二 问答题 ( 本大题 5 分 ) 得分 : 1 柱间支撑的主要作用有哪些?(6 分 ) 答 :1) 组成坚强的纵向构架, 保证单层厂房结构的纵向刚度 ;(1.5 分 ) ) 承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载 吊车纵向水平荷载及温度应力等, 在地震区尚应承受纵向地震作用, 并将这些力和作用传至基础

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1 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (A 卷 ) 题号一二三四五六七八九十总分 得分 注意 : 装订线左侧请不要答题, 请不要在试卷上书写与考试无关的内容, 否则将按相应管理规定处理 院系 : 土木建筑 工程学院 专业 : 土木工程 班级 : 姓名 : 学号 : 本试卷共 6 页, 共 6 道大题 请认真核对试卷, 如有疑问, 请及时与监考教师联系 核对无 误后, 请填写装订线左侧的班级 姓名 学号 注意学号填写 1 位 稳定系数表见第 6 页 试卷满分为 100 分 考试时间共计 10 分钟 一 单项选择题 ( 在每个小题四个备选答案中选出一个最佳答案, 填在题末的括号中 本大题 0 分, 每小题 分 ) 1 在进行第二种极限状态计算时, 计算用的荷载 ( D ) A. 需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数 B. 需要将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数 C. 永久荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数 D. 永久荷载和可变荷载都用标准值, 不必乘荷载分项系数 钢材的疲劳破坏属于破坏 ( C ) A. 弹性 B. 塑性 C. 脆性 D. 低周高应变 焊接组合梁腹板的计算高度 h mm, 根据局部稳定计算和构造要求, 需在腹板一 侧配置横向加劲肋, 其经济合理的截面尺寸是 ( C ) A B C D 采用高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接, 在相同螺栓直径的条件下, 它们对螺栓孔要求 是 A. 摩擦型连接孔要求略大 B. 承压型连接孔要求略大 C. 两者孔要求相同 D. 无要求 ( B ) 5 不考虑腹板屈曲后强度, 工字型截面梁腹板高厚比 h / 100 时, 梁腹板可能 ( D ) 0 t w A. 因弯曲应力屈曲, 需设置纵向加劲肋 B. 因弯曲应力屈曲, 需设置横向加劲肋 C. 因剪切应力屈曲, 需设置纵向加劲肋 D. 因剪切应力屈曲, 需设置横向加劲肋 6 单轴对称截面的压弯构件, 应使弯矩 ( B ) A. 绕非对称轴作用 B. 绕对称轴作用 C. 绕任意主轴作用 D. 视情况绕对称轴或非对称轴作用 7 在动荷载作用下, 侧焊缝的计算长度不宜大于 ( A ) A.40 h B.60 h C.80 h D.10 h 得分 : 8 工字型截面梁受压翼缘, 保证局部稳定的宽厚比限值, 对 Q5 钢为 / t 15, 对 Q45 钢, 此宽厚比限值应 ( B ) A. 比 15 更大 B. 比 15 更小 C. 仍等于 15 D. 可能大于 15 可能不大于 15 9 轴心受压柱柱脚底板的厚度由其 确定 ( C ) A. 抗剪强度 B. 抗压强度 C. 抗弯强度 D. 端面承压 10 产生焊接残余应力的主要因素之一是 ( D ) A. 钢材的塑性太低 B. 钢材的弹性模量太高 C. 焊缝的厚度太小 D. 焊接时热量分布不均

2 二 问答题 ( 本大题 5 分 ) 得分 : 1 柱间支撑的主要作用有哪些?(6 分 ) 答 :1) 组成坚强的纵向构架, 保证单层厂房结构的纵向刚度 ;(1.5 分 ) ) 承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载 吊车纵向水平荷载及温度应力等, 在地震区尚应承受纵向地震作用, 并将这些力和作用传至基础 ;( 分 ) ) 可作为框架柱在框架平面外的支点, 减少柱在框架平面外的计算长度 (1.5 分 ) 增强梁整体稳定性的措施有哪些?(7 分 ) 答 :1) 增大梁截面尺寸, 其中增大受压翼缘的宽度最为有效 ;(1.5 分 ) ) 增加侧向支撑系统, 减少构件侧向支承点间的距离 l 1, 侧向支承应设在受压翼缘处 ;( 分 ) ) 当梁跨内无法增设侧向支承时, 宜采用闭合箱形截面 ; 以增加侧向抗弯刚度 抗扭刚度和翘曲刚度 ;( 分 ) 4) 增加梁两端的约束, 提高其稳定承载力 (1.5 分 ) 在实际工程中, 焊缝因施工措施不当等原因会出现哪些缺陷? 产生焊缝缺陷的主要原因有哪些?(6 分 ) 答 : 常见的焊缝缺陷主要有 : 裂纹 焊瘤 烧穿 弧坑 气孔 夹渣 咬边 未焊合 未焊透等 ; 以及焊缝尺寸不符合要求 焊缝成形不良等 ( 分, 每 种 1 分 ) 产生裂纹的原因主要有钢材化学成分不当, 焊接工艺条件 ( 如电流 电压 施焊次序 ) 选择不当, 焊件表面油污未清除干净等 ( 分 ) 4 简介 C S P 化学元素对钢材性能的影响?(6 分 ) 答 :1) 碳是形成钢材强度的主要成分, 随着含碳量的提高 钢材的强度逐渐提高, 而塑性和韧性下降, 焊接性能和抗锈蚀性能也变劣 ( 分 ) ) 硫是有害元素, 特别是在焊接或热加工时, 硫化铁熔化有可能引发热裂纹 此外硫还会降低钢材的冲击韧性 疲劳强度 抗锈蚀性能和焊接性能等 ( 分 ) ) 磷可以提高钢的强度和抗锈蚀能力, 但却严重降低了钢的塑性 韧性 冷弯性能和焊接性能, 特别是温度较低时促使钢材变脆 ( 分 )

3 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (A 卷 ) 注意 : 装订线左侧请不要答题, 请不要在试卷上书写与考试无关的内容, 否则将按相应管理规定处理 得分 : 三 计算题 ( 本大题 15 分 ) 图 所示用拼接盖板平接连接, 已知主板截面尺寸为 -14mm 400mm, 承受轴心力设计值 =100k,( 静力荷载 ), 钢材为 Q5B, 采用 E4 型焊条, 手工焊, 拟采用三面围 焊, 试确定拼接盖板的尺寸? 要求连接盖 板不先于主板破坏 建议焊脚尺寸在满足 构造要求的情况下取较小值 160/mm w 图 400 院系 : 土木建筑 工程学院 专业 : 土木工程 班级 : 姓名 : 学号 :

4 得分 : 四 计算题 ( 本大题 1 分 ) 试验算图 4 所示受斜拉力 F 60k ( 设计值 ) 作用的普通螺栓的强度, 钢材为 Q5 钢, 螺栓 M0 一个螺 栓的抗剪承载力为 4.98k, 承压承载力为 61.0k; 140 mm, 05 mm v c 图 4

5 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (A 卷 ) 注意 : 装订线左侧请不要答题, 请不要在试卷上书写与考试无关的内容, 否则将按相应管理规定处理 得分 : 五 计算题 ( 本大题 15 分 ) 某焊接工字形截面钢简支主梁 ( 图 5), 跨度为 6m, 承受均布荷载作用 ( 作用在梁的上翼缘 ), 其中永久荷载标准值为 0k/m( 含自重 ), 可变荷载标准值为 5k/m, 钢材为 Q5 钢, 主梁 设有侧向支承足以保证主梁的整体稳定, 验算该梁的强度和刚度 ( 要求最大挠度为 l/500) 已知 在梁端部下加设垫块, 垫块宽度 a=60mm, 距梁端部 0mm A 9000mm 8 4 I mm S 8400mm 0 垫块图 院系 : 土木建筑 工程学院 专业 : 土木工程 班级 : 姓名 : 学号 :

6 得分 : 六 计算题 ( 本大题 1 分 ) 图 6 所示为一管道支架, 柱高 6m, 两端铰接, 且支柱承受的轴心压力设计值为 1100 k, 材料用 Q5 钢, 焊接工字形截面, 翼缘为 0 10, 腹板 50 8, 翼缘为火焰切割边, 无孔洞削弱 试验算此支柱的截面整体稳 定性和刚度是否满足要求 图 6 Q5 钢材轴心受压构件的稳定系数 φ 值 λ

7 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (A 卷 ) 答案及评分标准 本试卷共 6 道大题, 满分 100 分 授课专业班级 : 土木工程 010 级土木 10-1 土木 10- 土木 10- 一 单项选择题 ( 在每个小题四个备选答案中选出一个最佳答案, 填在题末的括号中 本大题 0 分, 每小题 分 ) 1 在进行第二种极限状态计算时, 计算用的荷载 ( D ) A. 需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数 B. 需要将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数 C. 永久荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数 D. 永久荷载和可变荷载都用标准值, 不必乘荷载分项系数 钢材的疲劳破坏属于破坏 ( C ) A. 弹性 B. 塑性 C. 脆性 D. 低周高应变 焊接组合梁腹板的计算高度 h mm, 根据局部稳定计算和构造要求, 需在腹板一 侧配置横向加劲肋, 其经济合理的截面尺寸是 ( C ) A B C D 采用高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接, 在相同螺栓直径的条件下, 它们对螺栓孔要求 是 A. 摩擦型连接孔要求略大 B. 承压型连接孔要求略大 C. 两者孔要求相同 D. 无要求 ( B ) 5 不考虑腹板屈曲后强度, 工字型截面梁腹板高厚比 h / 100 时, 梁腹板可能 ( D ) 0 t w A. 因弯曲应力屈曲, 需设置纵向加劲肋 B. 因弯曲应力屈曲, 需设置横向加劲肋 C. 因剪切应力屈曲, 需设置纵向加劲肋 D. 因剪切应力屈曲, 需设置横向加劲肋 6 单轴对称截面的压弯构件, 应使弯矩 ( B ) A. 绕非对称轴作用 B. 绕对称轴作用 C. 绕任意主轴作用 D. 视情况绕对称轴或非对称轴作用 7 在动荷载作用下, 侧焊缝的计算长度不宜大于 ( A ) A.40 h B.60 h C.80 h D.10 h 8 工字型截面梁受压翼缘, 保证局部稳定的宽厚比限值, 对 Q5 钢为 / t 15, 对 Q45 钢, 此宽厚比限值应 ( B ) A. 比 15 更大 B. 比 15 更小 C. 仍等于 15 D. 可能大于 15 可能不大于 15 9 轴心受压柱柱脚底板的厚度由其确定 ( C ) A. 抗剪强度 B. 抗压强度 C. 抗弯强度 D. 端面承压 10 产生焊接残余应力的主要因素之一是 ( D ) A. 钢材的塑性太低 B. 钢材的弹性模量太高 C. 焊缝的厚度太小 D. 焊接时热量分布不均 A-A 1

8 二 问答题 ( 本大题 5 分 ) 1 柱间支撑的主要作用有哪些?(6 分 ) 答 :1) 组成坚强的纵向构架, 保证单层厂房结构的纵向刚度 ;(1.5 分 ) ) 承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载 吊车纵向水平荷载及温度应力等, 在地震区尚应承受纵向地震作用, 并将这些力和作用传至基础 ;( 分 ) ) 可作为框架柱在框架平面外的支点, 减少柱在框架平面外的计算长度 (1.5 分 ) 增强梁整体稳定性的措施有哪些?(7 分 ) 答 :1) 增大梁截面尺寸, 其中增大受压翼缘的宽度最为有效 ;(1.5 分 ) ) 增加侧向支撑系统, 减少构件侧向支承点间的距离 l 1, 侧向支承应设在受压翼缘处 ;( 分 ) ) 当梁跨内无法增设侧向支承时, 宜采用闭合箱形截面 ; 以增加侧向抗弯刚度 抗扭刚度和翘曲刚度 ;( 分 ) 4) 增加梁两端的约束, 提高其稳定承载力 (1.5 分 ) 在实际工程中, 焊缝因施工措施不当等原因会出现哪些缺陷? 产生焊缝缺陷的主要原因有哪些?(6 分 ) 答 : 常见的焊缝缺陷主要有 : 裂纹 焊瘤 烧穿 弧坑 气孔 夹渣 咬边 未焊合 未焊透等 ; 以及焊缝尺寸不符合要求 焊缝成形不良等 ( 分, 每 种 1 分 ) 产生裂纹的原因主要有钢材化学成分不当, 焊接工艺条件 ( 如电流 电压 施焊次序 ) 选择不当, 焊件表面油污未清除干净等 ( 分 ) 4 简介 C S P 化学元素对钢材性能的影响?(6 分 ) 答 :1) 碳是形成钢材强度的主要成分, 随着含碳量的提高 钢材的强度逐渐提高, 而塑性和韧性下降, 焊接性能和抗锈蚀性能也变劣 ( 分 ) ) 硫是有害元素, 特别是在焊接或热加工时, 硫化铁熔化有可能引发热裂纹 此外硫还会降低钢材的冲击韧性 疲劳强度 抗锈蚀性能和焊接性能等 ( 分 ) ) 磷可以提高钢的强度和抗锈蚀能力, 但却严重降低了钢的塑性 韧性 冷弯性能和焊接性能, 特别是温度较低时促使钢材变脆 ( 分 ) A-A

9 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (A 卷 ) 答案及评分标准 三 计算题 ( 本大题 15 分 ) 图 所示用拼接盖板平接连接, 已知主板截面尺寸为 -14mm 400mm, 承受轴心力设计值 =100k,( 静力荷载 ), 钢材为 Q5B, 采用 E4 型焊条, 手工焊, 拟采用三面围 焊, 试确定拼接盖板的尺寸? 要求连接盖 板不先于主板破坏 建议焊脚尺寸在满足 构造要求的情况下取较小值 160/mm w 400 授课专业班级 : 土木工程 (010) 土木 10-1 土木 10- 土木 10- 解 :1) 盖板宽度确定 考虑拼接盖板侧面焊接需要, 取盖板宽度 =60mm(50~80mm 均给分 )( 分 ) ) 厚度确定 A 按主板强度确定 : t =7.78mm 60 ) 长度确定 (1) 焊脚尺寸确定 h h 1.5 t =1.5 14=5.6mm (1 分 ) ma t (1 ~ )=8 (1 ~ )=7~6mm (1 分 ) 取 8mm ( 分 ) 图 取 h =6mm(1 分 ) () 焊脚尺寸确定 正面角焊缝承担的力 : ' w ' 0.7h lw = =590.k ( 分 ) 侧面角焊缝承担的力 : " '= =609.7k (1 分 ) " 每条侧面角焊缝所需焊缝计算长度 : l " w =6.8mm ( 分 ) w 40.7h " 每条侧面角焊缝实际长度 : l l h 7 6 mm 取 5mm(1.5 分 ) w w 拼接盖板的长度为 : l l c mm (1.5 分 ) ( 只要满足构造要求, 均给分 ) w A-A

10 四 计算题 ( 本大题 1 分 ) 试验算图 4 所示受斜拉力 F 60k ( 设计值 ) 作用的普通螺栓的强度, 钢材为 Q5 钢, 螺栓 M0 一个螺 栓的抗剪承载力为 4.98k, 承压承载力为 61.0k; 140 mm, 05 mm v c 图 4 解 :1) 单个螺栓的承载力设计值 d 0 抗剪 : v nv v =4.98k 4 4 承压 : d t k c c 故 : min min(, ) 4.98k ( 1 分 ) v c ) 受力分析 4 水平分力 : 60 48k, e 7.5cm 5 ( 1 分 ) 竖直分力 : V 60 6k, e 18cm 5 ( 1 分 ) 扭矩 : T e V e k cm ( 分 ) ) 单个螺栓所受的力 ( 螺栓 1 ) T T k 4 (5 7.5 ) i i T k 4 (5 7.5 ) T 1 1 i i ( 1.5 分 ) ( 1.5 分 ) k n 4 ; 6 V V 9.0k 1 ( 分 ) n 4 螺栓 1 所受的合力 : ( ) ( ) T V T ma (1.6) ( ) 4.94k< min 4.98k 所以, 螺栓满足强度要求 ( 分 ) A-A 4

11 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (A 卷 ) 答案及评分标准 授课专业班级 : 五 计算题 ( 本大题 15 分 ) 某焊接工字形截面钢简支主梁 ( 图 5), 跨度为 6m, 承受均布荷载作用 ( 作用在梁的上翼缘 ), 其中永久荷载标准值为 0k/m( 含自重 ), 可变荷载标准值为 5k/m, 钢材为 Q5 钢, 主梁 设有侧向支承足以保证主梁的整体稳定, 验算该梁的强度和刚度 ( 要求最大挠度为 l/500) 已知 在梁端部下加设垫块, 垫块宽度 a=60mm, 距梁端部 0mm A 9000mm 8 4 I mm S 8400mm 解 :1) 求截面的内力 图 5 荷载设计值 : q 1.g 1.4q k / m (1 分 ) k 0 垫块 k 跨中截面的弯矩最大, 其弯矩设计值为 : 土木工程 (010) 土木 10-1 土木 10- 土木 10- M ma ql k m ( 分 ) 8 8 支座处截面的剪力最大, 其最大剪力设计值为 : Vma ql / 59 6 / 177k (1 分 ) ) 截面特性 : A mm ; I ( ) / mm 8 4 W I 8 6 / / mm (1 分 ) S mm ) 强度验算 6 M ma 抗弯强度 : 17.4/mm 05/mm 6 W ( 分 ) Vma S 抗剪强度 : 51.8/mm 15/mm 8 v ( 分 ) I t w 局压应力 : c P /mm 15/mm ( 分 ) l t ( ) 8 z w 4) 刚度验算 4 4 5qkl 5 (0 5) 6000 v =10.4mm [ v] l / 500 1mm ( 分 ) EI A-A 5

12 六 计算题 ( 本大题 1 分 ) 图 6 所示为一管道支架, 柱高 6m, 两端铰接, 且支柱承受的轴心压力设计值为 1100 k, 材料用 Q5 钢, 焊接工字形截面, 翼缘为 0 10, 腹板 50 8, 翼缘为火焰切割边, 无孔洞削弱 试验算此支柱的截面整体稳 定性和刚度是否满足要求 图 6 Q5 钢材轴心受压构件的稳定系数 φ 值 λ 解 :1) 截面特征 : A mm 64cm ( 1 分 ) I X 8481.cm ( 1.5 分 ) I cm ( 1.5 分 ) I i 11.51cm ( 1.5 分 ) i 5.7cm ( 1.5 分 ) A ) 杆件的刚度计算 [ ] 150 ;( 1 分 ) 56.9 [ ] 150 ( 1 分 ) 刚度满足 ( 0.5 分 ) 查轴压杆稳定性系数表得 min ( 类截面 )( 1 分 ) 10 杆件的整体稳定性计算 A min 08.7/mm 15/mm ( 分 ) 故整体稳定性满足 ( 0.5 分 ) A-A 6

13 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (B 卷 ) 题号一二三四五六七八九十总分 得分 注意 : 装订线左侧请不要答题, 请不要在试卷上书写与考试无关的内容, 否则将按相应管理规定处理 院系 : 土木建筑 工程学院 专业 : 土木工程 本试卷共 6 页, 共 6 道大题 请认真核对试卷, 如有疑问, 请及时与监考教师联系 核对无 误后, 请填写装订线左侧的班级 姓名 学号 注意学号填写 1 位 稳定系数表见第 6 页 试卷满分为 100 分 考试时间共计 10 分钟 一 单项选择题 ( 在每个小题四个备选答案中选出一个最佳答案, 填在题末的括号中 本大题 0 分, 每小题 分 ) 1 对于轴心和偏心受力构件的第二极限状态是通过来保证? ( B ) A. 稳定承载力 B. 长细比 C. 静力强度 D. 动力强度 进行疲劳验算时, 计算部分的设计应力幅应按计算 ( A ) A. 标准荷载 B. 考虑动力系数的标准荷载 C. 设计荷载 D. 考虑动力系数的设计荷载 得分 : 梯形钢屋架受压杆件, 其合理截面形式, 应使所选截面尽量满足的要求 ( A ) A. 等稳定 B. 等刚度 C. 等强度 D. 计算长度相等 4 计算高强度螺栓摩擦型连接的轴心拉杆的强度时, ( D ) A. 只需计算净截面强度 B. 净截面和毛截面强度均不需进行计算 C. 只需计算毛截面强度 D. 净截面和毛截面强度均需要进行计算 5 规范对钢材的分组是根据钢材的确定的 ( C ) A. 钢种 B. 钢号 C. 厚度与直径 D. 横截面面积的大小 6 钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由等于单向拉伸时的屈服点决定的 ( D ) A. 最大主拉应力 1 B. 最大剪应力 1 C. 最大主压应力 D. 折算应力 eq 班级 : mm 7 单轴对称的实腹式压弯构件整体稳定计算公式 ' A W (1 0.8 / ) 1 E 和 姓名 : A W m M (1 1.5 / ' E ) 中的 W 1 W 为 ( D ) 学号 : A.W 1 和 W 为较大和较小翼缘绕对称轴的最外纤维的毛截面模量,γ 值不同 B.W 1 和 W 为较大和较小翼缘绕对称轴的最外纤维的毛截面模量,γ 值相同 C.W 1 和 W 为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外纤维的毛截面模量,γ 值相同 D.W 1 和 W 为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外纤维的毛截面模量,γ 值不同 8 当缀条采用单角钢时, 按轴心压杆验算缀条承载能力, 但必须将设计强度按规范规定乘以 折减系数, 原因是 ( D ) A. 格构式柱所给的剪力值是近似的 B. 缀条很重要, 应提高其安全程度 C. 缀条破坏将引起绕虚轴的整体失稳 D. 单角钢缀条实际为偏心受压构件 9 钢结构规范对梁塑性设计时的截面塑性发展区高度限制为 ( C ) A. 截面形成塑性铰 B. 截面边缘处应力达到 C. 梁高的 1/4 ~ 1/ 8 D. 梁高 10 应力集中愈严重, 钢材也就变得愈脆, 这是因为 ( B ) A. 应力集中降低了材料的屈服点 B. 应力集中产生同号应力场, 使塑性变形受到约束 C. 应力集中处的应力比平均应力高 D. 应力集中降低了钢材的抗拉强度 B-T 1

14 二 问答题 ( 本大题 5 分 ) 1 节点设计时应遵循哪些原则?(6 分 ) 得分 : 答 :1) 连接节点应有明确的传力路线和可靠的构造保证 传力应均匀和分散, 尽可能减少应力集中现象, 并尽可能地使节点计算简图接近于节点实际工作情况 ( 分 ) ) 便于制作 运输和安装 便于施工 可提高施工效率 降低成本 ( 分 ) ) 经济合理, 应综合考虑设计 制作和施工等方面, 确定合理的方案, 尽可能减少节点类型, 连接节点做到定型化 标准化 ( 分 ) 为获得经济合理的设计效果, 对于实腹式轴心受压构件, 应遵循哪些原则选择截面?(7 分 ) 答 :1) 等稳定性 使构件在两个主轴方向的稳定承载力相同, 以达到经济效果 ;( 分 ) ) 肢宽壁薄 在满足板件局部稳定的条件下, 截面面积的分布应尽量开展, 以增加截面的惯性矩和回转半径, 以提高够啊件的整体稳定性和刚度, 达到用料合理 ;( 分 ) ) 连接方便 一般钻色开敞式截面, 便于与其他构件进行连接 ;(1.5 分 ) 4) 制造省工 尽可能构造简单 加工方便, 取材容易 (1.5 分 ) 设计吊车梁时, 需要验算局部压应力, 局部压应力与吊车荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度有关, 如何确定腹板计算高度 h 0? 对吊车梁不能满足局部压应力时, 如何解决?(6 分 ) 答 :1) 对于轧制型钢梁, 为腹板与上下翼缘相连处两内弧起点之间的距离 ;(1.5 分 ) ) 对于焊接组合梁, 为腹板的高度 (1.5 分 ) ) 对于铆接螺栓连接的组合梁, 为上下翼缘与腹板连接的铆钉 ( 螺栓 ) 线间的最近距离 (1.5 分 ) 当不满足局部压应力时, 只能采用增加腹板厚度的方法解决 (1.5 分 ) 4 在偏心受力构件设计时, 一般什么情况下可采用边缘纤维屈服作为构件强度的计算依据?(6 分 ) 答 :1) 对于需要计算疲劳的实腹式拉弯或压弯构件, 目前缺少对其截面塑形性能的研究成果 ;( 分 ) ) 对于格构式拉弯 压弯构件, 当弯矩绕虚轴作用时, 由于截面腹部无实体部件, 塑性开展的潜力不大 ( 分 ); ) 为了保证受压翼缘在截面发展塑形时不发生局部失稳, 受压翼缘的自由外伸宽度 与其厚度 t 之比限制为 / t 1 5/, 故当 1 5/ / t 15 5/ 时不考虑塑形开展 ;( 分 ) B-T

15 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (B 卷 ) 得分 : 三 计算题 ( 本大题 15 分 ) 图 所示采用菱形盖板的平接连接, 已知钢板的宽度 B=70mm, 厚度为 t 1 =8mm, 拼接盖 板的尺寸为 t =14mm 钢材为 Q5B, 手工焊, 焊条为 E4 型, 焊脚尺寸 h =10mm 试确定该 连接所承受的最大静态轴心力的设计值? 注意 : 装订线左侧请不要答题, 请不要在试卷上书写与考试无关的内容, 否则将按相应管理规定处理 w 160/mm, 1/ 1 sin / 图 B=70 院系 : 土木建筑 工程学院 专业 : 土木工程 班级 : 姓名 : 学号 : B-T

16 四 计算题 ( 本大题 1 分 ) e=00 F 得分 : 如图 4 所示采用 6 个普通螺栓的牛腿连接, 钢材 为 Q5,F=60k, 采用 M0 普通螺栓 (C 级 ), 孔径 d 0 =1.5mm, 试验算此连接的强度 ( 已知单个螺栓抗剪 承载力设计值为 4.98k, 承压承载力设计值为 61.0k, 螺栓边距 50mm, 线距 100mm) 图 B-T 4

17 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (B 卷 ) 注意 : 装订线左侧请不要答题, 请不要在试卷上书写与考试无关的内容, 否则将按相应管理规定处理 得分 : 五 计算题 ( 本大题 15 分 ) 某焊接工字形截面钢简支主梁 ( 图 5), 跨度为 6m, 跨中有一侧向支承点 ; 承受均布荷载作用 ( 作用在梁的上翼缘 ), 其中永久荷载标准值为 0k/m( 含自重 ), 可变荷载标准值为 5k/m, 钢材为 Q5 钢, 请验算该梁的整体稳定 已知在梁端部下加设垫块, 垫块宽度 a=60mm, 距梁 端部 0mm 40 Ah t 1 1 W 4.4h I mm 8 4 I mm 7 4 ; 0.88; 0 垫块 S 8400mm 图 院系 : 土木建筑 工程学院 专业 : 土木工程 班级 : 姓名 : 学号 : B-T 5

18 得分 : 六 计算题 ( 本大题 1 分 ) 某两端铰接柱, 高度 6m, 侧向中点处有一支承点, 可阻止其绕 轴侧向移动, 材料用 Q5 钢, 焊接工字形 截面, 翼缘为 00 14, 腹板 00 6, 翼缘为火焰切割边, 无孔洞削弱 试确定该柱所承受的轴心压力设计值? 图 6 Q5 钢材轴心受压构件的稳定系数 φ 值 λ B-T 6

19 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (B 卷 ) 答案及评分标准 本试卷共 6 道大题, 满分 100 分 授课专业班级 : 土木工程 (010) 土木 10-1 土木 10- 土木 10- 一 单项选择题 ( 在每个小题四个备选答案中选出一个最佳答案, 填在题末的括号中 本大题 40 分, 每小题 分 ) 1 对于轴心和偏心受力构件的第二极限状态是通过来保证? ( B ) A. 稳定承载力 B. 长细比 C. 静力强度 D. 动力强度 进行疲劳验算时, 计算部分的设计应力幅应按计算 ( A ) A. 标准荷载 B. 考虑动力系数的标准荷载 C. 设计荷载 D. 考虑动力系数的设计荷载 梯形钢屋架受压杆件, 其合理截面形式, 应使所选截面尽量满足的要求 ( A ) A. 等稳定 B. 等刚度 C. 等强度 D. 计算长度相等 4 计算高强度螺栓摩擦型连接的轴心拉杆的强度时, ( D ) A. 只需计算净截面强度 B. 净截面和毛截面强度均不需进行计算 C. 只需计算毛截面强度 D. 净截面和毛截面强度均需要进行计算 5 规范对钢材的分组是根据钢材的确定的 ( C ) A. 钢种 B. 钢号 C. 厚度与直径 D. 横截面面积的大小 6 钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由等于单向拉伸时的屈服点决定的 ( D ) A. 最大主拉应力 1 B. 最大剪应力 1 C. 最大主压应力 D. 折算应力 eq mm 7 单轴对称的实腹式压弯构件整体稳定计算公式 ' A W (1 0.8 / ) 1 E 和 A W m M (1 1.5 / ' E ) 中的 W 1 W 为 ( D ) A.W 1 和 W 为较大和较小翼缘绕对称轴的最外纤维的毛截面模量,γ 值不同 B.W 1 和 W 为较大和较小翼缘绕对称轴的最外纤维的毛截面模量,γ 值相同 C.W 1 和 W 为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外纤维的毛截面模量,γ 值相同 D.W 1 和 W 为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外纤维的毛截面模量,γ 值不同 8 当缀条采用单角钢时, 按轴心压杆验算缀条承载能力, 但必须将设计强度按规范规定乘以 折减系数, 原因是 ( D ) A. 格构式柱所给的剪力值是近似的 B. 缀条很重要, 应提高其安全程度 C. 缀条破坏将引起绕虚轴的整体失稳 D. 单角钢缀条实际为偏心受压构件 9 钢结构规范对梁塑性设计时的截面塑性发展区高度限制为 ( C ) A. 截面形成塑性铰 B. 截面边缘处应力达到 C. 梁高的 1/4 ~ 1/ 8 D. 梁高 10 应力集中愈严重, 钢材也就变得愈脆, 这是因为 ( B ) A. 应力集中降低了材料的屈服点 B. 应力集中产生同号应力场, 使塑性变形受到约束 C. 应力集中处的应力比平均应力高 D. 应力集中降低了钢材的抗拉强度 B-A 1

20 二 问答题 ( 本大题 5 分 ) 1 节点设计时应遵循哪些原则?(6 分 ) 答 :1) 连接节点应有明确的传力路线和可靠的构造保证 传力应均匀和分散, 尽可能减少应力集中现象, 并尽可能地使节点计算简图接近于节点实际工作情况 ( 分 ) ) 便于制作 运输和安装 便于施工 可提高施工效率 降低成本 ( 分 ) ) 经济合理, 应综合考虑设计 制作和施工等方面, 确定合理的方案, 尽可能减少节点类型, 连接节点做到定型化 标准化 ( 分 ) 为获得经济合理的设计效果, 对于实腹式轴心受压构件, 应遵循哪些原则选择截面?(7 分 ) 答 :1) 等稳定性 使构件在两个主轴方向的稳定承载力相同, 以达到经济效果 ;( 分 ) ) 肢宽壁薄 在满足板件局部稳定的条件下, 截面面积的分布应尽量开展, 以增加截面的惯性矩和回转半径, 以提高够啊件的整体稳定性和刚度, 达到用料合理 ;( 分 ) ) 连接方便 一般钻色开敞式截面, 便于与其他构件进行连接 ;(1.5 分 ) 4) 制造省工 尽可能构造简单 加工方便, 取材容易 (1.5 分 ) 设计吊车梁时, 需要验算局部压应力, 局部压应力与吊车荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度有关, 如何确定腹板计算高度 h 0? 对吊车梁不能满足局部压应力时, 如何解决?(6 分 ) 答 :1) 对于轧制型钢梁, 为腹板与上下翼缘相连处两内弧起点之间的距离 ;(1.5 分 ) ) 对于焊接组合梁, 为腹板的高度 (1.5 分 ) ) 对于铆接螺栓连接的组合梁, 为上下翼缘与腹板连接的铆钉 ( 螺栓 ) 线间的最近距离 (1.5 分 ) 当不满足局部压应力时, 只能采用增加腹板厚度的方法解决 (1.5 分 ) 4 在偏心受力构件设计时, 一般什么情况下可采用边缘纤维屈服作为构件强度的计算依据?(6 分 ) 答 :1) 对于需要计算疲劳的实腹式拉弯或压弯构件, 目前缺少对其截面塑形性能的研究成果 ;( 分 ) ) 对于格构式拉弯 压弯构件, 当弯矩绕虚轴作用时, 由于截面腹部无实体部件, 塑性开展的潜力不大 ( 分 ); ) 为了保证受压翼缘在截面发展塑形时不发生局部失稳, 受压翼缘的自由外伸宽度 与其厚度 t 之比限制为 / t 1 5/, 故当 1 5/ / t 15 5/ 时不考虑塑形开展 ;( 分 ) B-A

21 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (B 卷 ) 答案及评分标准 三 计算题 ( 本大题 15 分 ) 图 所示采用菱形盖板的平接连接, 已知钢板的宽度 B=70mm, 厚度为 t 1 =8mm, 拼接盖板的尺寸为 t =14mm 钢材为 Q5B, 手工焊, 焊条为 E4 型, 焊脚尺寸 h =10mm 试确定该连接所承受的最大静态轴心力的设计值? w 160/mm, 1/ 1 sin / B=70 授课专业班级 : 土木工程 (010) 土木 10-1 土木 10- 土木 10- 图 解 :1) 焊缝所承受的力 (1) 正面角焊缝所承担的力 w 1 0.7h lw =1091=109.k ( 分 ) () 侧面角焊缝所承担的力 w 0.7h lw (10 10) 4160=49800=49.8k ( 分 ) () 斜向角焊缝所承担的力 arctan(100 /150).69,(1 分 ) ( 分 ) 1/ 1 sin / 1/ 1 sin.69 / h l (1 分 ) w 0.7 w = =85.9k 所以, 焊缝所承担的最大力为 : =1455.0k ( 分 ) ) 主板所承受的最大的轴力为 : A = =1549.8k ( 分 ) ) 拼接板所承受的最大的轴力为 : A = =1444.8k ( 分 ) 所以, 此拼接所承受的最大轴向拉力为 :1444.8k (1 分 ) B-A

22 四 计算题 ( 本大题 1 分 ) e=00 F 如图 4 所示采用 6 个普通螺栓的牛腿连接, 钢材为 Q5,F=60k, 采用 M0 普通螺栓 (C 级 ), 孔径 d 0 =1.5mm, 试验算此连接的强度 ( 已知单个螺栓抗剪承载力设计值为 4.98k, 承压承载力设计值为 61.0k, 螺栓边距 50mm, 线距 100mm) 解 : 将偏心力 F 向螺栓群形心简化得 : T ef k mm ( 分 ) V F 60k (1 分 ) 在 T 和 V 作用下, 右上角螺栓所受的剪力最大, 则 : 图 4 T T 1 1 i i =.7k ( 分 ) T T 1 1 i i =16.6k ( 分 ) V 1 V n 60 6 =10k (1 分 ) T V T 1 ( 1) ( 1 1 ).7 ( ) 单个螺栓承载力设计值 : min 4.98k (0.5 分 ) 4.0k ( 分 ) 4.19k 4.98k (1 分 ) 满足 (0.5 分 ) 所以 1 min B-A 4

23 01 01 学年第 学期钢结构课程期末考试试卷 (B 卷 ) 答案及评分标准 授课专业班级 : 土木工程 (010) 土木 10-1 土木 10- 土木 10- 五 计算题 ( 本大题 15 分 ) 某焊接工字形截面钢简支主梁 ( 图 5), 跨度为 6m, 跨中有一侧向支承点 ; 承受均布荷载作用 ( 作用在梁的上翼缘 ), 其中永久荷载标准值为 0k/m( 含自重 ), 可变荷载标准值为 5k/m, 钢材为 Q5 钢, 请验算该梁的整体稳定 已知在梁端部下加设垫块, 垫块宽度 a=60mm, 距梁 端部 0mm 40 Ah t 1 1 W 4.4h I mm 8 4 I mm 7 4 ; 0.88; S 8400mm 图 5 解 :1) 求截面的内力 荷载设计值 : q 1.g 1.4q k / m (1 分 ) 跨中弯矩设计值为 : M k ma k ql k m ( 分 ) 8 8 ) 截面特性 : A mm,(1 分 ) I ( ) / mm 8 4 I / / mm W I 0 垫块 / / mm (1.5 分 ) i I A ;(1.5 分 ) 7 / / mm l0 / i 000 / mm (1 分 ) ) 整体稳定验算 40 Ah t 1 1 W 4.4h = ( 分 ) ' / / (1.5 分 ) M W /mm 15/mm ( 分 ) 因此整体稳定能够保证 (0.5 分 ) B-A 5

24 六 计算题 ( 本大题 1 分 ) 某两端铰接柱, 高度 6m, 侧向中点处有一支承点, 可阻止其绕 轴侧向移动, 材料用 Q5 钢, 焊接工字形 截面, 翼缘为 00 14, 腹板 00 6, 翼缘为火焰切割边, 无孔洞削弱 试确定该柱所承受的轴心压力设计值? 图 6 Q5 钢材轴心受压构件的稳定系数 φ 值 λ 解 :1) 截面特征 : A mm ( 1 分 ) I mm ( 1.5 分 ) I mm ( 1.5 分 ) 7 7 I i 100.mm ( 1.5 分 ) i 5.4mm ( 1.5 分 ) A 杆件的刚度计算 [ ] 150 ( 1 分 ) 57. [ ] 150 ( 1 分 ) 刚度满足 (0.5 分 ) 查轴压杆稳定性系数表得 min ( 类截面 )( 1 分 ) 10 杆件的最大承载力 : A k (.5 分 ) min B-A 6

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