土木工程钢结构作业(2014修正版).doc

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2014–2015学年度第一学期
《钢结构理论与设计》作业题

一、单项选择题
1．钢材的抗剪强度设计值与钢材抗拉强度设计值f的关系为（ C ）
A． B．
C． D．
2．用来检查试件弯曲部分的外面、里面和侧面是否有裂纹、断裂和分层的是（ A ）。
A．冷弯试验 B．单向拉伸试验
C．冲击韧性试验 D．疲劳试验
3．设计承重结构或构件时，承载能力极限状态涉及的计算内容有哪些？（ D ）
A．强度、梁的挠度 B．稳定性、柱的变形
C．梁的挠度、柱的变形 D．强度、稳定性
4．进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按（ A ）。
A．标准荷载计算
B．设计荷载计算
C．考虑动力系数的标准荷载计算
D．考虑动力系数的设计荷载计算
5．设有一截面尺寸为100×8的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的节点板上，两板件板面平行，焊角尺寸为6mm。为满足最小焊缝长度的构造要求，是选用下列（ D ）项数值。
A．40mm B．60mm
C．80mm D．100mm
6．普通螺栓抗剪工作时，要求被连接构件的总厚度≤螺栓直径的5倍，是防止（ A ）
A．螺栓杆弯曲破坏 B．螺栓杆剪切破坏
C．构件端部冲剪破坏 D．板件挤压破坏
7．当梁整体稳定系数＞0.6时用代替主要是因为（ B ）。
A．梁的局部稳定有影响
B．梁已经进入弹塑性阶段
C．梁发生了弯扭变形
D．梁的强度降低了
8．梁腹板屈曲后强度产生的原因是（ A ）。
A．在腹板中产生薄膜张力场，从而使发生微小屈曲的板件能继续承受增加的荷载
B．在腹板中产生压力场，使腹板处于三向受力状态，提高了腹板钢材的折算强度
C．通过人为措施改变腹板局部屈曲模式，变剪切屈曲为弯曲屈曲
D．通过人为增加腹板的厚度和减小横向加劲肋间距，从而使局部屈曲不会发生
9．在梁的整体稳定计算中，=1说明所设计梁（ B ）
A．处于弹性工作阶段
B．不会丧失整体稳定
C．梁的局部稳定必定满足要求
D．梁不会发生强度破坏
10．单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯矩（A ）。
A．绕非对称轴作用 B．绕对称轴作用
C．绕任意轴作用 D．视情况绕对称轴或非对称轴作用
二、简答题
1．钢结构的主要特点有哪些？
答：（1) 强度高，重量轻。
（2）质地均匀，各向同性。
（3）施工质量好，且工期短。
（4）密闭性好。
（5）用螺栓连接的钢结构，可拆装，适用于移动性结构。

2．塑性和韧性的定义，两者有何区别，冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么？
答：塑性是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质；韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性同塑性有关，但不完全相同，是强度和塑性的综合表现。冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，可检验钢材的冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化，冷作硬化可能使材料变脆。

3．什么叫梁的失稳？影响梁的整体稳定的主要因素有哪些？
答：梁在荷载作用下，虽然其截面的正应力还低于钢材的强度，但其变形会突然离开原来的弯曲平面，同时发生侧向弯曲和扭转，这就称为梁的整体失稳。主要因素：梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度，抗翘曲刚度，梁侧向支撑点之间的距离，梁的截面形式，横向荷载的形式、在截面上的作用位置等。

4．屋盖支撑有哪几种？
答：上弦横向支撑，下弦横向支撑，下弦纵向支撑，竖向支撑，系杆。

三、计算题（共30分）
1.有一焊接连接如图所示，钢材为Q345钢，焊条为E50系列，采用手工焊接，所承受的静力荷载设计值N=500kN。
试确定此角焊缝的连接长度。（10分）

解： 焊缝承受的拉力为：=250kN
焊缝承受的剪力为：=250kN
Q345钢，=200N/mm，设焊缝的计算长度为

=

=

，
即
整理得：，
解得：，考虑到起弧和落弧缺陷，实际焊缝长度为
=255.1+2x8=271.1mm，取=275mm

且满足：=275mm=60x8=480mm。

2. 用轧制工字钢I36a（材料Q235）做成的10m长两端铰接柱，轴心压力的设计值为650kN,在腹板平面承受均布荷载设计值q＝6.24kN/m。试计算此压弯柱在弯矩作用平面内的稳定有无保证？为保证弯矩作用平面外的稳定需设置几个侧向中间支承点？
已知：, ƒ=215 N/mm2 。（20分）

解：
一、 验算在弯矩作用平面内的稳定：

（按无端弯矩但有横向荷载作用时）

二、 验算在弯矩作用平面外的稳定
如不设支承点：
现增设四个侧向支承点，，并取中间段柱验算：

（按所考虑构件段内有端弯矩和横向荷载同时作用时）
计算结果表明，设四个侧向支承点，该柱在两个方向基本上可达到等稳定性。