2023年春期钢结构课程期末复习指导.doc

2023春期《钢结构》课程期末复习指导
重庆电大远程教育导学中心理工导学部
2023年6月制订

第一部份 课程考核说明
1、考核目的
　　通过本次考试，了解学生对本课程基本内容的掌握限度，重点和难点内容的掌握限度，以及运用本课程的基本理论、基本方法解决问题的技能。
2、考核方式
本次考试为开卷、笔试、90分钟考试。
3、合用范围、教材
本课程期末复习指导合用范围为开放教育本科土木工程专业的选修课程。
考试命题的教材是由丁阳主编，天津大学出版社/中央广播电视大学出版社出版2023年1月第1版《钢结构》教材
4．命题依据
本课程的命题依据是钢结构课程的教学大纲、教材、实行意见。
5．考试规定
本课程的考试重点涉及基本知识和应用能力两个方面，重要考核学生对钢结构的基本理论的一般概念和基本知识，基本构件和普通钢屋盖设计的能力，为进行较复杂的钢结构设计打下基础。
6．考题类型及比重
考题类型及分数比重大体为：填空题(20%)；单项选择题(15%)；简答题（30%）；计算题（35%）。

第二部份 期末复习重点范围
第一章 概述
一、重点掌握/纯熟掌握
钢结构的设计方法。
二、一般掌握
钢结构的优缺陷及其合理应用范围。
第二章 钢结构的材料
一、重点掌握/纯熟掌握
1、建筑钢材的两种破坏形式。
2、建筑钢材在单向拉伸作用下的工作性能。
3、钢材的冷弯性能和冲击韧性。掌握钢结构疲劳计算的基本概念。
4、复杂应力状态下钢材的屈服条件。掌握影响钢材性能的重要因素。
二、一般掌握
1、钢材的脆断及其防治脆断的措施。
2、建筑钢材的种类和牌号，钢材的合理选择及钢材规格。
第三章 钢结构的连接
一、重点掌握/纯熟掌握
1、螺栓的种类。
2、普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的工作性能、计算。
3、承压型高强度螺栓连接的计算特点。
4、对接焊缝连接的构造、工作性能和计算。纯熟掌握角焊缝的构造、工作性能和计算。
二、一般掌握
1、焊接及其连接的形式。
2、焊接应力和焊接变形的基本概念。
3、连接的种类及其特点。
第四章 轴心受压构件
一、重点掌握/纯熟掌握
1、轴心受力构件的强度和刚度计算。实腹式轴心受压构件的整体稳定。
2、格构式轴心受压构件的整体稳定、单肢稳定，截面选择。格构式构件缀件的构造和计算。轴心受压柱柱头和柱脚的构造计算。
二、一般掌握
1、轴心受压构件的种类和截面形式。
2、局部稳定和截面选择。
第五章 受弯构件
一、重点掌握/纯熟掌握
1、型钢梁的工作性能，纯熟掌握其强度和刚度计算。
2、型钢梁的截面选择。
3、梁整体稳定的基本概念和验算及梁局部稳定的基本概念和加劲肋设立。

4、焊接组合梁的截面选择，翼缘焊缝计算，梁截面的改变方法，支承加劲肋计算以及主次梁连接。
二、一般掌握
1、梁的种类和截面型式。
第六章 拉弯、压弯构件
一、重点掌握/纯熟掌握
1、实腹式压弯构件的强度、刚度、整体稳定和局部稳定的验算以及构造特点。
二、一般掌握
1、拉弯、压弯构件的类型和截面型式。了解实腹式拉弯、压弯构件的工作特点。
2、偏心受压柱柱头和柱脚的设计特点。
第七章 屋盖结构
一、重点掌握/纯熟掌握
1、檩条的型式和设计。
2、普通钢屋架的型式和特点。
3、杆件内力计算和组合、计算长度、截面型式和选择。
4、节点的构造和计算。掌握屋架施工图的绘制和标准图的选用。
二、一般掌握
1、钢屋盖的组成，屋盖支撑的种类、作用和布置原则。
2、轻钢屋架。
第八章 钢结构制造
一、一般掌握
1、钢结构制造的工艺过程。
2、制造对设计的规定。

第三部分 综合练习题

一、单项选择
1．在结构设计中，失效概率pf与可靠指标β的关系为 ( )。
A．pf越大，β越大，结构可靠性越差
B．pf越大，β越小，结构可靠性越差
C．pf越大，β越小，结构越可靠
D．pf越大，β越大，结构越可靠
2．在结构构件发生断裂破坏前，具有明显先兆的情况是（ ）的特性。
A．脆性破坏 B. 塑性破坏
C. 强度破坏 D. 失稳破坏
3．钢材的伸长率是反映材料的 ( )性能指标
A. 承载能力 B. 抵抗冲击荷载能力
C. 塑性变形能力. D. 弹性变形能力
4.抱负轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（ ）。
A．扭转屈曲 B．弯扭屈曲
C．侧扭屈曲 D．弯曲屈曲
5.钢结构对动力荷载适应性较强,是由于刚才具有 ( )
A. 良好的塑性 B. 高强度和良好的塑性
C. 良好的韧性 D. 质地均匀、各向同性
6．钢材经历了应变硬化之后，发生了以下变化：（ ）
A．塑性提高 B．强度提高
Ｃ．冷弯性能提高　　　　　　Ｃ．可焊性提高
7．焊接残余应力对构件以下性能无影响 （　　）
Ａ．整体稳定　　　　　　　　Ｂ．变形
Ｃ．静力强度　　　　　　　　Ｄ疲劳强度
8．对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面（　　）。
A．最大应力达成钢材屈服点　　 B．平均应力达成钢材屈服点　
C．最大应力达成钢材抗拉强度　　D．平均应力达成钢材抗拉强度
9．梁受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足规定期，可以采用下列措施　（　　）　
A．加厚翼缘
B．加厚腹板
C．在集中荷载作用处设立支承劲勒
Ｄ．增长横向加劲肋的数量
10．单轴对称截面的压弯构件，应使弯矩（　 　）
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
11．用一摩擦型高强度螺栓连接三块钢板，其中上、下两块钢板受力方向相同，已知：，，则一个螺栓的抗剪承载力设计值为（ ）KN。
A．89.1 B．44.6
C．49.5 D．99
12．抱负轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（ ）。
A．扭转屈曲 B．弯扭屈曲
C．侧扭屈曲 D．弯曲屈曲
13．直角角焊缝的焊脚尺寸应满足及，则、分别为（ ）的厚度。
A．为厚焊件，为薄焊件
B．为薄焊件，为厚焊件
C．、皆为厚焊件
D．、皆为薄焊件
14．引起梁受压翼缘板局部稳定的因素是 ( )。
A．弯曲正应力 B．弯曲压应力
C．局部压应力 D．剪应力
15．对于轴心受力构件的第二极限状态是通过 ( )来保证?
A．稳定承载力 B．长细比 C．静力强度 D．动力强度
16．按承载力极限状态设计钢结构时，应考虑 ( )。
A．荷载效应的基本组合
B．荷载效应的标准组合
C．荷载效应的基本组合，必要时应考虑荷载效应的偶尔组合
D．荷载效应的频遇组合
17．钢材的三项重要力学性能为（ ）。
A．抗拉强度、屈服点、伸长率 B. 抗拉强度、屈服点、冷弯性能
C. 抗拉强度、伸长率、冷弯性能 D. 伸长率、屈服点、冷弯性能
18．提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是 ( )。
A. 增长板件宽厚比 B. 增长板件厚度
C. 增长板件宽度. D. 设立横向加劲肋 .
19. 验算工字型截面梁的折算应力，公式，式中为（ ）。
A．验算截面中的最大正应力和最大剪应力
B．验算截面中的最大正应力和验算点的剪应力
C．验算截面中的最大剪应力和验算点的正应力
D．验算截面中验算点的剪应力和正应力
20. 有侧移的单层钢框架，采用等截面柱，柱与基础固接与横梁铰接框架平面内柱的计算长度μ为 ( )
A. 2.03 B. 1.5 C. 1.03 D. 0.5
21．钢材的伸长率δ是反映材料 ( ) 的性能指标
A. 承载能力 B. 抵抗冲击荷载能力
C. 塑性变形能力. D. 弹性变形能力
22．钢中硫和氧的含量超过限量时，会使钢材（　　 　　）
Ａ．变软　　　　 　　　　　 　Ｂ．热脆
Ｃ．冷脆　　　　　　　　 　　 Ｄ. 变硬
23．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力（　 　）。
A．与摩擦面的解决方法有关　 　B．与摩擦面的数量有关　
C．与螺栓直径有关　　　　 D．与螺栓的性能等级无关
24．梁的支承加劲肋应设立在（　　 　　）　
A．弯曲应力大的区段　　　　 B． 剪应力大的区段
C．上翼缘或下翼缘有固定作用力的部位 Ｄ．有吊车轮压的部位
25．抱负轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（ ）。
A．扭转屈曲 B．弯扭屈曲 C．侧扭屈曲 D．弯曲屈曲

二、填空题
1.钢结构的极限状态可以分为 和 。
2．钢材有两种性质完全不同的破坏形式，即 和 。
3．鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力的指标是 ；衡量钢材强度和塑性性能的综合指标是 。
4．焊缝重要涉及 和 两种形式。
5．抱负轴心受压构件一般以三种屈曲形式丧失稳定： 、 和 。
6．钢梁的承载能力极限状态涉及 、 、 三个方面。
7．梁的强度涉及 、 、局部承压强度和折算应力。
8．多跨框架失稳形式分为 、 两种形式。
9．屋架外形常用的有 、 、平行弦和人字形等。
10．冷弯性能是表达钢材弯曲状态下的 及 的综合指标。
11．钢结构的连接可以分为 、 和 。
12．角焊缝按其与作用力的关系，可以分为 、 和 。
13．普通螺栓抗剪连接的工作阶段可分为 、 和弹塑性阶段。
14．抱负轴心受压构件一般以三种屈曲形式丧失稳定： 、 和 。
15．吊车梁直接承受吊车产生的三个方向的荷载： 、
和 。
16．屋架弦杆的拼接分为 和 两种。
17．钢结构的制孔方式有 和 两种。
18．冷弯性能是表达钢材 及 的综合指标。
19．我国目前钢结构中采用的钢材有 、 两种。
20．轴心受力构件进行承载能力极限状态设计时，轴心受拉构件只有 问题，而轴心受压构件则有 和 问题。
21．常用的焊缝连接有三种型式，即 、 、
。
22．压弯构件的整体稳定计算，需分别计算 和 的稳定性。
23．屋盖支撑的受力很小，一般不必计算，可根据 和
来选择截面。
24．组合梁腹板的加劲肋种类有： 、 、 。
25．实际的压杆与抱负的压杆不同样，不可避免地存在初始缺陷，其中对压杆弯曲失稳影响最大的是 、 和 。
26. 某构件当其可靠指标β减少时，相应失效概率将随之 。
27．碳对钢材性能的影响很大，一般来说随着含碳量的提高，钢材的塑性和韧性逐渐 。
28．高强度螺栓连接根据螺栓受力性能分为 和 。
29．焊缝重要涉及 和 两种形式。
30．轴心受力构件涉及 和 两种。
31． 当压力达成某临界值时，抱负轴心受压构件也许以三种屈曲丧失稳定即 、
、 。
32．钢梁的承载能力极限状态涉及 、 、 三个方面。
33．梁截面高度的拟定应考虑三种参考高度，由净空规定拟定的 、由刚度条件拟定的 、由用钢量拟定的 。
34．屋架外形常用的有 、 、平行弦和人字形等。
35．钢结构制造制孔的方法有冲孔和 两种。
36．钢结构的极限状态可以分为 和 。
37．钢结构的连接可以分为 、 和 。
38．工字型或T型牛腿的对接焊缝连接中，一般假定剪力由 焊缝承受，剪应力均匀分布。
39．高强度螺栓连接分为 和 。
40．焊缝重要涉及 和 两种形式。
41．吊车梁直接承受吊车产生的三个方向的荷载： 、 、和 。
42．梁的强度涉及 、 、局部承压强度和折算应力。
43．梁的拼接分为 和 两种。
44. 屋盖支撑的受力很小，一般不必计算，可根据 和
来选择截面。
45．钢结构制孔的方法有 和钻孔两种。

三、简答题
1．钢结构必须满足哪些功能规定？
2．用作钢结构的钢材必须符合哪些规定？
3．为了保证结构安全可靠和用材经济合理，选择钢材时应考虑哪些因素？
4. 焊接连接的优点是什么？
密 封 线 内 不 要 答 题
5．在轴力不变而弯矩不断增长的情况下，拉弯和压弯构件截面上的应力发展经历了哪个阶段？
6．支撑的作用有哪些？
7. 简述双肢格构式轴心受压杆件的截面选择环节。
密 封 线 内 不 要 答 题
8．梁腹板分别在弯曲正应力、剪应力和局部压应力作用下，如何提高腹板的稳定承载力？
9．为什么在屋盖系统中必须设立必要的支撑体系？
10．钢结构和其它材料的结构相比具有的特点。
11．为什么要规定螺栓排列的最大和最小允许距离规定。
12．简述屋架支撑的作用和涉及哪些支撑。
13. 用作钢结构的钢材必须符合哪些规定？
密 封 线 内 不 要 答 题
14．为什么要规定螺栓排列的最大和最小允许距离规定。
15．螺栓连接的优点是什么？

四、计算题
1．设计矩形拼接板与板件用三面围焊连接的平接接头。轴心拉力N＝1250kN，（静载设计值），钢材Q235，焊条E43,手工焊。有关强度设计值ƒ=215 N/mm2， fwf=160N/mm2。图示尺寸单位mm.(焊缝LW2实际长度取cm整数)

2．已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱，长10.0m，截面由2I32a组成，两肢件之间的距离300mm,如图所示，尺寸单位mm。试求该柱最大长细比。
注： 一个I32a的截面面积A=67cm2 惯性矩 Iy=11080cm4 IX1=460cm4

3．设计双角钢拉杆与节点板之间的连接角焊缝计算长度L1=?,L2=?已知：采用三面围焊：hf=6mm,fwf=160N/mm2,N=529kN(静载设计值)

4．计算图示连接的承载力设计值N。螺栓M20，孔21.5mm,材料Q235A已知：ƒ＝215N/mm2, ƒbv=130 N/mm2, ƒbc=305 N/mm2

5. 如图所示的拉弯构件，间接承受动力荷载。横向均布荷载的设计值为8kN/m。截面为I22a，无削弱。试拟定杆能承受的最大轴心拉力设计值。已知：, ƒ=215 N/mm2 ，γx=1.05，

6．试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知N=390kN（设计值），与焊缝之间的夹角。钢材Q235，焊条E43,手工焊。有关强度设计值=160 N/mm2 。

7．如图所示，钢材为Q235， 采用10.9级摩擦型高强度螺栓连接，M20,接触面采用喷砂解决，则，，试求此连接能承受的最大斜向力F?
8．有一轴心受压实腹式柱，柱截面为焊接工字形，属b类截面，如图所示，钢材为Q235，已知∶ ,试求此柱能承受的最大轴心力N?(按整体稳定规定)
b类截面轴心受压构件的稳定系数j

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9
50
0.856
0.852
0.847
0.842
0.838
0.833
0.828
0.823
0.818
0.813
60
0.807
0.802
0.797
0.791
0.786
0.780
0.774
0.769
0.763
0.757
70
0.751
0.745
0.739
0.732
0.726
0.720
0.714
0.707
0.701
0.694
80
0.688
0.681
0.675
0.668
0.661
0.655
0.648
0.641
0635
0.628

9．如图所示，用直角角焊缝连接，手工焊，焊条E43型，钢材Q235,已知，，，试求此连接能承受的最大偏心力F？

10．有一轴心受压实腹式柱，柱截面为焊接工字形，两主轴方向均属b类截面，如图所示，钢材为Q235，已知∶f = 215N/ mm2，N = 2400kN，实验算此连接的整体稳定性?
b类截面轴心受压构件的稳定系数j

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9
30
0.936
0.932
0.929
0.925
0.922
0.918
0.914
0.910
0.906
0.903
40
0.899
0.895
0.891
0.887
0.882
0.878
0.874
0.870
0.865
0.861
50
0.856
0.852
0.847
0.842
0.838
0.833
0.828
0.823
0.818
0.813