钢结构设计原理复习题.doc

1、 钢结构设计原理 一、单项选择题 1 以下指标课体现钢材塑性好坏的是 ( ) 。 A伸长率 B强屈比 C屈服点 D抗拉强度 2钢结构的主要缺点是 ( )。 A结构的重量大 B易腐蚀、不耐火 C造价 过 高 D施工困难多 3 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关 ( ) A 框架在荷载作用下侧移的大小 B 框架柱与基础的连接情况 C 荷载的大小 D 框架梁柱线刚度比的大小 4 与轴压杆稳定承载力无关的因素是 ( ) A 杆端的约束状 况 B 残余应力 C 构件的初始偏心 D 钢材中有益金属元素的含量 5 下列简支梁整体稳定性最差的是 ( ) A 两端纯弯作用 B 满跨均布荷载作用 C 跨中集中荷

2、载作用 D 跨内集中荷载作用在三分点处 二、填空题 1 根据循环荷载的类型不同 ， 结构的疲劳分为 _和 _两种 。 2 衡量钢材抗冲击荷载的指标称为 _，它的值越小表明击断试件所耗的能量越 _，钢材的韧性越 _。 3 梁截面高度的确定应考虑三 种参考高度，具体是指由 _确定的 _；由 _确定的 _；由 _确定的 _。 在极限平衡状态时对应的土压力。 4 在焊接梁的设计中， 梁腹板设置 _加劲肋对防止剪力引起的局部失稳有效 ， 而设置 _加劲肋对防止弯曲和局部引起的局部失稳有效 5 当梁体的稳定系数大于 0.6 时，材料进入到 _工作阶段。 6 为防止梁的整体失稳，可在梁的 _密铺铺板。 7

3、理想的轴心受压构件的屈曲形式有 _、 _和 _。 8 轴心压杆的验算有 _、 _和 _。 9 Q235B F 是常见钢种之一，其屈服强度 为 _MPa， 质量等级 为 _。 10 残余 应力 是 _应力的分布，所以对构件的不产生影响 。 1 常幅疲劳 变幅疲劳 2 冲击韧性 小 差 3 建筑高度 最大高度 刚度条件 最小高度 经济条件 经济高度 4 横向 纵向和短向 5 弹塑性 6 上翼缘 7 弯曲屈曲 扭转屈曲 弯扭屈曲 8 强度验算 刚度验 算 稳定验算 9 235 B 10 自相平衡 强度 三、 判断题 1 塑性变形是不能恢复的，因而塑性破坏比脆性破坏更危险。 ( ) 2 钢材按厚度分成

4、四组，第四组最厚，设计强度最低。 ( ) 3 承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接承载力低，变形大 。 ( ) 4 复杂应力作用下钢材的破坏容易发生脆性破坏。 ( ) 5 残余应力对轴心压杆强轴和弱轴整体稳定承载力的影响程度一样 ( ) 6 梁的纵向加劲肋应布置在靠近受拉翼缘。 ( ) 7 同样条件的简支梁， 纯弯作用比 跨中集中荷载作用 下稳定性 差 。 ( ) 8 钢结构压弯构件的设计一般 应验算 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比 。 ( ) 9在三向正应力状态下， 当出现 同号拉应力，且应力差较小 的 情况时，钢材易发生脆性破坏 。 ( ) 10 摩擦型高

5、强螺栓与承压型高强螺栓的计算方法完全相同 。 ( ) 四 、 问答 题 1 导致结构脆性破坏的主要因素有哪些？ 答：主要因素：（ 1 ）焊缝缺陷的存在，使裂纹萌生的概率增大。（ 2 ）焊缝结构中数值可观的残余应力，作为初应力场，与荷载应力场的叠加可导致驱动开裂的不利应力组合。（ 3 ）焊缝连接通常使得结构的刚度增大，结构的变形，包括塑性变形的发展受到更大的限制。尤其是三条裂缝在空间相互垂直时。（ 4 ）焊缝连接使结构形成连续整体，没有止裂的构造措施，则可能一裂到底。（ 5 ）对选材在防止脆性破坏中的重要性认识不足。 2 什么是框架的有侧移失稳和无侧移失稳？ 答：框架中设置有强劲的交叉支撑，柱顶

6、侧移完全受到阻止时的失稳为无侧移失稳。若除去交叉支撑，框架失稳时因柱顶可以移动，将产生有侧向位移的反对称弯曲变形的失稳为有侧移失稳。 3 简述钢结构连接的类型及特点？ 答： 类型有：焊缝连接；铆钉连接；螺栓连接；特点：铆钉连接分热铆和冷铆两种，热铆是由烧红的钉坯插入构件的钉孔中，用铆钉枪或压铆机铆合而成，冷铆是在常温下铆合而成。 4 什么是梁的整体失稳和局部失稳？产生的原因是什么？ 答： 当梁上荷载较小时，梁仅在最大刚度平面内产生弯曲变形，但当荷载达到一定数值后，弯矩 M 达到某一限值 Mcr时，梁产生突然侧向弯矩 u和扭转角，最后很快地使梁丧失继续承载的能力，此现象称为梁的整体失稳或称梁的弯

7、扭失稳。原因：把梁的受压翼缘和部分与其相连的受压腹板看作一根轴心压杆，当梁侧向刚度不足、小于 主平面刚度时，则弯曲压力加大到一定数值就会发生梁的侧向弯曲失稳变形；又由于拉力的原因，梁的受拉翼缘产生的侧向变形较小，因而对侧向弯曲产生牵制，使梁截面从上至下侧向变形量不等，就形成截面的扭转变形，故梁的失稳必然是侧向弯扭失稳形式。 板件减薄加宽的不恰当，板中压应力或剪应力达到某一数值后，腹板或受压翼缘有可能偏离其平面位置，出现波形鼓曲，这种现象称为梁的局部失稳。 五 、 计算 题 1 图示简支梁，不计自重， Q235 钢，不考虑塑性发展，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载设计值为 45kN/m，荷载分项

8、系数为 1.4， f=215N/mm2。问是否满足正应力强度及刚度要求，并判断是否需要进行梁的整体稳定验算 已知： 25 N / m m1006.2,3 8 45,2 5 0 EEIqll x6 0 0 0x x- 1 0 1 5 0- 1 0 1 5 0 8 5 0 02 一双轴对称工字形截面构件，两端简支，除两端外无侧向支承，跨中作用一集中荷载 480F kN ，如以保证构件的整体稳定为控制条件，构件的最大长度 l 的上限是多少。设钢材的屈服点为 2235 /N mm （计算本题时不考虑各种分项系数）。 图 6-38 题 6.5 解：依题意，当 11 13.0l b 时，整体稳定不控制设计

9、，故长度需满足1 3 .0 4 0 0 5 2 0 0 5 .2l m m m 。 （ 1）截面特性计算 24 0 0 2 0 2 1 2 0 0 1 2 3 0 4 0 0A m m 3 3 9 41140 0 12 40 38 8 12 00 7. 68 1012 12xI m m 3 3 8 4112 20 40 0 12 00 12 2. 13 1012 12yI m m 502.6xx Ii A 83.7yy Ii A （ 2）整体稳定计算 按钢结构设计规范附录 B 公式 B.5-1 近似计算梁的整体稳定系数： 21 .0 74 4 0 0 0 2 3 5yyb f 又有 y yli 由整体稳定有 2bxhMfI ，即 142 bxhFl I f 联立 -解得： 12283l mm 故可取 max 12.28lm 。 （注：严格应假定长度 l ，再按钢结构设计规范附录 B 公式 B.1-1 计算梁的整体稳定系数，然后验算 式，通过不断迭代，最终求得的长度为所求） 3 如图所示的简支梁，中点及两端均设有侧向支撑，钢材 Q235，梁自重为 1.1 kN/m，分项系数 1.2，在集中荷载 F=110kN 作用下，分项系数为 1.4，问梁体能否保证整体稳定性？