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、C、D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中的345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___________、_______、_______。

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1200KN。试对该柱进行验算。(20分)(f=215N/mm2)

一、选择题

1-5 BCCAA 6-10 CCBDC

二、填空题

1、O S

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 、C 、D 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±5℃）冲击值，C 和D 级则分别要求0℃和-20℃冲击值。

Q235B ·b 代表屈服强度为235N/mm2，B 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：

A=25×1.2×2+35×1.0=95cm 2

I x =

12

1［25×37.43-(25-1)×353］=23237cm 4 I y =121×2×1.2×253=3125cm 4