钢结构试题及答案

钢结构试题及答案
1.体现钢材塑性性能的指标是屈服点、延伸率和抗拉强度，选项B强屈比不正确。

2.失效概率pf与可靠指标β的关系为，pf越大，β越小，
结构可靠性越差，选项B不正确。

3.对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制稳定承载
力来保证的，选项A正确。

4.钢框架柱的计算长度与框架梁柱线刚度比的大小无关，
选项D不正确。

5.格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于λx的换
算长细比λox，是考虑单肢失稳对构件承载力的影响，选项C
正确。

6.摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接承载力
计算方法不同，选项C正确。

7.为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应控制单肢长细比，选项C正确。

8.梁的纵向加劲肋应布置在受压翼缘附近，选项C正确。

9.同类钢种的钢板，厚度越大韧性越好，选项C正确。

10.在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性
能指标外，还需低温冲击韧性指标，选项C正确。

11.钢材脆性破坏同构件弹性模量无关，选项D不正确。

12.焊接残余应力不影响构件的整体稳定、静力强度和刚度，选项A、B、C都正确。

13.摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力
与摩擦面的处理方法和数量有关，选项A、B都正确。

14.直角角焊缝的焊脚尺寸应满足hfmin≥1.5t1及
hfmax≤1.2t2，则t1为薄焊件，t2为厚焊件，选项B正确。

15.理想轴心受压构件失稳时，只会发生弯曲变形，杆件
的截面只会绕一个主轴旋转，杆的纵轴会由直线变为曲线，这时发生的是弯曲屈曲。

16.受弯构件的正常使用极限状态是通过控制稳定承载力
来保证的。

17.钢框架柱的计算长度与框架柱与基础的连接情况无关，而与框架在荷载作用下侧移的大小、荷载的大小和框架梁柱线刚度比的大小有关。

18.摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接之间没有本质差别，但施工方法和承载力计算方法不同，材料也有所不同。

19.为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应控制单肢长细比。

20.与轴压杆稳定承载力无关的因素是杆端的约束状况和残余应力，而构件的初始偏心和钢材中有益金属元素的含量会影响轴压杆稳定承载力。

21.单轴对称的轴心受压拄，绕对称轴发生屈曲的形式是弯曲屈曲。

22.有刚性铺板的梁不需要验算整体稳定。

23.加大梁侧向支撑点间距、减小梁翼缘板的宽度、提高钢材的强度和提高梁截面的抗扭刚度都可以有效提高梁的稳定承载力。

24.梁整体失稳的方式有弯曲失稳、扭转失稳和弯扭失稳。

25.布置横向加劲肋可以防止剪应力引起的局部失稳，而
布置纵向加劲肋可以防止弯曲应力引起的局部失稳。

26.梁的纵向加劲肋应该布置在靠近受压翼缘的位置。

27.简支梁整体稳定性最差的情况是跨中集中荷载作用。

28.在弹性阶段，侧面角焊缝上应力沿长度方向的分布是
两端大而中间小。

29.对于角焊缝，侧面角焊缝的承载力比正面角焊缝高，
而凹形角焊缝应力集中严重。

30.摩擦型高强螺栓只利用界面摩擦传力是不正确的说法。

1.屈服点、强屈比、延伸率和抗拉强度是材料力学性质的
重要参数。

2.在结构设计中，失效概率pf与可靠指标β的关系为，pf
越大，β越小，结构可靠性越差。

3.对于受弯构件的正常使用极限状态，需要通过控制挠跨比来保证。

4.钢框架柱的计算长度与荷载的大小无关，而与框架梁柱线刚度比的大小有关。

5.格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于λx的换算长细比λox，是考虑剪切变形的影响。

6.摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的承载力计算方法不同。

7.为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应控制单肢长细比。

8.梁的纵向加劲肋应布置在靠近受压翼缘。

9.同类钢种的钢板，厚度越大，强度越低。

10.在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需考虑低温冲击韧性指标。

11.钢材脆性破坏与弹性模量无关。

12.焊接残余应力不影响构件的静力强度。

13.摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力与螺栓直径有关。

14.直角角焊缝的焊脚尺寸应满足___≥1.5t1及h
fmax≤1.2•t2，则t1为厚焊件，t2为薄焊件。

摩擦型高强螺栓仅利用界面摩擦传递力，而承压型高强螺栓则先利用摩擦力，再利用螺栓杆抗剪和承压传递力。

承压型高强螺栓的承载力大于摩擦型高强螺栓，适合用于直接随动力荷载的结构中。

钢结构轴心受压构件的承载能力一般由稳定性决定。

在对工字形钢梁进行变形验算时，应采用标准值进行变形验算，强度与长细比有关，而不考虑螺栓孔引起的截面削弱。

对于动力荷载，应乘以动力系数。

结构用钢材按含碳量分，应属于低碳钢、中碳钢和高碳钢。

钢材的牌号中，Q235-BF中的235表示屈服强度为235Pa，B
表示质量等级，F表示沸腾钢。

薄板的强度比厚板略强。

单轴对称截面的轴心受压构件，在绕对称轴失稳时发生弯扭屈曲，而双轴对称工字形截面失稳时一般发生弯曲屈曲。

工字形轴压构件翼缘局部稳定保证条件是根据等稳原则导出的。

组合梁的局稳公式是按等稳原则确定的。

在按正常使用极限状态计算时，受弯构件要限制挠跨比，拉、压构件要限制长细比。

保证轴心压杆、受弯构件和拉弯、压弯构件的刚度是分别验算其长细比、挠跨比和长细比。

摩擦型高强度螺栓抗剪时依靠螺栓杆的抗剪承载。

应力集中越严重，则钢材变得越脆。

普通螺栓用于需要拆装的连接时，宜选用B级螺栓。

高强度螺栓根据其螺栓材料性能分为两个
等级：8.8级和10.9级，其中10表示抗拉强度不小于1000Pa，0.9表示屈强比为0.9.需要进行计算避免的抗剪螺栓的破坏形
式有剪切和承压。

轴心受压构件需要验算强度、刚度、整体和局部破坏。

1.解：给定承受静力荷载设计值F=280KN，采用M20普
通螺栓连接，并在牛腿下设支托板。

试验算该连接的承载力。

牛腿的剪力V=F=280KN，由端板刨平顶紧于承托传递；弯矩
M=F·e=280·0.21=58.8KN·M，由螺栓传递连，使螺栓受拉，最大受力螺栓的拉力为N1=My/(bt1∑y^2i)=39.2KN·M。

单个螺
栓的抗拉承载力设计值为N= Afe/bt=245×170=41.7KN＞
N1=39.2KN，即螺栓的承载力满足要求。

2.解：给定一支架，其支柱的压力设计值N=1600kN，柱
两端铰接，钢材为Q235，容许长细比[λ]=150.截面无孔眼削弱。

支柱选用I56a（f=205N/mm^2），A=135cm^2，ix=22.0cm，
iy=3.18cm。

需要验算此支柱的承载力和说明如果支柱失稳会
发生什么样的失稳形式。

柱在两个方向的计算长度为
lx=600cm和ly=300cm。

1）鱿鱼截面已经给出，故不需要初选截面。

2）截面验算
①因截面无孔洞削弱，可不必验算强度。

②因轧制工字钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定。

③进行整体稳定验算和刚度验算：lx/ix=27.3≤[λ]=150，
___≤[λ]=150，λy。

λx，故由λx查附表得φ=0.591.
3.解：给定热轧普通工字钢简支梁，型号为I36a，跨度为
5m，梁上翼缘作用有均布荷载设计值q=36KN/m（包括自重）。

该梁为支撑于主梁顶上的次梁，未设加劲肋，跨中无侧向支撑。

支承长度为a=100mm。

需要进行该梁的强度验算。

I36a的截面参数为Wx=878cm^3，Ix=cm^4，tw=10mm，
hy=t+r=15.8+12=27.8mm。

通过计算可得梁的最大弯矩为Mmax=qL^2/8=45KN·m，
最大剪力为Vmax=qL/2=90KN。

梁在支承处的弯矩为
Ma=Va/2×a=4.5KN·m，剪力为Va/2=45KN。

根据验算公式可
得弯曲应力σb=Mx/Wx=0.052MPa，剪切应力
τ=VQ/It=0.164MPa，轴心拉应力σt=0，轴心压应力σc=0.由于
这些应力都小于该材料的屈服极限，因此该梁强度合格。

N=200.5，N/2<f=205，柱的整体稳定性和刚度均满足条件。

如果失稳，会绕弱轴y轴失稳，因为y轴的回转半径较x
轴小很多，尽管其计算长度为强轴的一般，但若失稳，仍会绕
y轴失稳。

解：
1.对抗弯强度进行验算：
M=112.5 KN·MM，γW=1.0，nx=31.05，计算得到x=878 mm2，小于f=215 mm2，该梁的抗弯强度满足要求。

2.由于型钢梁的腹板较厚，一般不必验算抗剪强度。

3.进行梁的局部承压强度验算：
根据图分析，梁端支反力a=50 mm，z=169.5 mm，计算得到σ=53.1 N/mm2，wz=10×169.5=1695 mm2，小于f=215 mm2，该梁的局部承压满足要求。

4.由于该梁为热轧工字钢，不需要进行在复杂应力下的强度验算。