《钢结构设计原理》期末考试试卷及答案(1)

天津大学试卷专用纸 学院 建筑工程 专业 土木工程 班 年级 学号 姓名 共 5 页 第 1 页

20xx~20xx 学年第 x 学期期末考试试卷答案 《钢结构设计原理》 卷 (A(考试时间：题号 得分 一、选择题(共 20 分，每题 1 分) 1.钢材的设计强度是根据钢材的 A. 比例极限 B. 弹性极限 A ,塑性 B. 下降 D. 可能提高也可能下降 B 强度计算公式计算。 C. 断续焊缝 C D. 斜焊缝 作用 。 B C 确定的。 C. 屈服点 ，冲击韧性 D. 抗拉强度 B 。 8.为提高轴心受压构件的整体稳定，在构件截面面积不变的情况下，构件截面的形式应 使其面积分布 B 。 B. 尽可能远离形心 D. 尽可能集中于截面的剪切中心 一 二 三 四 五

共 5 页)日)八 成绩 核分人签字

年六

月七

A. 尽可能集中于截面的形心处 C. 任意分布，无影响

2.钢材在低温下，强度 A. 提高 C. 不变

9.两端铰接的双轴对称十字形截面轴心受压构件，绕其两主轴的长细比 x 和 y 不得小 于 5.07b/t,以避免其发生 A. 弯曲屈曲 C. 扭转屈曲 C 。 B. 弯扭屈曲 D. 弯曲屈曲和侧扭屈曲 D 。

3.部分焊透坡口焊缝的强度计算应按 A. 坡口焊缝 A. 竖向剪力 C. 水平剪力 5.焊接残余应力对构件的 A. 静力强度 A B. 角焊缝

4.无集中荷载作用时，焊接工字梁翼缘与腹板焊缝主要承受

10.提高轴心受压构件腹板局部稳定常用的合理方法是 A. 增加板件宽厚比 C. 增加板件宽度

B. 竖向剪力及水平剪力联合作用 D. 压力 无影响。 C. 低温冷脆 D. 疲劳强度 。

B. 增加板件厚度 D. 设置纵向加劲肋

11.格构式轴心受压柱整体稳定计算时，用换算长细比 0 x 代替 x ,这是考虑__D___。 A.格构柱弯曲变形的影响 C.缀材弯曲变形的影响 B.格构柱剪切变形的影响 D.缀材剪切变形的影响 B 确定分肢间的

B. 刚度

6.高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接主要区别是 D A. 预拉力不同 C. 采用的材料等级不同

B. 连接处构件接触面的处理方法不同 D. 设计计算方法不同 C 上。

12.双肢格构式轴心受压柱，实轴为 x-x,虚轴为 y-y,应根据 距离。 A. x y B. 0 y x C. 0 y y

7.下图所示弯矩 M 作用下的普通螺栓连接，可认为中和轴在螺栓 A. 1 B. 3 C. 5

D. 强度条件

D. 计算确定

天津大学试卷专用纸 学院 建筑工程 专业 土木工程C 控制的。 B. 建筑要求 D. 整体稳定 D 。

班

年级 2007

学号

姓名动力

共 5 页 第 2 页荷载的结构中。

13.梁的最小高度是由梁的 A. 强度 C. 刚度

2.高强度螺栓承压型连接剪切变形大，不得用于承受

3.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、初偏心 和 残余应力 的影响

。

14.焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是 A. 提高梁的抗弯强度 C. 提高梁的整体稳定性

4.计算单轴对称截面实腹式轴心受压构件绕对称轴(设为 y 轴)的稳定时，应取考虑 扭转 效应的换算长细比 yz 代替 y 查表确定 值。 横向 加劲肋对防止 弯矩 剪力或局部承压 引起的局部失稳有效，

B. 提高梁的抗剪强度 D. 提高梁的局部稳定性 A 时，对于提高梁的

5.对于梁腹板，设置 设置 纵向

15.焊接工字形截面简支梁，其他条件均相同的情况下，当 整体稳定最好。 A. 增大梁的受压翼缘宽度 C. 增大腹板厚度

加劲肋对防止

引起的局部失稳有效。

6.梁的腹板加劲肋作为腹板的可靠支承，所以对加劲肋的截面尺寸和刚度(惯性矩) B. 增大梁受拉翼缘宽度 D. 在距支座 l/6(l 为跨度)减小受压翼缘宽度 有一定要求。 7.组合钢梁截面高度的确定，由 确定经济高度。 8.承受静力荷载的焊接工字梁，当腹板高厚比 h 0 t w 170 后强度，腹板可不配置 纵向加劲肋 。 最大强度 原则确定，格 原则235 f y 时，利用腹板屈曲

建筑或工艺要求

确定最大高度；由

用钢量最省

16.工字型截面梁受压翼缘保证局部稳定的宽厚比限值，Q235 钢为 b1 / t 1 5 ,那么对 于 Q345 钢，此宽厚比限值应__A __。 A.比 15 小 C.比 15 大 B.仍等于 15 D.可能大于 15,也可能小于 15

9.实腹式压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定计算公式采用

17.梁承受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足要求时，采用__B_ _是较合理 的措施。 A.加厚翼缘 C.增加横向加劲肋的数量 B.在集中荷载处设置支承加劲肋 D.加厚腹板 A 。

构式压弯构件绕虚轴在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式采用 确定。 三、计算题(共 70 分) 钢材的弹性模量 E=2.06×105MPa

边缘屈服

18.单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯矩 A. 绕非对称轴作用 C. 绕任意轴作用 二、填空题(共 15 分，每空 1 分)

B. 绕对称轴作用 D. 视情况绕对称轴或非对称轴作用

Q235 钢强度设计值：厚度 t≤16mm 时， f 215 MPa , f v 125 MPa ; 厚度 t 在 16~40mm 时， f 205 MPa , f v 120 MPa 。

1.由于钢材强度高，一般钢构件的截面小而壁薄，受压时易为 刚度(变形) 要求所控制，强度难以得到充分的利用。

稳定

和

天津大学试卷专用纸 学院 建筑工程 专业 土木工程 班 年级 2007 学号 N f

姓名 N

共 5 页 第 3 页3

w 1.节点构造如图所示，钢材 Q235B,焊条 E43 型，手工焊接( f f 1 6 0 M P a ),高强度

螺栓采用摩擦型连接，螺栓为 8.8 级 M22,孔径 23.5mm,P=150kN,接触面喷砂后 涂无机富锌漆， =0.35,连接

承受的静力荷载 N=400kN,验算焊缝和螺栓连接强 度是否满足要求。 (20 分) 正面角焊缝强度增大系数 f 1 .2 2 。 V f

hlMf

240 10

e w

2 0 . 7 10 420 20 21 . 6 106

42 . 9 MPa

(1) (1)

M f

2

Ww

1 6

0 . 7 10 420 20 320 103

57 . 82

MPa

V

hlN f

e w

2 0 . 7 10 420 20

57 . 1

MPa

(1)

f

M f

100 . 7

MPa

f

V f

f f

2

2 f

100 . 4

MPa< f fw 160 MPa

(3)

焊缝强度满足要求。 (2)螺栓连接N t1 N n My 1

y

2 i

240 10

28 . 8 0 . 16 2 2 0 . 08 0 . 162

2

24 36 60

kN

(1)

N t 2 =24+18=42 N t 3 =24

kN

(1)

kN

(1) kN (1) (2)

N t 4 =24-18=6

解： N =240 kNV

(1) (1) (1) (1)

N t 1 =60

kN <0.8P=120 kN

=320 kNf

N ti

=2× (60+42+24+6)=264 kN

M

=240× 0.09=21.6 kN· m =240× 0.12=28.8 kN· m

0 . 9 n f nP 1 . 25 N ti 0 . 9 1 0 . 35 10 150 1 . 25 264 368 . 6

M

kN>V=320 kN

(4)

B

(1)焊缝连接

螺栓连接满足承载力要求。

天津大学试卷专用纸 学院 建筑工程 专业 土木工程 班 年级 2007 学号抗剪强度 1 12

姓名V S I tw 360 10 2 . 99 103 6

共 5 页 第 4 页 50 . 2 MPa< f v =125 MPa

2.焊接工字形截面简支梁，截面如图所示，钢材 Q235B,跨中设置一道侧向支撑，梁 承受均布荷载的设计值为 q 60 kN /m (包括自重) ,验算此梁的抗弯、抗剪强度和整体 稳定是否满足设计要求？若整体稳定不满足要求，在不改变梁截面尺寸的情况下采取什 么措施可提高梁的整体稳定性，计算说明。 (22 分) b b 4320 A h 1 2 y Wx y t1 4 .4 h 2

2 . 68 10 89

(2)

Iy 2

14 280

3

5 . 12 10

7

mm4 mm2

(1) (1)

A 2 280 14 1000 8 15840

235 b fy

,

' b

1 . 07

0 . 282

b

, b 1 . 15 , b 0

iy

Iy A

56 . 7

mm (1)

(1)

y

l 2 iy

=105.8

x 1 .0 5

,

y 1 .2 0

代入 b 公式中得

b 1 . 45 0 . 6 b 1 . 07 '

(1) =0.876 (1) (2)

0 . 282

b

M

bW x'

236 . 2

MPa> f =215 MPa

整体稳定不满足要求

在不改变梁截面的情况下可通过增加侧向支撑的方法提高粱的整体稳定性，分别在 三分之一跨处设置侧向支撑。 y 4000 i y 70 . 5

(2)

b 3 . 19 0 . 60 , b 0 . 982'

解： M V Ix Wx

1 8 1 2 1 12

ql

2

1 8

60 12

2

1080

kN· m

(1)

M

bW x'

210 . 7

MPa< f =215 MPa 满足要求

(4)

ql 360 1000 Ix 5143

kN

(1)2

8 2 280 14 5076

2 . 68 10

9

mm4

(1)

5 . 22 10

mm3

(1)6

S 280 14 507 500 8 250 2 . 99 10

mm3

(1)(2)

抗弯强度

M

xW x

1080 10

6 6

1 . 05 5 . 22 10

197 . 0 MPa< f =215 MPa

天津大学试卷专用纸

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vjk1.html