钢结构设计原理基本概念复习题及参考答案

2011年课程考试复习题及参考答案

钢结构设计原理

一、填空题：

1.钢结构计算的两种极限状态是和。

2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。

3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。

4.钢材的破坏形式有和。

5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则

常采用的方法来解决。

6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。

7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ，也不得小于 8hf ；侧面角焊缝承受静载时，其

计算长度不宜大于 60hf 。

8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。

9.钢结构的连接方法有、和。

10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。

11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中

央一个集中荷载的弯矩图为。

12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。

13.钢结构设计的基本原则是、、

和。

14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、

和等。

15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为

和。

16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、

和。

1.承载能力极限状态，正常使用极限状态

2.加强受压翼缘，减少侧向支承点间的距离（或增加侧向支承点）

3.螺栓材质，螺栓有效面积

4.塑性破坏，脆性破坏

5.限制宽厚比，设置加劲肋

6.性能等级，螺栓直径

7.8h f，40mm，60 h f

8.钢号，截面类型，长细比

9.焊接连接，铆钉连接，螺栓连接

10.应力集中，应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构），应力循环次数

11.矩形，抛物线，三角形

12.弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲

13.技术先进，经济合理，安全适用，确保质量

14.普通缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝

15.热轧型钢，冷弯薄壁型钢，实腹式组合截面，格构式组合截面

16.荷载类型，荷载作用点位置，梁的截面形式，侧向支承点的位置和距离，梁端支承条件

二、问答题：

1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？

2.焊缝可能存在哪些缺陷？

3.简述钢梁在最大刚度平面受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。

4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？

5.什么是钢材的疲劳？

6.选用钢材通常应考虑哪些因素？

7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？

8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？

9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？

10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？

11.轴心压杆有哪些屈曲形式？

12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？

13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？

14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？

15.对接焊缝的构造有哪些要求？

16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影

响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？

17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施

是什么？

18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？

19.螺栓的排列有哪些构造要求？

20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？

三、计算题：

1.一简支梁跨长为5.5m ，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值为10.2kN/m （不包括梁自重），活载标准值为25kN/m ，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。梁的截面选用I36a 轧制型钢，其几何性质为：W x =875cm 3

，t w =10mm ，I / S =30.7cm ，自重为59.9kg/m ，截面塑性发展系数

x

=1.05。

钢材为Q235，抗弯强度设计值为215N/mm 2

，抗剪强度设计值为125 N/mm 2

。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。（恒载分项系数γG =1.2，活载分项系数γQ =1.4）

梁上荷载设计值为：q =

47.94（kN/m ）

跨中最大弯距为：M max =181.12（kN.m ） 支座处最大剪力为：V max =131.84（kN ） 跨中正应力为：

= 197.1（N/mm 2

）

215=

）

支座处最大剪应力为：

= 42.9（N/mm 2

）

125=

2.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱，长10.0m ，截面由2I32a 组成，两肢件之间的距离300cm ，如图所示，尺寸单位mm 。试求该柱最大长细比。

注：一个I32a 的截面面积A = 67cm 2

，惯性矩I y =11080cm 4

，I x1 = 460cm 4

3.试计算下图所示连接中C 级螺栓的强度。已知荷载设计值F =45kN ，螺栓M20，孔径21.5mm ，

b v f =130N/mm 2，b

c f =305 N/mm 2

。

4.图示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受力为M =2500kN ·m ，V =500kN ，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准。试验算拼接焊缝强度。