1、院、系領導審批并簽名 A卷廣州大學 20102011 學年第 1 學期考試卷課程 鋼結構設計原理 考試形式（開卷，考試）學院 土木工程 系 建工 專業 班級 學號 姓名_ 題次一二三四五六七八九十總分評卷人分數10105101040 15100評分一、 選擇題：（每題1分，共10分）1. 承重結構用鋼材應保證的基本力學性能內容應是（ c ） a抗拉強度、伸長率 b抗拉強度、屈服強度、冷彎性能 c抗拉強度、屈服強度、伸長率 d屈服強度、伸長率、冷彎性能2. 鋼材牌號Q235、Q345、Q390是根據材料的_a_進行命名。 a 屈服點 b 設計強度 c 標準強度 d 含碳量3. 在鋼材所含化學元素

2、中，均為有害雜質的一組是_ c _。 a 碳 磷 硅 b 硫 磷 錳 c 硫 氧 氮 d 碳 錳 礬4軸心壓桿整體穩定公式的意義為_d_。 a 截面平均應力不超過材料的強度設計值； b 截面最大應力不超過材料的強度設計值； c 截面平均應力不超過構件的歐拉臨界應力值； d 構件軸心壓力設計值不超過構件穩定極限承載力設計值。5. 為提高梁的整體穩定性，從用鋼量的角度，經濟的做法是（ d ） a加強兩個翼緣 b加強受拉翼緣 c 加高腹板 d受壓翼緣設側向支承 6. 摩擦型高強度螺栓連接與承壓型高強度螺栓連接的主要區別是_d_。 a 摩擦面處理不同 b 材料不同 c 預拉力不同 d 設計計算不同7單

3、向受彎梁整體失穩的方式是（ d ）。 a彎曲失穩 b扭轉失穩 c剪切失穩 d彎扭失穩8. 計算梁的（ a ）時，應該采用凈截面的幾何參數。 a正應力 b剪應力 c整體穩定 d局部穩定9. 下列梁不必驗算整體穩定的是（ d ） a焊接工字形截面 b 箱形截面梁 c型鋼梁 d有剛性鋪板的梁 10. 格構軸心受壓柱設置橫隔的目的是( d )a保證柱截面幾何形狀不變 b 提高柱抗扭剛度 c傳遞必要的剪力 d 上述三種都是二、填空題：（每空1分，共10分）1焊縫缺陷有多種，其中_裂 紋_對焊縫受力的危害最大。2硫和磷是鋼材中的有害成分，它們降低鋼材的強度、塑性、韌性和可焊性能。在高溫時，含硫量過大能引起

4、鋼材的_熱 脆_；在低溫時，含磷量過大引起鋼材的_冷脆_。3當構件軸心受壓時，對于雙軸對稱截面，可能產生 彎曲屈曲 ；對于無對稱軸的截面，可能產生 彎扭屈曲 ；對于單軸對稱截面，則可能產生 彎扭屈曲 。4角焊縫的最小計算長度不得小于_8hf 和_40mm 。5. 普通螺栓是通過_栓桿抗剪和板件孔壁承壓_來傳力的;摩擦型高強螺栓是通過_擰緊螺栓而產生的連接件間的摩擦力_來傳力的。三、判斷題：（正確的填“Y”，錯誤的填“N”；每題1分，共5分）1.鋼材的沖擊韌性值越大,表示鋼材抵抗脆性斷裂的能力越弱。 ( N )2.荷載作用在上翼緣的梁較荷載作用在下翼緣的梁整體穩定承載小。 ( Y )3.當其他條

5、件不變時，減少梁受壓翼緣的自由長度，可提高梁的整體穩定性。 ( Y )4. 對于摩擦型高強螺栓的抗剪連接，應進行螺栓抗剪和構件抗擠壓的計算。 ( N )5兩根幾何尺寸完全相同的壓彎構件，一根端彎矩使之產生反向曲率，一根產生同向曲率，則前者的穩定性比后者的差。 ( N )四、名詞解釋：（每題2.5分，共10分）1疲勞破壞鋼材在循環荷載作用下，經歷一定時間的損傷積累，構件和連接部位出現裂紋，直到最后斷裂破壞,稱為疲勞破壞。 2應力集中實際上鋼結構構件中存在著孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材內部缺陷，此時構件中的應力分布將不再保持均勻，而是在某些區域產生局部高峰應力，在另外一些區域則應力降低，

6、形成應力集中。3實際軸心受壓構件由于構造、施工和加載等方面的原因，可能產生一定程度的偶然初偏心。初彎曲和初偏心統稱為幾何缺陷。有幾何缺陷的的軸心受壓構件，其側向撓度從加載開始就會不斷增加，因此構件除軸心作用外，還存在因構件彎曲產生的彎矩，從而降低了構件的穩定承載力。4梁的整體失穩 梁在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使梁猶如受壓構件和受拉構件的組合體。對于受壓的上翼緣可延剛度較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩定的受拉下翼緣對其提供了此方向連續的抗彎和抗剪約束，使它不可能在這個方向上發生屈曲。當外荷載產生的翼緣壓力達到一定的值時，翼緣板只能繞自身的強軸發生平面內的屈曲，對整個梁來說上翼緣發

7、生了側向位移，同時帶動相連的腹板和下翼緣發生側向位移并伴有整個截面的扭轉，這時稱梁發生了整體的失穩。五、簡答題：（ 每題2.5，共10分）1得分在選用鋼材時應考慮哪些因素？ （1）結構的重要性；（2）荷載情況；（3）連接方法；（4）結構所處的溫度和環境；（5）鋼材厚度。2影響梁的整體穩定的主要因素有哪些？ （1）梁的抗彎剛度；（2）梁的抗扭剛度；（3）端部約束條件；（4）受壓翼緣的自由長度；（5）截面形式。3焊接殘余應力對結構有哪些不利影響？ （1）對靜力強度無影響；（2）降低結構的剛度；（3）降低結構的穩定承載力；（4）使結構易產生低溫冷脆；（5）降低結構的疲勞強度。4.格構軸心受壓柱繞虛軸

8、的穩定設計為什么要采用換算長細比？寫出換算長細比的公式。1) 格構式軸心受壓柱當繞虛軸失穩時，剪力主要由綴材分擔，2) 柱的剪切變形較大，剪力造成的附加撓曲影響不能忽略，故對虛軸的失穩計算，3) 常以加大長細比的辦法來考慮剪切變形的影響，加大后的長細比稱為換算長細比。4)雙肢綴條式柱的換算長細比的計算公式：5)雙肢綴板式柱的換算長細比的計算公式：六、計算題：（任選4題，每題10分，共40分）1、圖示角焊縫連接，承受外力的靜載，沒有采用引弧板，驗算該連接的承載力。解： 圖示角焊縫連接承載力滿足要求。2、驗算圖示普通螺栓連接時的強度，已知螺栓直徑，C級螺栓，螺栓和構件材料為Q235，外力設計值，。

9、解：螺栓群受到剪力和彎矩的聯合作用：受力最大的螺栓所受的剪力和拉力分別是： 單個螺栓的承載力設計值為： 該圖示摩擦型高強螺栓群連接節點的強度滿足要求。 3.試驗算圖示摩擦型高強螺栓群連接節點的強度（不需驗算連接板的強度）是否滿足鋼結構設計規范（GB50017-2003）要求。圖中荷載為靜力荷載設計值，高強螺栓采用10.9級M20（孔=21.5mm），被連接板件鋼材Q235-A F，板件摩擦面間作噴砂處理。 解：螺栓群受到剪力和彎矩的聯合作用：， 圖示摩擦型高強螺栓群連接節點的強度符合要求。4.某實腹式實際軸心受壓柱截面如圖所示，承受軸向壓力設計值為3500kN，該柱計算長度，截面為焊接組合工字

10、型截面，翼緣邊為剪切邊，鋼材采用Q235鋼，試驗算該實腹式軸心受壓柱的整體穩定與局部穩定是否滿足鋼結構設計規范（GB50017-2003）要求。解：（）驗算整體穩定性對x軸b類截面，對y軸為c類截面，查表得： 整體穩定不滿足要求。（）驗算局部穩定局部穩定滿足要求。5.如圖示某簡支梁，不計自重，Q235鋼，密鋪板牢固連接于上翼緣，均布荷載設計值為50kN/m。問該梁的抗彎強度及剛度是否滿足鋼結構設計規范（GB50017-2003）要求。解：1.正應力強度驗算梁的跨中最大彎矩為： (2分)所以正應力強度滿足要求。2.剛度驗算 剛度滿足要求。七、構造作圖題：（15分）試畫出一帶靴梁的平板式鉸接柱腳構

11、造（按比例繪制）；并用文字說明軸向受壓柱柱腳的計算步驟；從柱頭處開始敘述實腹式軸心受壓柱的傳力路徑。 答： （1）畫出以上兩種中的一種或者與符合題意的圖形均可，見下圖。（2）計算步驟： 1）底板的計算（底板面積和厚度）；2）靴梁的計算；3）隔板與肋板的計算；4）錨栓的設置。 具體計算步驟如下：1. 底板的計算底板面積的計算公式：式中，L、B為底板的長度和寬度，N為軸心壓力，為混凝土強度設計值，為錨栓孔的面積。底板的寬度：B=，式中，為截面的寬度和高度，為靴梁厚度，為底板懸臂部分的寬度，錨栓直接常用2024。底板的長度為 .底板的平面尺寸L、B應取整數。根據柱腳的構造形式，可以取L與B大致相同。底板的厚度由板的抗彎剛度決定。四邊支撐板：三邊支撐與兩相鄰邊支撐板：一邊支撐板2. 底板的厚度取各個區隔板中的最大彎矩來確定板的厚度：底板的厚度通常取2040mm.，最薄一般不得小于14m