2015.3华工钢结构理论与设计大作业2

大作业2 一、判断题

1.试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次数有关，而与钢材的强度并无明显关系。（√ ）

2.在承受静力荷载的角焊缝中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝小。（√ ）

3.轴心受力构件的计算内容都属于按承载能力极限状态计算，计算时应采用荷载的标准值。（ × ）

4.焊接时产生裂纹的主要原因是不合适的焊接工艺，裂纹为纵向。（× ）

5.高耸钢结构的结构形式多为空间桁架，其特点是高跨比较大，以垂直荷载作用为主。（× ） 二、单项选择题

1．钢结构的抗震及抗动力荷载性能好是因为（ C ） A．制造工厂化 B．密闭性好 C．自重轻、质地均匀，具有较好的延性 D．具有一定的耐热性 2．钢材的力学性能指标，最基本、最主要的是（ C ）时的力学性能指标 A．承受剪切 C．承受弯曲

B．单向拉伸 D．两向和三向受力

3. 当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性（ B ） A．升高 B．下降 C．不变 D．升高不多

4. 当碳素钢用于钢结构时，我国钢结构设计规范推荐采用（ B ） A．Q215钢 C．Q255钢

B．Q235钢 D．Q275钢

5. 设计承重结构或构件时，承载能力极限状态涉及的计算内容有哪些（ D ） A．强度、梁的挠度 B．稳定性、柱的变形 C．梁的挠度、柱的变形 D．强度、稳定性 6. 产生焊接残余应力的主要因素之一是（ C ）。

A．冷却速度太快 B．钢材的弹性模量太高 C．焊接时热量分布不均 D．焊缝的厚度太小

7. 计算梁的（ A ）时，应用净截面的几何参数。 A．正应力 B．剪应力 C．整体稳定 D．局部稳定 8. 梁腹板屈曲后强度产生的原因是（ B ）

A．在腹板中产生薄膜张力场，从而使发生微小屈曲的板件能继续承受增加的荷载 B．在腹板中产生压力场，使腹板处于三向受力状态，提高了腹板钢材的折算强度 C．通过人为措施改变腹板局部屈曲模式，变剪切屈曲为弯曲屈曲

D．通过人为增加腹板的厚度和减小横向加劲肋间距，从而使局部屈曲不会发生

9、单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称平面内，且使较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应力分布（ A ）

A、可能在拉、压侧都出现塑性 B、只在受压侧出现塑性 C、只在受拉侧出现塑性 D、拉压侧都不会出现塑性

10、在选择普通梯形钢屋架的端斜杆双角钢截面时，为使截面更加经济合理，采用（ C ） A．两等边角钢组成的T形截面 B．两不等边角钢短肢相连 C．两不等边角钢长肢相连 D．两等边角钢组成的十字形截面 三.、简答题

1.塑性和韧性的定义，两者有何区别，冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么？ 答：塑性是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质；韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性同塑性有关，但不完全相同，是强度和塑性的综合表现。冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，可检验钢材的

冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化，冷作硬化可能使材料变脆。

2.什么叫梁的失稳？影响梁的整体稳定的主要因素有哪些？

答：梁在荷载作用下，虽然其截面的正应力还低于钢材的强度，但其变形会突然离开原来的弯曲平面，同时发生侧向弯曲和扭转，这就称为梁的整体失稳。主要因素：梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度，抗翘曲刚度，梁侧向支撑点之间的距离，梁的截面形式，横向荷载的形式、在截面上的作用位置等。

3.什么是有檩屋盖和无檩屋盖？各自的特点如何？

答：无檩体系屋盖是在屋架上直接设置大型钢筋混凝土屋盖板。特点：横向刚度大，整体性好构造简单，耐久性好。有檩体系屋架就是钢屋架上面铺设檩条，在檩条上面再铺设石棉瓦等轻型屋面材料。特点：构件重量轻，用料省运输方便！但是构件数目较多，构造较反复，整体性差。

4.拉杆为何要控制刚度？如何验算？拉杆允许长细比与什么有关？

答：（1）防止由于长细比过大在运输、施工过程中产生较大的变形，同时因自重作用产生较大挠度，对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅（2）控制其长细比小于容许值。（3）允许长细比与构件类型的重要性、承受荷载的性质和截面的类型有关。 四、计算题

1.有一焊接连接如图所示，钢材为Q345钢，焊条为E50系列，采用手工焊接，所承受的静力荷载设计值N=500kN。试确定此角焊缝的连接长度。

解： 焊缝承受的拉力为：=250kN

焊缝承受的剪力为：=250kN

Q345钢，

=200N/mm，设焊缝的计算长度为

=

=

，

即

整理得：

，

解得：，考虑到起弧和落弧缺陷，实际焊缝长度为

=255.1+2x8=271.1mm

，取

且满足：

=275mm

=275mm=60x8=480mm。

2.图示为一焊接工字形简支梁，跨度 l = 4m 。钢材Q235F，f=215N/mm2 ，

fy=235N/mm2 。承受均布荷载设计值为p（包括自重）。假定该梁局部稳定和强度以及刚

度能满足要求，试求该梁能承受的荷载 p 。

解： 根据题意，该梁局部稳定、强度、刚度都能满足要求，所以按整体稳定

计算能够承受的最大荷载p。

设 p 的单位为

kN/m

要求满足

即

该梁能承受的最大均布荷载 p=81.1 。

kN/m

3. 请验算图示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。静力荷载设计值F=220kN。 钢材用 Q235－A·F ，焊条 E43手工焊，无引弧板，焊缝质量三级（假定剪力全部由腹板上的焊缝承受）。

，

，

。

解：

（1）计算对接焊缝计算截面的几何特性， 中和轴位置

焊缝截面几何特性

剪力只由腹板承担，故只算腹板的截面积

（2）验算焊缝强度

经分析最危险点是最下面点，故只要验算该点的焊缝强度。

。

折算应力

故折算应力强度不满足要求，如此焊缝改成二级焊缝，则

，就能满足强度要求了。

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