱兩端為鉸接，柱長為5m，焊接工形組合截面，火焰切割邊翼緣（對和軸均屬類），承受軸心壓力設(shè)計(jì)值N=1200kN，采用Q235鋼材，在柱中央有一側(cè)向(x軸方向)支承。類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)0123456789200.9700.9670.9630.9600.9570.9530.9500.9460.9430.939300.9360.9320.9290.9250.9220.9180.9140.9100.9060.903400.8990.8950.8910.8870.8820.878