土木工程钢结构作业修正版.doc

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–第一学期
《钢结构理论与设计》作业题

一、 单项选择题
1．钢材抗剪强度设计值与钢材抗拉强度设计值f关系为（ C ）
A． B．
C． D．
2．用来检验试件弯曲部分外面、 里面和侧面是否有裂纹、 断裂和分层是（ A ）。
A．冷弯试验 B．单向拉伸试验
C．冲击韧性试验 D．疲惫试验
3．设计承重结构或构件时, 承载能力极限状态包含计算内容有哪些？（ D ）
A．强度、 梁挠度 B．稳定性、 柱变形
C．梁挠度、 柱变形 D．强度、 稳定性
4．进行疲惫验算时, 计算部分设计应力幅应按（ A ）。
A．标准荷载计算
B．设计荷载计算
C．考虑动力系数标准荷载计算
D．考虑动力系数设计荷载计算
5．设有一截面尺寸为100×8板件, 在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚节点板上, 两板件板面平行, 焊角尺寸为6mm。为满足最小焊缝长度结构要求, 是选择下列（ D ）项数值。
A．40mm B．60mm
C．80mm D．100mm
6．一般螺栓抗剪工作时, 要求被连接构件总厚度≤螺栓直径5倍, 是预防（ 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时用替换关键是因为（ B ）。
A．梁局部稳定有影响
B．梁已经进入弹塑性阶段
C．梁发生了弯扭变形
D．梁强度降低了
8．梁腹板屈曲后强度产生原因是（ A ）。
A．在腹板中产生薄膜张力场, 从而使发生微小屈曲板件能继续承受增加荷载
B．在腹板中产生压力场, 使腹板处于三向受力状态, 提升了腹板钢材折算强度
C．经过人为方法改变腹板局部屈曲模式, 变剪切屈曲为弯曲屈曲
D．经过人为增加腹板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．梁局部稳定肯定满足要求
D．梁不会发生强度破坏
10．单轴对称截面压弯构件, 通常宜使弯矩（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．钢结构关键特点有哪些？
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）用螺栓连接钢结构, 可拆装, 适适用于移动性结构。

2．塑性和韧性定义, 二者有何区分, 冷弯性能和冷作硬化对结构设计意义是什么？
答: 塑性是指当应力超出屈服点后, 能产生显著残余变形而不立刻断裂性质; 韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量能力。韧性同塑性相关, 但不完全相同, 是强度和塑性综合表现。冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时, 对发生裂缝抵御能力, 可检验钢材冷加工工艺和检验钢材内部缺点。钢材冷加工过程中引发钢材硬化称为冷作硬化, 冷作硬化可能使材料变脆。

3．什么叫梁失稳？影响梁整体稳定关键原因有哪些？
答: 梁在荷载作用下, 即使其截面正应力还低于钢材强度, 但其变形会忽然离开原来弯曲平面, 同时发生侧向弯曲和扭转, 这就称为梁整体失稳。关键原因: 梁侧向抗弯刚度, 抗扭刚度, 抗翘曲刚度, 梁侧向支撑点之间距离, 梁截面形式, 横向荷载形式、 在截面上作用位置等。

4．屋盖支撑有哪多个？
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表示, 钢材为Q345钢, 焊条为E50系列, 采取手工焊接, 所承受静力荷载设计值N=500kN。
试确定此角焊缝连接长度。（10分）

解: 焊缝承受拉力为: =250kN
焊缝承受剪力为: =250kN
Q345钢, =200N/mm, 设焊缝计算长度为

=

=

,
即
整理得: ,
解得: , 考虑到起弧和落弧缺点, 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10m长两端铰接柱, 轴心压力设计值为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稳定有没有确保？为确保弯矩作用平面外稳定需设置多个侧向中间支承点？
已知: , ƒ=215 N/mm2 。（20分）

解:
一、 验算在弯矩作用平面内稳定:

（按无故弯矩但有横向荷载作用时）

二、 验算在弯矩作用平面外稳定
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, 该柱在两个方向基础上可达成等稳定性。