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钢结构试题2


钢结构试题 2

一、判断题(每小题 1 分,共 10 分)
1. 钢结构构件的可靠度指标 ? 随其失效概率 Pf 的增大而减小。 ( )

2. 钢材中含硫量太多会导致钢材热脆。 ( ) 3. Q420 表示屈服强度设计值为 420MPa 的钢材。 ( ) 4. 焊接结构的疲劳强度与其作用的应力比有直接关系 ( ) 5. 竖向荷载作用在梁的下翼缘与作用在上翼缘相比,其整体稳定性要好。 ( 6.格构柱设置横隔的目的是提高柱子的抗弯刚度。 ( ) 7. 焊接残余应力对轴心受压构件的稳定性没有影响。 ( ) 8. 为保证压弯和拉弯构件的刚度满足要求,应验算其弯曲变形。 ( ) 9. 实腹式单轴对称截面压弯构件,一般宜使弯矩绕对称轴作用。 ( ) 10.钢梁的最小高度是根据其整体稳定条件确定的。 ( )



二、选择题(每小题 2 分,共 20 分)
1. 钢材的静力强度设计值是根据以下哪项确定的。 ( ) A. 比例极限 B. 弹性极限 C. 屈服点 D. 极限强度 2. 在复杂应力作用下,钢构件进入塑性工作的条件是: ( ) A. 折算应力大于等于屈服点 B. 最大应力大于等于屈服点 C. 应力之和大于等于屈服点; D. 临界应力大于等于屈服点 3. 对接焊缝的抗拉强度设计值与母材抗拉强度设计值的关系是: ( ) A. 焊缝符合一级或二级质检标准时,二者相等 B. 二者相等; C. 前者是后者的 0.85 倍 D. 二者的关系不确定 4. 轴心受压构件的等稳定设计是指: ( ) A. ?x ? ?y B. ?x ? ? y C. ix ? iy D. ?0 x ? ?y 5. 普通螺栓承压承载力设计值 Nc ? d ?t ? fcb ,式中 ?t 表示: ( )

A. 连接处板件的总厚度 B. 连接处板件总厚度的一半 C. 同一方向受力板件较大总厚度 D. 同方一向受力构件较小总厚度。 6. 进行疲劳验算时,计算部分的应力幅应按以下哪项确定: ( ) A. 标准荷载计算 B. 设计荷载计算 C. 考虑动力系数的标准荷载计算 D. 考虑动力系数的设计荷载计算 7.如图所示两块钢板用直角角焊缝连接,其最大焊脚尺寸 A. 7 mm C. 10 mm B. 8 mm D. 12 mm 接的主要区别是: ( )

h f max

不应超过: (



8. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连 A. 板件接触面处理方法不同 B. 所用螺栓种类不同 C. 螺栓的预拉力不同 D. 传力机理不同 9.单向受弯梁整体失稳的形式是: ( ) A. 弯曲失稳 B. 扭转失稳 C. 弯扭失稳 D. 不能确定 10.弯矩绕强轴作用的工字形偏压柱,影响其腹板局部稳定的因素是: ( A. 应力梯度 ? 0 B. 应力梯度 ? 0 和弯矩作用平面内的长细比 ? C. 应力梯度 ? 0 和偏压柱的最大长细比 ? D. 偏压柱的最大长细比 ?



三、简答题(每小题 4 分,共 20 分)
1. 2. 3. 4. 简述提高粱整体稳定性的措施。 简述普通螺栓抗剪连接的破坏形式有哪些? 简述计算轴压格构柱绕虚轴的整体稳定时为什么要采用换算长细比? 需要验算疲劳的焊接组合截面吊车梁,其工作环境最低温度为-25 oC,则制作该吊车梁的钢材应具备哪些机械

性能指标? 5. 简述图示轴心受压柱头的传力路径,图中①、②表示角焊缝。
填板 构造螺栓

梁 填板

突缘



柱顶板

? ?


垫板 加劲肋

四、计算题(每小题 10 分,共 50 分)
b 类截面轴心受压构件的稳定系数 ?
λ 40 50 60 70 0 0.899 0.856 0.807 0.751 1 0.895 0.852 0.802 0.745 2 0.891 0.847 0.797 0.739 3 0.887 0.842 0.791 0.732 4 0.882 0.838 0.786 0.726 5 0.878 0.833 0.780 0.720 6 0.874 0.828 0.774 0.714 7 0.870 0.823 0.769 0.707 8 0.865 0.818 0.763 0.701 9 0.861 0.813 0.757 0.694

1. 试验算图示结构 AB 杆是否满足要求。 已知 B 点作用的集中力设计值 F ? 300 kN , AB 杆截面由 HW100×100
2 cm4 , ix ? 6.39cm , I y ? 564cm4 , i y ? 3.70cm ,钢材 制成,其截面参数为: A ? 40.55cm , I x ? 1660

Q235-B( f ? 215N mm2 ),b 类截面, [? ] ? 150 ,局部稳定满足要求,截面无削弱,不计自重。

C

HW100×100 x

y x y

A

1 1

30

B

2700

1-1

题1图 2. 某工作平台梁,用 I36a 型钢制成,梁截面无削弱,承受均布可变荷载,如图所示。钢材 Q235 , ( f ? 215 N mm 2 , f v ? 125 N mm2 , E ? 206?103 N mm2 ), ? x ? 1.05 , [vT ] ? l 250(全部荷载作用下) , 梁的整体稳定可以保证,荷载分项系数 ? ? 1.4 ,不计自重。试确定该梁所能承担的最大荷载标准值 qk I36a 截面参数: A ? 76.4cm2 , I x ? 15796 cm4 , Wx ? 878cm3 , ix ? 14.4cm , S x ? 509.6cm3 (半个截面面 积矩) t w ? 10mm。

y x
9000

x y

题2图

3. 如图所示两端铰支格构式构件,截面由两个[32a 型钢组成,单系缀条采用

?50 ? 5 角钢,柱的计算长度

l0 x ? l , 承 受 轴 心 压 力 设 计 值 N ? 500 kN , 跨 中 横 向 荷 载 设 计 值 F ? 80kN , Q235 钢 材 , cm4 , ( f ? 215N mm2 , E ? 206?103 N mm2 ) ,b 类截面,已知构件的截面参数为: A ? 97cm2 , I x ? 31343 ix ? 17.98cm ,单个 ?50 ? 5 角钢的截面面积 A01 ? 4.8cm2 , ? mx ? 1.0 。试验算该柱弯矩作用平面内的整体稳
定是否满足要求。 题3图
22

[32a
1 1

1 1 5m 5m
400

[32a

1-1
4. 图示侧面角焊缝连接,承受轴心拉力设计值 N ? 300 kN ,焊脚尺寸 h f ? 8 mm,钢材为 Q235-B,手工焊,焊 条为 E43 型( f f ? 160N / mm ) ,焊缝的内力分配系数: k1 ? 0.7 (肢背) , k 2 ? 0.3 (肢尖) ,不考虑焊口影
w 2

8-240 8-170
1

1

=14

2

63 8

=14
1-1

响,试验算该角焊缝连接的承载力和构造是否满足要求。 题4图 5. 试验算图示连接是否满足承载力要求。钢材 Q235( f ? 215N mm2 ) ,采用高强度螺栓摩擦型连接,高强度螺

,P ? 155kN ,静力荷载设计值 栓为 10.9 级 M20,孔径 d 0 ? 21.5mm,连接处构件接触面喷砂处理, ? ? 0.45
N ? 400 kN 。

50 80 40 40 80 50

3 5 4 =400kN

题5图

钢结构试题 2 参考答案 一、判断题(每小题 1 分,共 10 分) 1√ 2× 3× 4√ 5√ 6× 7× 8× 9× 10× 二、选择题(每小题 1.5 分,共 15 分) 1C 2A 3A 4B 5D 6A 7C 8D 9C 10B 三、简答题(每小题 5 分,共 25 分) 1 答: 1)加大梁的侧向抗弯刚度及抗扭刚度,如增加受压翼缘的宽度; 2)在受压翼缘处设置侧向支撑,减小受压翼缘的自由长度; 3)将荷载作用在下翼缘; 4)通过合理的结构布置改变梁所受荷载的种类; 5)增加支座的约束作用; 2 答:(1)螺栓杆剪断 (1 分) (2)孔壁挤压破坏 (1 分) (3)钢板被拉断 (1 分) (4)钢板剪断 (1 分) (5)螺栓弯曲 (1 分) 3 答:当绕虚轴发生弯曲失稳时,因为剪力要由缀材承担,剪切变形较大(2 分),导致构件产生较大的附加侧向变 形,它对构件临界力的降低是不能忽略的(3 分)。 4 答:答对一点的 1 分,全对为 5 分

f (1)抗拉强度 f u (2)屈服点 y (3)伸长率 ? (4)冷弯试验 (5) 负温冲击韧性(或-20 oC 冲击韧性)
5 答: 支座反力 垫板 (1 分) 顶板 (1 分) 加劲肋 (2 分) 柱身 (1 分)

四、计算题(共 50 分) 1、 (10 分) 解: AB 杆为轴压杆,内力为: N ?
F 300 ? ? 519.62kN o tg 30 0.577

?x ?

l 270 l0 x 270 ? ? 42.25 , ?y ? 0 y ? ? 73 ix 6.39 iy 3.70

?max ? max{ ?x , ?y } ? 73 ? [? ] ? 150
由 ?max ? 73 查表的 ? y ? 0.732

N 519.62 ? 103 ? ? 175.06 N ? f ? 215N mm2 mm2 ? y A 0.732? 40.55? 102
由于截面无削弱,强度不需计算; 2、 (10 分) 1 解: q l 2 ? ? xWx f ? 1.05 ? 878 ? 103 ? 215 ? 10 ? 6 ? 198 .2kN ? m 8 198 .2 ? 8 1 .4 q k 1 ? ? qk1 ? 13.98kN / m 92

5qk l 4 l 36 ? 384? 2.06 ? 105 ? 15796? 104 ? ?vT ? ? ? qk 2 ? ? 13.71kN / m 384EI x 250 5 ? 90004 VS x 0.5 ? 1.4 ? qk 3 ? 9 ? 103 ? 509.55? 103 ? ? f v ? 125N mm2 ? qk 3 ? 61.58kN m 4 I xtw 15796? 10 ? 10 该梁所能承担的最大荷载标准值
为 13.71 kN / m 3、 (10 分) 1 1 解: M x ? P ? L ? ? 80 ? 10 ? 200 kN ? m 4 4

?x ?

l0 x 1000 ? ? 55.62 i x 17.98

?0 x ? ?2 x ? 27

A 97 ? 55.622 ? 27 ? ? 58 A1 2 ? 4.8
2 3 2 2 ? ? EA 206? 10 ? ? ? 97 ? 10 N EX ? ? ? 5324 .141 kN 1.1?2 1.1? 582 0x

? x ? 0.818
N ? ?x A

? mx M x
? N ? ? ? Wx 1 ? ? x ?? ? N EX ? ?

?

500? 1000 ? 0.818? 97 ? 100 31343? 104 200

200? 106 500 ? ? ?1 ? 0.818? ? 5324 .14 ? ?

? 201.26N / mm2 ? f ? 215N / mm2
整体稳定满足要求 4、 (10 分) 解:

? 1.5 t1 ? 1.5 ? 14 ? 5.6m m 构造验算: h f ? 8m m ,满足 ? 1.2t2 ? 1.2 ? 8 ? 9.6m m
lw, max ? 60hf ? 480mm ? 240mm, lw, min ? 8hf 或40mm? 170mm,满足
承载力验算: 第一种解答 肢背焊缝: N1 ? 0.7hf ?lw f fw ? 2 ? 0.7 ? 8 ? 240?160 ? 430.08kN 肢背焊缝: N2 ? 0.7hf ?lw f fw ? 2 ? 0.7 ? 8 ?170?160 ? 304.64kN

N? ?

N1 430.08 ? ? 614.4kN k1 0.7 N 2 304.64 ? ? 1015 .5kN k2 0.3

N ?? ?

N ? ? N ? 300 kN ,满足 第二种解答:

0.7 ? N 0.7 ? 300?103 ? ? 78.13N mm2 ? f fw ? 160N mm2 ,满足 0.7h f ?lw 2 ? 5.6 ? 240 0.3 ? N 0.3 ? 300? 103 ? ? 47.27 N mm2 ? f fw ? 160N mm2 ,满足 0.7h f ?lw 2 ? 5.6 ? 170
第三种解答:

0.7 ? N 0.7 ? 300?103 ? ? 117.2mm ? lw ? 240mm,满足 0.7h f f fw 2 ? 5.6 ?160 0.3 ? N 0.3 ? 300? 103 ? ? 50.2 ? lw ? 170mm,满足 0.7h f f fw 2 ? 5.6 ? 160
5、 (10 分)
b Nv ? 0.9 ? n f ? ?P ? 0.9 ?1? 0.45?155? 62.775kN

Ntb ? 0.8P ? 0.8 ?155 ? 124kN

3 3 ? 400 ? ? 240 kN 5 5 4 V ? N ? ? 320 kN 5 ? N 240 N t1 ? ? ? 30 kN ? 0.8P ? 124 kN 8 8 V 1 Nv ? ? 40 kN 8 N? ? N ?
1 Nv Nt1 40 30 ? b ? ? ? 0.879 ? 1 b Nv Nt 62.775 124

满足要求


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