鋼結構設計原理考試復習題

一、填空題

60hf。二、問答題答：鋼構造含有的特點：鋼材強度高，構造重量輕鋼材內部組織比較均勻，有良好的塑性和韌性鋼構答：鋼構造的合理應用范疇：重型廠房構造大跨度房屋的屋蓋構造高層及多層建筑輕型鋼構造塔桅構造板殼構造橋梁構造移動式構造答：鋼構造對材料性能的規(guī)定：較高的抗拉強度fu和屈服點fy 較好的塑性、韌性及耐疲勞性能良好答：影響鋼材性能的重要因素有：化學成分鋼材缺點冶煉，澆注，軋制鋼材硬化溫度應力集中殘存應力重復荷載作用什么是鋼材的疲勞？影響鋼材疲勞的重要因素有哪些答：選用鋼材普通考慮的因素有：構造的重要性荷載特性連接辦法構造的工作環(huán)境溫度構造的受焊接的優(yōu)點：不需打孔，省工省時；任何形狀的構件可直接連接，連接構造方便；氣密性、水密性好，答：焊縫質量分為三個等級。三級質量檢查只對全部焊縫進行外觀缺點及幾何尺寸檢查，其外觀可見缺點及幾何尺寸偏差必須符合三級合格原則規(guī)定；二級質量檢查除對外觀進行檢查并達成二級質量合20B100B2t（t為較小焊件厚度。對于變厚度（或變寬度）板的對接，在板的一面（一側）或兩面（兩側）1:2.5TT200mm。答：角焊縫的計算假定是：1；2焊接殘存應力和焊接殘存變形是如何產生的？焊接殘存應力和焊接殘存變形對構造性能有何影響？減少焊接殘存應力和焊接殘存變形的辦法有哪些？焊接殘存應力的影響：對塑性較好的材料，對靜力強度無影響；減少構件的剛度；減少構件的穩(wěn)定承載力；減少構造的疲勞強度；在低溫條件下承載，加速構件的脆性破壞。氣而腐蝕，限制螺孔中距最大高強度螺栓的8.8級和10.9（fy/fu8.810.9級為：fu≥其極限承載力應按最大強度理論進行分析。三、計算題實驗算如圖所示牛腿與柱連接的對接焊縫的強度。荷載設計值F=220kN。鋼材Q235，焊條 手工焊，無引弧板，焊縫質量三級。有關強度設計值c=215N/mm2，t=185N/mm2（定剪力全部由腹板上的焊縫承受計算中和軸的位置（對水平焊縫的形心位置取矩ya

(301)115.5

0.5

yb319.9Iw

11(301)3(301)16.12(201)19.42wwWaIw4790 WbIw4790ww

Aw(301)1wwσσ1.a點 w

22020484

90.9N/mm2

ffw185N/ff

f2.bf

M22020Ww 227Ww

193.8N/mm2

fw

185N/

F220Aw 29Aw193.823

75.9N/

c234.2N/mm21.1fw236.5N/c試計算如圖所示鋼板與柱翼緣的連接角焊縫的強度。已知fwf角θ60Q235E43,手工焊。有關強度設計值f=160N/mm2解：NxNsinθ390sin60NyNcosθ390cos60σfτf

NxN

337.720.78(200 19520.78(200

158.7N/91.6N/(β)(β) ff(158.7)2

159MPa

w160MPa(滿足fffff已知：采用三面圍焊：hf=6mm,fw=160N/mm2,N=529kN(靜載設計值f

fw0.761601.22160103fNKNf

0.7529131.2/2 N2K

2N2

0.3529131.2/2l

304.7

fff 2 20.76fff l fff 2 20.76fffE43,手工焊。有關強度設計值?=215N/mm2， fw=160N/mm2。圖示尺寸單位mm.(焊縫 實際長度取cm

2b

fw23200.761.22160103fN2NN11250524.7f N 5

725.3

5275mmff 40.7hfff

40.76

L2Lw21cm2281 N=600KN,有關強度設計值：?b=130N/mm2,?b=305N/mm2,?=215N/mm2d=20mm,孔徑 b

d 解：

2

4

130

Nbdtf

2018305103 N

n

[N[N

83d0端距2d01.5d0

I

nA(160221.5)18nσ

600103

285MPa600kN的拉力,25mml225038010M20Q235，?＝215N/mm2。試計算接頭所能承受的最大M20,21.5mm,?bv=130N/mm2,?bc=305N/mm2。b

Nv fv2

1301081.6kN(Nmin1

Ncdt

21.4305

NnN

981.6IIIIIVVIIIIVAII-IAI

n(b

)t(2512.15)1.4a2a24.52AnA

]t[25(3

32.15]1.4III-III

AnA

(b

d)t(2522.15)1.400nI－INAIf32102215688000NnnII－IINAIIf29.46102215633400Nn III－IIII－In1個螺栓傳走了（n1/n）N(1

n)NAnAIIN (1n1n

28.98102

701000NII－IIN（V-VAv(bnd)t(2532.15)20.8 VnNAvf29.68102215638100NnII－IINmax633.4kN28mm27mm承受的最大軸心力設計值能增大多少？已知高強度螺栓預拉力設計值P＝155kN,接觸面抗滑移系數vv

Nb

ff

NnN

983.7NAf25014215752500NAII－IAI

n(b

)t(2512.15)1.4

n11,n根

An)f1An)fnA1 N n

3210210.59

728500Na2a24.52AnA

]t[25(3

32.15]1.4AIIN 10.5n

29.4610210.59

760100NIII-III

AnA

(b

d)t(2522.15)1.40nI－In1個螺栓傳走了（n1/n）N(10nn

nIIIn

AAnAIIIN (1n10.5nIII

28.98102(11/90.5

801100N II－IIN（V-VAv(bn

)t(2532.15)20.8 n3,n VAv

29.68102N 10.5n

10.59

765700N通過比較可見，接頭所能承受的最大軸心力設計值為Nmax728.5kN。與上題比較增大N728.5633.495.1kNN。 已知：?＝215N/mm2,?b=130N/mm2,?b=305N/mm2 NbNbb

v

fv4fvb

b2

4

13011

Ncdt

21.0305

NnN

461N10400421.5215N試計算下圖所示連接中C級螺栓的強度。已知荷載設計值F=60KN,M20,21.5mm,bv=130N/mm2,?bc=305NbNbb

v

fv4fvb

b

4

13011

Ncdt

22.0305 v故應按N Nb40.8kN進行驗vFN46048kN, V36036kN,

TNeyVex487.536181008kNT作用下螺栓“1x，yN N x2y

10084524

NT

1008

ii x2yii

4524NVNNN

4812kN

VN N

369kN(NT(NTNN)2(NTNV)2 N

(23.2612)2(15.51(23.2612)2(15.51

40.8kN(不滿足9.6m,Q235，強度設計值?=215N/mm2，采用圖示截面，尺寸單位mm,N=？注：①不計自 ②穩(wěn)定系數λφ A2(20500)5008Ix

18500322050026021435106Aix

LixLi

IIy

21205003416.7106AA

iy

iyi

y

0.734240002153787440N已知一兩端鉸支軸心受壓綴板式格構柱，長10.0m2I32a構成，兩肢件之間的距離300cm,mm注：一種I32a的截面面積A=67cm2慣性矩

λL

1000IA yI A152)2(46067IA y

Li1yLi1

A

λLo1

1

65.662

12m，跨間無側向支承點，均布荷載大小亦Q235，試比較梁的穩(wěn)定系數φb，闡明何者的穩(wěn)定性更加好？A2(16300)120010Ix

1101200321630060824.991091Iy21

1630037.2107Wx

4.99

iy

A

57.7mmyλy

12000

12000

0.690.13 0.763001232hyφβ4320hy y

Wx

1(20816)24.40.764320216001(20816)24.4

A2(20240)12001013Ix121013

220240

5.0

1Iy21

2024034.6107Wx

iy

4.6IIA

yλy

12000

12000

0.690.13 0.792401240hyφβ4320hy y

Wx

1(26120)24.40.794320216001(26120)24.4

I50aQ235，除兩端支承處能制止梁端截面的P的大?。ㄔO計值，不計自重）集中荷載作用于上翼 均布荷載作用于上翼 Mmax1.5P4000P2000Mmaz

Mmax

4000P2150.441860103P為：A=102cm2IX=32240cm4wx=1430cm3Iy=855cm4 Mmaz

M

1ql28

解：

8

82150.441430q xl

13.36N/mm13.36kN/ A42cm2W309cm3i8.99cm,?=215N/mm2 Mmax

ql8

88

36kNN

f

42

361.05309

215

ixi

66.7λ350(滿足）平面外的穩(wěn)定需設立幾個側向中間支承點？已知 A76.3cm2W875cm3i14.4cmi2.69cm,?=215N/mm λ

100069.4

0.842(按a類截面ix ixNEx

2x

3218000N

（按無端彎矩但有橫向荷載作用時Mx

8

6.248

78kNN

6500.84276.3

178202MPaf215MPa(滿足

1000372λ150(剛度不滿足）loy10005200cmyλloyy

0.725(b類截面

1.07

（按所考慮構件段內有端彎矩和橫向荷載同時作用時NβtxMxφ

6500.72576.3

1780.94875

212MPa

215MPa(滿足 b一、填空題（110分）1、鋼材的沖擊韌性越小,鋼材抵抗脆性斷裂的能力(2、承受靜力荷載的側面角焊縫的最大計算長度是(60hf3、焊接構造選用焊條的原則是,計算焊縫金屬強度宜與母材強度(相等4Q235－BF,235),B質量等級),F5、工字形軸壓構件翼緣局部穩(wěn)定確保條件是根據 等穩(wěn)定原 )導出的6、按正常使用極限狀態(tài)計算時,受彎構件要限制 撓度),拉、壓構件要限制 長細 ) 二、選擇題（每小題1分，共10分）1、鋼構造的重要缺點是（CA構造的重量大B造價高 C易腐蝕、不耐火D施工困難多2、鋼材中硫的含量超出規(guī)定原則（D。A將提高鋼材的伸長 B將提高鋼材的抗拉強C將使鋼材在低溫工作時變 D將使鋼材在高溫工作時變3hf

t式中t表示（BA較薄板厚度B較厚板厚 C任意板4、下面的（B）A動力荷載作用的構件 C有應力集中影響的構件 D殘存應力較大的構件5、驗算工字形組合截面軸心受壓構件翼緣和腹板的局部穩(wěn)定時，計算公式中的長細比為（CA繞強軸的長細 B繞弱軸的長細C兩方向長細比的較大值 6、格構柱設立橫隔的目的是(D)。A確保柱截面幾何形狀不 B提高柱抗扭剛C傳遞必要的剪 D上述三種都7、7、計算長度一定的軸心壓桿回轉半徑增大，其穩(wěn)定承載力（AA提 B減 C不 D不能擬A15

B13

C13

D15

/(γW) ) 235235/fC(10

235/f

235/f235235/f235/f10、鋼構造壓彎構件的設計普通應進行哪幾項內容的計算? )ABC三、簡答題（25分）1、簡述普通受剪螺栓連接的破壞形式有哪些種類？如何避免？（6（1）螺栓桿被剪斷；（2）擠壓破壞；（3）板件被拉斷；（4）板件端部剪切破壞；（5）0 0四、計算題（55分f1fw160Nmm2f（12值值8值 值

501005050100505010050100

2000.2

V

（2σf

20.7

640Lw Lw

181.08N/

20.7hf

20020.783602

51.91N/(σ(σ/1.22)2ff

(181.08/1.22)2157.24(181.08/1.22)2

ffw160N/f210.9M20Q235-BF，構件接觸面抗滑移系數μ＝0.45，P＝155kN（13）解 Nb0.9nμp0.910.4515562.775KN（2

x2y

2510665024

45.45KN（2分 25106

x2y

22.73KN（2分

V10016.67KN（2分45.452(22.7345.452(22.732N1

)2

N1F

（3分b 構造或構件的承載能力極限狀態(tài)涉及哪些計算內容?正常使用極限狀態(tài)又涉及哪些內容fy作為設計強度原則值?無明顯屈服點的鋼材，其設計強度值如何擬定為了確保明腹式軸壓桿件構成板件的局部穩(wěn)定，有哪幾個解決辦法每小題1分，共10分)下列各項 )不屬于構造的承載能力極限狀態(tài)范疇 B.動力強度計 C.穩(wěn)定性計 B. C. A.屈服點fy B.抗拉強度fu D.彈性模量E普通軸心受壓構件的承載力經常決定于 ) B.強 C.彎曲屈 C.孔壁被壓 其中)B.C.f為了確保焊接板梁腹板的局部穩(wěn)定性，應根據腹板的高厚比h0的不同狀況配備加頸肋。當ftfh0ft

時，應 )不需配備加勁 B.配備橫向加勁C.配備橫向和縱向加頸 平面內的彎曲屈 B.扭轉屈C.平面內的彎曲屈曲或平面外的彎扭屈曲D.屋架設計中，積灰荷載應與 )同時考慮屋面活荷 B.雪荷C.屋面活荷載與雪荷載兩者中的較大 A.兩不等邊角鋼長邊相連的T形截面B.TC.T形截面三、填空題(每空1分，共10分 和頸縮階段 側面角焊縫的計算長度與其焊腳高度之比越大，側面角焊縫的應力沿其長度的分 軸心受拉構件的承載能力極限狀態(tài) 四、計算題(第1小題15分，第2小題20分，第3小題25分，共60分b=250mmt=12mm,h0=350mmtw=10mm，計算長度lox=12m,loy=4m,1200KN。試對該柱進行驗算。(20分)(f=215N/mm2)如圖所示一焊接組合截面板梁，截面尺寸為：翼緣板寬度b=340mm，厚度為t=12mm；腹板高度為40KN70KN(靜力荷載)。試對梁的抗彎強度、抗剪強度、折算應力、整體穩(wěn)定性和撓 度進行驗算。 )(25分=β·4320

1(1(yt)hf

′=1.1-0.4646 y

3/ A=126.6cm2Ix=51146cm4,Iy=7861cm4,Wx=2158cm4,一、簡答題(520分

1構造或構件的承載能力極限狀態(tài)涉及靜力強度、動力強度和穩(wěn)定等的計算〉達成這種極限狀態(tài)時，構造或構件達成了最大承載力而發(fā)生破壞，或達成了不適于繼續(xù)承受荷載的巨大變形。構造或構件的正常使用