习题库

第1章 绪论

一.名词解释

1. 结构的极限状态 2. 结构的可靠性 3. 失效概率

4. 承载能力极限状态 5. 正常使用极限状态

二.简答题

1． 钢结构有哪些特点？

2． 结合钢结构的特点，谈一下在工业与民用建筑中钢结构的适用范围。 3． 结构设计的目的和准则是什么？ 4． 影响结构功能的因素有哪些？

5． 简述钢结构设计方法的演化过程。

6． 什么是结构的极限状态、承载力极限状态和正常使用极限状态？ 7． 什么是结构抗力R、荷载作用效应S和功能函数？

8． 什么是结构的可靠度ps、失效概率pf以及可靠指标β？可靠指标β与失效概率pf的关系？

9． 荷载标准值与强度标准值是如何选取的？荷载标准值与强度标准值与荷载设计值与强度设计值之间的关系？ 10. 概率极限状态设计法中，正常使用极限状态和承载能力极限状态的设计表达式如何？以及表达式中的各个字母的含义如何？为何在正常使用极限状态时，荷载采用标准值，而在承载能力极限状态时，荷载采用设计值？

第2章 钢结构的材料

一.名词解释

1. 塑性破坏 2. 脆性破坏 3. 韧性 4. 低温冷脆 5. 硬化 6. 冷弯性能 7. Q235B

二.单项选择

1. 钢材在复杂应力作用下是否进入屈服可由 判断。

A：折算应力?rcd?fy B：最大主应力?1?fy

C：最小主应力?3?fy D：三向主应力同时满足?1?fy、?3?fy ?2?fy、2. 钢材的强度设计值是以 除以材料的分项系数。

A：比例极限fp B：屈服点fy C：极限强度fu D：弹性极限fe

3. 钢材中的主要有害元素是 。

A：硫、磷、碳、铝 B：硫、磷、硅、锰 C：硫、磷、氧、氮 D：氧、氮、硅、锰 4. 应力集中越严重钢材 。

A：变形越大 B：强度越低

C：弹塑性越高 D：变得越脆

5. 当剪应力等于 fy时，受纯剪作用的钢材将转入塑性工作状态。

A：13 B：12 C：3 D：2

三.简答题

1．钢结构对钢材有哪些要求？

2．钢材的塑性破坏和脆性破坏有何区别？

3．钢材有哪几项主要性能，分别可用什么指标来衡量？

4．钢材的主要性能为什么按厚度或直径进行划分？试比较Q235钢中不同厚度钢材的屈服点。

5．影响钢材主要性能的因素有哪些？

6．碳、锰、硫、磷对结构钢的性能分别有哪些影响？ 7．什么是冷作硬化和时效硬化？ 8．冶金缺陷有哪些？

9．温度对钢材的主要性能有何影响？（简述）

10. 钢结构中的构件产生应力集中的原因有哪些？为何应力集中易造成构件的脆性破坏？

11．什么叫钢材的疲劳？是塑性破坏还是脆性破坏？疲劳发展的过程。 12．影响钢材疲劳破坏的因素有哪些，各有何影响？ 13．哪些情况下钢材不会发生疲劳破坏？

14．何为常幅疲劳与变幅疲劳？写出疲劳的计算公式。 15. 复杂应力作用下钢材的屈服条件是什么？ 16．钢结构将钢材划分为几个等级？对不同等级的钢材，在性能方面要求有何不

同？

17．钢结构中，选用钢材要考虑哪些因素？

18．钢板、角钢、工字钢、槽钢和圆钢管是用何符号表示的？又是如何标明各种型钢的截面尺寸的？

第3章 钢结构的连接

一.填空题

1．钢结构焊接中，焊条应与焊件金属强度相适应。对Q235钢焊件，常用 型焊条，对345钢焊件，常用 型焊条。 2．焊接应力按受力方向分为 、 、 。

3． 焊缝质量标准分为 ，由检查方法确定。当焊缝质量标准为 时，对接焊缝的设计强度与母材相等。

4．角焊缝连接计算中，假定破坏截面发生在 截面上。正面角焊缝的强度较侧面角焊缝的强度 ，但其塑性 ，因此，在承受静力或间接动力荷载的计算公式为 ，在承受动力荷载时的计算公式为 。

5．对于普通螺栓连接，当 时，可防止端部钢板破坏，当 时，可防止栓杆受弯破坏。

6．侧面角焊缝的计算长度不应小于 和 。当承受动力荷载作用时不应大于 。

二．单项选择

1．角钢采用两侧面焊缝连接，并承受轴心力作用时，其内力分配系数对等肢角钢而言取 。(其中肢背KI；肢尖K2)。

A：K1=0.7，K2=0.7 B：KI=0.7，K2＝0.3 C：KI=0.75、K2=0.25 D：KI=0.35，K2=0.65

2．摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓的主要区别是 。

A：施加预拉力的大小和方法不同 B：所采用的材料不同 C：破坏时的极限状态不同

D：板件接触面的处理方式不同

3. 在常温和静载作用下．焊接残余应力对下列哪一项无影响 。

A：强度 B：刚度 C：低温冷脆 D：疲劳强度

4．减少焊接变形和焊接应力的方法中，以下有一项是错误的，它是 。

A：采取适当的焊接程序

B：施焊前使构件有一个和焊接变形相反的预变形 C：保证从一侧向另一侧连续施焊

D：对小尺寸构件在焊接前预热或焊后回火

5．?f是考虑正面角焊缝强度设计值的增大系数，在计算承受静力荷载时?f取值为 。

A：1.2 B：1.0 C：1.1 D：1.22 6．手工电弧焊的角焊缝焊脚尺寸hf应满足 。

A：hf＞t B：hf＞1.5t C：hf＞1.5t?1 D：hf?1.5t 注：t为较厚焊件厚度(mm)。

7．螺栓连接采用端距≥2d0，是防止 。

A：钢板被冲剪破坏 B：螺栓杆被剪坏 C：螺栓杆被压坏 D：螺栓产生过大的弯曲变形

8．摩擦型高强螺栓抗剪时依靠 承载。

A：螺栓的预拉力 B：螺拴杆的抗剪 C：板件间的摩阻力 D：孔壁承压

三.简答题

1．钢结构中的连接的作用是什么？ 2．钢结构的连接方法有几种？ 3．钢结构的连接方法有几种？

4．螺栓连接分为哪几种？普通螺栓中A、B级螺栓与C级螺栓有何主要区别？在高强螺栓连接中，什么是摩擦型螺栓？什么是承压型螺栓？ 5．普通螺栓和高强螺栓有何主要区别？

6．螺栓有4.6级或8.8级等级别，其中4和6分别表示何意？ 7．钢结构在焊接时，焊条应如何选择？

8．焊缝连接形式有哪几种？怎么为正对接焊缝和斜对接焊缝，什么又是正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝？

9．按施焊位置焊缝分为平焊缝、横焊、立焊及仰焊，其中哪种施焊质量易保证，哪种最不易保证？ 10．焊缝有哪些焊缝缺陷？焊缝质量有几个级别，分别有何要求？与钢材等强的受拉和受弯对接焊缝须采用几级？

11．熟记焊缝表示方法和螺栓及其孔眼图例。 12．对接焊缝在什么情况下可以不计算？

13. 正面角焊缝和侧面角焊缝分别主要承受何种应力？在强度、塑性和韧性方面有何区别？

14．角焊缝有哪些构造要求？为什么有这样的构造要求？分别是如何要求的？ 15．焊缝的计算长度为何按各焊缝的实际长度每端减去hfj计算？ 16. 请写出侧面角焊缝和正面角焊缝的计算公式，请写出当直角角焊缝在σ和τ共同作用时的计算公式。

17．在什么情况下，角焊缝的计算公式中βf取1.0？

18．角钢用角焊缝连接受轴心力作用时，角钢肢背和肢尖焊缝的内力分配系数为何不同？

19．焊接产生焊接残余应力的原因是什么？焊接残余应力有哪几种？ 20．焊接残余应力对结构性能有哪些影响？

21. 螺栓在钢板上的容许距离都有最大和最小的限制，它们是根据哪些要求制定的？

22．普通螺栓的受剪螺栓连接有哪几种破坏形式？用什么方法可以防止？ 23. 普通螺栓群受偏心力作用时的受拉螺栓计算应怎样区分大、小偏心情况？它们的特点有何不同？

24. 高强度螺栓中预拉力建立的方法有哪些？在确定高强度螺栓的预拉力设计值时应考虑哪些因素？

25. 摩擦型高强度螺栓连接和普通螺栓连接的受力特点有何不同？它们在传递剪力和拉力时的单个螺栓承载力设计值的计算公式有何不同？

26. 在受剪连接中使用普通螺栓或摩擦型高强度螺栓，对构件开孔净截面强度的影响哪一种较大？为什么？

27. 拉剪普通螺栓连接和摩擦型拉剪高强度螺栓连接的计算方法有何不同？承压型拉剪高强度螺栓连接的又有何不同？

四.计算题

11.图示角钢与节点板采用角焊缝的连接中，轴向力的设计值N=600kN（静力荷载），钢材Q235-B，手工焊，焊条E43型， ffw=160 N/mm2。试确定所需角焊缝的焊角尺寸hf，分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。分配系数：α1=2/3，α2=1/3。

12.试验算图示普通螺栓群连接的强度是否安全，钢材为Q235-B，剪力V=150kN，采用C级螺栓，直径d=20mm,孔径d0=21.5mm，fv=130N/mm2,fc=305 N/mm2。

13.计算图示角钢与节点板的连接角焊缝，采用三面围焊，手工焊，钢材Q390B，

2焊条E55型， fw，轴心拉力设计值N=1000kN，试确定角焊缝的f?220N/mm尺寸。 (?1?0.65,?2?0.35)

14.试验算图示支托板与柱的连接角焊缝的强度是否安全。竖向力的设计值V=200kN，钢材Q235-B，手工焊，焊条E43型，hf=6mm, ffw=160 N/mm2。

15.试验算图示支托板与柱的连接角焊缝的强度。剪力设计值V=200kN，

2 钢材Q235-B，手工焊，焊条E43型， fw。 f?160N/mm,hf?8mm

16.验算图示普通螺栓连接承载能力是否满足要求。钢材Q235，普通螺栓为C级，

2M20 (Ae?244.8mm2)，孔径21.5mm，剪力V=220kN，ft?170N/mm，

fV?130N/mm，fC?305N/mm。

22

17.计算图示角钢与节点板的连接角焊缝。采用三面围焊，手工焊，钢材Q235，

2焊条E43型，fw，轴心拉力值N=450kN，试确定角焊缝的尺寸。f?160N/mm(?1?0.65,?2?0.35)

18.试验算图示普通螺栓群连接的强度，钢材为Q235，剪力V=120kN，采用C级螺栓，直径d=24mm，孔径d0=25mm，fV =130N/mm2，fC =305N/mm2。

19.试验算图示普通螺栓群连接的强度是否安全，钢材为Q235-AF，剪力V=120kN，采用C级螺栓，直径d=20mm，孔径d0=21.5mm，

fv?130N/mm2,fc?305N/mm2。

题36图

20.试验算图示支托板与柱的连接角焊缝的强度是否安全。竖向力的设计值

2V=280kN，钢材Q235-B，手工焊，焊条E43型，hf?8mm ，fw。 f?160N/mm

题37图

21.试验算图示普通螺栓群连接的强度是否安全，钢材为Q235-B，剪力V=100kN，

2

采用C级螺栓，直径d=20mm,孔径d0=21.5mm，fv=130N/mm, fc=305 N/mm2。

22.如图所示连接，采用10.9级摩擦型高强度螺栓，螺栓直径M20（预拉力

P?155kN），构件接触面用喷砂处理（??0.5），结构钢材为Q345钢，作用力设计值如图所示，支托起安装作用，验算此连接的安全性。 1850 4X805020200F=270kN50707050支托 第4章 钢构件的稳定

一.简答题

1．什么现象称为结构或构件失去稳定？

2．什么是理想轴心压杆？轴心受压构件整体失稳时有哪几种屈曲形式？简述各种屈曲的现象。双轴对称截面的屈曲形式是怎样的？

3．轴心压杆为什么要分为弹性屈曲和弹塑性屈曲？在什么情况下发生弹性屈曲，在什么情况下发生弹塑性屈曲？

4．请写出理想轴心压杆的欧拉临界力NE和欧拉临界应力σE的计算公式。 5．请写出杆件长细比λ和截面回转半径i的计算公式。

6．轴心受压构件的整体稳定承载力和哪些因素有关？其中初始缺陷有哪些？初始缺陷对轴心压杆承载力的主要影响有哪些？

?2E7．由欧拉临界应力计算公式?E?2，是否可得出这样的结论：“对于任何轴

?心压杆，当λ相同时，它们的稳定承载力就相同”？为什么？

8．什么叫柱子曲线？我国选用了几条柱子曲线进行受压构件的设计计算？ 9．受弯构件为何会发生侧向弯扭屈曲？受弯构件的临界弯矩Mcr大小主要和哪些因素有关，是什么关系？ 10. 对于相同的受弯构件，为什么横向荷载作用于形心时的临界弯矩要比纯弯矩作用时的要高？为什么横向荷载作用在下翼缘比作用在上翼缘的临界弯矩高？ 11．双轴对称的轴心压杆可能发生关于x轴或y轴的弯曲屈曲，也可能发生关于Z轴的扭转屈曲，如何判断？

12．请仔细研究一下单向均匀受压、单向非均匀受压、均匀受剪和一个边缘受压的四边简支板的临界应力计算公式，看看有何区别？如想提高单向均匀受压或单向非均匀受压的四边简支板的临界应力有何办法？同样如想提高均匀受剪或一个边缘受压的四边简支板的临界应力又如何？

13. 薄板在各种边缘荷载作用下是否会屈曲？请了解一下各种不同应力组合下薄板稳定的计算公式。

14．薄板屈曲后仍能承担更大的荷载，对否？

第5章 轴心受力构件

一.填空题

1. 轴心受拉构件一般只须计算 和 ，而轴心受压构件则还须计

算 和 。

2. 轴心受力构件的刚度由 来控制。

第7章 拉弯和压弯构件

一.填空题

1. 在拉力和弯矩共同作用下，截面出现 是拉弯构件的承载能力的极

限状态。但对于格构式拉弯构件和 的拉弯构件，常把 看作构件的极限状态，以上属于强度破坏形式。对于轴向拉力很小而弯矩很大的拉弯构件也可能存在和梁类似的 破坏形式。

2. 为了便于设计，把 与 的比值?m称为等效弯矩系数。

3. 压弯构件的破坏形式较复杂。对于截面有严重削弱或短粗的杆件可能产生

破坏。但对于钢结构中大多数压弯构件，最危险的是

破坏；当弯矩作用在截面的一个主轴平面内时，可能的破坏形式有 和 ；对于双向压弯杆，总是 破坏。压弯杆也有局部稳定问题。

4. 压弯杆与基础的连接有 和 两种类型。其中 的

构造和计算与轴压柱的柱脚相同。刚接柱脚因同时承受 和 ，构造上要保证 ，柱脚与基础的连接要坚强，并便于 和 。

二.简答题

1. 2. 3. 4.

什么是拉弯压弯构件？产生弯矩有哪几种形式？ 什么是拉弯压弯构件？产生弯矩有哪几种形式？ 压弯构件的整体稳定分为哪几种？

单层和多层框架中，框架柱框架平面内的计算长度是如何确定的？框架平面外的计算长度又是如何确定的？

5. 实腹式压弯构件的设计思路是什么？主要的验算内容有哪些？

6. 对于单向受压的格构式压弯构件，弯矩绕虚轴作用时主要的验算内容有哪

些？ 7. 了解框架中梁与柱的几种常见的刚性连接及刚接柱脚。 8. 了解拉弯压弯构件的柱脚中锚栓的计算方法。

三.计算题

9.如图所示，两端铰接工字形截面压弯构件，长度为10m，轴心压力设计值为650kN，在腹扳平面内承受均布荷载设计值q＝6.24kN/m，材料为Q235·AF．翼缘为焰切边(对x、y轴均为b类截面)。试验算其整体稳定性；为保证弯矩作用平面外的整体稳定性需设置几个侧向支承点? 计算所需数据如下；

E=2.06×10N/mm ，f?215N/mm2 ， ?b＝1.07-?2y/44000

5

2

λ φ 40 0.899 50 0.856 60 0.807 70 0.751 80 0.688 90 0.621 100 0.555 1401016330

10.图示压弯构件，截面为焊接工字形截面尺寸如图所示，钢材为Q235-B。构件承受轴心压力设计值N=1000kN，构件长度中点有一侧向支点并有一横向荷载，设计值为F=250kN，均为静力荷载，验算此构件的强度和整体稳定。 注：

N??xA?mxMx?xWx(1?0.840 0.899 N)?NEx?f，?b?1.07??2y/44000

λ φ 30 0.936 50 0.856 60 0.807 70 0.751 80 0.688 90 0.621 100 0.555 FN40004000N400816500

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