钢结构设计原理总结复习题及参考包括答案

钢结构设计原理总结复习题及参考包括答案 1 / 13 中南大学网络教育课程考试复习题及参照答案 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. 提升钢梁整体稳固性的有效门路是 和 。 3. 高强度螺栓预拉力设计值与 和 相关。 4. 钢材的损坏形式有 和 。 5. 焊接组合工字梁，翼缘的局部稳固常采纳 的方法来保证，而腹板的局部稳固则常采 用 的方法来解决。 6. 高强度螺栓预拉力设计值与 和 相关。 7. 角焊缝的计算长度不得小于 ，也不得小于 ；侧面角焊缝蒙受静载时，其计算长度 不宜大于 。 8. 轴心受压构件的稳固系数 φ与 、 和 相关。

9. 钢结构的连结方法有 、 和 。 10. 影响钢材疲惫的主要要素有 、 和 。 11. 从形状看，纯曲折的弯矩图为 ，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. 钢结构设计的基来源则是 、 、 和 。

14. 按焊缝和截面形式不一样，直角焊缝可分为 、 、

和 等。 15. 关于轴心受力构件，型钢截面可分为 和 ；组合截面可分为 和 。 16. 影响钢梁整体稳固的主要要素有 、 、 、 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点？ 3. 简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳固的现象及影响钢梁整体稳固的主要要素。 4. 建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确立？ 5. 什么是钢材的疲惫？ 6. 采纳钢材往常应试虑哪些要素？ 7. 在考虑实质轴心压杆的临界力时应试虑哪些初始缺点的影响？ 8. 焊缝的质量级别有几级？各有哪些详细查验要求？ 9. 一般螺栓连结和摩擦型高强度螺栓连结，在抗剪连结中，它们的传力方式和损坏形式有何不一样？ 10. 在计算格构式轴心受压构件的整体稳准时，对虚轴为何要采纳换算长细比？ 11. 轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12. 压弯构件的局部稳固计算与轴心受压构件有何不一样？ 13. 在抗剪连结中，一般螺栓连结和摩擦型高强度螺栓连结的传力方式和损坏形式有何不一样？ 14. 钢结构有哪些连结方法？各有什么优弊端？ 15. 对接焊缝的结构有哪些要求？ 钢结构设计原理总结复习题及参考包括答案 2 / 13 16. 焊接剩余应力和焊接剩余变形是如何产生的？焊接剩余应力和焊接剩余变形对结构性能有何影响？减少焊接剩余应力和焊接剩余变形的方法有哪些？

17. 什么叫钢梁丧失整体稳固？影响钢梁整体稳固的主要要素是什么？提升钢梁整体稳固的有效举措是什么？

18. 角焊缝的计算假设是什么？角焊缝有哪些主要结构要求？ 19. 螺栓的摆列有哪些结构要求？ 20. 什么叫钢梁丧失局部稳固？如何验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳固？

三、计算题： 1. 一简支梁跨长为 ，在梁上翼缘蒙受均布静力荷载作用，恒载标准值为 （不包含梁自重） ， 活载标准值为 25kN/m，假设梁的受压翼缘有靠谱侧向支撑。 梁的截面采纳 I36a 轧制型钢， 其几何性质 为： Wx=875cm3，t w=10mm， I / S，自重为 ，截面塑性发展系数 x 。钢材为 Q235， 抗弯强度设计值为 2 2 215N/mm，抗剪强度设计值为 125 N/mm 。试对此梁进行强度验算并指明计算地点。

（恒载分项系数 G ，活载分项系数Q ）

2. 已知一两头铰支轴心受压缀板式格构柱，长，截面由 2I32a 构成，两肢件之间的距离 300cm，如下图，尺寸单位 mm。试求该柱最大长细比。 注：一个 I32a 的截面面积 A = 67cm2，惯性矩 I y =11080cm4， I x1 = 460cm

4

3. 试计算下列图所示连结中 C级螺栓的强度。 已知荷载设计值 =45kN，螺栓 M20，孔径， b 2，

F f v =130N/mm

fc

b

2 。 =305 N/mm 钢结构设计原理总结复习题及参考包括答案

3 / 13 4. 图示焊接工形截面梁， 在腹板上设置一条工厂对接焊缝， 梁拼接处蒙受内力为 M=2500kN· m，V=500kN，钢材为 Q235 钢，焊条为 E43 型，手工焊，二级质量标准。试验算拼接焊缝强度。

提示：剪力 V 可假设所有由腹板肩负，弯矩按刚度比分派，即M w I w M 。 I

5. 试验算如下图牛腿与柱连结的对接焊缝的强度。 荷载设计值 F=220kN。钢材 Q235，焊条 E43，手工焊， 无引弧板，焊缝质量三级。相关强度设计值fc

w

2 w 2 =215N/mm， ft =185N/mm。（假设剪力所有由腹板上的

焊缝蒙受）

6. 图示一柱间支撑与柱的连结节点，支撑杆蒙受轴心拉力设计值 N=300kN，用 2L80×6 角钢做成，钢

材均为 Q235钢，焊条为 E43 型，手工焊。已知 f fw 2 =160N/mm。 ①支撑与节点板采纳双侧角焊缝相连（绕角焊） ，焊脚尺寸见图，试确立焊缝长度。

②节点板与端板用两条角焊缝相连，试验算该连结焊缝强度。 钢结构设计原理总结复习题及参考包括答案

4 / 13 7. 设计如下图矩形拼接板与板件用一般螺栓连结的平接接头，图中长度单位为 mm。已知轴心拉力设计 值 N=450kN，相关强度设计值 fvb 2 f cb 2 2 。粗制螺栓 d=20mm，孔径 =130N/mm, =305N/mm，?=215N/mm d0。

8. 图示一用 M20 一般螺栓的钢板拼接接头，钢材为 Q235，?＝ 215 N/mm2。试计算接头所能蒙受的最大轴 心力设计值 Nmax。螺栓 M20，孔径 ， fvb 2 b 2 =130N/mm， fc =305 N/mm 。

9. 用轧制工字钢 I36a （资料 Q235）做成的 10m长两头铰接柱，轴心压力的设计值为 650kN，在腹板平面

蒙受均布荷载设计值 q＝ 。试计算此压弯柱在弯矩作用平面内的稳固有无保证？为保证弯矩作用平面外的稳固，需设置几个侧向中间支承点？

2 x 3 x y 2 已知： A=76.3cm ， W＝ 875cm ， i ＝， i ＝， f ＝215N/mm。

10. 一两头铰接焊接工字形截面轴心受压柱，翼缘为火焰切割边， 截面如下图。 杆长为 9m，设计荷载 N = 1000kN，钢材为 Q235钢。试验算该柱的整体稳固及板件的局部稳固性能否均知足。已知： f = 215N/mm2，截面对 x 轴和 y 轴均为 b 类截面。

验算公式：整体稳固： N f

A

局部稳固：翼缘的宽厚比： b1 (10 0.1 ) 235 ；腹板的高厚比： h0 ( 25 0.5 ) 235

t f y t w f y 钢结构设计原理总结复习题及参考包括答案 5 / 13 b 类截面轴心受压构件的稳固系数 f y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

235

80 90 100

11. 如下图为二简支梁截面，其截面面积大小同样，跨度均为 12m，跨间无侧向支承点，均布荷载大 小亦同样，均作用在梁的上翼缘，钢材为 Q235，试比较梁的稳固系数 b

，说明何者的稳固性更好。 钢结构设计原理总结复习题及参考包括答案

6 / 13 参照答案 一、填空题： 1. 承载能力极限状态，正常使用极限状态 2. 增强受压翼缘，减少侧向支承点间的距离（或增添侧向支承点） 3. 螺栓材质，螺栓有效面积 4. 塑性损坏，脆性损坏 5. 限制宽厚比，设置加劲肋 6. 性能等级，螺栓直径 7.8 hf ，40mm， 60 hf

8. 钢号，截面种类，长细比 9. 焊接连结，铆钉连结，螺栓连结 10. 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 11. 矩形，抛物线，三角形 12. 曲折屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲 13. 技术先进，经济合理，安全合用，保证质量 14. 一般缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝 15. 热轧型钢，冷弯薄壁型钢，实腹式组合截面，格构式组合截面 16. 荷载种类，荷载作用点地点，梁的截面形式，侧向支承点的地点和距离，梁端支承条件二、问答题： 1. 高强度螺栓的 8.8 级和 10.9 级代表什么含义？ 答：级别代号中，小数点前的数字是螺栓资料经热办理后的最低抗拉强度，小数点后数字是资料的 屈强比（ f y /f u）。 级为： f u≥800N/mm2， f y /f u ； 级为： f u≥1000N/mm2， f y / f u 。

2. 焊缝可能存在哪些缺点？ 答：焊缝可能存在的缺点有裂纹、气孔、夹碴、烧穿、咬边、未焊透、弧坑和焊瘤。 3. 简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳固的现象及影响钢梁整体稳固的主要要素。答：钢梁侧向抗弯刚度和扭转刚度不足时产生侧向曲折和截面扭转；主要要素：梁侧向抗弯刚度，自由扭转刚度，荷载种类和作用地点以及梁受压翼缘的自由长度。 4. 建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确立？ 答：建筑钢材的主要机械性能指标有：①折服点 f y，经过一次静力单向拉伸试验确立；②抗拉强度

f u，经过一次静力单向拉伸试验确立；③伸长率δ 5( δ 10) ，经过一次静力单向拉伸试验确立；④180o

冷弯性能，经过冷弯试验确立；⑤冲击韧性，经过冲击试验确立。 5. 什么是钢材的疲惫？ 答：钢材在连续频频荷载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于折服点时也会发生断裂损坏，这类现象称为钢材的疲惫或疲惫损坏。 6. 采纳钢材往常应试虑哪些要素？ 答：采纳钢材往常考虑的要素有：①结构的重要性；②荷载特点；③连结方法；④结构的工作环境温度；⑤结构的受力性质。 7. 在考虑实质轴心压杆的临界力时应试虑哪些初始缺点的影响？ 答：在考虑实质轴心压杆的临界力时应试虑剩余应力的影响、初曲折和初偏爱的影响、杆端拘束的影响。 8. 焊缝的质量级别有几级？各有哪些详细查验要求？ 答：焊缝质量分为三个等级。三级质量检查只对所有焊缝进行外观缺点及几何尺寸检查，其外观可见缺点及几何尺寸误差一定切合三级合格标准要求；二级质量检查除对外观进行检查并达到二级质 量合格标准外，还需用超声波或射线探伤 20％焊缝，达到 B 级查验Ⅲ级合格要求；一级质量检查除

外观进行检查并切合一级合格标准外，还需用超声波或射线对焊缝 100％探伤，达到 B 级查验Ⅱ级

合格要求（见《钢结构工程施工质量查收规范》 GB50205-2001）。 9. 一般螺栓连结和摩擦型高强度螺栓连结，在抗剪连结中，它们的传力方式和损坏形式有何不一样？答：一般螺栓连结中的抗剪螺栓连结是依赖螺栓抗剪和孔壁承压来传达外力。当受剪螺栓连结在达