钢结构复习题及答案

三、简答题

1．简述双肢格构式轴心受压杆件的截面选择步骤。

2．我国钢结构设计规范梁的整体稳定验算中为什么要引入等效弯矩系数？ 3．摩擦型高强螺栓工作机理是什么？

4．拉杆为何要控制刚度？如何验算？拉杆允许长细比与会什么有关？ 5．化学成分碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响? 6．受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式?如何防止? 7．轴心受压构件的整体失稳承载力和哪些因素有关？ 8．简述压弯构件作用平面外失稳的概念？

9．请说出单向应力状态下钢材的基本力学性能指标。

10．焊缝的质量标准分为几级？应分别对应于哪些受力性质的构件和所处部位。 11《钢结构规范》规定哪些情况之下，可不计算梁的整体性？ 四、计算题

1．有一轴心受压缀板式格构柱，轴心压力N=1450kN ，柱高6m ，两端铰接

钢材为Q235，两主轴均属b 类截面，如图所示，缀板间的净距为600mm ，已知：

28.899.442cm A =⨯=，41218cm I x =，413690cm I y =，215=f N/mm 2，[λ]=150。

1） 试验算其整体稳定性

2） 计算其轴心受压构件的剪力值？

Q235钢轴心受压构件稳定系数ϕ值

λ

… 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90…

b 类 …0.878 0.856 0.833 0.807 0.780 0.751 0.720 0.688 0.655 0.621…

2、如图所示悬伸板，采用直角角焊缝连接，钢材为Q235，焊条为E43型。手工焊，已知：斜向力F 为250kN ，160=w

f f N/mm 2，试确定此连接焊缝所需要的最小焊脚尺寸。

200

200200

4

3F

10

12

3、如图所示为简支梁截面，跨度为10m ，跨间有一侧向支承，在梁的上翼缘作用有相同的均布荷载，钢材为Q235，已知15.1=b β，试比较梁的整体稳定系数，并说明何者的稳定性更好。

注：])4.4(1[4320212

b y x

y b b h t W h

A ηλλβϕ+⋅⋅+⋅⋅⋅⋅

= 0.2821.07 1.0b

b

ϕϕ

'=-≤ 15x300

10x900

15x300

18x250

10x900

18x250

4. 如下图所示组合工字形截面柱在X-X 方向柱的三分点处有支撑点，柱上端承受的轴向力设计值

kN N 1300=，钢材为Q235，2

/215mm N f =，截面对X 轴属于b 类，对Y 轴属于c 类。试验算

该柱整体稳定性。 已知：

3

33.2133,22898cm I cm I y x ==

λ

35 40 45

50

55

60

65

ϕ

b 类

0.918 0.899 0.878 0.856 0.833 0.807 0.780

c 类

0.871 0.839 0.807 0.775 0.742 0.709 0.676

5．图所示一上端铰接，下端固定的轴心受压柱，承受的压力设计值为N=900kN ，柱的长度为5.25 m ，计算长度系数μ=0.8。钢材为Q235( f= 215N/rnm 2)。验算此柱的整体稳定，刚度和局部稳定。柱截面的尺寸如图所示，A ＝62cm 2，i x ＝7cm ，i y = 6.48crn·容许长细比细比[λ]=150。

φx = 0.887, φy =0.677

局部稳定验算公式：h 0/t w =(25+0.5λ)y f /235，b /t =(10+0.1λ)y f /235

6．验算如图所示摩擦型高强度螺栓连接是否安全。已知：荷载N-300kN,螺栓M20，10.9级， =0.5,预紧力P=155kN.(18分)

7．如图所示，偏心压杆由2L180⨯110⨯10组成，单肢截面积A=28.42

cm 。试验算柱强度是否能满足要求。已知：2215/f N mm =，1 1.05()x γ=肢背，2 1.2()x γ=肢尖，41940()x l cm =单肢，

1000, 3.5/N kN q kN m ==。

8.图示三面围焊的角钢与钢板连接中，静载N=667kN ，角钢为2L100⨯10,钢板厚t=8mm ，Q235钢,试确定所需焊角尺寸及焊缝长度。（12分）

9.受轴心压力作用的某焊接组合工字形截面柱如下图所示，该柱最大长细比λ=80，材质为Q235B ，试验算此柱的局部稳定是否满足要求。（12分）

三、简答题

1．（1）根据绕实轴的整体稳定性，选择肢件的截面。选择方法与实腹式轴心受压构件的截面

选择方法完全相同；

（2）根据等稳定条件，确定两分肢间的距离；

（3）验算整体稳定性和分肢稳定性，包括对刚度的验算； （4）但有截面削弱时，应验算构件的强度。

2．梁的整体稳定临界应力的计算是梁发生纯弯曲时推导出采的，在其它荷载作用下，梁的临界应力与在纯弯曲作用下梁的临界应力之比用等效弯矩系数去表示，这样会给设计计算带来方便。

3．由螺栓对连接板件的预压力产生磨擦力来抗剪，以板件之间磨擦力达到最大，板件发生相对滑动作为极限状态。 4．防止在运送、安装过程中由重力等其它因素作用而产生过大的变形，由限制拉杆长细比λ的办法来验算，即[]λλ<。拉杆容许比细比与载荷性质如静载、动载有关。

5．碳含量增加，强度提高，塑性、韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性 硫使钢热脆，磷使钢冷脆。但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。

6．螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有vy 种形式:(l 栓杆被剪断;② 螺栓承压破坏;③板件净截面被拉断;④ 端板被栓杆冲剪破坏。

第 ③ 种 破坏形式采用构件强度验算保证;第④种破坏形式由螺栓端距)?a0保证。第① 、 ②种破坏形式通过螺栓计算保证。

7．构件不同方向的长细比.（ λ）、截面的形状和尺寸 、材料的力学性能 （强度，塑性）、 残余应力的分布和大小 、构件的初弯曲和初扭曲 、荷载作用点的初偏心 、构件的端部约束条件、构件失稳的方向等等。

8．弯矩作用平面外稳定的机理与梁失稳的机理相同，即在压力和弯矩作用下，发生弯曲平面外的侧移与扭转，也叫弯扭屈曲。

9．屈服强度 ，极限抗拉强度 ，伸长率 ，弹性模量 ，冷弯性能 。

10．焊缝的质量标准分为三级 。角焊缝和一般对接焊缝采用三级即可，与钢材等强度的受拉受弯对接焊缝则应用一级或二级 ，须对焊缝附近主体金属作疲劳计算的横向对接焊缝用一级 ，纵向对 接焊缝和翼缘连接焊缝用二级 。

11①梁受压翼缘有铺盖板与之牢固连接，防止梁发生侧向位移；

②对工字型或十型钢截面梁，当梁自由长度1l 加梁截面宽1b 之比不超限时； ③对箱形截面梁，当6h b <，且1195l b <235

fy

时， 四、计算题

1．解：（1）验算整体稳定性

cm A I i x x 20.28

.89218

2211≈⨯==