第一章 钢结构的材料及其性能 1.5习题
1.5.1选择题
1.焊接承重结构的钢材应具有下列哪些力学性能的保证( ) A.屈服强度、伸长率
B.抗拉强度、屈服强度、伸长率
C.抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧性 D.抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯试验
2.《钢结构设计规范》GB50017-2003推荐采用的钢材是( ) A. 3号钢、16Mn、15MnVN
B. HPB235、HRB335 、HRB400、RRB400 C.Q235、Q345、Q390、Q420 D. Q235、Q345、Q390
3.对于同一种钢材,5与10的关系是( )
A.总有5>10 B.总有5<10 C.通常5=10 D.二者无法比较 4.对于Q235系列钢材,下列钢号中不能用于焊接承重结构的是( ) A.Q235A B.Q235B C.Q235C D.Q235D 5.钢材经冷作硬化后,屈服点( ),塑性、韧性降低。 A.降低 B.不变 C.提高 D.视情况而定 6.依据国家标准《碳素结构钢》(GB/T 700-2006),碳素结构钢分为A、B、C、D四个质量等级,其中,质量要求最为严格的是( )。
A.A级 B.B级 C.C级 D. D级 7.下列说法,正确的是:( )
A.同一个钢材牌号,厚度越小,其强度设计值越高。 B.钢材的化学成分中,碳含量越高,可焊性越好。 C.钢材的化学成分中,碳含量越高,塑性越好。 D.应力集中对构件受力产生有利影响。 8.钢材的伸长率是用来反映材料的( )。 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
9.钢材的抗剪强度设计值fv与f有关,fv=( )
A.f/3 B.3f C.f/3 D.3f
10.某构件发生了脆性破坏,经检查发现在破坏时构件内存在以下问题,但可以肯定的是,( )对该破坏无直接影响。
A.钢材的屈服点过低 B.构件的荷载增加速度过快 C.存在冷加工硬化 D.构件由构造原因引起的应力集中
1
11.应力集中越严重,钢材也就变得越脆,这是因为( )
A.应力集中降低了钢材的屈服点
B.应力集中产生同号应力场,使塑性变形受到限制 C.应力集中处的应力比平均应力高 D.应力集中降低了钢材的抗拉强度
12.当温度从常温下降为低温时,钢材的塑性和冲击韧性( )
A.升高 B.下降
C.不变 D.随钢号不同,可能升高,也可能下降
13.在钢结构的构件设计中,认为钢材屈服点是构件可以达到的( )
A.最大应力 B.设计应力 C.疲劳应力 D.稳定承载应力 14.当钢材内的主拉应力1>fy,但折算应力red A.强度越高,延性越好 B.强度越低,延性越好 C.强度越高,延性越低 D.强度越低,延性越低 16.Q235钢材的质量等级分为A、B、C、D四级,其划分依据为( ) A.冲击韧性 B.冷弯试验 C.含碳量 D.伸长率 17.以下元素,含量过高会引起“热脆”的是( ) A.硅 B.锰 C.磷 D.硫 18.以下应力状态,最容易发生脆性破坏的是( ) A.单向拉应力 B.双向应力,一向为拉,一向为压,且数值相等 C.三向等值切应力 D.三向拉应力且等值 19.复杂应力状态下,钢材由弹性状态转入塑性状态的综合强度指标称作( ) A.屈服应力 B.折算应力 C.设计应力 D.计算应力 20.今设计某地区钢结构建筑,其冬季计算温度为-28℃,焊接承重结构,宜采用的钢号是( ) A.Q235A B.Q235B C.Q235C D.Q235D 【答案】 1.D 2.C 3.A 4.A 5.C 6.D 7.A 8.C 9.A 10.A 11.B 12.B 13.A 14.B 15.C 16.A 17.D 18.D 19. B 20.D 13.A 说明:设计中认为fy是可以达到的最大应力,fu只是强度储备。选项B中的 2 “设计应力”相当于是强度设计值,为fy/fR。 14.B 说明:1>fy表明材料可能破坏,red 1.Q235系列中的 级钢,因为对含碳量不作要求,所以一般不用作焊接构件。 2.钢材需要保证的项目很多,通常所说的钢材力学性能五项保证指标指的是 , , , 和 。 3.碳素钢牌号Q235BF表示钢材的 为235N/mm2,钢材的 为B级, 钢。 4.衡量钢材抵抗冲击荷载能力的指标称作 ,随温度降低,其值会 ;其值越小,表明击断试件所耗费的能量越 ,钢材的性质越 。 5.钢材设计强度f与屈服点fy之间的关系是 。 6.在双向或三向应力作用下,钢材是否进入塑性状态,应该用 和单向拉伸时的屈服强度相比较来判定。 7.用于钢结构的钢材主要有碳素结构钢和 。 8.钢材承受动力荷载作用时,抵抗脆性破坏的的能力是通过 指标来衡量的。 9.处于外露环境,且对腐蚀有特殊要求的承重结构,宜采用 钢。 10.当钢板厚度大于40mm时,为防止层状撕裂,宜采用 。 【答案】 1.A 2.屈服点fy 抗拉强度fu 伸长率 冲击韧性 冷弯性能 3.厚度小于16mm时屈服强度fy 质量等级 沸腾 4.冲击韧性 降低 小 脆 5. f=fy/R 6. 折算应力 7.低合金高强度结构钢 8.冲击韧性 9.耐候 10.Z向钢 1.5.3简答题 1.为何选择屈服强度作为钢材的静力强度标准值? 2.合理选用钢材应考虑的主要因素有哪些? 【答案】 1.答:之所以选择屈服强度作为钢材的静力强度标准值,是因为:(1)屈服点fy和比例极限fp接近,把钢材视为理想弹塑性材料时可将fy作为弹塑性的分界点;(2)应力 3 达到fy时变形已较大容易被察觉,但达到抗拉强度fu时构件才破坏,因此取fy作为设计依据有较大的安全储备。 2.答:钢结构钢材的选择应考虑以下因素:结构的重要性、荷载特征(静力荷载、动力荷载)、结构形式、应力状态(拉应力或压应力)、连接方法(焊接或非焊接)、板件厚度和工作环境(温度及腐蚀介质)等。 第二章 钢结构的设计方法 2.6习题 2.5.1填空题 1.建筑结构的功能要求可以概括为______、______、________。 2.结构抗力设计值与标准值的关系是____________;荷载设计值与标准值的关系是____________。 3.功能函数ZRS0表示__________________。 4.失效概率pf=__________,可靠指标=_________。 5.极限状态分为___________、__________两种。 6.当永久荷载效应对结构不利时,对于可变荷载效应控制的组合,G=_______;对于永久荷载效应控制的组合,G=_______。当永久荷载效应对结构有利时,取 G=_______。 7.某构件当可靠指标减小时,相应的失效概率______。 8.承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到___________ __________的状态。正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到__________________的状态。 9.《钢结构设计规范》GB50017-2003除___________外,采用了以概率论为基础的_________设计方法,用_________设计表达式进行计算。 10.结构在规定的时间内,规定的条件下,完成预定功能的能力称作________外,对其进行定量分析的指标称作_______。 【答案】 1.安全性 适用性 耐久性 2.结构抗力设计值=结构抗力标准值/分项系数 荷载设计值=荷载标准值*分项系数 3.结构处于极限状态 4.P(RS0) RS2R2S 5.承载能力极限状态 正常使用极限状态 6.1.2 1.4 1.0 7.增大 4 8.最大承载能力或不适于继续承载的变形 正常使用或耐久性能的某项规定限值 9. 疲劳计算 极限状态 分项系数 10.可靠性 可靠度 2.5.2简答题 1.概率极限状态设计法为何也被称作一次二阶矩设计法? 2.按照现行国标标准进行钢结构设计时,如何保证具有足够的可靠度? 3.依据《建筑结构荷载规范》进行荷载效应组合时,公式仅仅适用于荷载效应与荷载为线性关系的情况,为什么?若两者呈非线性关系,如何处理? 【答案】 1.答:采用概率极限状态设计法时,假设功能函数Z=R-S,且认为结构抗力R、荷载效应S都服从正态分布且相互独立,这样,可靠指标= SZ,即只与均R22ZRS值和方差有关。由于均值被称作概率分布密度f(Z)的一阶原点矩,方差被称作二阶原点矩,故概率极限状态设计法也被称作一次二阶矩设计法。 2.答:依据《建筑结构可靠度设计统一标准》,结构设计时采用分项系数表达式,这时,目标可靠指标并没有出现,但是,公式中分项系数的取值却隐含了可靠度的保证,即,当采用规范给出的分项系数设计时,按极限状态表达式设计所得的各类结构的可靠指标能达到目标值的要求。 3.答:当荷载与荷载效应符合线性关系时,将各个荷载分别计算出各自的效应然后叠加,与将荷载组合后再计算荷载效应,得到的结果是相同的。若荷载与荷载效不符合线性关系时,上述的做法将得到不同结果,这时,应先将荷载组合,然后再计算荷载效应。 第三章 钢结构的焊缝连接 3.6习题 3.6.1选择题 1.产生焊接残余应力的主要因素之一是( ) A.钢材的塑性太低 B.构件的极限强度 C.钢材的弹性模量太高 D.焊接时热量分布不均匀 2.对于常温下承受静力荷载,无严重应力集中的碳素结构钢构件,焊接残余应力对于下列没有明显影响的是( )。 A.构件的刚度 B.构件的极限强度 C.构件的稳定性 D.构件的疲劳强度 3.如图3-9所示的三面围焊缝,O点为围焊缝形心。在集中力P作用下,最危险点是( ) A.a、b点 B.b、d点 C.c、d点 D.a、c点 5 aOcbd 图3-9 4.以下有关焊缝的叙述,正确的是( ) A.角焊缝表面有凸形的和凹形的,凹形角焊缝承受动力荷载的性能好 B.不焊透的对接焊缝仍按照对接焊缝计算,但有效厚度he取值不同 C.当角焊缝同时承受正应力和剪应力时,应对折算应力进行验算 D.对接与角接组合焊缝按照角焊缝计算 5.侧面角焊缝的计算长度不宜大于( ),超出部分计算中不计入,但内力沿焊缝均匀分布时除外。 A.40hf B.400mm C. 60hf D.600mm 6.角钢与钢板采用侧面角焊缝连接,当角钢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝长度都相等时,( ) A.角钢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 B.角钢肢尖的侧焊缝受力大于角钢背的侧焊缝 C.角钢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 D.由于角钢背和肢尖的侧焊缝受力不相等,因而连接受有弯矩作用 7.产生纵向焊接残余应力的主要原因是( ) A.冷却速度太快 B.焊件各纤维能自由变形 C.钢材弹性模量太大,使构件刚度很大 D.施焊时焊件上出现热塑区 8.等肢双角钢与节点板的连接焊缝,其肢背、肢尖的受力分配系数分别取0.7和0.3的主要依据是( ) A.经验数字 B.试验结果 C.焊缝合力通过截面形心 D.计算的简便 9.在弹性阶段,侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为( ) A.均匀分布 B.一端大、一端小 C.两端大、中间小 D.两端小、中间大 10.角焊缝基本计算公式(f2)f2ffw中的f为( ) f6 A.垂直焊缝有效截面上的正应力 B.垂直焊缝有效截面上垂直于焊缝长度方向的剪应力 C.有效截面上平行于焊缝长度方向的剪应力 D.按有效截面积计算,垂直于焊缝长度方向的应力 11.在承受动力荷载的结构中,垂直于受力方向的焊缝不宜采用( )。 A.焊透的对接焊缝 B.未焊透的对接焊缝 C.斜对角焊缝 D.T形对接与角接组合焊缝 12.未焊透的对接焊缝应按( )计算。 A.对接焊缝 B.角焊缝 C.断续焊缝 D.斜焊缝 13.在满足强度的前提下,图3-10中①、②焊缝合理的焊脚尺寸hf(mm)应为( )。 A.8,8 B.6,8 C.6,6 D.4,4 14.当基材为Q345钢材且采用手工电弧焊时,应采用( )。 A. E43型焊条 B.H08焊丝 C. E50型焊条 D.E55型焊条 15. 43型焊条中的“43”表示( )。 A.焊条药皮的编号 B.焊接时需要的电压 C.焊条中碳含量为万分之43 D.熔敷金属抗拉强度最小值为430N/mm2 【答案】 1.D 2.B 3.B 4.A 5.C 6.C 7.D 8.C 9.C 10.D 11.B 12.B 13.C 14.C 15.D 3.6.2填空题 1.对接焊缝的抗拉强度设计值为______ (填符号);角焊缝的强度设计值是______(填符号)。 2.对于对接焊缝,同时承受较大正应力()和较大剪应力()时,强度验算公式为_________________;同样的情况,若是角焊缝,其强度验算公式为________________。 3.规范规定,对接焊缝的拼接处,当焊件的宽度在一侧相差4mm以上时,若承受静力荷载,应作成不大于 的斜坡。 4.不需要验算对接焊缝强度的条件是,斜焊缝轴线与外力N的夹角满足_________。 5.作用力与焊缝轴线平行时,该焊缝称作 ;作用力与焊缝轴线垂直时,该焊缝称作________。 【答案】 22w1.ftw ffw 2.31.1ft (22)ffw f3.1:2.5 4. tan1.5 5.侧面角焊缝 端面角焊缝 3.6.3简答题 1.对接焊缝连接于角焊缝连接的受力性能有何不同,各有何优缺点? 7 2.焊接残余应力是如何形成的?对结构受力性能有何影响? 【答案】 1.答:对接焊缝传力直接,基本无应力集中,构造简单,对下料尺寸要求严格,对厚焊件需要开坡口。角焊缝受力复杂,应力集中明显,对板件位置与尺寸要求不高,施工方便。 2. 答:焊接残余应力之所以产生,是由于3方面原因:①焊缝周围不均匀的温度场;②施焊过程中产生热塑区;③自由变形受到约束。 焊接残余应力对结构静力强度无影响;使构件的刚度变小;使构件的疲劳强度降低;使构件的稳定承载力降低;增加了低温冷脆的危险。 第四章 钢结构的紧固件连接 4.6习题 4.6.1选择题 1.普通螺栓受剪的下列破坏形式,不必通过计算就可以防止的是( ) A.螺栓杆被剪坏 B.螺栓杆受弯破坏 C.孔壁承压破坏 D.构件净截面受拉破坏 b2.普通螺栓受剪计算时NnNvmin,这里,n为( ) A.连接两侧的螺栓数目 B.连接一侧的螺栓数目 C.连接一侧螺栓数目的1/2 D.连接两侧螺栓数的1.2倍 3.普通螺栓受拉,规范中考虑杠杆撬力的方法是( ) A.取ftb0.85f B.将Nt放大 C.采用Ae D. 采用de 4.以下观点,正确的是( ) A.高强螺栓的承载力与预拉力无关 B.对于普通个螺栓而言,有fcbfc,fvbfv,fc、fv分别为板件的抗压、 抗剪强度设计值 C.计算螺栓的受力时,不考虑螺栓受压力 D.高强度螺栓承压型连接依靠板件的的摩擦、孔壁承压以及螺栓杆受剪传递剪力 5.在改建、扩建或加固工程中,以承受静载为主的结构,其同一接头同一受力部位上,允许采用( )。 A.高强度螺栓摩擦型连接与承压型连接混用的连接 B.高强度螺栓与普通螺栓混用的连接 C.高强度螺栓摩擦型连接与侧面角焊缝混用的连接 D.普通螺栓与铆钉混用的连接 6.对于如图4-10所示的普通螺栓连接,以下叙述正确的是( )。 A.1号螺栓受力最大 B.2号螺栓受力最大 8 C.1号、2号、3号螺栓的受力相等,4号螺栓受力最大 D.1号、2号、3号和4号螺栓的受力都相等 7.对于如图4-11所示的普通螺栓连接,若弯矩不为零,以下何项叙述是正确的?( ) A.中和轴在a点处 B.中和轴位置与N无关,仅仅取决于M的大小 C.中和轴位置与M无关,仅仅取决于N的大小 D.当N=0时,中和轴在b点处, 12a34 b 图4-10 选择题6图 图4-11选择题7图 8. 高强度螺栓摩擦型连接中,与螺栓抗剪承载力设计值无关的是( )。 A.传力摩擦面数 B.板件接触面的抗滑移系数 C.被连接板件的厚度 D.螺栓的预拉力 9.高强度螺栓连接承受杆轴方向的拉力作用时,如果半连接板件间始终处于压紧状态,则( )。 A.随外拉力增大螺栓杆内部拉力显著增大 B.随外拉力增大螺栓杆内部拉力逐渐减小 C.无论外荷载如何变化,螺栓杆内部拉力始终为零 D.随外拉力增大螺栓杆内部拉力基本保持不变 10.关于高强度螺栓连接的以下观点,不正确的是( )。 ...A.高强度螺栓承压型连接时,单个螺栓的抗剪承载力设计值的计算与普通螺栓时完全相同 B.规范规定,高强度螺栓无论是用于摩擦型连接还是承压型连接都需要施加规定的预加力 C.高强度螺栓群受弯矩作用时,中和轴位于螺栓群形心 D.高强度螺栓承压型连接不应用于直接承受动力荷载的结构 【答案】 1.B 2.B 3.A 4.C 5.C 6.B 7.D 8.C 9.D 10.A 6.B 说明:将N向螺栓群形心简化,得到剪力V和扭矩T。V和T各自引起的螺栓剪力对于1、2、3、4号螺栓都相等,只是,对于2号螺栓,力在水平和竖直两个方向都是同号相加,因此,受力最大。 9 10.A 说明:规范规定,当剪切面在螺纹处时,承压型连接中的高强度螺栓抗剪承载力按照有效截面积计算,而普通螺栓受剪时不做区分。 4.6.2填空题 1.普通螺栓连接主要靠_____________和_____________传递剪力,而高强度螺栓摩擦型连接靠________________________传递剪力。 2..高强度螺栓的质量等级为10.9级,这里,“10”代表__________________________,“0.9”代表_____________________。 3.普通螺栓连接抗剪时,应考虑_____________和_____________两种破坏形式。 4.普通螺栓连接受剪时,限制端距a2d0,是为了避免____________________。 5.普通螺栓按照制作精度分为________和_________,按照受力分析分为________和_________。 6.通常,________时不宜采用粗制螺栓。 7.普通螺栓连接计算时,一个螺栓的受剪承载力设计值取________和_________的较小者(要求填写符号)。 8.单个普通螺栓的承压承载力设计值Ncdbtfbc,式中, t的含义是 _________________________。 9.轴心受压柱或压弯柱的端部为铣平端时,其连接焊缝或螺栓的受力,应按最大压力的_______或______中的较大者进行抗剪计算。 10.对直接承受动力荷载的普通螺栓受拉连接应采用_______或其他能防止螺帽松动的措施。 【答案】 1. 孔壁承压 螺栓杆受剪 2. 板件间的摩擦力 2. 螺栓杆材料的最低抗拉强度为1000N/mm2,屈强比为0.9 3. 孔壁被压坏 螺栓杆被剪坏 4.板件被剪坏 b5. 粗制螺栓 精制螺栓 受剪螺栓 受拉螺栓 6. 抵抗剪力 7. Nv Ncb 8. 同一受力方向的板件厚度之和 9. 15% 最大剪力 10. 双螺帽 4.6.3简答题 1.螺栓在钢板或型钢上排列时为什么要规定最大、最小容许距离? 2.普通螺栓传递剪力时可能的破坏形式有哪些?怎样防止其发生? 【答案】 1.答:从受力上看,间距或端距过小,受拉时会导致截面削弱过多板件被拉坏或剪坏,受压时则会引起鼓曲;从构造上看,间距过大会使构件挤压不紧密,造成潮气侵入引起锈蚀;从施工看,应留有足够的施工空间拧紧螺帽,因此间距也不能太小。 2.答:普通螺栓受剪可能有以下破坏形式:(1)螺栓杆被剪坏;(2)孔壁被压破;(3)板件端部被剪坏;(4)板件由于截面削弱被拉坏;(5)螺栓杆过长造成弯曲变形过大。此外,还可能造成板件的块状撕裂。 10 第五章 轴心受力构件 5.6习题 5.6.1选择题 1.在确定实腹式轴心受压柱腹板局部稳定高厚比限值是,没有考虑( ) A.翼缘的弹性嵌固作用 B.临界应力进入弹塑性阶段 C.材料的屈服点不同 D.材料屈服点与腹板局部稳定临界应力相等 2.单轴对称轴心受压柱,不可能发生( ) A.弯曲失稳 B.扭转失稳 C.弯扭失稳 D.第一类失稳 3.轴心受压柱腹板局部稳定的保证条件是h0/tw不大于某一限值,此限值( )。 A.与钢材的强度和柱的长细比无关 B.与钢材的强度有关,而与柱的长细比无关 C.与钢材的强度无关,而与柱的长细比有关 D.与钢材的强度和柱的长细比均有关 4.验算工字形截面轴心受压构件翼缘和腹板的局部稳定性时,计算公式中的长细比是指( )。 A.绕强轴的长细比 B.绕弱轴的长细比 C.两方向长细比的较大者 D.两方向长细比的较小者 5. 轴心受压杆件,其合理截面形式,应使所选截面尽量满足( )。 A.等强度 B.等刚度 C.等计算长度 D.等稳定性 6.下列因素中,对压杆的弹性屈曲承载力影响不大的是( )。 A.压杆的残余应力分布 B. 压杆的初始几何形状偏差 C.材料的屈服点变化 D. 荷载的偏心大小 7.双肢格构式轴心受压柱,实轴是y-y轴,虚轴是x-x轴,则确定肢件间距时依据的公式是( ) A. x=y B.0x=y C.x=0y D.强度条件 8.a类截面压杆的整体稳定系数最高,这是由于( )。 A.截面是轧制截面 B.截面的刚度最大 C.初弯曲的影响最小 D.残余应力的影响最小 9.规定缀条柱的单肢长细比10.7max(max为柱两主轴方向最大长细比),是为了( ) A.保证整个柱的稳定 B.使两个分肢能共同工作 C.避免单肢先于整个柱失稳 D.构造要求 10.轴心受压构件的整体稳定系数与( )等因素有关 11 A.构件截面类别、钢号、长细比 B.构件截面类别、两端连接构造、长细比 C.构件截面类别、计算长度系数、长细比 D.构件截面类别、两个方向的长度、长细比 11.轴心受压柱的柱脚底板厚度是按照底板( )确定的。 A.抗弯 B.抗压 C.抗剪 D.抗弯及抗剪 12.确定双肢格构柱两个分肢间距的依据是( ) A.格构柱承受的最大剪力V B.绕虚轴和绕实轴等稳定 C.单位剪切角 D.单肢等稳定条件 13.通常横缀条并不受力,但是仍然设置,其原因是( ) A.起构造作用 B.可以提高柱整体的抗弯刚度 C.可以加强柱的整体稳定 D.对单肢的稳定起作用 14. 轴心受压柱的柱脚底板厚度,是根据下列何项工作状态确定的?( ) A.底板抗压 B.底板抗剪 C.底板抗弯与抗压 D.底板抗弯 15.为了减小柱脚底板的厚度,可以采取以下何项措施?( ) A.增加底板悬伸部分的宽度 B.增加柱脚锚栓的个数 C.分格大小不变的情况下,变四边支承板为三边支承板 D.增加隔板或肋板,把分格尺寸变小 【答案】 1.D 2.B 3.D 4.C 5.D 6.C 7.B 8.D 9.C 10.A 11.A 12.B 13.D 14.C 15.D 5.6.2填空题 1.轴心受压构件发生失稳的三种形式是_____________、_________和__________。 2.轴心受压单轴对称构件绕对称轴(y轴)弯曲时会发生__________ 失稳,导致承载力降低,所以,规范规定,这时应采用_________计算承载力。 3.缀条式格构轴心受压柱,为确保单肢不先于整个柱子失稳破坏,应保证 1__________。 4.轴心受压构件腹板的宽厚比限值,对于箱形截面,是根据板件的临界应力与杆件__________相等推导出来的;对于工字形截面,则是根据板件的临界应力与杆件__________相等推导出来的。 5.轴心受压格构柱中,缀材体系的主要作用是__________。 6.计算轴心受压柱柱脚底板厚度时,对于四边支承板,Mqa,式中,系数与__________有关。 7.对于同样的正则化长细比n,a类截面的值最高,这是因为_____________。 12 28.H形或工形截面受压构件的腹板,当腹板高厚比不满足限值要求时,可在计算稳定性时将腹板截面仅考虑计算高度边缘范围内两侧宽度各为__________的部分。 9.当临界应力cr小于_____时,轴心受压杆属于弹性屈曲问题。 10.柱脚中靴梁的主要作用是_____________。 【答案】 1.弯曲失稳 扭转失稳 扭转失稳 2.弯扭 换算长细比 3.0.7max 4.钢材的屈服点 整体稳定临界应力 5.抵抗因附加弯曲变形而引起的剪力 6.长边与短边的比值 7.残余应力的影响最小 8. 20tw10.传力,将底板分成较小的区格 235/fy 9.比例极限p 5.6.3简答题 1.轴心受压构件的柱子曲线为什么采用4条而不采用1条? 2.轴心压杆的通用长细比nfyE的物理意义是什么?用它来表达长细比有什么优点? 3.对格构式轴心受压构件绕虚轴(x轴)的整体稳定计算,为什么要采用换算长细比? 4.缀条式格构柱轴心受压时,构件的剪力如何计算?缀材的受力如何考虑? 【答案】 1.答:所谓柱子曲线,就是以正则化长细比n为横轴,以稳定系数为纵轴的轴心受压柱稳定承载力曲线。计算表明,长细比相同时,这些曲线呈带状分布。88版钢结构设计规范经统计分析后归纳为a、b、c三类,共3条曲线。2003版规范又考虑了厚度大于等于40mm的情况,增加了d类一条曲线。 2E2.答:依据欧拉公式,有cr2,令其等于fy,则可以解出此时对应的长细比 为E,将一个长细比与此特定的长细比相除就是通用长细比(或称正则化长细比),fy即nfyE。使用“通用长细比”这一概念来研究稳定承载力,可以不必考虑fy不同 造成的影响。 3.答:格构式轴心受压构件绕虚轴发生失稳时,由于弯曲引起的附加剪力要由比较柔弱的缀材承受,导致的变形较大,造成的承载力降低不容忽视。因此,规范规定采用放 13 大了的换算长细比计算绕轴的稳定性。 4.答:缀条式格构柱轴心受压时,构件的剪力计算公式为VAf85fy235,并假定沿构件长度均匀分布。一个缀条的受力可以按照平行弦桁架计算,NtVb,Vb为分 ncos配到一个缀材面的剪力,n为承受剪力Vb的斜缀条数,为斜缀条与水平线的夹角。 第六章 受弯构件(梁) 6.6习题 6.6.1选择题 1.对于承受均布荷载的热轧H型钢,应计算( ) A.抗弯强度、腹板折算应力、整体稳定、局部稳定 B.抗弯强度、抗剪强度、整体稳定、局部稳定 C.抗弯强度、腹板上边缘局部承压强度、整体稳定 D.抗弯强度、腹板折算应力、整体稳定、容许挠度 2.以下计算,使用毛截面特性的是( ) A.梁的弯曲正应力 B.梁的剪应力 C.折算应力 D.疲劳 3.某一在主平面内受弯的实腹式构件,当截面上有螺栓孔时,下列何项计算要考虑孔洞削弱?( ) A.构件变形计算 B.构件整体稳定性计算 C.构件抗弯强度计算 D.构件抗剪强度计算 '4.当梁整体稳定系数b0.6时,之所以用b 代替b是因为( )。 A.梁的局部稳定有影响 B.梁已进入弹塑性阶段 C.梁发生了弯扭变形 D.梁的强度降低了 5.设计焊接工字形截面梁时,腹板布置横向加劲肋的主要目的是提高梁的( ) A.抗弯刚度 B.抗弯强度 C.整体稳定性 D.局部稳定性 6.梁的支承加劲肋应设置在( ) A.弯曲应力大的区段 B.剪应力大的区段 C.上翼缘或下翼缘有固定作用力的部位 D.有吊车轮压的部位 7.在梁的整体稳定计算中,若稳定系数为1.0,说明该梁( ) A.处于弹性工作阶段 B.不会丧失整体稳定 C.梁的局部稳定必然满足 D.不会发生强度破坏 8.梁承受固定集中荷载作用,采用以下何项措施是合适的?( ) A.加厚翼缘 B.在集中荷载作用处设置支承加劲肋 14 C.增加横向加劲肋的数量 D.加厚腹板 9.验算工字形截面梁的折算应力,公式为 2321f,这里、应为() A.验算截面的最大正应力和最大剪应力 B.验算截面的最大正应力和验算点的剪应力 C.验算截面的最大剪应力和验算点的正应力 D.验算截面中验算点的正应力和剪应力 10.跨中无侧向支承的组合梁,当验算整体稳定不满足时,宜采取以下何项措施?( )。 A.加大梁的截面积 B.加大梁的高度 C.加大受压翼缘板的宽度 D.加大腹板的厚度 11.受压翼缘由刚性铺板连牢的组合梁,不必考虑计算的是( )。 A.强度 B.刚度 C.整体稳定 D.局部稳定 12.双轴对称工字形截面梁,经验算,其强度和刚度正好满足要求,而腹板在弯曲应力作用下有发生局部失稳的可能。在其他条件不变的情况下,宜采用下列何项方法?( ) A.增加梁腹板的厚度 B.降低梁腹板的高度 C.用强度更高的材料 D.设置侧向支承 ''13.验算工字形截面梁受压翼缘的局部稳定性时要求b/t15235/fy,这里,b的含义为( )。 A.翼缘板外伸宽度 B.翼缘板全部宽度 C.翼缘板全部宽度的1/3 D.翼缘板的有效宽度 14.防止梁腹板发生局部失稳,常采取加劲措施,这是为了() A.增加梁截面的惯性矩 B.增加截面面积 C.改变构件的应力分布状态 D.改变边界约束板件的宽厚比 15.组合工字形截面梁设计时估算最小梁高hmin,若用Q345钢材代替Q235钢材,则hmin如何变化?( ) A.变大了 B.变小了 C.不变 D.条件不充足,无法确定 16.加强受压翼缘的单轴对称工字形等截面简支梁,跨中有一集中荷载作用在腹板平面内,下列各荷载作用位置.何者的整体稳定性最好?( ) A.上翼缘(受压翼缘)上表面 B.形心与上翼绿之间的截面剪力中心 C.截面形心 D.下翼缘(受拉翼缘)下表面 17.对于焊接工字形等截面简支梁,当其整体稳定性不能满足要求时,采用下列何项措施能最有效提高整体稳定性?( ) A.加厚受压翼缘 B.加厚受拉翼绿 15 C.采用更高强度的钢材 D.在梁跨中受压翼缘处设置侧向支承 18.某焊接工字形等截面简支梁,若最大弯矩值一定,在下列不同形式的荷载作用下,何者的整体稳定性最差?( ) A.两端有相等弯矩作用(纯弯曲作用) B.满跨均布荷载作用 C.跨中点有集中荷载作用 D.在距离支座1/4跨度处各有相同一集中力 19.一焊接组合工字形截面梁,腹板计算高度h0=2400mm,根据腹板局部稳定计算和构造要求,需要在腹板一侧配置钢板横向加劲肋,其经济合理的截面尺寸是( ) A.-120×8 B.-140×8 C.-150×10 D.-180×12 20.为了提高荷载作用在上翼缘简支工字形梁的整体稳定刚性,可在梁的( )加侧向支承,以减小梁出平面的长度。 111处 B.靠近梁上翼缘的腹板()h0处 25411C.靠近梁下翼缘的腹板()h0处 D.上翼缘处 54A.梁腹板高度的 21.梁的最小高度是由( )控制的。 A.刚度 B.抗弯强度 C.建筑要求 D.整体稳定 22.确定经济梁高的原则是( )。 A.制造时间短 B.用钢量最省 C.最便于加工 D.免于变截面 23.双轴对称工字形截面梁,经验算,其强度与刚度正好满足要求,而腹板在弯曲应力作用下有发生局部失稳的可能。在其他条件不变的情况,采用下列方案中何项比较合适? A.增加梁腹板的厚度 B.降低梁腹板的高度 C.改用强度更高的材料 D.设置侧向支承 24.防止梁腹板发生局部失稳,常采取加劲措施,这是为了( )。 A.增加截面积 B.增加梁截面的惯性矩 C.改变构件的应力分布状态 D.改变区格板件的宽厚比 25.以下关于受弯构件的叙述,正确的是( )。 A.约束扭转使梁的截面上产生正应力,也产生剪应力 B.对于直接承受动力荷载的受弯构件,不考虑塑性发展系数 C.梁的整体失稳形式为扭转失稳 D.梁腹板横向加劲肋间距不得小于2h0 【答案】1.B 2.B 3.C 4.B 5.D 6.C 7.B 8.B 9.D 10.C 11.C 12.D 13.A 14.D 15.A 16.D 17.D 18.A 19.C 20.D 21.A 22.B 23.A 24.D 25.A 16 19.C 理由:双侧成对布置的钢板横向加劲肋,外伸宽度bsh0240040=403030=120mm,一侧布置的钢板横向加劲肋,外伸宽度应大于120×1.2=144mm。取为150mm。 其厚度应不小于150/15=10mm。 20.D 理由:梁发生整体失稳的关键是其受压翼缘发生侧向位移,因此,侧向支承应设置在上翼缘。 23.A 理由:由于是局部稳定问题,因此解决办法是降低h0/tw。由于刚度正好满足要求,所以,不能降低腹板高度,只能增加腹板厚度。 6.6.2简答题 1.简述影响钢梁整体稳定因素有哪些? 2.采用高强度钢材对提高梁的整体稳定性是否有益,为什么? 3.对于钢梁,所谓的“简支”实际上是“夹支”(或称“叉支”),即梁端部截面不能绕纵轴扭转,为什么有此要求?实际中采取何种措施来保证?为什么混凝土梁没有这种要求? 4.《钢结构设计规范》GB50017中采用通用高厚比来表达腹板的稳定临界应力有何优点? 5.考虑腹板屈曲后强度可提高梁截面的何种承载力?采用该方法设计有何益处? 【答案】 1.答:梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度、荷载种类、荷载作用位置、梁受压翼缘的自由长度等。 2.答:所谓提高梁的整体稳定性,就是能使b增大。依据《钢结构设计规范》GB50017给出的b计算公式可知,fy增大会使b值减小,因此, 采用高强度钢材对提高梁的整体稳定性没有益处。 3.答:钢梁发生整体失稳时,不但有侧向弯曲还有扭转。对钢梁的临界弯矩进行理论推导时,利用了梁的两端绕纵轴(z轴)的转角为零的边界条件,以此为前提,才建立了梁的稳定计算公式。钢梁的实际受力应与计算模型相符,故对钢梁要求端部“夹支”。 可采取的措施是:(1)对梁的上翼缘设置支点,阻止其发生侧向位移;(2)在梁端设置加劲肋。 混凝土结构中,由于梁上部通常有板,而板能有效约束梁的侧向变形(相当于钢梁不需要验算稳定的第一个条件),故不存在整体稳定的问题,也就没有“夹支”的要求。 4.答:板的临界应力与高厚比有关,今将高厚比记作fy/cr,则无论受弯、 受剪、受压时临界应力均可以记作crfy2,形式将变得完全统一,只是高厚比的表 达形式随受力方式不同各异,使用起来更方便。 17 5.答:对照临界应力cr和极限应力u的取值(或者两者都乘以hwtw后比较),由于后者大于前者,于是可知,若考虑腹板屈曲后强度,梁截面的抗剪承载力会提高。 考虑腹板屈曲后强度的设计,设置加劲肋较少,比较经济。 第七章 拉弯构件和压弯构件 7.6习题 7.6.1选择题 1.对焊接组合工字形截面,塑性发展系数x取值为( ) A.1.15 B.1.0 C.1.05 D.不确定 2.单轴对称截面压弯构件,弯矩作用在对称轴平面且使较宽翼缘受压时,验算弯矩作用平面内的稳定公式为 mxMxNf 'xAxW1x(10.8N/NEx)和 mxMxNf 'AxW2x(11.25N/NEx)式中,W1x、W2x、x的取值为( ) A.x取值不同,W1x、W2x分别为绕对称轴的较宽与较窄翼缘最外纤维的毛截面 模量 B.x取值不同,W1x、W2x分别为绕非对称轴的较宽与较窄翼缘最外纤维的毛截 面模量 C.x相同,W1x、W2x分别为绕对称轴的较宽与较窄翼缘最外纤维的毛截面模量 D.x相同,W1x、W2x分别为绕非对称轴的较宽与较窄翼缘最外纤维的毛截面模 量 3.对于工字形截面压弯构件,其腹板的高厚比限值是根据( )确定的。 A.介于轴心受压构件腹板与梁腹板高厚比之间 B.腹板的应力梯度0、构件的长细比 C.腹板的应变梯度 D.构件的长细比 4.实腹式压弯构件一般应计算的内容为( ) 18 A.强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形 B.弯矩作用平面内的整体稳定性、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、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比 5.实腹式偏心受压构件弯矩作用平面内整体稳定验算公式中,( ) x主要用以考虑A.截面塑性发展对承载力的影响 B.初偏心的影响 C.初弯曲的影响 D.残余应力的影响 6.格构式压弯构件,截面如图7-11所示,当计算绕虚轴的整体稳定时,W1xIx/y0,应取y0为以下何项?( ) A.y1 B.y2 C.y3 D.y4 123 图7-11 选择题6的图示 7.双肢格构式压弯构件,当弯矩作用在实轴平面内时,设计中应验算的内容为缀材计算和( ) A.强度、弯矩作用平面内、外的稳定性 B.弯矩作用平面内的稳定性、分肢稳定性 C.弯矩作用平面外的稳定性、分肢稳定性 D.弯矩作用平面内的稳定性、分肢稳定性、强度 8.有侧移单层框架柱,采用等截面柱,柱与基础固接,与横梁铰接,框架平面内柱的计算长度系数为( ) A.2.03 B.1.5 C.1.03 D.0.5 9.单轴对称截面的压弯构件,应使弯矩( ) A.绕非对称轴作用 B.绕对称轴作用 C.绕任一主轴作用 D.视情况绕对称轴或非对称轴作用 10.对于压弯构件,受压翼缘自由外伸宽度与厚度之比的限值是利用( )确定的。 4 19 A.翼缘屈曲应力crfy B.翼缘屈曲应力crfy C.翼缘屈曲应力crfy D.翼缘屈曲应力cr0.85fy 11.对于压弯构件,腹板高厚比不满足限值要求时,采取以下何项措施无效( )。 A.加大腹板厚度 B.腹板两侧设纵向加劲肋 C.按有效截面计算整体稳定能够满足要求 D.设置横向加劲肋 12.以下观点,正确的是( )。 A.压弯构件在弯矩作用平面外的失稳为弯曲失稳 B.对于工字形截面压弯构件,塑性发展系数x=1.05 C.摇摆柱的计算长度系数取为1.0 D.同样的一根柱子,按有侧移框架柱与无侧移框架柱分别计算,前者得到的计 算长度系数小 【答案】 1.D 2.B 3.B 4.D 5.A 6.C 7.D 8.A 9.A 10.C 11.D 12.C 7.D 理由:弯矩作用在实轴平面内,相当于弯矩绕虚轴作用。 7.6.2简答题 1.简述压弯构件的失稳形式及计算方法。 2.实腹式压弯构件在弯矩作用平面内、弯矩作用平面外稳定计算中,所采用的弯矩是否为同一值?为什么? 3.格构式压弯构件当弯矩绕虚轴作用时,如何验算其稳定性? 【答案】 1.答:压弯构件的失稳形式有弯矩作用平面内失稳与弯矩作用平面外失稳。对于实腹式压弯构件,规范规定,验算弯矩作用平面内失稳时应满足下式 mxMxNf 'xAxW1x(10.8N/NEx)对于单轴对称截面,还要验算下式 mxMxNf 'AxW2x(11.25N/NEx)对于弯矩作用平面外失稳,规范规定应满足下式要求 MNtxx≤f yAbW1x 20 2.答:实腹式压弯构件在弯矩作用平面内、弯矩作用平面外稳定计算中,所采用的弯矩不一定为同一值。这是因为,在计算弯矩作用平面内稳定时取用的弯矩是构件支承区段内的最大弯矩,而在计算弯矩作用平面外稳定时取用的侧向支撑点区段内的最大弯矩。由于取用的区段可能不同,所以弯矩值也就不同。 3.答:需要验算构件弯矩作用平面内的稳定性,用下式表达: mxMxNf 'xAW1x(1xN/NEx)弯矩作用平面外的稳定性用分肢的稳定性代替,对于缀条柱,无论弯矩作用平面内、外均视为轴心受压柱,对于缀板柱,在弯矩作用平面内视为压弯构件,在弯矩作用平面外视为轴心受压构件验算。 第八章 桁架与屋盖 8.5习题 8.5.1选择题 1.梯形钢屋架节点板的厚度,是根据( )选定的。 A.支座竖杆的内力 B.下弦杆的最大内力 C.上弦杆的最大内力 D.腹杆中的最大内力 2.屋架节支座斜杆(几何长度为l)在平面内的计算长度取为( )。 A.1.0l B.0.8l C.0.9l D.侧向不动点的距离 3.屋架中内力较小的腹杆,其截面通常按( )要求确定。 A.长细比 B.构造 C.变形 D.局部稳定 4.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 5.桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取( )。 A.杆件的几何长度 B.弦杆节间长度 C.弦杆侧向支承点之间的距离 D.檩条之间的距离 6.梯形屋架采用再分式腹杆,主要是为了减小( )。 A.上弦杆压力 B.下弦杆拉力 C.腹杆内力 D.上弦杆局部弯矩 7.以下叙述,正确的是( ) A.从满足经济性考虑,屋架图形应尽量与剪力图形相吻合 B.屋架上弦节点承受节间内力差N以及竖向节点荷载P,肢背处的塞焊缝按承 受N计算 C.屋架上弦节点承受节间内力差N以及竖向节点荷载P,肢尖处的两条角焊缝 按承受偏心的N计算 D.普通钢屋架中的受压杆件,两个侧向支承点之间的填板数不少于1个 8.以下叙述,正确的是( ) A.横向支撑布置在屋架两端的节间内,用以增加房屋的整体刚度 B.对于中列柱,定位轴线为截面中线;对于边列柱,定位轴线为柱列外边缘 21 C.荷载规范规定的雪荷载是相对于屋面实际面积而言的 D.荷载规范中给出的荷载值都是设计值 9.屋架中某腹杆平面内和平面外的计算长度相等,则优先选用( ) A.两等边角钢组成的十字形截面 B.两等边角钢组成的T形截面 C.两不等边角钢短肢相并的T形截面 D.两不等边角钢长肢相并的T形截面 10.以下有关屋架设计的主张,正确的是( ) A.节点板厚度一般根据所连接杆件的内力确定,但不得小于6mm B.焊接桁架的杆件用节点相连时,弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间的间隙不应小于 15mm C.屋架正中的竖杆常和纵向支撑相连,做成十字形截面 D.垂直于屋面坡度放置的檩条为单向受弯构件 【答案】 1.D 2.A 3.A 4.C 5.C 6.D 7.C 8.B 9.D 10A 第九章 疲劳计算与吊车梁设计 9.6习题 9.6.1选择题 1.以下有关疲劳计算的观点,正确的是( ) A.计算应力幅时,应采用荷载的标准值,但因该考虑动力系数 B.对各种结构形式,应力幅maxmin C.构件及其连接的共分为6个类别,主要划分依据为应力集中的程度 D.对于重级工作制吊车梁,应进行疲劳计算 2.对吊车梁的挠度进行验算时,( ) A.应采用一台起重量最大的吊车进行计算 B.按照实际布置的吊车进行计算 C.不考虑吊车梁的自重 D.不考虑轮压的布置 3.关于吊车梁的强度计算,以下说法正确的是( ) A.仅考虑竖向荷载作用,采用吊车梁截面计算 B.当采用制动梁结构时,吊车水平荷载引起的My,只考虑由受压翼缘承受 C.当采用制动桁架时,只考虑竖向荷载作用 D.按不多于两台吊车计算内力,并考虑动力系数 4.以下有关疲劳的观点,正确的是( ) A.对于非焊接构件,当应力比为定值时,max小于疲劳强度极限则试件不会因 重复荷载而破坏 22 B.应力比的变化范围为01 C.对于吊车梁进行疲劳计算时,验算部位为焊缝位置,主体金属不必验算 D.用公式f<[]2106验算吊车梁疲劳的前提是,吊车梁的寿命为2*106次 5.关于吊车梁的设计,以下说法正确的是( ) A.承受多台吊车的吊车梁,按起重量最大的两台考虑,进行强度和稳定性计算 B.吊车梁设计时,吊车横向水平荷载标准值取为HPkmax C.吊车梁上的永久荷载,在截面尚未确定前,可以通过将吊车荷载产生的最大内 力乘以增大系数来考虑 D.制动桁架的作用是使吊车能够在短时间内完成制动 【答案】1.D 2.A 3.D 4.A 5.C 9.6.2填空题 1.规范规定,直接承受动力荷载循环作用的钢结构构件及其连接,当应力循环次数__________时,应进行疲劳计算。_________部位可不计算疲劳。 2.制动结构主要承受_________。 3.重级工作制吊车梁腹板与上翼缘的连接,应采用_________焊缝且质量等级________。与制动钢桁架传递水平力的连接应采用_________连接。 4. 对于重级工作制吊车梁,可采用公式f<[]2106,这里,f为________。 5.疲劳计算时的应力幅,对于焊接结构,取________;对于非焊接结构,取________。 【答案】 1.n≥5*104 不出现拉应力的 2.横向水平力 3.T形对接与角接组合焊缝 不低于二级 高强螺栓摩擦型 4.欠载效应的等效系数 5. maxmin max0.7min9.6.3简答题 1.何谓疲劳?简述影响钢材疲劳强度的因素有哪些。 2.试述疲劳计算的公式,为何计算中不采用设计值而采用标准值?应对哪些结构或连接计算疲劳? 【答案】 1.答:影响钢材疲劳强度的因素主要有:(1)构件的构造和连接形式;(2)应力循环次数;(3)荷载引起的应力状况。 c2. 答:计算公式为,=n对于非焊接结构,max0.7min 1,对于焊接结构,maxmin; 。 23 疲劳问题十分复杂,目前所采用的计算方法不是极限状态设计法而是容许应力法,故在计算中采用荷载标准值且不计入动力系数 疲劳计算用于应力循环次数n≥5*104次的结构构件和连接,不出现拉应力的部位,不需要计算疲劳。 24 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容