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1、2011 年課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理一、填空題：1.鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算的兩種極限狀態(tài)是和。2.提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效途徑是和。3.高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值與和有關(guān)。4.鋼材的破壞形式有和。5.焊接組合工字梁，翼緣的局部穩(wěn)定常采用的方法來(lái)保證，而腹板的局部穩(wěn)定則常采用的方法來(lái)解決。6.高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值與和有關(guān)。7.角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于，也不得小于；側(cè)面角焊縫承受靜載時(shí)，其計(jì)算長(zhǎng)度不宜大于。8.軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) 與、和有關(guān)。9.鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有、和。10.影響鋼材疲勞的主要因素有、和。11.從形狀看，純彎曲的彎矩圖為，均布荷載的彎矩圖為，跨中央一個(gè)集中荷載的彎矩圖為。12.

2、軸心壓桿可能的屈曲形式有、和。13.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是、和。14.按焊縫和截面形式不同，直角焊縫可分為、和等。15.對(duì)于軸心受力構(gòu)件，型鋼截面可分為和；組合截面可分為和。16.影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有、和。二、問(wèn)答題：1. 高強(qiáng)度螺栓的 8.8 級(jí)和 10.9 級(jí)代表什么含義？2. 焊縫可能存在哪些缺陷？3. 簡(jiǎn)述鋼梁在最大剛度平面內(nèi)受荷載作用而喪失整體穩(wěn)定的現(xiàn)象及影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素。4. 建筑鋼材有哪些主要機(jī)械性能指標(biāo)？分別由什么試驗(yàn)確定？5. 什么是鋼材的疲勞？6. 選用鋼材通常應(yīng)考慮哪些因素？7. 在考慮實(shí)際軸心壓桿的臨界力時(shí)應(yīng)考慮哪些初始缺陷的影響？8. 焊縫的質(zhì)量級(jí)別

3、有幾級(jí)？各有哪些具體檢驗(yàn)要求？9. 普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，在抗剪連接中，它們的傳力方式和破壞形式有何不同？10. 在計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定時(shí)，對(duì)虛軸為什么要采用換算長(zhǎng)細(xì)比？11. 軸心壓桿有哪些屈曲形式？12. 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？13. 在抗剪連接中，普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的傳力方式和破壞形式有何不同？14. 鋼結(jié)構(gòu)有哪些連接方法？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？15. 對(duì)接焊縫的構(gòu)造有哪些要求？16. 焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形是如何產(chǎn)生的？焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形對(duì)結(jié)構(gòu)性能有何影響？減少焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形的方法有哪些？17. 什么叫

4、鋼梁?jiǎn)适дw穩(wěn)定？影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素是什么？提高鋼梁整體穩(wěn)定的有效措施是什么？18. 角焊縫的計(jì)算假定是什么？角焊縫有哪些主要構(gòu)造要求？19. 螺栓的排列有哪些構(gòu)造要求？20. 什么叫鋼梁?jiǎn)适Ь植糠€(wěn)定？怎樣驗(yàn)算組合鋼梁翼緣和腹板的局部穩(wěn)定？三、計(jì)算題：1. 一簡(jiǎn)支梁跨長(zhǎng)為 5.5m，在梁上翼緣承受均布靜力荷載作用，恒載標(biāo)準(zhǔn)值為10.2kN/m （不包括梁自重），活載標(biāo)準(zhǔn)值為 25kN/m，假定梁的受壓翼緣有可靠側(cè)向支撐。梁的截面選用I36a 軋制型鋼，其幾何性質(zhì)為： Wx=875cm3， t w=10mm， I / S=30.7cm，自重為 59.9kg/m ，截面塑性發(fā)展系數(shù)x =1

5、.05 。鋼材為 Q235，抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為22。試對(duì)此梁進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算215N/mm，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為 125 N/mm并指明計(jì)算位置。 （恒載分項(xiàng)系數(shù)=1.2 ，活載分項(xiàng)系數(shù)=1.4 ）GQ2. 已知一兩端鉸支軸心受壓綴板式格構(gòu)柱，長(zhǎng) 10.0m，截面由 2I32a 組成，兩肢件之間的距離 300cm，如圖所示，尺寸單位 mm。試求該柱最大長(zhǎng)細(xì)比。注：一個(gè)I32a 的截面面積A = 67cm2，慣性矩 I y =11080cm4， I x1 = 460cm43. 試計(jì)算下圖所示連接中C 級(jí)螺栓的強(qiáng)度。已知荷載設(shè)計(jì)值=45kN，螺栓M20，孔徑21.5mm，F(xiàn)f vb =130N/mm2， f

6、 cb =305 N/mm2。4. 圖示焊接工形截面梁，在腹板上設(shè)置一條工廠(chǎng)對(duì)接焊縫，梁拼接處承受內(nèi)力為M=2500kN m，V=500kN，鋼材為 Q235 鋼，焊條為E43 型，手工焊，二級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)算拼接焊縫強(qiáng)度。提示：剪力 V 可假定全部由腹板承擔(dān)，彎矩按剛度比分配，即M wI w M 。I5. 試驗(yàn)算如圖所示牛腿與柱連接的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度。荷載設(shè)計(jì)值=220kN。鋼材 Q235，焊條 E43，手F22工焊，無(wú)引弧板，焊縫質(zhì)量三級(jí)。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcw =215N/mm， f tw=185N/mm。（假定剪力全部由腹板上的焊縫承受）6. 圖示一柱間支撐與柱的連接節(jié)點(diǎn)，支撐桿承受軸心拉

7、力設(shè)計(jì)值N=300kN，用 2L806 角鋼做成，鋼材均為 Q235鋼，焊條為 E43 型，手工焊。已知f fw2=160N/mm。支撐與節(jié)點(diǎn)板采用兩側(cè)角焊縫相連（繞角焊），焊腳尺寸見(jiàn)圖，試確定焊縫長(zhǎng)度。節(jié)點(diǎn)板與端板用兩條角焊縫相連，試驗(yàn)算該連接焊縫強(qiáng)度。7. 設(shè)計(jì)如圖所示矩形拼接板與板件用普通螺栓連接的平接接頭，圖中長(zhǎng)度單位為 mm。已知軸心拉力設(shè)計(jì)值=450kN，有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值b2b22=20mm，孔徑,，?=215N/mm。粗制螺栓Nfv=130N/mmf c=305N/mmdd0 =21.5mm。8. 圖示一用 M20普通螺栓的鋼板拼接接頭，鋼材為2Q235，? 215 N/mm。試計(jì)

8、算接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值 Nmax。螺栓 M20，孔徑 21.5mm， f vb22=130N/mm， fcb=305 N/mm。9. 用軋制工字鋼I36a （材料 Q235）做成的 10m長(zhǎng)兩端鉸接柱，軸心壓力的設(shè)計(jì)值為650kN，在腹板平面承受均布荷載設(shè)計(jì)值 q 6.24kN/m 。試計(jì)算此壓彎柱在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定有無(wú)保證？為保證彎矩作用平面外的穩(wěn)定，需設(shè)置幾個(gè)側(cè)向中間支承點(diǎn)？2x3xy2已知： A=76.3cm ， W 875cm， i 14.4cm， i 2.69cm， f 215N/mm。10. 一兩端鉸接焊接工字形截面軸心受壓柱，翼緣為火焰切割邊，截面如圖所示。桿長(zhǎng)為9

9、m，設(shè)計(jì)荷載N = 1000kN ，鋼材為 Q235鋼。試驗(yàn)算該柱的整體穩(wěn)定及板件的局部穩(wěn)定性是否均滿(mǎn)足。2驗(yàn)算公式：整體穩(wěn)定：NfA局部穩(wěn)定：翼緣的寬厚比：b1(10 0.1 )235 ；腹板的高厚比：h0( 25 0.5 )235tf yt wf yb 類(lèi)截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)f y0123456789235800.6880.6810.6750.6680.6610.6550.6480.6410.6350.628900.6210.6140.6080.6010.5940.5880.5810.5750.5680.5611000.5550.5490.5420.5360.5290.5230.51

10、70.5110.5050.49911. 如圖所示為二簡(jiǎn)支梁截面，其截面面積大小相同，跨度均為12m，跨間無(wú)側(cè)向支承點(diǎn)，均布荷載大小亦相同，均作用在梁的上翼緣，鋼材為Q235，試比較梁的穩(wěn)定系數(shù)b ，說(shuō)明何者的穩(wěn)定性更好。參考答案一、填空題：1. 承載能力極限狀態(tài)，正常使用極限狀態(tài)2. 加強(qiáng)受壓翼緣，減少側(cè)向支承點(diǎn)間的距離（或增加側(cè)向支承點(diǎn)）3. 螺栓材質(zhì)，螺栓有效面積4. 塑性破壞，脆性破壞5. 限制寬厚比，設(shè)置加勁肋6. 性能等級(jí)，螺栓直徑7.8 hf ，40mm， 60 hf8. 鋼號(hào)，截面類(lèi)型，長(zhǎng)細(xì)比9. 焊接連接，鉚釘連接，螺栓連接10. 應(yīng)力集中，應(yīng)力幅（對(duì)焊接結(jié)構(gòu)）或應(yīng)力比（對(duì)非焊

11、接結(jié)構(gòu)），應(yīng)力循環(huán)次數(shù)11. 矩形，拋物線(xiàn)，三角形12. 彎曲屈曲，扭轉(zhuǎn)屈曲，彎扭屈曲13. 技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用，確保質(zhì)量14. 普通縫，平坡縫，深熔縫，凹面縫15. 熱軋型鋼，冷彎薄壁型鋼，實(shí)腹式組合截面，格構(gòu)式組合截面16. 荷載類(lèi)型，荷載作用點(diǎn)位置，梁的截面形式，側(cè)向支承點(diǎn)的位置和距離，梁端支承條件二、問(wèn)答題：1. 高強(qiáng)度螺栓的 8.8 級(jí)和 10.9 級(jí)代表什么含義？答：級(jí)別代號(hào)中，小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字是螺栓材料經(jīng)熱處理后的最低抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字是材料的屈強(qiáng)比（ f y /f u）。 8.8 級(jí)為： f u800N/mm2， f y /f u =0.8 ； 10.9 級(jí)為： f u1000N/mm2， f y / f u =0.9 。2. 焊縫可能存在哪些缺陷？