2015钢结构理论与设计大作业1

一、判断题

1.高耸钢结构的结构形式多为空间桁架，其特点是高跨比较大，以垂直荷载作用为主。（×）

2.在构件发生断裂破坏前，有明显的先兆是脆性破坏的典型特征。（×）

3.在焊缝设计时要尽量避免采用俯焊，因为其工艺难以操作，焊缝质量也差。（×）

4.普通螺栓连接受剪时，限制端距e≥2d, 是为了避免钢板被剪切破坏。（√）

5.在对接焊缝的应力计算时，焊缝中最大应力或者折算应力不能超过焊缝的强度设计值。（√）

二、单项选择题

1．大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（ B ）

A．密闭性好 B．自重轻

C．制造工厂化 D．便于拆装

2．钢材的标准应力-应变曲线是通过下列哪项试验得到的？（ B ）

A．冷弯试验B．单向拉伸试验

C．冲击韧性试验D．疲劳试验

3．钢号Q345A中的345表示钢材的（ C ）

A．fp值 B．fu值

C．fy值 D．fvy值

4．现行钢结构设计规范所采用的结构设计方法是下列哪种（ C ）

A．半概率、半经验的极限状态设计法；

B．容许应力法；

C．以概率理论为基础的极限状态设计法；

D．全概率设计法。

5．下列钢结构计算所取荷载设计值和标准值，哪一组为正确的？（ C ）

Ⅰ. 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值；

Ⅱ. 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值；

Ⅲ. 计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值；

Ⅳ. 计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。

A．Ⅰ、Ⅲ B. Ⅱ、Ⅲ C. Ⅰ、Ⅳ D. Ⅱ、Ⅳ

6．产生纵向焊接残余应力的主要原因是（ D ）。

A．冷却速度太快

B．焊接各纤维能自由变形

C．钢材弹性模量太大，使构件刚度很大

D．施焊时焊件上出现冷塑和热塑区

7．为了提高梁的整体稳定性，下列哪项是最经济有效的办法。（ B ）

A．增大截面

B．增加侧向支撑点，减少

C．设置横向加劲肋

D．改变荷载作用的位置

8．防止梁腹板发生局部失稳，常采取加劲措施，这是为了（ D ）

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

9．下面关于压弯构件截面塑性发展系数的规定，哪种说法不正确？（ A ）

A ．对间接承受动力荷载的构件应按弹性考虑，取

x γ=y γ=1.0 B ．对格构式截面构件的虚轴x γ=1.0

C ．对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的构件，取

x γ=y γ=1.0 D ．截面塑性发展系数只考虑了截面发展部分塑性而不是全截面塑性。

10．屋架上弦承受有较大节间荷载时，上弦杆合理的截面形式是（ C ）

A.两等边角钢组成的T 形截面

B.两等边角钢组成的十字形截面

C.两不等边角钢长边相连的T 形截面

D.两不等边角钢短边相连的T 形截面

三、简答题

1.如何减小焊接应力和焊接变形？

答：（1）采用适当的焊接程序，如分段焊、分层焊；

（2）尽可能采用对称焊缝，使其变形相反而抵消；

（3）施焊前使结构有一个和焊接变形相反的预变形；

（4）对于小构件焊前预热、焊后回火，然后慢慢冷却，以消除焊接应力。

合理的焊缝设计

（1）避免焊缝集中、三向交叉焊缝；

（2）焊缝尺寸不宜太大；

（3）焊缝尽可能对称布置，连接过渡平滑，避免应力集中现象；

（4）避免仰焊。

2.为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料？

答：从钢材拉伸时的应力－应变曲线可以看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达2％～3％，这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。

3.如何提高梁的整体稳定性？其最有效而经济的方法是什么？

答：加大梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度和抗翘曲刚度，设侧向支撑，加强受压翼缘其中设侧向支撑最经济。

4.说明钢屋盖横向水平支撑的作用？

答：钢屋盖横向水平支撑的作用：（1）保证屋盖结构的几何稳定性， （2）保证屋架结构的空间刚度和空间整体性， （3）为弦杆提供适当的侧向支承点，（4）承受和传递屋盖的纵向水平荷载， （5）保证结构安装时的稳定与方便。

四、计算题

1．一块－400×20的钢板用两块拼接板－400×12进行拼接。螺栓孔径22mm ，排列 如图。钢板轴心受拉，N ＝1350KN （设计值）。钢材为Q235钢，请问：

(1) 钢板1－1截面的强度够否？

(2) 是否还需要验算2－2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2－2截面应如何验算？

(3) 拼接板的强度是否需要验算？

解：查表得t=20钢板

220205mm N f =,t=12钢板220215mm N f = (1)在1-1截面， 20厚钢板266802022320400mm A n =⨯⨯-⨯= 22023

2051.2026680

101350mm N f mm N A N n =<=⨯=∴ 12厚拼接板2801612)223400(2mm A n =⨯⨯-⨯= 21223

2154.1688016

101350mm N f mm N A N n =<=⨯=∴ 所以，1-1截面强度满足设计要求。

（2）因2-2截面螺栓较1-1截面多，截面削弱较大，所以需要验算，方法同上。

20厚钢板

()2580020225400mm A n =⨯⨯-= 2202320517958001310101350m m N f m m N A N n =<=⨯⨯=∴ 所以在2-2截面处亦满足要求

（3）验算拼接板的强度(靠近中心处的螺栓截面)