2025年大学大二（建筑结构）钢结构设计试题及答案.doc

2025年大学大二（建筑结构）钢结构设计试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题 共30分）
答题要求：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填写在题后的括号内。

1. 钢结构设计中，钢材的强度设计值与下列哪个因素无关（ ）
A. 钢材的牌号 B. 钢材的厚度 C. 钢材的质量等级 D. 钢材的加工方式
2. 对于轴心受压构件，以下哪种截面形式的稳定性最好（ ）
A. 正方形 B. 圆形 C. 工字形 D. 箱形
3. 焊接残余应力对构件的（ ）无影响。
A. 静力强度 B. 刚度 C. 低温冷脆 D. 疲劳强度
4. 普通螺栓连接受剪时，限制端距e≥2d0，是为了避免（ ）
A. 螺栓杆被剪坏 B. 螺栓杆被弯坏 C. 板件被挤压破坏 D. 板件端部冲剪破坏
5. 钢结构梁的整体失稳形式是（ ）
A. 弯曲失稳 B. 扭转失稳 C. 弯扭失稳 D. 局部失稳
6. 当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应（ ）
A. 设置纵向加劲肋 B. 设置横向加劲肋 C. 减少腹板厚度 D. 增加翼缘厚度

第 II 卷（非选择题 共70分）
7. （10分）简述钢结构的特点。
8. （15分）简述轴心受压构件的整体稳定计算方法。
9. （15分）某焊接工字形截面简支梁，跨度l = 6m，承受均布荷载设计值q = 36kN/m（包括梁自重），钢材为Q345，梁高h = 800mm，翼缘宽度b = 250mm，腹板厚度tw = 10mm。试验算梁的抗弯强度和抗剪强度。
10. （20分）阅读以下材料：某单层工业厂房，采用钢屋架结构。屋架跨度24m，间距6m，屋面材料为压型钢板。钢材采用Q345。屋架下弦杆承受轴心拉力设计值N = 300kN。下弦杆选用2L140×90×10，A = 4292mm²，ix = 43.4mm，iy = 22.1mm。试验算下弦杆的强度和长细比。
11. （20分）阅读以下材料：某框架结构办公楼，钢梁与混凝土柱采用铰接连接。钢梁采用H型钢，钢材为Q345，梁截面为H400×200×8×13，A = 7114mm²，Wx = 1190×10³mm³。梁上承受均布荷载设计值q = 45kN/m，梁跨度l = 8m。试验算梁的抗弯强度和整体稳定性。

答案：
1. D
2. D
3. A
4. D
5. C
6. B
7. 钢结构的特点：强度高，重量轻；材质均匀，工作可靠性高；塑性和韧性好；工业化程度高，施工速度快；密封性好；耐腐蚀性差；耐热但不耐火。
8. 轴心受压构件的整体稳定计算方法：根据构件的长细比等因素，确定稳定系数，然后通过公式N/φA≤f来计算，其中N为轴心压力设计值，φ为稳定系数，A为构件截面面积，f为钢材的抗压强度设计值。
9. 抗弯强度验算：Mmax = 1/8ql² = 1/8×36×6² = 162kN·m，σ = Mmax /γxWnx = 162×10⁶ / (1.05×1190×10³) = 129.4N/mm²＜f = 295N/mm²，抗弯强度满足要求。抗剪强度验算：Vmax = 1/2ql = 1/2×36×6 = 108kN，τ = Vmax / (hwt) = 108××10³ / (800×10) = 13.5N/mm²＜fv = 170N/mm²，抗剪强度满足要求。
10. 强度验算：σ = N / A = 300×10³ / = 69.9N/mm²＜f = 295N/mm²，强度满足要求。长细比验算：λ = l0 / iy，l0 = 24m，λ = 24000 / 22.1 = 1086＜[λ] = 350，长细比满足要求。
11. 抗弯强度验算：Mmax = 1/8ql² = 1/8×45×8² = 360kN·m，σ = Mmax /γxWnx = 360×10⁶ / (1.05×1190×10³) = 289.7N/mm²＜f = 295N/mm²，抗弯强度满足要求。整体稳定性验算：φb = 1.07 - 0.282 / φbmax = 1.07 - 0.282 / 2.33 = 0.94＜1.0，βb = 2.0，ψ = 0.85，φb' = 0.94×(1 - 0.85×2.0² / 2.33²) = 0.74，σ = Mmax / (φb'Wnx) = 360×10⁶ / (0.74×1190×10³) = 407.4N/mm²＞f = 295N/mm²，整体稳定性不满足要求，需采取加强措施。