哈工大钢结构综合练习3

一、选择题

1．塑性好的钢材，则（

A. 韧性也可能好 C. 含碳量一定高

）。

B. 韧性一定好 D. 一定具有屈服平台

）。

2．型钢中的H型钢和工字钢相比，（

A. 两者所用的钢材不同 B. 前者的翼缘相对较宽 C. 前者的强度相对较高 D. 两者的翼缘都有较大的斜度 3．在构件发生断裂破坏前，具有明显先兆的情况是（ ）的典型特征。 A. 脆性破坏 B. 塑性破坏 C. 强度破坏 D. 失稳破坏

4．在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为（

）。

A. 均分分布 B. 一端大、一端小 C. 两端大、中间小 D. 两端小、中间大 5．部分焊透的对接焊缝的计算应按（

A. 对接焊缝 C. 断续焊缝

）计算。 B. 角焊缝

D. 斜焊缝

）。

6．一个承受剪力作用的普通螺栓在抗剪连接中的承载力是（

A. 栓杆的抗剪承载力 B. 被连接构件（板）的承压承载力 C. A、B中的较大值 D. A、B中的较小值 7．下列轴心受拉构件，可不验算正常使用极限状态的为（ ）。 A. 屋架下弦 B. 托架受拉腹杆 C. 受拉支撑杆 D. 预应力拉杆 8．为了（ 能接近。

A. 便于与其他构件连接 B. 构造简单、制造方便 C. 达到经济效果 D.便于运输、安装和减少节点类型 9．轴心受压构件发生弹性失稳时，截面上的平均应力（

A. 低于钢材抗拉强度fu

），确定轴心受压实腹式构件的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可

）。

B. 达到钢材屈服强度fy

1

C. 低于钢材比例极限fp 10．梁的支承加劲肋应设置在（

A. 弯曲应力大的区段 C. 剪应力较大的区段

）。

D. 低于钢材屈服强度fy

B. 上翼缘或下翼缘有固定集中力作用处 D. 有吊车轮压的部位

11．在焊接组合梁的设计中，腹板厚度应（ ）。

A. 越薄越好

B. 越厚越好

C. 厚薄相当

D. 厚薄无所谓

12．钢材的设计强度是根据（ ）确定的。

A．比例极限 B．弹性极限 C．屈服点 D．抗拉强度 13．双肢格构式受压柱，实轴为x－x，虚轴为y－y，应根据（ ）确定肢件间距离。

A. xy B. 0yx C. 0yy D. 强度条件 14．单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯矩（ ）。

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

15．弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行（ ）和缀材的计算。

A. 强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性、单肢稳定性 B. 弯矩作用平面内的稳定性、单肢稳定性

C. 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性 D. 强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性

二、填空题

1．《钢结构设计规范》中，荷载设计值为荷载标准值乘以 系数。 2．当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性 。

3．试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、 和循环荷载重复次数有关，而与钢材的__ ___并无明显关系。

4．角焊缝中的最小焊缝尺寸hfmin1.5t，其中t为 。

2

5．在静力或间接动力荷载作用下，正面角焊缝的强度设计增大系数f＝ ；但对直接承受动力荷载的结构，应取f＝ 。

6．加引弧板施焊的情况下，受压、受剪的对接焊缝，以及受拉的 和二级焊缝，均与母材等强，不需计算；只有受拉的 焊缝才需要计算。 7．构件的长细比是_ __ _之比。

8．实腹式轴心受压构件的稳定性计算中，截面为单轴对称的构件，绕对称轴（设为y轴）应取计及 的换算长细比yz替代y计算值。 9．当荷载作用在梁的 翼缘时，梁整体稳定性提高。

10．弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯构件应进行强度、 、单肢稳定性、刚度和缀材的计算。

/x和NEx11．弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件，在弯矩作用平面内的整体稳定计算中，应

为由对虚轴的 计算。

12．屋架的外形应考虑在制造简单的条件下尽量与 接近，使弦杆的内力差别较小。

三、简答题

1． 化学成分碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响？

2. 简述钢结构连接方法的种类。

3． 格构式构件截面考虑塑性发展吗？

四、计算题

1．图1（a）所示为一支架，其支柱的压力设计值N1600kN，柱两端铰接，钢材为Q235，容许长细比150。截面无孔眼削弱。支柱选用I56a（f205NmmA135cm,ix22.0cm,iy3.18cm。验算此支柱的承载力。（12分）

22），

 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3

20 90 0.970 0.621 0.967 0.614 0.963 0.608 0.960 0.601 0.957 0.594 0.953 0.588 0.950 0.581 0.946 0.575 0.943 0.568 0.939 0.561 图1

2. 图2所示简支梁长6m，采用I36a（f215Nmm2,fv125Nmm2），已知单位

43Wx875cm，长度得质量为59.9kg/m，梁的自重为59.9×9.8＝587N/m，Ix15760cm，

tw10mm。梁上作用恒荷载，荷载密度q=35000N/m，荷载分项系数1.2，Ix/Sx30.7cm，

截面塑性发展系数x1.05，y1.20。试验算此梁的正应力及支座处剪应力。（13分）

q 图2

4

《钢结构》综合练习4 解析

一、选择题（每题2分，共计30分）

1．塑性好的钢材，则 。（A）

A. 韧性也可能好 C. 含碳量一定高

B. 韧性一定好 D. 一定具有屈服平台

2．型钢中的H型钢和工字钢相比， 。（B）

A. 两者所用的钢材不同 B. 前者的翼缘相对较宽 C. 前者的强度相对较高 D. 两者的翼缘都有较大的斜度 3．在构件发生断裂破坏前，具有明显先兆的情况是 的典型特征。（B） A. 脆性破坏 B. 塑性破坏 C. 强度破坏 D. 失稳破坏

4．在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为 。（C）

A. 均分分布 B. 一端大、一端小 C. 两端大、中间小 D. 两端小、中间大 5．部分焊透的对接焊缝的计算应按 计算。（B）

A. 对接焊缝 B. 角焊缝 C. 断续焊缝 D. 斜焊缝 6．一个承受剪力作用的普通螺栓在抗剪连接中的承载力是 。（D）

A. 栓杆的抗剪承载力 B. 被连接构件（板）的承压承载力 C. A、B中的较大值 D. A、B中的较小值

7．下列轴心受拉构件，可不验算正常使用极限状态的为 。（D） A. 屋架下弦 B. 托架受拉腹杆 C. 受拉支撑杆 D. 预应力拉杆

8．为了 ，确定轴心受压实腹式构件的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。（C）

A. 便于与其他构件连接 B. 构造简单、制造方便 C. 达到经济效果 D.便于运输、安装和减少节点类型 9．轴心受压构件发生弹性失稳时，截面上的平均应力 。（C）

A. 低于钢材抗拉强度fu C. 低于钢材比例极限fp

B. 达到钢材屈服强度fy D. 低于钢材屈服强度fy

5

10．梁的支承加劲肋应设置在 。（B）

A. 弯曲应力大的区段 C. 剪应力较大的区段

B. 上翼缘或下翼缘有固定集中力作用处 D. 有吊车轮压的部位

11．在焊接组合梁的设计中，腹板厚度应 。（C）

A. 越薄越好

B. 越厚越好

C. 厚薄相当

D. 厚薄无所谓

12．梁的支承加劲肋应设置在 。（C）

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荷载作用的部位 D. 有吊车轮压的部位

13．双肢格构式受压柱，实轴为x－x，虚轴为y－y，应根据 确定肢件间距离。（B）

A. xy B. 0yx C. 0yy D. 强度条件 14．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

15．弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行 和缀材的计算。（D）

A. 强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性、单肢稳定性 B. 弯矩作用平面内的稳定性、单肢稳定性

C. 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性 D. 强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性

二、填空题（每空1分，共计15分）

1．《钢结构设计规范》中，荷载设计值为荷载标准值 乘以荷载分项 系数。 2．当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性 降低 。

3．试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、 应力幅 和循环荷载重复次数有关，而与钢材的__强度___并无明显关系。

4．角焊缝中的最小焊缝尺寸hfmin1.5t，其中t为 焊件的较大厚度（mm） 。 5．在静力或间接动力荷载作用下，正面角焊缝的强度设计增大系数f＝ 1.22 ；但

6

对直接承受动力荷载的结构，应取f＝ 1.0 。

6．加引弧板施焊的情况下，受压、受剪的对接焊缝，以及受拉的 一级 和二级焊缝，均与母材等强，不需计算；只有受拉的 三级 焊缝才需要计算。 7．构件的长细比是_计算长度与回转半径__之比。

8．实腹式轴心受压构件的稳定性计算中，截面为单轴对称的构件，绕对称轴（设为y轴）应取计及 扭转效应 的换算长细比yz替代y计算值。 9．当荷载作用在梁的 下 翼缘时，梁整体稳定性提高。

10．弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯构件应进行强度、 弯矩作用平面内的整体稳定性 、单肢稳定性、刚度和缀材的计算。

/11．弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件，在弯矩作用平面内的整体稳定计算中，应x和NEx为由对虚轴的 换算长细比 来计算。

12．屋架的外形应考虑在制造简单的条件下尽量与 弯矩图 接近，使弦杆的内力差别较小。

三、简答题（每题5分，共计15分）

2． 化学成分碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响？

答：碳含量增加，强度提高，塑性、韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性。硫使钢热脆，磷使钢冷脆。但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。 2. 简述钢结构连接方法的种类。

答：钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。 3. 格构式构件截面考虑塑性发展吗？

答：格构式构件截面不考虑塑性发展，按边缘屈服准则计算，因为截面中部空心。

四、计算题（共计40分）

1． 验算图1所示直角角焊缝的强度。已知焊缝承受的斜向静力荷载设计值F230kN，

45，偏心e为30mm，角焊缝的焊脚尺寸hf8mm，实际长度l220mm，钢材为

w2

Q235B，焊条为E43型（ff=160N/mm）。（15分）

7

l e θ F

图1

【解】：将F分解为垂直于焊缝和平行于焊缝的分力

NFsinFsin4523022162.6(kN) （1分）

MNe162.60.034.9(kNm) （1分）

N2helw162.6103Nf20.78(22016)71.2(Nmm) （2分）

2Mf6M2helwNf264.9106220.78(22016)63.1(Nmm) （2分）

2fMf71.263.1134.3(Nmm) （1分）

222VFcosFcos452003162.6(kN) （2分）

fVAwff2141.41020.78(22016)71.2(Nmm) （2分）

2()2f(134.31.22)71.222131.1(Nmm)ff160Nmm2w2 （4分）

2．图2（a）所示为一支架，其支柱的压力设计值N1600kN，柱两端铰接，钢材为Q235，容许长细比150。截面无孔眼削弱。支柱选用I56a（f205NmmA135cm,ix22.0cm,iy3.18cm。验算此支柱的承载力。（12分）

22），

8

 0 0.970 0.621 1 0.967 0.614 2 0.963 0.608 3 0.960 0.601 4 0.957 0.594 5 0.953 0.588 6 0.950 0.581 7 0.946 0.575 8 0.943 0.568 9 0.939 0.561 20 90 图2

【解】：因截面无孔眼削弱，可不验算强度。轧制工字形钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行整体稳定和刚度验算。（2分） 长细比 xl0xix600022027.3150 （2分）

yl0yiy300031.894.3150 （2分）

y远大于x，故由y计算得0.592，于是 （2分）

N16001032A0.59213510200.2(Nmm)f205Nmm22（4分）

经验算支柱的整体稳定和刚度都满足要求。

9

3. 图3所示简支梁长6m，采用I36a（f215Nmm2,fv125Nmm2），已知单位长度

得质量为59.9kg/m，梁的自重为59.9×9.8＝587N/m，Ix15760cm4，Wx875cm3，梁上作用恒荷载，荷载密度q=35000N/m，荷载分项系数1.2，tw10mm。Ix/Sx30.7cm，

截面塑性发展系数x1.05，y1.20。试验算此梁的正应力及支座处剪应力。（13分）

q

图3

【解】：梁自重产生的弯矩为： M118m （2分） 5871.263170 N·

2 外荷载在跨中产生的最大弯矩为： M2 总弯矩为： Mx18m （2分） 350001.26189000 N·

21890003170192170 N·m （1分）

验算弯曲正应力： MxxWnx19217010331.0587510209.2N/mm＜f＝215 N/mm（3分）

22

验算支座处最大剪应力： 支座处剪力：

V＝0.5×35000×6＋587×1.2×3＝107113.2 N （2分） 剪应力： VSItw107113.230.7101034.9N/mm＜fv＝125 N/mm （3分）

2

2

10