1、2018年本科土木工程鋼結構形考冊答案作業1作業2選擇題一判斷題選擇題一判斷題在耳 J 丁 P答案1V在耳 J 丁 p答案1D2x1C1V2D3x2C2x3A4X3A3V4C5V4C4V5A6V5B5x6D7X6D6V7A8V7D7x8C9X8B8x9B10V9A9x10B10A10V11A11B12B12C13C13C14D14B15A15D16C16D17A17A18A18A19C19A20D20C作業3作業4選擇題一判斷題r選擇題一判斷題在耳 J 丁 p答案在耳 J 丁 pr答案1A1V1B1x2D2x2A2V3C3V3D3V4A4x4A4V5C5X5D5V6A6X6B6V7D7X7A7

2、V8A8V8A8V9A9V9A9x10C10V10A10V11A11B12B12D13C13A14C14C15B15D16C16B17C17D18A18D19D19A20D20D作業11 .鋼結構的特點有哪些？(1)輕質高強，承載能力大；(2)鋼材材性好，可靠性高;(3)工業化程度高；(4)抗震性能好；(5)氣密、水密性好；(6)易于銹蝕;(7)耐熱性好、耐火性差；(8)綠色環保無污染；2 .通常情況下，結構需滿足哪些基本功能？能承受在正常使用和施工時可能出現的各種作用 ；(2)在正常使用時具有良好的 工作性能；(3)具有足夠的耐久性；(4)在偶然事件發生時及發生后，能保持必需的整 體穩定性。

3、3 .鋼結構的發展趨勢主要體現在哪些方面 ？(1)高性能鋼材的研制與應用；(2)分析理論與分析方法的發展；(3)新型結構形式的 研究與應用；(4)鋼、混凝土組合結構的應用4 .鋼結構的深化設計具體指的是什么？答:深化設計是在設計施工圖之后進行的，根據設計施工圖的平立面布置圖，節點 大樣，按照鋼規的設計要求確定鋼構件的加工尺寸，遵照鋼結構工程施工質量驗 收規范以方便加工制造和現場安裝的原則，確定連接形式，考慮材料的供料尺 寸、運輸能力和現場吊裝能力等條件確定構件的拼接或分段位置。然后，根據制圖標準和加工廠的圖紙表達要求和習慣繪制完整的加工制造圖和現場安裝布置 圖，并提供制造，安裝所需要的各種數據

4、和表格。5 .舉例說明不同化學成分對鋼材性能的影響。答:鋼主要由鐵和碳組成。鐵是鋼材的基本元素，純鐵質軟，在碳素結構鋼中約占 99%;碳和其他元素僅約占1%,但對鋼材的力學性能卻有著決定性的影響。碳含量增加，鋼的強度提高，而塑性、韌性和疲勞強度下降，同時惡化鋼的可焊性 和抗腐蝕性。硫和磷(其中特別是硫)是鋼中的有害成分，會降低鋼材的塑性、韌 性、可焊性和疲勞強度。高溫時，硫使鋼變脆，謂之熱脆；低溫時，磷使鋼變脆，謂之 冷脆。氧和氮都是鋼中的有害雜質，使鋼熱脆；氮使鋼冷脆。硅和鈕是鋼中的有益 元素,都是煉鋼的脫氧劑，使鋼材的強度提高。含量不過高時，對塑性和韌性無顯 著的不良影響。6 .低合金高強

5、度結構鋼與碳素鋼相比具有哪些優點?答:它強度高 ,可減輕自重,節約鋼材,綜合性能好,如抗沖擊性強、耐低溫和腐蝕,有利于延長使用年限。塑性、韌性和可焊性好,有利于加工和施工。7 .簡述溫度變化對鋼材性能的影響。答:鋼材性能隨溫度變動而有所變化?？偟内厔菔?:溫度升高 ,鋼材強度降低,應變增大 ;反之,溫度降低,鋼材強度會略有增加,塑性和韌性卻會降低而變脆。溫度升高 ,約在 250以內鋼材性能沒有很大變化 ,430 540之間強度急劇下降,600時強度很低不能承擔荷載。但在250左右 ,鋼材的強度反而略有提高,同時塑性和韌性均下降,材料有轉脆的傾向 ,鋼材表面氧化膜呈現藍色,稱為藍脆現象。當溫度在

6、260 320時,在應力持續不變的情況下 ,鋼材以很緩慢的速度繼續變形,此種現象稱為徐變。當溫度從常溫開始下降,特別是在負溫度范圍內時,鋼材強度雖有提高,但其塑性和韌性降低,材料逐漸變脆,這種性質稱為低溫冷脆。8 .簡述疲勞斷裂的過程。答:疲勞破壞過程經歷三個階段:裂紋的形成,裂紋的緩慢擴展和最后迅速斷裂。鋼構件在反復荷載作用下,總會在鋼材內部質量薄弱處出現應力集中,個別點上首先出現塑性變形,并硬化而逐漸形成一些微觀裂痕,在往復荷載作用下,裂痕的數量不斷增加并相互連接發展成宏觀裂紋,隨后斷面的有效截面面積減小 ,應力集中現象越來越嚴重,裂紋不斷擴展,最后當鋼材截面削弱到不足以抵抗外荷載時,鋼材

7、突然斷裂。作業 21 .什么是焊縫連接, 其有哪些特點 ?答 :焊縫連接是通過熱熔并加填料的方法完成構件之間的連接,是現代鋼結構連接的主要方法。焊縫連接具有構造簡單、適應性強、自動化程度高、連接剛度大等優點。缺點是焊接降低被焊鋼材的塑性和韌性,焊縫熱熔區易出現微裂紋、焊渣等缺陷 ,焊接過程產生較大的焊接殘余應力 ,從而導致焊縫區和熱熔區容易發生脆斷和疲勞破壞。2 .鋼結構焊接連接構造設計時 ,應符合哪些要求?答:(1)盡量減少焊縫的數量和尺寸;(2)焊縫的布置宜對稱于構件截面的中和軸;(3)節點區留有足夠空間 ,便于焊接操作和焊后檢測 ;(4)采用剛度較小的節點形式,宜避免焊縫密集和雙向、三向

8、相交;(5)焊縫位置避開高應力區;(6)根據不同焊接工藝方法合理選用坡口形狀和尺寸。3 .為什么角焊縫的的焊腳尺寸和長度都不宜過小 ,也不宜過大?答 :角焊縫的焊腳尺寸不宜過小,是因為過小的角焊縫導致焊縫冷卻過快易產生收縮裂紋等缺陷 ;角焊縫的焊腳尺寸不宜太大,是因為太大會導致焊縫燒穿較薄的焊件 ,增加主體金屬的翹曲和焊接殘余應力 ; 長度過小會使桿件局部加熱嚴重,且起弧、落弧坑相距太近,加上一些可能產生的缺陷,使焊縫不夠可靠;角焊縫 (側面 )應力沿長度方向分布不均勻 ,兩端大 , 中間小,焊縫越長其差別也越大,太長時角焊縫(側面)兩端應力可先達到極限而破壞,此時焊縫中部還未充分發揮其承載力

9、,這種應力分布的不均勻性,對承受動力荷載的構件更加不利。4 、 .抗剪型螺栓連接達到極限承載力時,可能出現破壞形式有哪些?答:(1)螺桿剪切破壞;(2)鋼板孔壁擠壓破壞;(3)構件本身由于截面開孔削弱過多而被拉斷;(4)由于鋼板端部螺栓孔端距太小而被剪壞;(5)由于鋼板太厚,螺栓桿直徑太小,發生螺栓桿彎曲破壞。作業 31 .何謂理想軸心受壓構件?答 :所謂理想軸心受壓構件,是指符合以下假定條件的受壓構件:(1)桿件為等截面直桿(無初彎曲);(2)荷載沿桿件形心軸作用(無初偏心 );(3)桿件受荷載之前沒有初始應力;(4)材料勻質 ,各向同性 ,符合虎克定律。2 .實腹式軸心受壓構件截面形式的選

10、擇,應遵循哪些原則 ?實腹式軸心受壓構件一般采用雙軸對稱截面,以避免彎扭失穩,具體的原則主要有(1)寬肢薄壁: 截面面積的分布應盡量開展,以增加截面的慣性矩和回轉半徑,提高它的整體穩定性和剛度;(2)等穩定性:使兩個主軸方向的穩定系數(長細比)大致相等 ,這樣穩定承載力基本接近,以充分發揮截面的承載能力;(3)便于與其他構件進行連接;(4)盡可能構造簡單,制造省工,取材方便3 、 .軸心受壓柱腳應滿足哪些要求?(1)設計底板大小要滿足基礎混凝土的抗壓強度及邊緣構造要求;(2)底板厚度要滿足雙向板 (四邊或三邊支承)的抗彎要求;(3)靴梁要滿足抗彎要求;(4)靴梁和柱、靴梁和底板的焊縫連接要滿足

11、強度要求;(5)柱腳設計要便于靴梁焊接。4 、 6.計算格構式軸心受壓構件繞虛軸的整體穩定時,為什么采用換算長細比?答 :格構式軸心受壓構件,當繞虛軸失穩時,因肢件之間并不是連續的板而只是每隔一定距離用綴條或綴板聯系起來,構件的剪切變形較大,剪力造成的附加影響不能忽略。因此,采用換算長細比來考慮綴材剪切變形對格構式軸心受壓構件繞虛軸的穩定承載力的影響。作業 41 .在處理梁的整體穩定性問題時, 有哪些假定?(1)彎矩作用在最大剛度平面,屈曲時鋼梁處于彈性階段;(2)梁端為夾支座(只能繞x、 y 軸轉動,不能繞z 軸轉動,只能自由撓曲,不能扭轉 );(3)梁變形后,力偶矩與原來的方向平行(即小變

12、形) 。2 .簡述型鋼梁設計的步驟。答:(1)統計荷載,確定構件內力(最大彎矩、剪力);(2)選擇截面形式(工字鋼,槽鋼,H型鋼等);(3)按照抗彎強度或整體穩定確定截面抵抗矩;(4)查型鋼表選擇型鋼號;(5)驗算構件的強度、整體穩定性和撓度;(6)調整截面尺寸。3 .偏心受力構件的設計要點有哪些?答 :設計偏心受拉構件時,應同時滿足承載力極限狀態和正常使用極限狀態。承載力極限狀態的驗算包括強度和穩定,偏心受拉構件只有強度問題 ,偏心受壓構件則應同時滿足強度和穩定要求。此外,實腹式構件還必須保證組成板件的局部穩定,格構式構件還必須保證單肢穩定;正常使用極限狀態則通過限制長細比來保證,但應注意

13、,當桿件以受彎為主,軸力較小,或有其它需要時,也需計算拉彎或壓彎構件的撓度或變形,使其不超過容許值。4 .框架柱計算長度系數確定時，采取了哪些假定？答:(1)材料是線彈性的；(2)框架只承受作用在節點上的豎向荷載；(3)框架中的所有 柱子是同時喪失穩定的，即各柱同時達到其臨界荷載；(4)當柱子開始失穩時，相交 于同一節點的橫梁對柱子提供的約束彎矩，按上、下柱子的線剛度之比分配給柱 子;(5)在無側移失穩時，橫梁兩端的轉角大小相等方向相反；在有側移失穩時，橫梁 兩端的轉角不但大小相等而且方向亦相同。作業2計算題(P12)解:將F分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力解：將F分解為垂直于惇縫和吊亍于悍

14、建的分力N二尸向8工尸立«T =150x3 二129_Af =X-g= 129.9x0_02=2_6(«A m)2x0.7x8x(155-16)123.9x10"6x26x102xQi7x8x (15516):jfp =83 4-r72 1 =155_5(JV/mffl3)Fxicr+48J2 =1363(W朗加)式 /? = ISOX/mm*直篇目悍蜜的強度福足要求作業#計算題（P24）人二2(4 十 /T) = 2X (218 卜 40 < 15.P)=20660.8c/= 16.07c.804 二 84。 7 16,07&一 遮；十三二J52于+24: 57.57.外=0.82潘，三要求0.82x8000x215-141O.1fcV > lOOOfcV解：（:）計耳思彎矩裂自重產生的專柜為：M = L517Kl2K6：=1792、中 8外有載荏陵工產生的最大彎肋：1 .=129700x1.2x6- =133650 > m. g息杳矩為:M£ = 133650+ 2792