钢结构复习题

钢结构复习题

选择题

（1）钢材的设计强度是根据( C ）确定的。C. 屈服点

（2）钢结构设计中钢材的设计强度为(D ）。D. 钢材的强度标准值除以抗力分项系数 （3）钢材是理想的（ C)体。 C。 弹塑性

（4）钢结构中使用钢材的塑性指标，目前最主要用（ D )表示。 D. 伸长率 （5）钢材的伸长率用来反映材料的（ C）。C。 塑性变形能力

（6）钢材的三项主要力学性能为(A )。A。 抗拉强度、屈服强度、伸长率 （7）钢材的剪切模量数值（ B ）钢材的弹性模量数值。 B. 低于

（8)在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（ B ）的典型特征。 B. 塑性破坏 （9)钢中硫和氧的含量超过限量时，会使钢材（ B ） 。 B。 热脆 （10)钢材经历了应变硬化（应变强化）之后（ A ).A。 强度提高 (11）钢材牌号Q235、Q345、Q390、Q420是根据材料（ A )命名的。 A. 屈服点 （12）沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法的主要不同之处是（ C ）。C。 沸腾钢不加脱氧剂 （13）型钢中的H型钢和工字钢相比， B 。B。 前者的翼缘相对较宽 （14）在下图的连接中，角钢肢尖上的角焊缝的焊脚尺寸hf应满足 B 。

B.

hfmin1.512hfhfmax10(1~2)

（15）在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分别为 C 。C. 两端大、中间小 （16)产生焊接残余应力的主要因素之一是 C 。C. 焊接时热量分别不均

(17)焊接结构的疲劳强度的大小与 A 关系不大。 A。 钢材的种类 （18）采用螺栓连接时，构件发生冲剪破坏是因为 D 。D. 边距或栓间距太小 (19）一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是 D .D. A、B中的较小值

（20）每个受剪力作用的高强度螺栓摩擦型连接所受的拉力应低于其预拉力的 C 倍. C。 0。8 （21）高强度螺栓摩擦型连接受拉时，螺栓的抗剪承载力 B .B。 降低

(22）摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力 C 。C。 与螺栓直径有关 （23）实腹式轴心受拉构件计算的内容包括 D . D. 强度、刚度（长细比）

（24）实腹式轴心受压构件应进行 B 。B。 强度、整体稳定性、局部稳定性和长细比计算 （25)对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面 B 。B. 平均应力达到钢材屈服点

(26）为提高轴心压构件的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面的形式应使其面积分布 B 。B。 尽可能远离形心

（27）轴心受压构件的整体稳定系数与 B 等因素有关。B。 构件截面类别、钢号、长细比 (28)a类截面的轴心压杆稳定系数值最高是由于 D 。D. 残余应力影响的最小 （29)轴心受压构件腹板局部稳定的保证条件是h0/tw不大于某一限值,此限值 D 。 D。 与钢材强度和柱的长细比均有关

（30）提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是 B 。B. 增加板件厚度

（31）为了 C ，确定轴心受压实腹式柱的截面形式时,应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。C. 达到经济效果

（32）计算格构式压杆对虚轴x轴的整体稳定时,其稳定系数应根据 B 查表确定B。

ox

（33）当缀条采用单角钢时,按轴心压杆验算其承载力，但必须将设计强度按《钢结构设计规范》中的规定乘以折减系数，原因是 D 。 D。 单角钢缀条实际为偏心受压构件

（34）双肢格构式受压柱，实轴为x－x，虚轴为y－y，应根据 B 确定肢件间距离。 B。

0yx

（35）在主平面内受弯的工字形截面组合梁，在抗弯强度计算中，允许考虑截面部分发展塑性变形时，绕x轴

和y轴的截面塑性发展系数x和y分别为 D .D. 1。05，1.2 (36)计算梁的 A 时，应用净截面的几何参数。A. 正应力 （37）约束扭转使梁截面上 C 。C。 产生正应力，也产生剪应力 (38)单向受弯梁失去整体稳定时是 C 形式的失稳。C。 弯扭

（39）一悬臂梁，焊接工字形截面，受向下垂直荷载作用，欲保证此梁的整体稳定，侧向支撑应加在 B 。

B. 梁的下翼缘

（40）为了提高梁的整体稳定性， B 是最经济有效的办法. B. 增加侧向支撑点 （41）防止梁腹板发生局部失稳常采用加劲措施这是为了 D 。D。 改变边界约束板件的宽厚比 （42）焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是 D .D。 提高梁的局部稳定性 （43）当梁上有固定较大集中荷载作用时,其作用点处应 B 。B. 设置支承加劲肋 （44）当无集中荷载作用时，焊接工字形截面梁翼缘与腹板的焊缝主要承受C。 水平剪力 （45）确定梁的经济高度的原则是 B 。 B. 用钢量最省

(46)在充分发挥材料强度的前提下，Q235钢梁的最小高度hmin B Q345钢梁的hmin。（其他条件均相

同)B. 小于

(47)梁的最小高度是由 C 控制的C。 刚度

（48）单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯矩 A 。A。 绕非对称轴作用 （49）单轴对称的实腹式压弯构件整体稳定计算公式

NxmxMxxW1x10.8NNEx≤f和

NAmxMxxW2x11.25NNEx≤f中的x、W1x、W2x为 A 。

A.

W1x和W2x为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外边缘的毛截面模量，x值不同

（50）两根几何尺寸完全相同的压弯构件，一根端弯矩使之产生反向曲率，一根产生同向曲率，则前者的稳定

性比后者的 B 。 B. 差 填空题

（1)钢中含硫量太多会引起钢材的 热脆 ；

含磷量太多会引起钢材的 冷脆 。

(2）钢材在冶炼和浇铸过程中常见的冶金缺陷有

裂纹 、 未焊透、 夹渣 等。咬边 （3）钢材的硬化,提高了钢材的 强度 ，降低了钢材

的 塑性 .

(4)随着时间的增长，钢材强度提高,塑性和韧性下降

的现象称为 时效硬化 . （5)在静力或间接动力荷载作用下,正面角焊缝的强

度设计增大系数f＝ 1.22 ；但对直接

承受动力荷载的结构,应取f＝ 1 。 （6）工字形或T形牛腿的对接焊缝连接中，一般假

定剪力由 竖向焊缝 的焊缝承受，剪应力均布。

（7)凡能通过一、二级检验标准的对接焊缝，其抗拉

设计强度与母材的抗拉设计强度 相等 . （8）当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时,在对

接焊缝的拼接处，应分别在焊缝的宽度方向或宽度方向或厚度方向做成坡度不大于 1:2.5 的斜角。

(9）焊缝按施焊位置分 仰焊、平焊、立焊 和 横

焊 ，其中 仰焊 的操作条件最差，焊缝质量不易保证，应尽量避免。

（10)螺栓连接中，规定螺栓最小容许距离的理由是：

为保证一定的施工空间便于转动螺栓扳手 ；规定螺栓最大容许距离的理由是: 避免螺栓间钢板失稳。

（11）单个螺栓承受剪力时，螺栓承载力应取 受剪

b1是 受压翼界面简支梁受压翼缘的自由长度 ，

缘宽度 。

（15）梁腹板中，设置 横向 加劲肋对防止 剪

应力 引起的局部失稳有效,设置纵向 加劲肋对防止 弯曲正应力 引起的局部失稳有效。

（16）支承加劲的设计应进行 整体稳定 、

的验算。

和 承压承载力设计值 的较小值。 （12）高强度螺栓根据螺栓受力性能分为 抗剪螺栓和 抗拉螺栓 两种.

（13)我国《钢结构设计规范》在制定轴心受压构件

整体稳定系数时，主要考虑了截面形式和尺寸不同的加工条件及相应的残余应力图式；初弯曲两种降低其整体稳定承载能力的因素。 （14）梁整体稳定判别式l1/b1中，l1是 工字型简答题

（1)简述建筑钢结构对钢材的基本要求，规范推荐使用的钢材有哪些？

强度要求，塑性、韧度要求，耐疲劳性能及适应环境能力，冷、热加工性能及焊接性能，耐久性，生产与价格方面要求；推荐的有Q23、Q345、Q390、Q420 (2）衡量钢材主要性能常用哪些指标？它们各反映钢材的什么性能？

强度指标：抗拉强度、屈服强度，描述钢材抵抗破坏的能力?塑性指标：伸长率，描述钢材产生显著残余变形而不立即断裂的能力？韧性指标：冲击功,描述钢材在塑性变形和断裂的过程中吸收能量的能力?冷弯性能：由冷弯性能试验确定，是判断钢材塑性变形能力与冶金质量的综合指标

（3）什么情况下会产生应力集中,应力集中对材性有何影响？

实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时，就会产生产生应力集中现象。往往会引起脆性破坏.

（4)受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？

有五种情况:螺栓杆被剪断、孔壁挤压、板被拉断、钢板剪断、螺栓杆弯曲破坏。

防止方法：对于螺栓杆被剪断、孔壁挤压、板被拉断三种情况要进行计算；对于钢板剪断、螺栓杆弯曲破坏可以通过端距e2≥2d0,以避免板因受螺栓杆挤压而被剪断,板叠厚不超过5d一避免螺杆弯曲过大而破坏.

（17) 梁截面高度的确定应考虑三种参考高度，是指

由 建筑 确定的 最大高度 ;由 刚度

确定的 最小高度 ;由 用钢量最小 确定的 经济高度 。

（18）受均布荷载作用的简支梁，如要改变截面，应

在距支座约 1/6跨度 处改变截面较为经济。

(19)实腹式偏心受压构件的整体稳定，包括 弯矩作用

平面内 的稳定和弯矩 作用平面外的稳定。

（5）影响高强度螺栓预拉力的因素有哪些？ 由于高强度螺栓没有明显的屈服点，因此，其抗拉强度的实际值与设计值不同,对预拉力有影响；此外，材料的不均匀性、拧紧螺栓时超预拉力的可能性、螺栓紧固后产生的松弛、拧紧螺帽时除拉力外，还有拧紧螺栓时扭距产生的剪力等多方面都会对高强度螺栓的预拉力有一定影响。

（6）理想轴心受压构件的整体失稳形式有几种？各对应何种截面？

弯曲屈曲——双轴对称截面；扭转屈曲——长度较小的十字形截面;弯扭屈曲——单轴对称截面。

（7）梁的强度计算包括哪些内容？如何计算？

答：梁的强度计算包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力。

梁的强度计算过程：①、利用正应力公式计

算截面上任意一点的正应力； ②、由强度条件校核梁的正应力强度；③、由强度条件设计梁的截面；④、由强度条件计算梁上的最大容许荷载。

(8）一般采取什么措施保证梁受压翼缘和腹板的局部稳定？

受压翼缘：宽厚比，加强受压翼缘，设置加劲肋；腹板：增加腹板厚度，设置腹板加劲肋（更经济)

（9）什么是腹板的屈曲后强度?何种梁可以利用腹板

的屈曲后强度？

腹板屈曲后发生侧向位移，中面内形成薄膜张力场，阻止位移加大，使梁能够承受更大荷载.组合梁可以利用腹板的屈曲后强度。

（10）影响等截面框架柱计算长度的主要因素有哪些？ 计算题

1.如图所示焊接连接,肋板与柱翼缘焊缝hf=10mm，ff =160N/mm2，此连接受静荷P=250kN作用,P与x轴夹角为45°.试验算此焊缝是否安全。（图中尺寸标注的单位为mm） 解：将P分解为PX 和 Py 及M共同作用 则:Px=Pcos=25＊

w框架柱拉脚和基础连接形式，以及K1、K2。 （11)简述防止钢结构脆性断裂的措施有哪些？ 采用铰接支撑，增加抗震措施,增加构件强度 （12）简述钢结构防腐蚀的方法？

（1）耐候钢(2)热浸锌(3)热喷铝（锌）复合涂层(4）涂层法（5）阴极保

2/217.7KN

PyPsin25*2/217.7KN

M=Px17.7*=17.7*103*508.85*105N*mm

垂直焊缝的应力由两部分组成，如下:

pxMPx17.7*1037.02N 2helw2*0.7*10*(200-20)M6*8.85*10511.7N 2Wx2*0.7*10*(200-20)

fMp18.72NPy17.7*103f7.02N

2helw2*0.7*10*(200-20)（f218.72）7.02216.9N/mm2ffw160N/mm2 ）f2（1.22f所以焊缝安全。

2．验算柱与牛腿间高强螺栓摩擦型连接是否安全,螺栓M20，10.9级，摩擦面的抗滑移系数μ=0.5，高强螺栓的设计预拉力P=155kN。 解：螺栓型心O处内力有： 轴心拉力T=3/5N=180KN

剪力V=240KN M=T*e=180＊7。0/2=630KN/cm 在N，M作用下最上排螺栓受力最不利. 一个螺栓所受拉力 N1=T/n+

M*y1630*(6.57/2)180/836.53KN

2yi22*(2*3.522*(3.56.5)2)b剪力Nv=V/n=240/8=30KN 受拉承载力设计值N0.8P0.8*155124KN

受剪承载设计Nvb0.9nf**P0.9*1*0.5*15569.75KN

所以高强度螺栓同时承受剪力时：

NvbNvN13036.530.721所以连接安全124Nb69.75

3．验算如图所示轴心受压柱的整体稳定性和局部稳定性能否满足要求。已知轴向荷载设计值为N=1500kN，

Q235B级钢f =215N／mm2,截面绕x轴为b类截面、绕y轴为c类截面。 解：计算截面几何特性: A=2＊250*14+250＊8=9000mm

2Zx1/12*（250*2783-250*2503）13248*104mm4

44ZY2*14*250*1/1236*10mm整体稳定性验算:x3

ZyZxix21.3mm.....iy63.6mm.

AAl06000/121.349.46[]50......y3000/63.647.17[]50 ix则

x0.858 y0.793 min0.793

tw8 max49.46

NAmin1500*103210.1215N/mm2 0.793*9000局部稳定验算：t=14

b12548.100.114.95 t14h025031.25250.549.73 故局部稳定 tw8

4、均布荷载作用下的两端简支梁，截面如图所示,弯矩绕强轴作用，材质为Q235，可以考虑部分截面发展塑性，试验算此梁的局部稳定是否满足要求。若不满足要求应该采取何种措施？ 解：翼缘的局部稳定:

b115012.513235/fy满足要求 t112h0800/8=100170235/fy tw 腹板局部稳定:80235/fy所以腹板在剪力作用下可能发生局部失稳,局部稳定不能满足要求。

因此为保护腹板的稳定；需要设置横向加劲肋，加劲肋间距a按构造应满足：0.5h0a2h0。

5．验算图示双轴对称工字形截面压弯杆件在弯矩作用平面内的稳定性。已知:平面内稳定验算公式：

NxAmxMxxWx(10.8N)NEx≤f， E=2.06×105N/mm2， f=215N/mm2，荷载设计值N＝800kN、Q=160kN，

NEx=

2EIx21.1l0x,l0x=10m.

解：Ma1Ql0.25*160*10400KN4

A1.2*762*25*1.2151.2cm2

Zx1.2*763/122*25*1.2*(380.6)2133295.2cm4

WXZx/(381.2)3400.4CM3 Xl0x/ixl0x/Zx/A33.7

查表x0.922 NEX2EI1.1l0x22463.7*104N

mxMxN27.4115172.4N/m2满足要求 xAW(10.8N)xxNEx6．计算如图所示两块钢板的对接连接焊缝能否满足强度要求；如不满足要求，可采用哪些改进措施？已知截

面尺寸B=250mm,t=8mm，轴心拉力设计值N=370kN,钢材为Q235B级钢，E43型焊条，采用手工焊，

ftw=185N/mm2,焊接时不采用引弧板,焊缝质量为三级。

解：由于不使用引弧板焊缝计算长度为：

lw2502*8234mm

焊缝处应力为

N370000197.6N/mm2ftw185N/mm2所以此焊缝不能满足强度要求，可采用以下lwt234*8改进措施:

1.使用引弧焊 2.改三级焊缝为一二级. 3。改直焊缝为斜焊缝，设焊缝与受力方向夹角的正切函数值小

于1。5.

7．如图所示两端铰接（l0x=l0y=3000mm）的轴心受压柱由长边相并的不等边角钢构成,试验算其整体稳定性。已知双角钢为2L125×80×10，轴向荷载设计值为N=300kN，Q235B级钢，f=215N/mm2。提示：λyz=λ

41.09b2 y122l0yt解：xl0X/ix300/3.9875 yl0y/iy300/3.3191

）=96

441.09b21.09*80=91*（1+λyz=λy122223000*10lt0y将绕y轴发生整体弯扭失稳，查表得0.581

N300*103131N/mm2f215N/mm2整体稳定满足。 所以

*A0.581*39428．如图所示某简支梁（I25a）,承受均布弯矩作用，设计弯矩Mx=62。5kNm,试验算此梁的整体稳定性能是否

满足要求.已知：钢材Q235B，fy=235N/mm2,f=215N/mm2，Wx=402cm3，跨中有一个侧向支承点，l0y=250cm，

iy=2.4cm，计算时忽略自重.提示:可按近似公式b1.07fy确定b（算出b〉0.6时无需换·440002352y) 算为b解：yl0y/iy250/2.4104120

b1.072y44000*fy2351.071042/44000*10.824

MX188.7N/mm2f215N/mm2整体满足要求

bWx9．验算图示拉弯构件的强度和刚度。已知：型钢梁采用HN350×175，A=63。66cm2，Wx=782cm3，

iy=14.7cm,iy=3.93cm,γx=1。05；平面内和平面外均为两端简支,l0x=l0y=10m;钢材为Q235B，f=215N/mm2；荷载设计值：轴心拉力N=380kN,横向荷载P=50kN;［λ］=300；截面无削弱,忽略自重；截面抗剪强度、局压强度已满足要求，不必验算。

解：Mx=pl/4=50×10/4=125kw。m

=

NMX380103125106211.9N/mm2f215N/mm2 3A0rzwmx63661.0578210刚度由长细比控制，平面外的回转半径较小，故平面外长细比最大，起控制作用，应对其进行验算

maxyl0y/iy1000/3.932[]300故强度与刚度满足要求

10．如图所示双角钢与节点板采用侧面角焊缝相连，N=450kN，角钢为2L100×10，节点板厚度t=8mm，钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43系列，ffw=160N／mm2，试确定所需焊脚尺寸及焊缝长度。（提示:K1=0。7,K2=0。3)

解：设焊角尺寸hf=8mm,满足hf1。2×8mm和10—（1-2)mm 同时满足hf≥1.5肢背焊链长

tmax1.5105mm

k1N0.74501000lw12hf28192mm

w20.7816020.7fff肢焊链长lw2k2N0.345610002h2891mm8hfmm fw26.78100026.7fff5~9mm之间的相应计算结果也算正确。

因此取肢背焊缝长度为195mm，肢间焊长95mm,假设hf11．图示格构式缀条柱,受轴心压力N=1460kN（设计值），柱高7。2m，两端铰接，钢材强度设计值f=215N/mm2，其它条件见图示。验算此柱绕虚轴x轴的整体稳定。

解：l0x7.2mm Ix24245.6*132*2157cm4

ixZx15713.2 A91.2所以格构柱长细比为xl0x720/13.2.5 ix单肢长细比1l1(10224)/2.333.9 i122x1.2[]150

所以换算长细比0x查表得x0.785

W1460*103所以*102204N/mm2f215N/mm2

xA0.785*91.2所以该柱绕虚轴的稳定性能够满足要求。

12。如图所示工字形截面简支梁，钢材为Q235B,f=215N／mm2，fv=125N／mm2，E=2。06× 105N/mm2，允许挠度为

1l250,当该梁的稳定和折算应力都满足要求时，求该梁能承受的最大均布荷载

设计值q。(不考虑自重，荷载分项系数取1。3,截面塑性发展系数取1。05，绕强轴惯性矩Ix=68097cm4，抵抗矩Wx=2522cm3，中和轴以上面积矩S=1352cm3。)

8wfMxql2/8解：正应力要满足fq1x2xxwxxwxl所以q1

8xwxf45.5N/mm 2l2ItfVSsql/2fvq2xwvIwtwIwtwSl

剪应力要满足所以q22Ixtwfv100.7N/mm

Sl1.3*384EIx5*(q/1.3)l3w挠度要满足[]1/250q3*1/250 3384EIxl5l所以q356.0N/mm

所以该梁能承受最大均布荷载为min（q1，q2，q3)=45.5N/mm