试卷（二十一）

试卷（二十一）

一、单项选择（20×1′＝20′）

1. 下列钢结构计算所取荷载设计值与标准值，符合规范的是（ ） Ⅰ 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值； Ⅱ 计算结构或者构件强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值； Ⅲ 计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值； Ⅳ 计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。 A Ⅰ、Ⅲ B Ⅱ、Ⅲ C Ⅰ、Ⅳ D Ⅱ、Ⅳ 2. 钢材的强度设计值是以（ ） 除以材料分项系数。

A 比例极限 B 屈服点 C 极限强度 D 弹性极限

3. 钢材经过冷加工所产生冷作硬化后，其（ ）性能基本保持不变。

A 抗拉强度和屈服强度； 选择（ ）

A Q235-A； B Q235-B； C Q235-C； D Q235-D。 5. 结构钢的屈服强度（ ）。

A 随厚度增大而降低，但与质量等级无关；

B 随厚度的增大而降低，而且随质量等级从A到D（E）逐级提高； C 随厚度增大而降低，并且随质量等级从A到D（E）逐级降低； D 随厚度增大而提高，并且随质量等级从A到D（E）逐级降低。

6. 某屋架，业主供应钢材为Q235-B钢，型钢及节点板厚度均不超过10mm，钢材抗拉强度设计值是：（ ）

A 200MPa B 210MPa C 215MPa D 225MPa

7. 缀条式轴压柱的斜缀条可按轴心压杆设计，但钢材的强度要乘以折减系数以考虑( )。

A 剪力的影响； C 单面连接偏心的影响;

B 杆件的焊接缺陷的影响；

D 节点构造不对中的影响。 B 塑性

C 韧性

D 弹性模量

4. 北方一严寒地区（温度低于－200C）的一露天仓库，起重量大于50t的工作制为A4级吊车梁，其钢材应

8. 直接受到重复荷载作用的焊接结构，影响其疲劳强度的主要的因素是( )。 A 应力变化的循环次数、应力幅和钢材的静力强度 B 应力变化的循环次数、最大应力、应力比和构造细部

C 应力变化的循环次数、应力幅、最大应力、应力比和钢材的静力强度 D 应力变化的循环次数、应力幅和构造细部 9. 钢材的韧性反映的是( )的指标。

A 耐腐蚀性及可焊性； B 强度及塑性； C 塑性及可焊性

D 塑性及耐腐蚀性

10. 普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接有五种可能的破坏形态：Ⅰ 螺栓杆被剪断；Ⅱ 孔壁挤压破坏；Ⅲ 板件被拉断；Ⅳ 板件端部冲剪破坏；Ⅴ 螺栓杆弯曲。其中（ ）种形式是通过计算来保证的。 A Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ； C Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ；

B Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ； D Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ；

11. 实际轴心受压构件临界力低于理想轴心受压构件临界力的主要原因有初弯曲和（ ）；而且（ ）对轴心受压构件临界力的影响足最主要的，这两个括号内依次应该填写（ ）

1

A 残余应力；初弯曲； C 初偏心；初弯曲；

B 残余应力；残余应力 D 初偏心；初偏心。 B 弯曲屈曲和弯扭屈曲； D 弯曲屈曲和侧损屈曲。

B所采用的材料不同

D板件接触面的处理方式不同

12. 两端铰接的理想轴心受压构件当为双轴对称截面形式时，在轴心压力作用下构件可能发生（ ） A 弯曲屈曲和扭转屈曲； C 扭转屈曲和弯扭屈曲；

13. 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； C破坏时的极限状态不同；

14. 两端铰接的理想轴心受压构件的弯曲屈曲力（通常称为欧拉临界力)，仅适用于截面应力（ ）的情况。 A 小于fp； B小于或等于fp； C 小于或等于fy； D 小于或等于fu。 15. 梁的支承加劲助应设置在（ ）。 A弯曲应力大的区段 C剪应力较大的区段

B上冀缘或下翼缘有固定集中力作用处 D有吊车轮压的部位

16 在确定焊接工字形截面高度时可不考虑( )的限制条件 A:建筑或工艺净空要求, B:最小刚度要求 C:经济要求 D:工作环境条件要求 17 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的失稳是( )。 A 弯扭屈曲； B 弯曲屈曲； （ ）：

A 弯曲正应力最大的点是3点 B 剪应力最大的点是2点 C 折算应力最大的点是3点 D 折算应力最大的点是2点

19 焊接工字形截面简支梁、其它条件均相同的情况下，（ ）时，梁的整体稳定性最好。 A 加强梁受压翼缘宽度；

B 加强梁受拉翼缘宽度

D 在距支座L／6(L为跨度)减小受压翼绿宽度

C 受压翼缘与受拉翼缘宽度相同； 下最大弯矩数值相同比较)。

A 两端有相等弯矩作用(纯弯曲作用)； B 满跨均布荷载作用； C 跨度中点有集中荷载作用；

D 在距离支座L／4(L为跨度)处各有相同一集中力。

C 扭转屈曲；

D 弹性屈曲。

18 右图为一焊接双轴对称工字形截面平台梁，在弯矩和剪力共同作用下，关于截面中应力的说明正确的是

20焊接工字形等截面简支梁，在其它条件均相同的情况下，当（ ）时，梁就整体稳定性最差(按各种情况

二、填空题（10×1′＝10′）

1、结构中含硫量太多，会引起钢材的 ；含磷量太多会引钢材的 。 2、剪力对格构式轴压柱绕 轴失稳时有较大影响

3、计算轴心受压格构式柱的缀材，需要先求出横向剪力，此剪力的大小与 和 有关。

2

4、当用公式???????计算常幅疲劳时，式中??表示 。 5、板的宽(高)厚比愈大，板的临界应力则愈 。

6、Q390D代表的意义是 。 7、摩擦型高强螺栓群在承受弯矩M时,其中性轴位于 。 8、某构件当其目标可靠指标β减小时，相应的失效概率将随之 。

三、 简答题（4×5′＝20′）

1. 组合截面梁腹板局部稳定计算中，横向加劲肋、纵向加劲肋、短向加劲肋的作用是什么？谈谈梁局部稳定设计计算步骤。

2. 在轴心受压柱稳定的计算中，何谓柱子曲线？我国现行规范采用了几条柱子曲线？它们是如何确定的？ 3．对于轴心受压格构柱的缀条有哪些计算要求，列出主要计算公式。 4．对于拉弯构件，为何会有刚度要求？如何保证拉弯构件的刚度？

四、计算题（50′）

1、如图所示螺栓连接采用Q235-B级钢，C级螺栓直径d=22mm，试问此连接所能承受的最大外力Fmax设计

b2b2值为多少？（12′）fv?140N/mm , fc?305N/mm,f?205N/mm2

127575757550201210507070707050507070707050 w22、试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接，钢材为Q235-B，焊条为E43型，手工焊，轴心拉力设计值 N=600kN(静力荷载)，角钢为2L100×80×8，节点板厚度为12mm，采用三面围焊。（ff?160N/mm）（13′）hfmax＝1.2 tmin，边缘焊缝hfmax＝t-(1~2)mm，hfmin＝1.5tmax

100t=122L100×80×8　　50

3. 某建筑物采用如图所示的梁格布置，次梁间距2.1m，主梁间距6m，柱截面高0.5m。采用普通工字钢作为

次梁。梁上铺设钢筋混凝土预制板，并与主次梁有可靠的连接，能够保证其整体稳定。均布活荷载标准值2.5kN/m2，楼板自重标准值为3kN/m2。主梁和次梁、主梁和柱子均采用构造为铰接的连接方法，次梁选用I25a，重量为38.1kg/m，主梁选用I50a，试验算边主梁截面。(12′)

3

I50a的Ix＝46472cm4，重量为93.6kg/m，υ＝l/400，f＝205N/mm2

主梁18502100210021001850次梁

4. 如图所示Q235-C钢焊接工字型截面压弯构件，两端铰接，构件长15米，翼缘为火焰切割边，承受的轴心压力设计值为N=900kN，F=100kN，横向荷载作用处有一侧向支撑。验算此构件在弯矩作用平面内的整体稳定性。(13′)

1210150003201275007500640 γx＝1.05

?2EA?x?NE， 21.1?x?mx?0.65?0.35λ φ 20 25 M2M1弯矩作用平面内的稳定为： N?mxMx??f,f?215MPa

??xA?xW（x1?0.8N/NEx)30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 0.970 0.953 0.936 0.918 0.899 0.878 0.856 0.833 0.807 0.780 0.751 0.720 0.688 0.655 4

参考答案

一、单项选择（20×1′＝20′）

CBDDA;CCDBA;BACBB;DADAA。 二、填空题（10×1′＝10′）

1、结构中含硫量太多，会引起钢材的（热脆）；含磷量太多会引钢材的（冷脆）。 2、在静载作用下侧焊缝的计算长度不宜大于60hf，而在动载作用下不宜大于40hf，这是因为在侧焊缝中（应力沿其长度分布更不均匀）。

3、计算轴心受压格构式柱的缀材，需要先求出横向剪力，此剪力的大小与 （柱肢面积）和（材料强度）有关。

4、当用公式???????计算常幅疲劳时，式中??表示（应力幅，且????max??min，但对非焊接部位????max?0.7?min）。

5、板的宽(高)厚比愈大，板的临界应力则愈（ 小 ）。

6、Q390D代表的意义是（屈服强度为390N/mm2，D级特殊镇静钢） 7、摩擦型高强螺栓群在承受弯矩M时,其中性轴位于（螺栓群形心） 8、某构件当其目标可靠指标?减小时，相应的失效概率将随之（增大）

三、 简答题（4×5′＝20′）

1. 组合截面梁腹板局部稳定计算中，横向加劲肋、纵向加劲肋、短向加劲肋的作用是什么？谈谈梁局部稳定设计计算步骤。

答：横向加劲肋主要防止由剪应力与局部压应力可能引起的腹板失稳，纵向加劲肋主要防止由弯曲压应力可能引起的腹板失稳，短向加劲肋的主要作用是局部压应力可能引起的腹板失稳。计算时，先布置加劲肋，再计算各区格板的平均作用力与相应的临届应力，使其满足稳定条件。若不满足，再调整加劲肋间距，重新计算。 2. 在轴心受压柱稳定的计算中，何谓柱子曲线？我国现行规范采用了几条柱子曲线？它们是如何确定的？

答：在实际工程中，理想杆件是不存在的，构件存在各种缺陷。为简化计算，各国目前普遍采用柱子曲线，即计算出轴压构件的?u/fy与?的关系曲线。由于构件多种多样，缺陷的差异也很大，且对各轴的影响也不同，柱子曲线很多且各不相同，在较大的范围内分布，为了方便使用，我国GB50017规范考虑了残余应力和l/1000的初始弯曲后采用a、b、c、d四条柱子曲线来代表这个分布带，每条柱子曲线代表一类截面和弯曲轴。

3、对于轴心受压格构柱的缀条有哪些计算要求，列出主要计算公式。

答：缀条可以看成以分肢为弦杆的平行弦桁架的腹杆，缀条所受横向剪力的大小为

AfV?85V1，一个斜缀条所受的轴心力为Nt?，缀条一律按轴心受力

ncos?2355

fy

Nt??0f，刚度计算公式为：?????。 构件计算，稳定计算公式为：

?A4、对于拉弯构件，为何会有刚度要求？如何保证拉弯构件的刚度？

答：在运输和安装过程中，为了防止拉弯构件由于刚度太低，丧失原有轴线的破坏，所以对拉弯构件也有刚度要求。拉弯构件一般是通过限制长细比来保证刚度的，即：

?????。

五 计算题（50′）

1、如图所示螺栓连接采用Q235-B级钢,C级螺栓直径d=22mm ,试问此连接所能承受的最大外力Fmax设计值为多少？（12分）

22?d3.14?22Nvb?nvfvb?2??140＝106.4kN44Ncb?d?t?fcb?22?20?305＝134.2kN?N?v?106.4kNF1?106.4?13?1383.2kNAn1?20?400?20?3?23.5＝6590mm2An2?20??50?2?75?70?4??20?5?23.5＝7857mm??F???f?205MPaAn1222

F2?205?An1?1351kN因此Fmax?min?F1,F2??1351kN2、试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接，钢材为Q235-B，焊条为E43系列型，手工焊，轴心拉力设计值 N=500kN(静力荷载)，角钢为2∠90x8，节点板厚度为10mm。（ffw?1（13分）采用三面围焊。 60N/mm2）

?肢尖： 1.5t2?hf?8??1~2?mm， 即4.7mm?hf?7~6mm解：hf构造要求? ?肢背： 1.5t2?hf?1.2t1， 即4.7mm?hf?9.6mm??6

取hf?6mmhe?0.7hf?4.2mmN3?helw3??fffw?4.2?180?1.22?160?148kNN3?350?74?276kN2NN2?k2N?3?150?74?76kN2N1276?103lw1???205mm2he?ffw4.2?2?160N1?k1N?取lw1?230mm?60hf?360mmlw2N276?103???57mm2he?ffw4.2?2?160

3. 某建筑物采用如图所示的梁格布置，次梁间距2.1m，主梁间距6m，柱截面高0.5m。采用普通工字钢作为次梁。梁上铺设钢筋混凝土预制板，并与主次梁有可靠的连接，能够保证其整体稳定。均布活荷载标准值2.5kN/m2，楼板自重标准值为3kN/m2。主梁和次梁、主梁和柱子均采用构造为铰接的连接方法，次梁选用I25a，重量为38.1kg/m，主梁选用I50a，试验算边主梁截面。(12′)

I50a的Ix＝46472cm4，重量为93.6kg/m，υ＝l/400，f＝205N/mm2 解：梁的计算跨度为：2.1?5m?0.5m?10m 次梁重量为：38.1?6?228.6kg

次梁传来的恒荷载标准值为：19.5kN,设计值为：23.4kN 次梁传来的活荷载标准值为：15.8kN，设计值为：22.1kN 次梁传来的总荷载标准值为：35.3kN，设计值为：45.5kN 设计荷载产生的支座处最大剪力为：V=45.5kN×4/2＝91kN 工50a的Ix＝46472cm4，重量为93.6kg/m 跨中最大弯矩为：

Mmax?91?10/2?45.5?2.1/2?45.5?2.1?3/2193.6???102?275.6kN?m8100取lw2=80mm?60hf?360mm

梁的强度验算：

Mx275.6?106?250??141.2MPa?f?205MPa ?xWx1.05?46472?104由荷载标准值产生的最大弯矩为：

Mk?70.6?10/2?35.3?2.1/2?35.3?2.1?3/2?93.6?102/8?216.4kN?m 100产生的最大挠度为：

7

vmaxMkl2216.4?102?101210000???22.6mm?v??25mm该边梁的强度?T?5410EIx10?2.06?10?46472?10400与刚度均满足要求。

4. 如图所示Q235-C钢焊接工字型截面压弯构件，两端铰接，构件长15米，翼缘为火焰切割边，承受的轴心压力设计值为N=900kN，F=100kN，横向荷载作用处有一侧向支撑。验算此构件在弯矩作用平面内的整体稳定性(13′) 解：

A?2?32?1.2?64?1.0?140.8cm211.05?1053354Ix??(32?66.4?31?64)?1.03?10cm,Wx??3117cm31233.2Ixl1.05?1051500ix???27.3cm,?x?ox??55,查表得：?x?0.833A140.8ix27.3

?2EA3.142?2.06?105?140.8?100N???8594kN221.1?x1.1?55N?mxMx???xA?xW（x1?0.8N/N?Ex)/EX

900?1031.0?375?106??158.3MPa?f0.833?140801.05?3117000?(1?0.8?900/8594)该构件的平面内稳定合格

8

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