钢结构设计原理考试复习题及答案(精)

中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案《钢结构设计原理》

一、问答题

1. 钢结构具有哪些特点?

2. 钢结构的合理应用范围是什么?

3. 钢结构对材料性能有哪些要求?

4. 钢材的主要机械性能指标是什么?各由什么试验得到?

5. 影响钢材性能的主要因素是什么?

6. 什么是钢材的疲劳?影响钢材疲劳的主要因素有哪些?

7. 选用钢材通常应考虑哪些因素?

8. 钢结构有哪些连接方法?各有什么优缺点?

9. 焊缝可能存在的缺陷有哪些?

10. 焊缝的质量级别有几级?各有哪些具体检验要求?

11. 对接焊缝的构造要求有哪些?

12. 角焊缝的计算假定是什么?角焊缝有哪些主要构造要求? 13. 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?

14. 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?

15. 螺栓的排列有哪些构造要求?

16. 普通螺栓抗剪连接中,有可能出现哪几种破坏形式?具体设计

时, 哪些破坏形式是通过计算来防止的?哪些是通过构造措施来防止的?如何防止?

17. 高强度螺栓的 8.8级和 10.9级代表什么含义?

18. 轴心压杆有哪些屈曲形式?

19. 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?

20. 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?

21. 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?

22. 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?

23. 压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同?

24. 压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同?

二、计算题

1. 试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。荷载设计值 F=220kN。钢材 Q235,焊条 E43, 手工焊,无引弧板,焊缝质量三级。有关强度设计值 w

c

f =215 N/mm2, w t f =185 N/mm2 。 (假定剪力全部由腹板上的焊缝承受

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=67cm2

惯性矩 Iy =11080cm4

IX1=460cm4

支撑点,挠度不起控制作用,截面无削弱。整体稳定系数ϕb =0.44.

复荷载作用

5.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

6.屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能

7.焊接连接、铆钉连接、螺栓连接

8. 8h f 、 40mm 60 hf

9.螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏

10.螺栓材质、螺栓有效面积

11.弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲

12.残余应力、初弯曲和初偏心、长细比

13.加强受压翼缘、增加侧向支承点

14.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 15.限制宽厚比、设置加劲肋

二、问答题

1. 钢结构具有的特点:○ 1钢材强度高,结构重量轻○ 2钢材内部组织比较均匀,有良好的塑性和韧性○ 3钢结构装配化程度高,施工周期短○ 4钢材能制造密闭性要求较高的结构○ 5钢结构耐热,但不耐火○ 6钢结构易锈蚀,维护费用大。

2. 钢结构的合理应用范围:○ 1重型厂房结构○ 2大跨度房屋的屋盖结构○ 3高层及多层建筑○ 4轻型钢结构○ 5塔桅结构○ 6板壳结构○ 7桥梁结构○ 8移动式结构

3. 钢结构对材料性能的要求:○ 1较高的抗拉强度 f u 和屈服点f y ○ 2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能○ 3良好的加工性能

4. 钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到; 冷弯性能是由冷弯试验显示出来;冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。

5. 影响钢材性能的主要因素有:○ 1化学成分○ 2钢材缺陷○ 3冶炼,浇注,轧制○4钢材硬化○ 5温度○ 6应力集中○ 7残余应力○ 8重复荷载作用

6. 钢材在连续反复荷载作用下,当应力还低于钢材的抗拉强度,甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏, 这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳的主要因素是应力集

中、应力幅(对焊接结构或应力比(对非焊接结构以及应力循环次数。

7. 选用钢材通常考虑的因素有:○ 1结构的重要性○ 2荷载特征○ 3连接方法○ 4结构的工作环境温度○ 5结构的受力性质

8. 钢结构常用的连接方法有:焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。

焊接的优点:○ 1不需打孔, 省工省时; ○ 2任何形状的构件可直接连接, 连接构造方便; ○ 3气密性、水密性好,结构刚度较大,整体性能较好。

焊接的缺点:○ 1焊缝附近有热影响区, 材质变脆; ○ 2焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏,残余变形使结构形状、尺寸发生变化; ○ 3焊接裂缝一经发生,便容易扩展。铆钉连接的优点 :塑性、韧性较好,传力可靠,连接质量易于检查。

铆钉连接的缺点 :因在构件上需打孔,削弱构件截面;且铆接工艺复杂,技术要求高。螺栓连接的优点:具备铆钉连接塑性、韧性好, 传力可靠的优点, 又兼备安装拆卸方便, 可以多次重复使用的优点,且连接变形小。

9. 焊缝可能存在的缺陷有裂纹、气孔、夹碴、烧穿、咬边、未焊透、弧坑和焊瘤。 10. 焊缝质量分为三个等级。三级质量检查只对全部焊缝进行外观缺陷及几何尺寸检查, 其外观可见缺陷及几何尺寸偏差必须符合三级合格标准要求; 二级质量检查除对外观进行检查并达到二级质量合格标准外,还需用超声波或射线探伤 20%