钢结构设计练习题
钢结构设计练习题
一、填空题
1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（20 8），在雨水较多的地区取其中的较大值。
2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（屋盖横向支撑），以构成几何不变体系。
3、当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置（刚性）系杆。
4、冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件（受压屈曲），并利用其（屈曲后）强度进行设计。
5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（隅撑）
6、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（2）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（3 ）倍螺栓直径。
7、垂直于屋面坡度放置的檩条，按（双向受弯）构件设计计算。
8、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（20mm）。
9、拉条的作用是（防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点）。
10、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，设置檩托的目的是（防止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性）。
11、屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度是（0.9L）。
12、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（焊透的k形）焊缝。
13、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。
14、屋盖支撑可以分为（上弦横向支撑）、（下弦横向支撑）、（下弦竖向支撑）、（垂直支撑）、（系杆）五类。
15、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。
16、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（稳定）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由（强度）确定。
17、梯形钢屋架，除端腹杆以外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度Lox=（0.8 ）L，在屋架平面外的计算长度Loy=（1.0）L，其中L为杆件的几何长度。
18、吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即（吊车的竖向荷载P ），（横向水平荷载T）和（纵向水平荷载Tl）。
19、能承受压力的系杆是（刚性）系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系杆是（柔性）系杆。
20、根据吊车梁所受荷载作用，对于吊车额定起重量Q≤30t，跨度l≤6m，工作级别为Al～A5的吊车梁，可采用（加强上翼缘）的办法，用来承受吊车的横向水平力。当吊车额定起重量和吊车梁跨度再大时，常在吊车梁的上翼缘平面内设置（制动梁）或（制动桁架），用以承受横向水平荷载。
21、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（焊透的k形）焊缝。
22、屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于（60m ）。
23、桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取（杆件侧向支撑点）之间的距离。
24、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于（2）
个。
参考答案：
1、1／20—1／8
2、屋盖横向支撑
3、刚性
4、受压屈曲，屈曲后强度
5、隅撑
6、2，3
7、双向受弯
8、20mm
9、防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点
10、为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性
11、0.9L
12、焊透的K形
13、垫板
14、上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑，下弦纵向水平支撑，垂直支撑，系杆
15、垫板
16、稳定，强度
17、0.8， 1.0
18、吊车的竖向荷载P，横向水平荷载T，纵向水平荷载T L
19、刚性，柔性
20、加强上翼缘，制动梁,制动桁架
21、焊透的K形
22、60m
23、杆件侧向支撑点
24、2
二、选择题
1、梯形钢屋架受压杆件．其合理截面形式，应使所选截面尽量满足（ A ）的要求。
(A) 等稳定(B) 等刚度(C) 等强度(D) 计算长度相等
2、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间（）。
(A) 垫板数不宜少于两个(B) 垫板数不宜少于一个
(C) 垫板数不宜多于两个(D) 可不设垫板
3、梯形钢屋架节点板的厚度，是根据（）来选定的。
(A) 支座竖杆中的内力(B) 下弦杆中的最大内力
(C) 上弦杆中的最大内力(D) 腹杆中的最大内力
4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢（檩托）上（）。
(A) 一个普通螺栓(B) 两个普通螺栓(C) 安装焊缝(D)一个高强螺栓
5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L，其平面外计算长度应取( )。
(A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧向支撑点间距
6、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的（）。
(A) 端竖杆处(B) 下弦中间(C) 下弦端节间(D) 斜腹杆处
7、屋盖中设置的刚性系杆（）。
(A) 可以受压(B) 只能受拉(C) 可以受弯(D) 可以受压和受弯
8、某房屋屋架间距为6m，屋架跨度为24m，柱顶高度24m。房屋内无托架，业务较大振动设备，且房屋计算中未考虑工作空间时，可在屋盖支撑中部设置（）。
(A) 上弦横向支撑(B) 下弦横向支撑(C) 纵向支撑(D) 垂直支撑
9、梯形屋架的端斜杆和受较大节间荷载作用的屋架上弦杆的合理截面形式是两个（）。
(A) 等肢角钢相连(B) 不等肢角钢相连
(C) 不等肢角钢长肢相连(D) 等肢角钢十字相连
10、屋架设计中，积灰荷载应与（）同时考虑。
(A)屋面活荷载(B)雪荷载
(C)屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值(D)屋面活荷载和雪荷载
11、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（），在雨水较多的地区取其中的较大值。
(A) 1／20—1／8 (B) 1／30—1／8 (C) 1／20—1／5 (D) 1／30—1／5
12、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（），以构成几何不变体系。
(A) 屋盖纵向支撑(B) 屋盖横向支撑(C) 刚性系杆(D) 柔性系杆
13、当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置（）系杆。
(A) 刚性和柔性(B) 刚性或柔性(C) 刚性(D) 柔性
14、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（）倍螺栓直径。
(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5
15、梯形屋架下弦杆常用截面形式是两个（）。
(A)不等边角钢短边相连，短边尖向下(B)不等边角钢短边相连，短边尖向上
(C)不等边角钢长边相连，长边尖向下(D)等边角钢相连
16、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（）。
(A)10mm (B)20mm (C)30mm (D)40mm
17、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由（）确定。
(A)强度(B)刚度(C)整体稳定(D)局部稳定
18、根据吊车梁所受荷载作用，对于吊车额定起重量Q≤30t，跨度l≤6m，工作级别为Al~A5的吊车梁，宜采用（）的办法，用来承受吊车的横向水平力。
(A) 加强上翼缘(B) 加强下翼缘(C) 设制动梁(D) 设制动桁架
19、十字交叉形柱间支撑，采用单角钢且两杆在交叉点不中断，支撑两端节点中心间距（交叉点不作为节点）为L.,按拉杆设计时，支撑平面外的计算长度应为下列何项所示？（）
(A) 0.5L (B) 0.7L (C) 0.9L (D) 1.0L
20、梯形屋架的端斜杆和受较大节间荷载作用的屋架上弦杆的合理截面形式是两个（）。
(A) 等肢角钢相连(B) 不等肢角钢相连
(C) 不等肢角钢长肢相连(D) 等肢角钢十字相连
21、屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于（）。
(A)120m (B) 80m （C）60m (D) 40m
22、门式刚架的柱脚，当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时，则应采用（）柱脚
(A) 铰接(B) 刚接(C) 刚接或铰接
23、当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)应取（）；对受荷水平投影面积超过60m2的刚架结构，计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取（）。
(A) 0．5kN／m2(B) 0．4kN／m2(C) 0．3kN／m2(D) 0．2kN／m2
24、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（）
(A) 拉杆(B) 系杆(C) 檩托(D) 隅撑
25、当檩条跨度大于4m时，应在檩条间（）位置设置拉条。当檩条跨度大6m 时，应在檩条跨度（）分点位置各设置一道拉条。
(A) 五分点(B) 四分点(C) 三分点(D) 二分点
26、实腹式檩条可通过（）与刚架斜梁连接。
(A) 拉杆(B) 系杆(C) 檩托(D) 隅撑
27、当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)应取（）；对受荷水平投影面积超过60m2的刚架结构，计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取（）。
(A) 0．5kN／m2(B) 0．4kN／m2(C) 0．3kN／m2 (D) 0．2kN／m2
28、梯形钢屋架受压杆件．其合理截面形式，应使所选截面尽量满足（）的要求。
(A) 等稳定(B) 等刚度
(C) 等强度(D) 计算长度相等
29、梯形钢屋架节点板的厚度，是根据（）来选定的。
(A) 支座竖杆中的内力(B) 下弦杆中的最大内力
(C) 上弦杆中的最大内力(D) 腹杆中的最大内力
30、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢上（）。
(A) 一个普通螺栓(B) 两个普通螺栓(C) 安装焊缝(D)一个高强螺栓
31、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的（）。
(A) 端竖杆处(B) 下弦中间(C) 下弦端节间(D) 斜腹杆处
32、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（）
(A) 拉杆(B) 系杆(C) 檩托(D) 隅撑
33、实腹式檩条可通过（）与刚架斜梁连接。
(A) 拉杆(B) 系杆(C) 檩托(D) 隅撑
34、梯形屋架下弦杆常用截面形式是两个（）。
(A)不等边角钢短边相连，短边尖向下(B)不等边角钢短边相连，短边尖向上
(C)不等边角钢长边相连，长边尖向下(D)等边角钢相连
35、屋架设计中，积灰荷载应与（）同时考虑。
(A)屋面活荷载(B)雪荷载
(C)屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值(D)屋面活荷载和雪荷载
参考答案：
1、A
2、A
3、D
4、B
5、D
6、C
7、A
8、C
9、C10、C11、A12、B13、C14、A，B15、
B16、B17、C，A18、A19、D 20、C21、C22、B23、A，C24D25D,C26C
27、A、C28、A 29、D30、B31、C 32、A 33、C34、B 35、C
三、问答题
1、试述屋面支撑的种类及作用。
答：种类：上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、竖向支撑、系杆
作用：1、保证屋盖结构的几何稳定性
2、保证屋盖结构的空间刚度和整体性
3、为受压弦杆提供侧向支撑点
4、承受和传递纵向水平力
5、保证结构在安装和架设过程中的稳定性
2、试述空间杆系有限元法的基本假定。
答：(1)网架的节点为空间铰接节点，杆件只承受轴力；
(2)结构材料为完全弹性，在荷载作用下网架变形很小，符合小变形理论。
3、举出两种常见的网架结构的基本形式，并简述其特点。（6分）
答：平面桁架系网架：此类网架上下弦杆长度相等，上下弦杆与腹杆位于同一垂直平面内。一般情况下竖杆受压，斜杆受拉。斜腹杆与弦杆夹角宜在40°－60°之间。
四角锥体系网架：四角锥体系网架是由若干倒置的四角锥按一定规律组成。网架上下弦平面均为方形网格，下弦节点均在上弦网格形心的投影线上，与上弦网格四个节点用斜腹杆相连。通过改变上下弦的位置、方向，并适当地抽去一些弦杆和腹杆，可得到各种形式的四角锥网架。
4、试述上弦横向水平支撑的作用及布置要求。（6分）
答：作用：承受山墙传来的风荷载等。
布置要求：上弦横向水平支撑的间距不宜超过60m。当房屋纵向长度较大时，应在房屋长度中间再加设置横向水平支撑。
5、简述轻型门式钢架结构中屋面檩条中的拉条布置原则（8分）
答：当檩条跨度大于4m时，应在檩条跨中位置设置拉条。当檩条跨度大于6m时，应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。
6、举出两种常见的网壳结构的基本形式，并简述其特点（6分）
答：肋环形球面网壳：每个节点只汇交四根杆件，节点构造简单。整体刚度差。适合于中、小跨度。
施威德勒型球面网壳：在肋环形基础上加斜杆而组成。它大大提高了网壳的刚度，提高了抵抗非对称荷载的能力。它适合于大、中跨度
7、简述轻型门式钢架结构中支撑和刚性系杆的布置原则（8分）
答：上弦横向水平支撑的间距不宜超过60m。当房屋纵向长度较大时，应在房屋长度中间再加设置横向水平支撑。布置在房屋两端或在温度缝区段的两端的第一柱间或第二柱间。
下弦横向水平支撑的布置。以下几种情况下都需设置下弦横向水平支撑：屋架跨度不小于18m时；屋架跨度小于18m，但屋架下弦设有悬挂吊车时；厂房内设有吨位较大的桥式吊车或其它振动设备时；山墙抗风柱支撑与屋架下弦时。下弦横向水平支撑应与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。
下弦纵向水平支撑的布置。当房屋内设有中级工作制吊车或吨位较大的中、轻级工作制吊车时；房屋内设有大型振动设备时；屋架下弦设有纵向或横向吊轨时；房屋较大、跨度较大、空间刚度要求较高时。下弦纵向水平支撑应设置在屋架下弦端节间内，与下弦横向水平支撑组成封闭的支撑体系。
垂直支撑布置。对于梯形物价和平行弦屋架，当屋架跨度不大于30m时，应在屋架跨中和两端的竖杆平面内各布置一道竖向支撑；当屋架跨度大于30m时，在无天窗的情况下，应在屋架跨度l/3处竖杆平面内和屋架两端各布置一道竖向支撑，在有天窗时，竖向支撑可布置在天窗架下的屋架竖杆平面内。三角形屋架当跨度不大于18m时，应在屋架中间布置一道竖向支撑，当跨度大于18m时，应按具体情况布置两道竖向支撑。
刚性系杆布置。在屋架支座节点处和上弦屋脊节点处应设置通长的刚性系杆；当屋架横向支撑设在厂房两端或温度缝区段的第二开间时，则在支承节点与第一榀屋架之间应设置刚性系杆。其余可采用柔性或刚性系杆。
8、为何冷弯薄壁构件在其强度和稳定性计算公式中截面特性以有效截面为准（6分）
答：因为冷弯薄壁构件允许办件受压屈曲并利用其屈曲后强度。因此，在其强度和稳定性计算公式中截面特性一般以有效截面为准。
9、简述D值法的计算步骤（6分）
答：(1)计算各柱侧移刚度D值
(2)计算各柱剪力
(3)计算各柱反弯点高度比
(4)计算各柱端弯矩
10、为什么上弦杆采用不等边角钢短肢相并的T型截面
为什么支座斜腹杆采用不等边角钢长肢相并的T型截面。（6分）
答：为了使两个主轴的回转半径与杆件在屋架平面内和平面外的计算长度相配合，而使两个方向的长细比接近，以达到用料经济、连接方便，且具有较大的承载能力和抗弯刚度。
11、简述单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具有的特点（8分）
答：(1)质量轻
(2)工业化程度高，施工周期短
(3)综合经济效益高
(4)柱网布置比较灵活
四、作图题
1、完成下列主次梁铰接和刚接连接
梁柱铰接梁柱刚接
2、一工字形组合截面钢梁，其尺寸和受力如图所示。已知其腹板的
高厚比h
0/t
w
≥170y f
235
，为保证腹板的局部稳定，请在支座A、B处
及其之间梁段内布置加劲肋。
3完成下图中的上弦拼接节点
4完成下图中的下弦拼接节点
5完成下列铰接柱脚的立面图和平面图
五、计算题
1、如图所示，一梁柱刚接节点，钢材均为Q235，梁截面尺寸如图所示。其翼缘经焊透的对接焊缝与柱相连（焊接时未用引弧板），腹板通过10.9及摩擦型高强螺栓M20和角钢连接于柱.计算时可假定翼缘焊缝与腹板螺栓孔在同一截面,该截面弯矩与剪力设计值分别为100kN·m和42kN。焊缝抗拉、抗压和抗弯强度设计值均为215kn/mm2,抗剪强度设计值为125kN/mm2，螺栓预应力为155kN，抗滑移系数为0.45。
（1）试验算翼缘焊缝的连接是否满足强度要求
（2）试验算腹板螺栓的连接是否满足强度要求
解：（1）翼缘焊缝及腹板螺栓受力：
腹板分担的弯距按I MI M w
w 计算，剪力全部由腹板承担。
梁截面惯性矩：I=21609cm 4
梁腹板惯性矩：I w =3544cm 4
梁腹板连接处弯矩为：M w =16.4kN ·m
梁翼缘连接处弯矩为：M 1=83.6kN ·m
（2）验算翼缘焊缝强度
翼缘分担的弯矩由上下两条焊缝受拉或受压来承担 一侧翼缘焊缝所承受的轴力为：N=215.5 kN
б=94.52N/mm 2 翼缘焊缝强度满足要求。 （3）验算腹板高强螺栓强度 10.9级，M20高强螺栓，预应力P=155kN ，该高强螺栓的抗 滑移系数μ=0.45 a. 高强螺栓受力V=42kN ，M=16.4kN ·m b. 验算高强螺栓的强度 扭矩产生的螺栓中的最大水平剪力值为：N x =54667N 剪力产生的每个螺栓的剪力为：N y =10.5kN 因此一个螺栓承受的最大剪力为55.7kN 一个高强螺栓的抗剪承受力：［N v b ］=0.9n f μP=62.775kN 此处角钢为单面连接，承受能力需乘系数0.85，所以此 处每个高强螺栓实际承载力为62.776x0.85=53.4kN ，略 小于单个螺栓所受到的最大剪力，不安全。 2、轴心受压柱，轴心压力设计值（包括自重）为3000kN，两端铰接。钢材为Q235钢，要求确定底板尺寸B及靴梁高度h。已知：基础混凝土局部承压强度设计值fc=8N/mm2,底板单个锚栓孔面积A0=594mm2,靴梁厚度14mm，与柱焊接角焊缝h f=10mm,f w f=160N/mm2。 解：B2≥N/f c+(A0x 2)=376188mm2,得B=613.3mm取B=620mm. 靴梁计算：靴梁受到的均布反力：q=2.42x103N/mm 靴梁与柱焊接处弯矩、剪力为最大，此时，M=2.72x107N?mm，V=363x103N 根据靴梁与柱的焊缝连接，需要靴梁的高度h为：680mm。 σ＝25.2mm2τ=27.1N/mm2σz s=37N/mm2<1.1f=236.5N/mm2 经验算，靴梁强度满足要求，所以靴梁高度为680mm。 3、一实腹式轴心受压柱，承受轴压力3500kN（设计值），计算长度lox=10m，loy=5m，截面为焊接组合工字形，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为Q235，容许长细比［λ］＝150。要求： （1）验算整体稳定性 （2）验算局部稳定性 解：（1）验算整体稳定性：A=2x104mm 2，I x =7.595x108mm 4， I y =2.134x108mm 4，i x =194.87mm,i y =103.3mm λx =51.32<[λ]=150,λy =48.4<[λ]=150 对x 轴为b 类截面，对y 轴为c 类截面，查表：φx ＝0.85>φy =0.785 N/(φy A)=222.9N/mm 2>f=215N/mm 2,如果承受静力荷载，材料为镇静 钢，则在允许范围之内。 （2）验算局部稳定翼缘b/t=9.75<(10+0.1λ) y f 235 =15.13 b.腹板h 0/t w =40<(25+0.5λ) y f 235 =50.66 所以局部稳定均满足 4、图示梯形屋架由Q235钢材制作。已知斜腹杆AB 所受拉力为150kN ，几何长度L=3400mm ，杆件采用2 L 50 X 5角钢，其截面面积A=9.6cm 2，绕x ，y 轴的回转半径分别为ix=1.53cm ，iy=2.38cm ，设计强度f=215N/mm 2，[λ]=350，试确定在此条件下AB 杆是否能够满足要求。 解：强度要求：σ＝156.3N/mm2 长细比要求：lox=2720mm loy=3400mm λx=177.8<[λ]=350 λy=142.8<[λ]=350 强度、刚度都满足要求 5、已知一双轴对称焊接工字形简支梁，其腹板截面尺寸为1280mm x 10mm ，翼缘截面尺寸为340mm x 14mm ，突缘支座加劲肋截面尺寸为170mm x 16mm ，计算出支座反力R=770kN （设计值），钢材为Q235，其强度设计值f=215N/mm 2，验算突缘支座加劲肋的整体稳定性。 解：计算支撑加劲肋整体稳定性时，面积包括两侧各y w f t 23515范围内腹板。对于本题仅右侧15x10=150mm 范围。此时：A=170x16+150x10=4220mm 2，设水平对称轴为x ：I x =6.55x106mm 4 I x =(I x /A))1/2=39.4mm λx =l 0/I x =32.5 T 型截面属C 类，查表得φ＝0.887 N/(φA)=205.7N/mm 2 所以整体稳定满足要求一、名词解释 1.门式刚架的跨度：横向刚架柱轴线间的距离。 2.刚屋盖中的柔性系杆：只能承受拉力的系杆。 3.正放抽空四角锥网架：在正放四角锥网架的基础上，除周边网格不动外，抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆，使下弦网格尺寸比 上弦大一倍。 4.高层钢结构中的竖向中心支撑：当支撑斜杆的轴线通过框架梁玉柱中线的交点时为中心支撑。 5.刚性系杆：既能承受压力也能承受拉力的系杆。 6.两向正交斜放网架：两个方向竖向平面桁架垂直交叉，且与边界成45°夹角。 7.重型厂房结构中的无檩屋盖体系：将混凝土屋面板直接放在屋檩条连接的屋架或天窗架上所形成的屋盖体系。 8.压型钢板组合楼盖中的组合板：压型钢板上浇注混凝土形成的组合楼板。 9.门式刚架结构中的摇摆柱：两边铰接只承受竖向荷载的门式刚架的中柱。 10.蒙皮效应：建筑物表面的覆盖材料利用本身的刚度和强度，对建筑物整体刚度的加强作用。 11.四角锥网架：以四角锥作为其的组成单元。网架的上、下弦平面均为正方形网格，上、下弦网格相互错开半格，使下弦平面正方形的 四个顶点对应于上弦平面正方形的形心，并以腹杆连接上、下弦节点，于是就形成了若干个四角锥体。若改变上、下弦 错开的平行移动量或相对地旋转上、下弦（一般旋转45°）并适当地抽去一些弦杆和腹杆，即可获得各种形式的四角锥 网架。 12.多、高层钢结构中的耗能梁段：竖向支撑的斜杆至少有一端未通过梁柱的节点，从而在梁端部或中部形成耗能梁段。 13.门式刚架斜杆的隅撑：在靠边墙角的部位，斜梁与柱之间的支撑杆。 14.厂房结构中的有檩屋盖：屋架之间有檩条连接，屋面材料一般为轻型材料。 15.两向正交正放网架：两个方向的竖向平面桁架垂直交叉，且分别与边界方向平行。 16.多、高层钢结构中的竖向支撑：沿建筑高度方向布置的垂直支撑。 二、选择题 1.确定变截面门式刚架内力，应采用哪种分析方法？弹性分析方法。 2.当檩条跨度大于4米时，应在檩条什么位置设置拉条？4-6米时跨中至少设一道，6-9米时三分之一处设两道拉条。 3.一般情况下梯形钢屋架中跨中竖杆的截面形式为：等边角钢十字形相连。 4.轻型钢屋架上弦杆的节间距为l，其平面外计算长度应取：侧向支撑点间距离。 5.屋盖中设置的刚性系杆：可以受拉和受压。 6.正放抽空四角锥网架与正放四角锥网架相比较，其刚度减小，下弦杆内力变大。 7.正放四角锥网架中，中部的上、下弦节点一般各连接8根杆件。 8.门式刚架的柱脚，当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时，则应采用刚接柱脚。 9.实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接。 10.设计实腹式门式刚架梁柱构件的截面时，为了节省钢材，允许腹板局部屈曲，并利用其屈曲后强度。 11.梯形钢屋架的支座斜杆，采用两个不等肢角钢长肢相拼的T形截面比较合理。 12.屋架设计中，积灰荷载应与屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值同时考虑。 13.普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间的填板数不宜少于2个。 14.采用螺栓球节点连接，套筒的作用是用于拧紧螺栓和传递杆件压力。 15.在多、高层钢屋架中常用的楼板是压型钢板组合楼板。 16.门式刚架中变截面柱在刚架平面内的整体稳定计算公式中，轴向压力设计值取自柱的小头截面，弯矩设计值取自柱的大头截面。 17.门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓—端板连接。 18.刚屋盖支撑体系中，两道上弦横向水平支撑间的距离不宜大于60m。 19.钢屋架中的下弦杆常采用不等肢角钢短肢相拼的截面形式，这是根据刚度条件的要求而采用的。 20.设计楼梯钢屋架时，考虑半跨活荷载作用的情况，主要是因为跨中附近斜杆拉力变压力或杆力增大。 21.刚架结构中交汇于螺栓球节点上的压杆依靠套筒受压传递杆件内力。 22.耗能梁段宜设计成剪切屈服型。 23.变截面门式刚架应进行内力分析时，按平面结构分析，一般不考虑蒙皮效应，应采用弹性分析方法确定各种内力。 24.当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置隅撑。 25.当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时，则门式刚架的柱脚应采用刚接。 26.梯形钢屋架节点板的厚度，是根据腹杆中的最大内力来选定的。 27.屋架上弦杆为压杆，截面无削弱时，其承载能力由整体稳定控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由强度确定。 28.梯形屋架下弦杆常用截面形式是两个不等边角钢短肢相拼，短边尖向下。 29.高层建筑钢结构第一阶段抗震设计为多遇地震作用下的弹性分析，验算构件的承载能力和稳定以及结构的层间位移。 30.当耗能梁段与柱连接时，宜设计成剪切屈服型，因此对偏心支撑框架抵抗大震特别有利。 三、填空题 1.设计实腹式门式刚架梁柱构件截面时，为了节省钢材，允许腹板局部屈曲，并利用其屈曲后强度。 2.实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接。垂直于屋面坡度放置的檩条，按双向弯曲构件计算。 3.梯形钢屋架的支座斜杆，采用两个不等边角钢长肢相拼的T形截面比较合理；除支座斜腹杆以外，其他一般腹杆采用等边角钢相拼的 T形截面。 4.设计梯形屋架时，考虑半跨荷载作用的情况，主要是考虑跨中两侧每两根斜腹杆处杆件内力产生变号。屋架跨度较大时，所产生的挠 度较大，制造应予控制长细比。 6.在钢屋架设计中，为了避免产生偏心，应使杆件形心线尽量与轴线重合， 但为了便于制造，一般将角钢截面形心与肢背的距离调整为5mm的倍数。 7.在屋架设计中，为了使两个角钢能起整体作用，需设置填板，且在两个侧向固定点之间不宜少于2个。 8.采用螺栓球节点连接，套筒的作用是用于拧紧螺栓和传递杆件的轴向压力。 9.高层建筑钢结构中的竖向支撑有两大类型，它们分别是中心支撑和偏心支撑。 10.梁与柱的刚性连接是多、高层钢结构的常用形式，一般有三种做法：高强螺栓连接、焊接连接和栓焊混合连接。 11.计算门式刚架变截面柱在刚架平面内的整体稳定时，轴向压力设计值取柱的小头截面，弯矩设计值取柱的大头截面。 12.在设置柱间支撑的开间，应同时设置上层支撑以构成几何不变体系。 13.当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置隅撑。 14.三角形钢屋架节点板的厚度是根据弦杆端节间最大内力查表确定的；梯形钢屋架节点板的厚度则是根据腹杆中最大内力查表确定的。 15.设计钢屋架节点板时，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙不应小于15-20mm。 16.钢屋架中的一般腹杆（除去支座斜杆，支座竖杆及十字形截面竖杆），在屋架平面内的计算长度取0.8L，在屋架平面外 的计算长度取几何长度L。 17.屋架上弦杆为压杆，其承载力由整体稳定条件控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由强度条件确定。 18.网架找坡方法有结构找坡、立柱找坡和小支托找坡。 19.压型钢板组合楼盖中，组合板中的压型钢板只作为模板使用，不考虑其结构功能，可按常规钢筋混凝土楼板设计。 20.多、高层房屋钢结构设计中，侧向荷载效应的影响处于突出地位。耗能梁段宜设计成剪切屈服型，它可以用Q235钢材制造。 21.门式刚架中的实腹式斜梁的刚架平面内可按压弯构件计算强度。 22.对变截面柱在刚架平面外的整体稳定性进行计算时，应取侧向支撑点间的构件段分段计算。 23.钢屋架屋脊拼接节点处，应使用拼接角钢，拼接角钢应与被拼接角钢截面相同，并应有两处加工，即（1）铲去棱角，（2）切去竖肢。 24.在钢屋架设计中，为了避免产生偏心，应使杆件形心尽量与轴线重合，但为了便于制造，一般将角钢截面形心与肢背的距离调整为 5mm的倍数。 25.钢屋架上弦杆在屋架平面内的计算长度，为构件几何长度l0；在屋架平面外的计算长度，为侧向支撑点间的距离。 26.空间杆系有限元法也称空间桁架位移法，分析时以网架的杆件为基本单元。 27.网架结构中最常见的三种节点形式为：（1）焊接空心球节点，（2）螺栓球点，（3）支座节点。 28.钢框架结构中梁与柱的半刚性连接的特点是，在静荷载作用下起刚性节点的作用；而在动荷载作用下可以看作梁简支于柱。 29.高层建筑钢结构第二阶段抗震设计为罕遇地震作用下的弹塑性分析，验算结构的层间侧移和层间侧移延性比。 四、问答题 1.为什么在多跨门式刚架结构中，采用单脊双坡结构形式比采用多脊多坡结构形式好？ 答：在相同跨度的多跨刚架条件中，两种形式用钢量大致相当，单脊双坡屋面的压型钢板为长坡排水创造了条件，而多脊多坡刚架内 天沟容易产生渗漏及堆雪现象。 2.为什么钢屋架中受压腹杆（支座斜杆，支座腹杆）在屋架平面内的计算长度取值为（为杆件几何长度）？ 答：（节点处受到拉杆的牵制作用）本身的刚度较大，且两端相连的杆件少，对节点嵌固作用很小。 3.多、高层房屋钢结构中常用的楼板有哪几种？目前较常用的是哪种？ 答：压型钢板组合楼板、预制楼板、叠合楼板和普通现浇楼板，最常用的是压型钢板组合楼板。 4.试述网架结构中杆件的几种主要截面形式。 答：钢管、热轧型钢和冷弯薄壁型钢。 5.简述轻型门式刚架中摇摆柱的定义和受力特点。 答：定义：两边铰接的门式刚架中柱；受力特点：只承受竖向荷载。 6.简述钢屋架中上弦横向水平支撑的布置原则。 答：在屋架上弦和天窗架上弦均应设置，一般设置在房屋两端或纵向温度区段两端。 7.简述压型钢板组合楼盖中的组合板与非组合板的区别。 答：组合楼板中的压型钢板不仅用作永久性模板，而且代替混凝土板的下部受拉钢筋与混凝土一起工作，承受包括自重在内的楼面荷载， 钢结构非组合楼板中的压型钢板仅作永久性模板，不考虑其承载作用。 8.多、高层房屋的常见结构类型粗略的分有哪三类？每一类各有什么特点？ 答：框架结构、框剪结构、简体结构。 框架特点：（1）平面布置灵活，刚度分布均匀；（2）侧向刚度小，延性较大，抗震性能好。 框剪特点：除拥有框架平面布置灵活和较好抗震能力外，还具有较大刚度，各层层间变形趋于均匀。 简体特点：（1）有较大的自由空间，平面布置灵活；（2）具有良好的刚度、承载力和抗震抗风性能。 9.简述斜放四角锥网架的特点。 答：（1）通常为上弦杆受压，下弦杆受拉，因而杆件受力合理；（2）用钢量较省；（3）屋面排水坡的形成较为困难。 10.何谓半跨荷载？为什么钢屋架内力计算时需要考虑按半跨荷载进行计算？ 答：半跨荷载是指：施工安装时可能出现的半跨荷载。原因：梯形屋架、人字形屋架、平行弦屋架的少数斜腹杆可能在半跨荷载作用下 产生最大内力或内力变号。 11.拉条在有檩屋盖中起何作用？简述拉条的布置原则。 答：作用：减小檩条的侧向变形和扭转，一般设在檩条腹杆受压区域。 12.钢屋架屋脊拼接节点处应使用拼接角钢，简述拼接角钢的构造要求。 答：构造要求：当屋面坡度较大且拼接角钢肢较宽时，可将角钢竖肢切口再弯折后焊成。工地焊接时，拼接节点要设置安装螺栓。 13.网架的常用节点形式有哪些？用普通角钢作网架杆件时，该网架应采用哪一种节点？ 答：焊接钢板节点、焊接空心球节点、螺栓球节点、焊接短钢管节点。采用焊接钢板节点。 15.屋架上弦杆的计算长度（平面内）和（平面外）如何确定？屋架下弦杆的计算长度（平面内）和（平面外）如何确定？屋架腹杆的计 算长度（平面内）和（平面外）如何确定？ 答：平面内：弦杆、支座斜杆、支座竖杆均取几何长度，其余腹杆均取0.8倍的几何长度。 平面外：上弦取上弦横向水平支撑的节间长度。下弦取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆间的距离，腹杆取几何长 度。 18.钢屋盖中常用哪些支撑？这些支撑的作用如何？ 答：常用支撑：上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、系杆。 作用：（1）保证屋盖结构的几何不变性和稳定性；（2）作为屋架弦杆的侧向支撑点； （3）承受和传递水平荷载；（4）保证屋盖结构安装质量和施工安全。 五、计算题 1.验算上弦节点“B ”，这里验算上弦节点与节点板的连接焊缝： 肢背焊缝验算主要是承受节点荷载对正应力进行验算w f w f f w f w e f f l h N l h N 22.17.0=? 肢尖焊缝验算主要是承担弦杆内力差N ?和偏心力矩e N M ??=。其中偏心距为e ，于是偏心力矩为。 对于N ?有w f w e f l h N l h N ??=??=7.0τ（注意如果是两边有焊缝分母要乘以2）， 对于M 有223max max 7.06612 2w f w e w e w f l h M l h M l h l M I My I My ==?====σσ取最大（注意如果是两边有焊缝分母要乘以2）， 于是得肢尖焊缝强度为：22.1,2 2=<+???? ??f w f f f f f βτβσ其中。 2.整体稳定：l l l l l l l A I i i l i l f A N 5.07.0,,000000=====≤，两端刚接，一刚一铰两端铰接由两端支承情况来定，计算长度为截面回转半径，为杆件计算长度，查表得，由长细比稳定系数λ?? 2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于；侧面角焊缝承受静载时，其计算长 度不宜大于。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？ 三、计算题： 1.一简支梁跨长为5.5m，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值为10.2kN/m（不包括梁自 重），活载标准值为25kN/m，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。梁的截面选用I36a轧制型钢，其几何性质为：W x=875cm3，t w=10mm，I / S=30.7cm，自重为59.9kg/m，截面塑性发展系数 x=1.05。 钢材为Q235，抗弯强度设计值为215N/mm2，抗剪强度设计值为125 N/mm2。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。（恒载分项系数γG=1.2，活载分项系数γQ=1.4） 钢结构设计练习题一、填空题 1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（20 8），在雨水较多的地区取其中的较大值。 2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（屋盖横向支撑），以构成几何不变体系。 3、当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置（刚性）系杆。 4、冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件（受压屈曲），并利用其（屈曲后）强度进行设计。 5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（隅撑） 6、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（2）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（3 ）倍螺栓直径。 7、垂直于屋面坡度放置的檩条，按（双向受弯）构件设计计算。 8、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（20mm）。 9、拉条的作用是（防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点）。 10、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，设置檩托的目的是（防止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性）。 11、屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度是（0.9L）。 12、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（焊透的k形）焊缝。13、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。 14、屋盖支撑可以分为（上弦横向支撑）、（下弦横向支撑）、（下弦竖 向支撑）、（垂直支撑）、（系杆）五类。 15、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。 16、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（稳定）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由（强度）确定。 17、梯形钢屋架，除端腹杆以外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度Lox=（0.8 ）L，在屋架平面外的计算长度Loy=（1.0）L，其中L 为杆件的几何长度。 18、吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即（吊车的竖向荷载P ），（横向水平荷载T）和（纵向水平荷载Tl）。 19、能承受压力的系杆是（刚性）系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系杆是（柔性）系杆。 20、根据吊车梁所受荷载作用，对于吊车额定起重量Q≤30t，跨度l ≤6m，工作级别为Al～A5的吊车梁，可采用（加强上翼缘）的办法， 第3章钢结构的连接 12. 如图3-57所示的对接焊缝，钢材为Q235，焊条为E43型，采用焊条电弧焊，焊缝质量为三级，施焊时加引弧板和引出板。已知，试求此连接能承受的最大荷载。 解：因有引弧板和引出板，故焊缝计算长度，则焊缝正应力应满足： 其中， 故有， 故此连接能承受的最大荷载为。 13. 图3-58所示为角钢2∟140×10构件的节点角焊鏠连接，构件重心至角钢肢背距离，钢材为Q235BF，采用手工焊，焊条为E43型， ，构件承受静力荷载产生的轴心拉力设计值为N=1100kN，若采用三面围焊，试设计此焊缝连接。 解:正面角焊缝 且故可取，此时焊缝的计算长度 正面焊缝的作用： 则由平衡条件得： 所以它们的焊缝长度为 ，取370mm， ，取95mm。 17. 如图3-61所示的焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用有弯矩，剪力，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。 解：（1）确定焊缝计算截面的几何特征 x轴惯性矩： 中性轴以上截面静矩： 单个翼缘截面静矩： （2）验算焊缝强度 焊缝最大拉应力（翼缘腹板交接处）： 查表知，，所以焊缝强度不满足要求。 19. 按高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接设计习题18中的钢板的拼接，采用8.8级M20(=21.5mm)的高强度螺栓，接触面采用喷吵处理。 （1）确定连接盖板的截面尺寸。 （2）计算需要的螺栓数目并确定如何布置。 （3）验算被连接钢板的强度。 解：（1）摩擦型设计 查表得每个8.8级的M20高强度螺栓的预拉力，对于Q235钢材接触面做喷砂处理时。 单个螺栓的承载力设计值： 所需螺栓数： （2）承压型设计 钢结构原理与设计练习题 第1章 绪论 一、选择题 1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。 A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C 、P f 越大，β越小，结构越可靠 D 、P f 越大，β越大，结构越可靠 2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ A ） A 、0 8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B） A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 二、填空题 1、结构的可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）______强度高、自重轻__________、2）_____塑性、韧性好_______________，3）______材质均匀、工作可靠性高______________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 5、根据功能要求，结构的极限状态可分为下列两类：__承载力极限状态____ ______正常使用极限状态_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之增大。 三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比，具有哪些特点？ 2、钢结构采用什么设计方法？其原则是什么？ 3、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？ 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中，各符号的意义？ 第2章钢结构材料 一、选择题 1、钢材在低温下，强度（A），塑性（B），冲击韧性（B）。 (A)提高(B)下降(C)不变(D)可能提高也可能下降 2、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是（A）。 钢结构设计题库 一、选择题 1、在钢材所含化学元素中，均为有害杂质的一组是（C ）A 碳磷硅 B 硫磷锰 C 硫氧氮 D 碳锰矾 2、钢材的性能因温度而变化，在负温范围内钢材的塑性和韧性（B ）A 不变 B 降低 C 升高 D 稍有提高，但变化不大 3、长细比较小的十字形轴压构件易发生屈曲形式是（B ） A 弯曲 B 扭曲 C 弯扭屈曲 D 斜平面屈曲 4、摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠（C ） A 栓杆的预应力 B 栓杆的抗剪能力 C 被连接板件间的摩擦力 D 栓杆被连接板件间的挤压力 5、体现钢材塑性性能的指标是（C ）A 屈服点 B 强屈比 C 延伸率 D 抗拉强度 6、下列有关残余应力对压杆稳定承载力的影响，描述正确的是（A ）A 残余应力使柱子提前进入了塑性状态，降低了轴压柱的稳定承载力B 残余应力对强轴和弱轴的影响程度一样 C 翼缘两端为残余拉应力时压杆稳定承载力小于翼缘两端为残余压应力的情况 D 残余应力的分布形式对压杆的稳定承载力无影响7、下列梁不必验算整体稳定的是（D ）A 焊接工字形截面 B 箱形截面梁 C 型钢梁 D 有刚性铺板的梁 8、轴心受压柱的柱脚，底板厚度的计算依据是底板的（C ） A 抗压工作 B 抗拉工作 C 抗弯工作 D 抗剪工作 9、同类钢种的钢板，厚度越大（A ）A 强度越低 B 塑性越好 C 韧性越好 D 内部构造缺陷越少 10、验算组合梁刚度时，荷载通常取（A ）A 标准值 B 设计值 C 组合值 D 最大值 11、在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（B ） A 60f h B40f h C80f h D120f h 12、计算格构式压弯构件的缀材时，剪力应取（C ） <钢结构设计原理试题库> 一、单项选择题 1、有四种厚度不等的Q345钢板，其中 厚的钢板设计强度最高。 (A)12mm (B)18mm (C)25mm (D)30mm 2、焊接残余应力不影响构件的 。 A 整体稳定性 B 静力强度 C 刚度 D 局部稳定性 3、考虑角焊缝应力分布的不均匀，侧面角焊缝的计算长度不宜大于 。 A 40hf B 60hf C 80hf D 120hf 4、确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比限值的原则是 。 A 等厚度原则 B 等稳定原则 C 等强度原则 D 等刚度原则 5、最大弯矩相等的情况下，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 ．跨中集中荷载作用 D ．跨内集中荷载作用在三分点处 6、钢材塑性破坏的特点是 。 A 变形小 B 破坏经历时间非常短 C 无变形 D 变形大 7、.梁的最小高度是由___ _____控制的. A 强度 B 建筑要求 C 刚度 D 整体稳定 8、摩擦型高强度螺栓的抗剪连接以 作为承载能力极限状态。 A 螺杆被拉断 B 螺杆被剪断 C 孔壁被压坏 D 连接板件间的摩擦力刚被克服 9、梁整体失稳的方式为 。 A 弯曲失稳 B 剪切失稳 C 扭转失稳 D 弯扭失稳 10、受弯构件的刚度要求是ν≤[ν]，计算挠度ν时，则应 。 A ．用荷载的计算值 B ．用荷载的标准值 C ．对可变荷载用计算值 D ．对永久荷载用计算值 1．钢材牌号Q235，Q345，Q390是根据材料 命名的 (A) 屈服点 (B) 设计强度 (C) 极限强度 (D) 含碳量 2．当角焊缝无法采用引弧施焊时，其计算长度等于 。 (A) 实际长度 (B) 实际长度-2t (C) 实际长度-2h f (D) 实际长度-2h e 3．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I 螺栓杆剪断；Ⅱ孔壁挤压破坏；Ⅲ钢板被拉断；Ⅳ钢板剪断；Ⅴ螺栓弯曲破坏。其中 种形式是通过计算来保证的。 （A ）Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ （B ）Ⅰ，Ⅱ，Ⅳ （C ）Ⅰ，Ⅱ，Ⅴ （D ）Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ 4．计算梁的 时，应用净截面的几何参数。 (A) 正应力 (B) 疲劳应力 (C) 整体稳定 (D) 局部稳定 5．钢结构受弯构件计算公式nX x x W M γσ=中，x γ 。 （A ）与材料强度有关 （B ）是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比 （C ）表示截面部分进入塑性 （D ）与梁所受荷载有关 第1章 绪论 一、选择题 1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ ）。 A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C 、P f 越大，β越小，结构越可靠 D 、P f 越大，β越大，结构越可靠 2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ ） A 、0 A、结构的重量大 B、造价高 C、易腐蚀、不耐火 D、施工困难多 8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（） A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 二、填空题 1、结构的可靠度是指结构在内，在下，完成预定功能的概率。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）________________、2）____________________，3）____________________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括、。 5、根据功能要求，结构的极限状态可分为下列两类：_______ ____________、______________ _____。 6、某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之。 三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比，具有哪些特点？ 2、钢结构采用什么设计方法？其原则是什么？ 3、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？ 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中，各符号的意义？ 5、我国在钢结构设计中采用过哪些设计方法？我国现行钢结构设计规范采用的是什么方法？与以前的方法比较有什么优点？ 钢结构设计练习题及答案 1～5题条件：为增加使用面积，在现有一个单层单跨建筑内加建一个全钢结构夹层，该夹层与原建筑结构脱开，可不考虑抗震设防。新加夹层结构选用钢材为Q235B ，焊接使用 E43型焊条。楼板为SP10D 板型，面层做法20mm 厚，SP 板板端预埋件与次梁焊接。荷载标准值：永久荷载为2.5kN/m 2（包括SP10D 板自重、板缝灌缝及楼面面层做法），可变荷载为4.0 kN/m 2。夹层平台结构如图所示。 立柱：H228x220x8x14 焊接H 型钢 A=77.6×102mm 2 I x =7585.9×104mm 4,i x =98.9mm I y =2485.4×104mm 4,i y =56.6mm 主梁：H900x300x8x16 焊接H 型钢 I x =231147.6×104mm 4W nx =5136.6×103mm 3 A=165.44×102mm 2主梁自重标准值g=1.56kN/m a) 柱网平面布置立柱 次梁 主梁 1 2 H900x300x8x16 H300x150x4.5x6 次梁：H300x150x4.5x6 焊接H 型钢 I x =4785.96×104mm 4W nx =319.06×103mm 3 A=30.96×102mm 2次梁自重标准值0.243kN/m M16高强度螺栓加劲肋 -868x90x63030 40 6 n 个 b) 主次梁连接 1. 在竖向荷载作用下，次梁承受的线荷载设计值为m kN 8.25（不包括次梁自重）。试问， 强度计算时，次梁的弯曲应力值？（20分） 解：考虑次梁自重后的均布荷载设计值： 25.8+1.2×0.243=26.09kN ／m 次梁跨中弯矩设计值： M =04.665.409.268 1 8122=??=ql kN ·m 根据《钢结构设计规范》GB 50017-2003第4.1.1条； 4.1.1在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其 抗弯强度应按下列规定计算： ny y y nx x x W M W M γγ+ ≤f (4.1.1) 式中 M x 、M y —同一截面处绕x 轴和y 轴的弯矩(对工字形截面：x 轴为强轴，y 轴 为弱轴)： W nx 、W ny —对x 轴和y 轴的净截面模量；γx 、γy —截面塑性发展系数；对工字形截面， γx =1.05，γy =1.20：对箱形截面，γx =γy =1.05；对其他截面．可按表5.2.1采用； f —钢材的抗弯强度设计值。 当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13y f 235/ 而不超15 y f 235/时， 应取γx =1.0。f y 为钢材牌号所指屈服点。 对需要计算疲劳的梁,宜取γx =γy =1.0。 受压翼缘的宽厚比小于13；承受静力荷载 γx =1.05 1.19710 06.31905.11004.6636=???=nx x W M γN/mm 2 钢结构设计原理题库 一、 单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合 题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未 选均无分) 1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于 【 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同 情况下，下列疲劳强度最低的是 【 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢 背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k 钢结构设计练习题 一、填空题 1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（1／20—1／8），在雨水较多的地区取其中的较大值。 2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（屋盖横向支撑），以构成几何不变体系。 3、当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置（刚性）系杆。 4、冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件（受压屈曲），并利用其（屈曲后强度）强度进行设计。 5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（隅撑） 6、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（2）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（3）倍螺栓直径。 7、垂直于屋面坡度放置的檩条，按（双向受弯）构件设计计算。 8、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（20mm）。 9、拉条的作用是（防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点）。 10、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，设置檩托的目的是（为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性）。 11、屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度是（0.9L）。 12、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（焊透的K形）焊缝。 13、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。 14、屋盖支撑可以分为（上弦横向水平支撑）、（下弦横向水平支撑）、（下弦纵向水平支撑）、（垂直支撑）、（系杆）五类。 15、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（）。 16、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由（）确定。 17、梯形钢屋架，除端腹杆以外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度Lox=（）L，在屋架平面外的计算长度Loy=（）L，其中L为杆件的几何长度。 18、吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即（），（）和（）。 19、能承受压力的系杆是（）系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系杆是（）系杆。 20、根据吊车梁所受荷载作用，对于吊车额定起重量Q≤30t，跨度l≤6m，工作级别为Al～A5的吊车梁，可采用（）的办法，用来承受吊车的横向水平力。当吊车额定起重量和吊车梁跨度再大时，常在吊车梁的上翼缘平面内设置（）或（），用以承受横向水平荷载。 21、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（）焊缝。 22、屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于（）。 23、桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取（）之间的距离。 24、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于 （）个。 参考答案： 1、1／20—1／8 2、屋盖横向支撑 3、刚性 4、受压屈曲，屈曲后强度 5、隅撑 6、2， 3 7、双向受弯 8、20mm 9、防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点 10、为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性 1、钢筋与混凝土两种力学性能不同的材料,能结合在一起有效地共同工作的理由？ (1)混凝土与钢筋之间有着良好的粘结力,使两者能可靠的结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构功能。 (2)钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近,因此,当温度变化时,钢筋与混凝土之间不致产生较大的相对变形而破坏两者之间的粘结。 (3)质量良好的混凝土,可以保护钢筋免遭锈蚀,保证钢筋与混凝土的共同作用。 2、钢筋与混凝土之间的粘结力就是怎样产生的？为保证钢筋与混凝土之间的粘结力要采取哪些措施？ (1)光圆钢筋与混凝土之间的粘结力主要有摩擦力与咬合力提供;带肋钢筋与混凝土之间的粘结力主要就是钢筋表面凸起的肋纹与混凝土的机械咬合作用。(2)提高混凝土强度或使用高强混凝土;使用钢纤维混凝土。 3、什么叫混凝土的徐变？影响混凝土徐变的有哪些因素？ 在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间持续增长,这种现象称为混凝土的徐变。 影响因素:(1)混凝土在长期荷载作用下产生应力的大小(2)加载时混凝土的龄期(3)混凝土的组成成分与配合比(4)养生及使用条件下的温度与湿度 4、什么就是承载能力极限状态？哪些状态认为就是超过了承载能力极限状态？ 承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。超过了承载能力极限状态:(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(2)结构构件或连接处因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏),或因过度的变形而不能继续承载(3)结构转变成机动结构(4)结构或结构构件丧失稳定(5)结构因局 钢结构设计原理习题及参考答案1 单项选择题 1.焊接组合梁截面高度h是根据多方面因素确定的，下面哪一项不属于主要影响因素？（） A、最大高度 B、最小高度 C、等强高度 D、经济高度答案：C 2.焊接的优点不包括（）。 A、直接连接方便简单 B、节省材料 C、结构刚度大，提高焊接质量 D、最大化体现钢材料性能答案：D 3.轴心压杆计算时满足（）的要求。 A、强度，刚度 B、强度，刚度，整体稳定 C、强度，整体稳定，局部稳定 D、强度，整体稳定，局部稳定，刚度答案：D 4.对关于钢结构的特点叙述错误的是（）。 A、建筑钢材的塑形和韧性好 B、钢材的耐腐蚀性很差 C、钢材具有良好的耐热性和防火性 D、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构 答案：C 5.轴心受压构件整体稳定的计算公式的物理意义是（）。 A、截面平均应力不超过钢材强度设计值 B、截面最大应力不超过钢材强度设计值 C、截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值 D、构件轴力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值答案：D 6.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（）。 A、最大应力达到钢材屈服点 B、平均应力达到钢材屈服点 C、最大应力达到钢材抗拉强度 D、平均应力达到钢材抗拉强度答案：B 7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标？（） 精选范本 A、屈服点 B、抗拉强度 C、伸长率 D、线胀系数答案：D 8.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用（）。 A.E55型 B.E50型 C.E43型 D.E60型答案：C 9.梁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（）是比较合理的措施。 A、加厚翼缘 B、在集中荷载作用处设置支承加劲肋 C、增加横向加劲肋的数量 D、加厚腹板答案：B 10.最大弯矩和其他条件均相同的简支梁，当（）时整体稳定最差。 A、均匀弯矩作用 B、满跨均布荷载作用 C、跨中集中荷载作用 D、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用答案：A 11.不考虑腹板屈曲后强度，为保证主梁腹板的局部稳定，（）。 A、需配置横向加劲肋和纵向加劲肋 B、不需要配置加劲肋 C、需设置横向加劲肋 D、需配置纵向加劲肋答案：C 12.轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（）。 A、杆长相等 B、长细比相等 C、计算长度相等 D、截面几何尺寸相等答案：B 13.钢结构压弯构件设计应该进行哪几项内容的计算（）。 A、强度，弯矩作用平面内的整体稳定性，局部稳定，变形 B、弯矩作用平面内的稳定性，局部稳定，变形，长细比 C、强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，变形 D、强度，强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，长细比答案：C 1.钢梁进行刚度验算时，应按结构的正常使用极限状态计算，此时荷载应按（）计。 A、折算值 B、设计值 C、标准值 D、当量值答案：C 2.钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有（）。 精选范本 1 《建筑钢结构设计》复习提纲《钢结构设计原理》 第九章单层厂房钢结构 1、重、中型工业厂房支撑系统有哪些(P305、317) 各有什么作用 答⑴柱间支撑分为上柱层支撑和下柱层支撑★吊车梁和辅助桁架作为撑杆是柱间支撑的组成 部分承担并传递单层厂房钢结构纵向水平力。 柱间支撑作用①组成坚强的纵向构架保证单层厂房钢结构的纵向刚度 ②承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等在地震区尚应承受纵向 地震作用并将这些力和作用传至基础 ③可作为框架柱在框架平面外的支点减少柱在框架平面外的计算长度 ⑵屋盖支撑由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、系杆组成 屋盖支撑作用①保证屋盖形成空间几何不变结构体系增大其空间刚度 ②承受屋盖各种纵向、横向水平荷载如风荷载、吊车制动力、地震力等并将其传至屋架支座 ③为上、下弦杆提供侧向支撑点减小弦杆在屋架平面外的计算长度提高其侧向刚度和稳定性 ④保证屋盖结构安装时的便利和稳定 2、屋盖支撑系统应如何布置可能考作图题 答参考书P313-315 及图9.4.3 3、檩条有哪些结构型式是什么受力构件需要验算哪些项目P317319 答结构形式实腹式和桁架式檩条通常是双向弯曲构件需要验算强度、整体稳定、刚度。 4、设置檩条拉条有何作用如何设置檩条拉条 答作用为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形减小My以及增加抗扭刚度设置檩条拉条以减小该方 向的檩条跨度课件 如何设置当檩条的跨度4~6 m时宜设置一道拉条当檩条的跨度为6m以上时应布置两道拉条。屋 架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系或设斜拉条和撑杆。Z形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条 和撑杆。当檐口处有圈梁或承重天沟时可只设直拉条并与其连接。 5、压型钢板根据波高的不同有哪些型式分别可应用于哪些方面(P323) 答高波板波高>75mm适用于作屋面板 中波板波高50~75mm适用于作楼面板及中小跨度的屋面板 低波板波高<50mm适用于作墙面板 6、普通钢桁架按其外形可分为哪些形式(P326),梯形屋架有哪些腹杆体系(P327) 答普通桁架按其外形可分为三角形、梯形及平行弦三种。 梯形桁架的腹杆体系有人字式、再分式。 7、在进行梯形屋架设计时为什么要考虑半跨荷载作用 答梯形屋架中部某些斜杆可能在全跨荷载时受拉而半跨荷载时受压由拉杆变为压杆为不利受力情况 之一。 8、屋架中汇交于节点的拉杆数越多拉杆的线刚度和所受的拉力越大时则产生的约束作用越大压 杆在节点处的嵌固程度越大压杆的计算长度越小根据这个原则桁架杆件计算长度如何确 定?(P331-332) 此题答案仅供参考 答⑴桁架平面内弦杆、支座斜杆、支座竖杆---杆端所连拉杆少本身刚度大则0xl l 钢结构设计原理试题库 一、填空题 1. 钢结构计算的两种极限状态是和。 2. 钢结构具有、、、、 和等特点。 3. 钢材的破坏形式有和。 4. 影响钢材性能的主要因素有、、、 、、、和。 5. 影响钢材疲劳的主要因素有、、、 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是、、、 和。 7. 钢结构的连接方法有、和。 8. 角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于。侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即、、、、和。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有、、和。 12. 轴心受压构件的稳定系数 与、和有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是、和。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用的方法来解决。 二、问答题 1.钢结构具有哪些特点？ 2.钢结构的合理应用范围是什么？ 3.钢结构对材料性能有哪些要求？ 4.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？ 5.影响钢材性能的主要因素是什么？ 6.什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？ 7.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 8.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 9.焊缝可能存在的缺陷有哪些？ 10.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 11.对接焊缝的构造要求有哪些？ 12.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 13.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结 构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 14.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形 式有何不同？ 15.螺栓的排列有哪些构造要求？ 考试科目:《钢结构设计原理》第章至第章（总分100分） 一单选题 (共10题，总分值20分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。) 1. 直接受到反复荷载作用的焊接结构，影响其疲劳强度的最主要因素是（ D）。（2 分） A. 应力变化的循环次数、最大应力与最小应力的代数差（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（绝对值最小与最大应力之比，拉应力取正值，压 应力取负值）和构造细部 C. 应力变化的循环次数、最大应力与最小应力的代数差（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、最大应力与最小应力的代数差（应力幅）和构造细部 2. 焊接承重结构的钢材应具有（ B）。（2 分） A. 抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证 B. 抗拉强度、伸长率、屈服强度和碳、硫、磷含量的合格保证 C. 抗拉强度、伸长率、屈服强度和碳、硫、磷含量和冷弯试验的合格保证 D. 抗拉强度、伸长率、屈服强度，冷弯试验和冲击韧性的合格保证 3. 钢材的强度指标是（ C）。（2 分） A. 延伸率 B. 韧性指标 C. 屈服点 D. 冷弯性能 4. 引起疲劳破坏的荷载为（C ）。（2 分） A. 静载 B. 动载 C. 产生拉应力循环的荷载 D. 产生全压应力循环的荷载 5. 某承受轴向力的侧面角焊缝的焊缝长度为300mm，焊脚尺寸为6mm，f f w=160MPa，该焊缝能 承受的最大动荷载为（B ）。（2 分） A. 100.8KN B. 161.2KN C. 201.6KN D. 245.9KN 6. 构件发生脆性破坏时，其特点是（D ）。（2 分） A. 变形大 B. 破坏持续时间长 C. 有裂缝出现 D. 变形小或无变形 7. 钢材脆性破坏同构件（D ）无关。（2 分） 钢结构设计原理题库 一、单项选择题 1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数n 大于或等于 【 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同情况下，下列疲劳强度最低的是 【 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k C 35.0,65.021==k k D 35.0,75.021==k k 1. 钢结构计算的两种极限状态是承载能力极限状态和正常使用极限状态。 2. 钢结构具有轻质高强、材质均匀，韧性和塑性良好、装配程度高，施工周期短、密闭性好、耐热不耐火、易锈蚀。等特点。 3. 钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏。 4. 影响钢材性能的主要因素有化学成分、钢材缺陷、冶炼，浇注，轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残余应力、重复荷载作用 5. 影响钢材疲劳的主要因素有应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）、应力循环次数 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷 弯性能。 7. 钢结构的连接方法有焊接连接、铆钉连接、螺栓连接。 8. 角焊缝的计算长度不得小于8h f，也不得小于40mm 。 侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于60 h f。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与螺栓材质和螺栓有效面积有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲 12. 轴心受压构件的稳定系数 与残余应力、初弯曲和初偏心和长细比有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘、和增加侧向支承点。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、 侧向支承点的位置和距离、梁端支承条件。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用限制宽厚比、的方法来保 证，而腹板的局部稳定则常采用设置加劲肋的方法来解决。一、问答题 1钢结构具有哪些特点？1．钢结构具有的特点：○1钢材强度高，结构重量轻○2钢材内部组织比较均匀，有良好的塑性和韧性○3钢结构装配化程度高，施工周期短○4钢材能制造密闭性要求较高的结构○5钢结构耐热，但不耐火○6钢结构易锈蚀，维护费用大。 2钢结构的合理应用范围是什么？○1重型厂房结构○2大跨度房屋的屋盖结构○3高层及多层建筑○4轻型钢结构○5塔桅结构○6板壳结构○7桥梁结构○8移动式结构 3钢结构对材料性能有哪些要求？钢结构对材料性能的要求：○1较高的抗拉强度f u 和屈服点f y○2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能○3良好的加工性能 4钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？是屈服点、抗拉强 度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到；冷弯性能是由冷弯试验显示出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。 5影响钢材性能的主要因素是什么？影响钢材性能的主要因素有：○1化学成分○2钢材缺陷○3冶炼，浇注，轧制○4钢材硬化○5温度○6应力集中○7残余应力○8重复荷载作用6什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？钢材在连续反复荷 载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）以及应力循环次数。 7选用钢材通常应考虑哪些因素？选用钢材通常考虑的因素有：○1结构的重要性○2荷载特征○3连接方法○4结构的工作环境温度○5结构的受力性质 8钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。 焊接的优点：○1不需打孔，省工省时；○2任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；○3 气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好。 焊接的缺点:○1焊缝附近有热影响区，材质变脆；○2焊接的残余应力使结构易发生脆性破 专升本《钢结构设计原理》 一、（共75题,共150分） 1. 钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于( ) （2分） A.钢材具有良好的耐热性 B.钢材具有良好的焊接性 C.钢结构自重轻而承载力高 D.钢结构的实际受力性能和力学计算结果最符合 标准答案：C 2. 钢结构正常使用极限状态是指( ) （2分） A.已达到五十年的使用年限 B.结构达到最大承载力产生破坏 C.结构和构件产生疲劳裂纹 D.结构变形已不能满足使用要求 标准答案：D 3. 钢结构正常使用极限状态是指( ) （2分） A.已达到五十年的使用年限 B.结构达到最大承载力产生破坏 C.结构和构件产生疲劳裂纹 D.结构变形已不能满足使用要求 标准答案：B 4. 钢材的伸长率用来反映材料的( ) （2分） A.承载能力 B.弹性变形能力 C.塑性变形能力 D.抗冲击荷载能力 标准答案：C 5. 设计某重级工作制的焊接吊车钢梁，吊车起重量为75t，工作温度低于-20℃，宜选用下列哪一种钢材( ) （2分） 235A 235C 标准答案：D 6. 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( ) （2分） A.最大应力达到钢材屈服点 B.平均应力达到钢材屈服点 C.最大应力达到钢材抗拉强度 D.平均应力达到钢材抗拉强度 标准答案：B 7. 轴心受压构件柱脚底板的厚度主要取决于( ) （2分） A.底板的抗弯刚度 B.基础材料的强度等级 C.底板的抗弯强度 D.底板的的抗剪强度 标准答案：C 8. 双轴对称焊接组合工字形截面偏心受压柱，偏心荷载作用在腹板平面内。若两个方向支撑情况相同，可能发生的失稳形式为( ) （2分） A.在弯矩作用平面内的弯曲失稳或弯矩作用平面外的弯曲失稳 B.在弯矩作用平面内的弯扭失稳或弯矩作用平面外的弯扭失稳 C.在弯矩作用平面外的弯曲失稳 D.在弯矩作用平面内的弯曲失稳或弯矩作用平面外的弯扭失稳 标准答案：D 9. 梁的整体失稳属于( ) （2分） A.弯曲失稳 B.扭转失稳 C.弯扭失稳 D.局部失稳 标准答案：C 10. 梁上作用较大固定集中荷载时，其作用点处应( ) （2分） A.设置纵向加劲肋 B.设置支承加劲肋 C.减少腹板厚度 D.增加翼缘的厚度 标准答案：B 11. 进行钢结构计算时，所用荷载设计值和标准值，下列说法正确的是( ) （2分） A.计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值 B.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 C.计算结构或构件的强度、稳定性以及疲劳强度时，应采用荷载设计值 D.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 标准答案：B 12. 某节点采用角焊缝焊接连接，钢材为Q235B·F钢，手工焊接用焊条为E43型，节点板厚度22mm，下列设计指标选用正确的是( ) （2分） A.节点板的抗压强度为215N/mm2，角焊缝的强度设计值为215N/mm2 B.节点板的抗拉强度为205N/mm2，角焊缝的强度设计值为160N/mm2 C.节点板的抗弯强度为115N/mm2，角焊缝的强度设计值为160N/mm2 D.节点板的抗剪强度为120N/mm2，角焊缝的强度设计值为215N/mm2 标准答案：B 13. T型截面压弯构件需用公式进行验算的情况是( ) （2分） A.弯矩作用于对称轴平面内且使较大翼缘受压时 B.弯矩作用于对称轴平面内且使无翼缘端受压时 C.弯矩作用于非对称轴平面内且使翼缘受压时 D.弯矩作用于非对称轴平面内且无翼缘端受压时 标准答案：A 14. 格构式轴心受压构件的整体稳定计算时，需用换算长细比代替的原因是( ) （2分） A.格构式柱可能发生较大的剪切变形 B.要求实现等稳定设计 C.格构式柱可能单肢失稳 D.格构式柱承载能力提高 标准答案：A 15. 高强螺栓的承压型连接适用于( ) （2分） A.直接承受动力荷载的连接 B.冷弯薄壁型钢的连接 C.承受反复荷载作用的结构 D.承受静力荷载及间接承受动力荷载的连接 标准答案：D钢结构设计原理复习题及参考答案[1]
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