2025年大学土木工程（钢结构设计）试题及答案.doc

2025年大学土木工程（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）
每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。(总共10题，每题3分，在每题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项)
1. 钢结构设计时，钢材强度的取值依据是（ ）
A. 比例极限强度
B. 弹性极限强度
C. 屈服强度
D. 抗拉强度
2. 以下哪种钢材的塑性性能最好（ ）
A. Q235
B. Q345
C. Q390
D. Q420
3. 轴心受压构件的整体稳定系数φ与下列哪些因素有关（ ）
A. 构件的截面形状
B. 构件的长细比
C. 钢材的强度等级
D. 以上都是
4. 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
5. 对于受弯构件，提高其整体稳定性最有效的方法是（ ）
A. 增加截面高度
B. 增加截面宽度
C. 增加腹板厚度
D. 设置侧向支撑
6. 钢结构连接中，采用最多的连接方式是（ ）
A. 焊接连接
B. 普通螺栓连接
C. 高强螺栓连接
D. 铆钉连接
7. 梁的腹板局部稳定采用配置加劲肋的方法来解决，当h0/tw＞170时，应（ ）
A 无需配置加劲肋
B. 配置横向加劲肋
C. 配置横向和纵向加劲肋
D. 配置横向、纵向和短加劲肋
8. 格构式轴心受压构件的斜缀条一般采用单角钢截面形式，与构件肢件单轴连接缀条截面按（ ）设计。
A. 轴心受拉构件
B. 轴心受压构件
C. 拉弯构件
D. 压弯构件
9. 计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时，采用换算长细比是考虑（ ）
A. 格构柱剪切变形的影响
B. 格构柱弯曲变形的影响
C. 缀材剪切变形的影响
D. 缀材弯曲变形的影响
10. 钢材的疲劳破坏属于（ ）破坏。
A. 塑性
B. 脆性
C. 延性
D. 弹性

第II卷（非选择题 共70分）
11. 简答题(总共2题，每题10分，简要回答问题)
- 简述钢结构有哪些主要优点和缺点。
- 简述影响梁整体稳定的主要因素。
12. 计算题(总共2题，每题15分，要求写出详细计算过程)
- 已知一轴心受压柱，截面为焊接工字形，翼缘为-350×20，腹板为-1000×10，钢材为Q345，柱高6m，两端铰接，承受轴心压力设计值N=1200kN，试计算该柱的稳定性。
- 一简支梁，跨度l=6m，承受均布荷载设计值q=30kN/m，梁截面为焊接工字形，翼缘为-300×18，腹板为-800×10，钢材为Q345，试计算梁的抗弯强度。
13. 案例分析题(总共1题，20分，根据所给案例进行分析解答)
某多层钢结构厂房，采用框架结构体系。在使用过程中发现部分钢梁出现下挠现象。经检查，发现钢梁的腹板较薄，且未设置足够的加劲肋。同时，部分梁柱节点的连接焊缝存在质量问题。
问题：
- 分析钢梁下挠的原因。
- 针对梁柱节点连接焊缝质量问题，提出改进措施。
14. 论述题(总共1题，15分，结合所学知识进行论述)
论述钢结构在建筑工程中的应用现状及发展趋势。

答案
1. C
2. A
3. D
4. A
5. D
6. A
7. C
8. B
9. C
10. B
11.
- 优点：强度高，重量轻；塑性、韧性好；材质均匀，工作可靠性高；工业化程度高，施工速度快；密封性好。缺点：耐腐蚀性差；耐火性差。
- 主要因素：梁的侧向抗弯刚度和抗扭刚度；梁的受压翼缘自由长度；荷载类型；梁端支承条件。
12.
- 1. 计算截面几何特性：A=2×350×20+1000×10=24000mm²，Ix=2×350×20³/12+1000×10³/12=3.083×10⁸mm⁴，iy=√(Ix/A)=114.5mm。
2. 计算长细比：λ=6000/114.5=52.4。
3. 查φ值：根据λ=52.4，Q345钢材，查得φ=0.8188。
4. 计算稳定性：N/φA=1200×10³/(0.8188×24000)=60.3N/mm²＜f=295N/mm²，稳定。
- 1. 计算截面几何特性：A=2×300×18+800×10=18800mm²，Ix=2×300×18³/12+800×10³/12=2.388×10⁸mm⁴，Wx=Ix/(h/2)=2.388×10⁸/(800/2)=5.97×10⁵mm³。
2. 计算弯矩：M=ql²/8=30×6²/8=135kN·m。
3. 计算抗弯强度验算：σ=M/Wx=135×10⁶/5.97×10⁵=226.1N/mm²＜f=295N/mm²，强度满足。
13.
- 钢梁下挠原因：腹板较薄，抗剪能力不足，导致钢梁在荷载作用下发生较大变形；未设置足够加劲肋，腹板局部稳定性差，进一步加剧了钢梁变形。
- 改进措施：对梁柱节点连接焊缝进行重新探伤检测，对不合格焊缝进行返修或补焊；加强焊缝质量控制措施，如提高焊接工艺水平、加强焊工培训、严格焊接过程质量检验等；对梁柱节点进行加固处理，可采用增加节点板厚度、设置加劲肋等方式提高节点连接强度和刚度。
14. 应用现状：在建筑工程中应用广泛，如高层写字楼、工业厂房等。优点得到充分发挥，如大跨度空间结构等。但也存在一些问题，如造价相对较高等。发展趋势：朝着高性能、轻型化、装配式方向发展；新型钢材和连接技术不断涌现；智能化设计与施工技术将得到更多应用；在绿色建筑领域的应用将进一步拓展。