钢结构期末考试B卷试题及答案

西南科技大学应用技术学院成教
（2009/2010）学年第一学期试题单（B卷）
课程名称：专业班级：命题教师：刘兵
学生姓名：学号：成绩：
考试时间：月日闭卷
一、选择题（每题2分，共,20分）
1.大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（）
A.密封性好
B.自重轻
C.制造工厂化
D.便于拆装
2、钢材的设计强度是根据（）确定的。

A、比例极限；
B、弹性极限；
C、屈服强度；
D、极限强度。

3.钢结构的承载能力极限状态是指（）
A.结构发生剧烈振动
B.结构的变形已不能满足使用要求
C.结构达到最大承载力产生破坏
D.使用已达五十年
4、某构件发生了脆性破坏，不经检查可以肯定下列问题中（）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、构件有构造原因引起的应力集中。

5.钢材的抗拉强度fu与屈服点fy之比fu/fy反映的是钢材的）（）
A.强度储备
B.弹塑性阶段的承载能力
C.塑性变形能力
D.强化阶段的承载能力
6、Q235钢按照质量等级分为A、B、CD四级，由A到D表示质量由低到高，其分类依据是（）。

A、冲击韧性；
B、冷弯试验；
C、化学成分；
D、伸长率。

7.钢号Q345A中白3345表示钢材的（）
A.fp值
B.fu值
C.fy值
D.fvy值
8、以下关于应力集中的说法中正确的是（）。

A、应力集中降低了钢材的屈服强度
B、应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制
C、应力集中产生异号应力场，使钢材变脆
D、应力集中可以提高构件的疲劳强度
9.梁整体失稳的方式为（）
A.弯曲失稳
B.剪切失稳
C.扭转失稳
D.弯扭失稳
10、对于直接承受动力荷载的结构，宜采用（）。

A、焊接连接；
B、普通螺栓连接；
C、摩擦型高强度螺栓连接；
D、承压型高强度螺栓连
二、填空题（每空1分，共20分）
1 .使钢材在高温下变脆的化学元素是。

2 .钢材加工性能包括、、。

3 .影响钢材疲劳性能的主要因素有、和。

4 .在弯矩作用下，摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于。

5 .在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的值。

6 .冷作硬化会改变钢材的性能，将使钢材的
提高, 降低。

7 .在确定实际轴心压杆的稳定承载力，应考虑构件的初始缺陷。

初始缺陷是指、
、O
8 .受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为、。

9 .是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。

10 .焊接组合梁截面高度h根据、、三方面因素确定。

三、简答题（共45分）
1 .简述钢结构有哪些主要特点。

（7分）
2 .碳素结构钢按质量分为几级？并是怎样划分的？Q235B•b代表的意义是什么？（8分）
3 .简述梁的整体失稳现象，影响梁临界弯距的主要因素有哪些。

（10分）
4 .简述焊接残余应力对结构性能的影响。

（10分）
5 .为什么采用钢材的屈服点fy作为设计强度标准值？无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定？（10分）
四、计算题（共15分）
1.有一实腹式双轴对称焊接工字形截面轴心受压柱，Q235钢材，翼缘为焰切边，对x,y轴
均属于b类截面。

截面尺寸为：翼缘板宽b=250mm厚度为t=12mm,腹板高度为h0=350mm厚度为t w=10mm计算长度为l ox=12m,l oy=4m,承受的轴心压力设计值为1200Kz试对该柱进
行验算。

（20分）（f=215N/mm2）
一、选择题
1-5BCCAA6-10CCBDC
二、填空题
1、OS
2、冷加工性能、热加工、热处理
3、应力集中、应力幅、应力比、盈利循环
4、螺栓群的形心
5、设计值
6、屈服点、塑性韧性
7、初弯曲、荷载偏心、残余应力
8、弯曲屈曲侧扭屈曲
9、冷弯性能10、最大高度、最小高度、经济高度
三、简答题
1、答：(1)材料的强度高，塑性和韧性好；
(2)材质均匀，和力学计算的假定比较符合；
(3)制作简便，施工周期短；
(4)质量轻；
(5)钢材耐腐蚀性差；
(6)钢材耐热，但不耐火；
2、答：碳素结构钢按质量分为A、B C、D四级。

其中A级钢材不作冲击韧性要求，冷弯性能在需方有要求时才进行；B、CD各级钢材均要
求冲击韧性值Akv>27J,且冷弯试验均要求合格，所不同的是三者的试验温度有所不同，B
级要求常温(20±5C)冲击值，C和D级则分别要求0c和-20C冲击值。

Q235B-b代表屈服强度为235N/mm2B级，半镇静钢。

3、答：梁的截面一般窄而高，弯矩作用在其最大刚度平面内，当荷载较小时，梁的弯曲平
衡状态是稳定的。

当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内弯曲的同时，将突然发生
侧向的弯曲和扭转变形，并丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的整体失稳现象。

梁的临界弯矩Mcr主要和梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度、翘曲刚度、梁的截面形状、荷载类
型、荷载作用位置以及梁的跨度等有关。

4、答：(1)对结构静力强度的影响：不影响结构的静力强度；
(2)对结构刚度的影响：残余应力使构件的变形增大，刚度降低；
(3)对压杆稳定的影响：焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小，从而必定降低其稳定承载
能力；
(4)对低温冷脆的影响：在低温下使裂纹容易发生和发展，加速构件的脆性破坏；
(5)对疲劳强度的影响：焊接残余应力对疲劳强度有不利的影响，原因就在于焊缝及其近旁的高额残余拉应力。

5、选择屈服点作为结构钢材设计强度标准值是因为：(1)它是钢材开始塑性工作的特征点，
钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理，避免发生破坏；(2)从
屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大200倍，且抗拉强度与屈服
点之比(强屈比)较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。

对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为0.2%所对应的
应力作为屈服点。

四、计算题
1.解：(1)构件截面几何特性计算：
2
A=25X1.2X2+35X1.0=95cm
I x=—[25X37.43-(25-1)X353]=23237cni
12
I y=1X2X1.2X253=3125cm4
12
I y 3125
I y=.—：=5.74cm .A,95
I 23237 =15.64cm 95
、l ox 入x =—
I x 1200
15.64 =76.7
l
oy 入
y=— 1y 400
5.74 =69.7
(2) 强度验算：
因截面无削弱，所以这里无需验算强度。

(3) 整体稳定性验算：
截面对x 、y 轴弯曲屈曲都属于b 类截面，故整体稳定性由绕由入x =76.7查表得：中y =0.709 x 轴屈曲控制。

旦.1200103
=178.2N/mm 2＜f yA0.70995102
整体稳定性能够保证。

（4）局部稳定性验算：
翼缘"=!2£=10＜（10+0.1入）注=10+0.1X76.7=17.67t121.fy 腹板h!=35£=35＜（25+0.5入）［变=25+0.5X76.7=63.35t w 10f y 局部稳定性能够保证。