(完整版)鋼結構期末考試題(含答案)一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.鋼結構用鋼材的主要力學性能指標中，作為設計依據的是（）A.抗拉強度fuB.屈服強度fyC.伸長率δ5D.沖擊韌性Ak2.下列哪種因素不會顯著降低鋼材的疲勞強度（）A.應力集中B.荷載循環(huán)次數C.鋼材強度等級D.環(huán)境溫度3.普通螺栓受剪連接中，最可能發(fā)生的破壞形式是（）A.螺桿被剪斷B.板件被拉斷C.螺桿彎曲變形D.孔壁承壓破壞4.摩擦型高強度螺栓連接的承載力主要取決于（）A.螺栓強度B.板件接觸面的摩擦系數C.螺栓預拉力D.板件厚度5.焊接殘余應力對構件的（）無影響A.靜力強度B.剛度C.穩(wěn)定性D.疲勞強度6.工字形截面簡支梁在跨中受集中荷載作用時，整體失穩(wěn)的形式為（）A.彎曲失穩(wěn)B.扭轉失穩(wěn)C.彎扭失穩(wěn)D.局部失穩(wěn)7.計算梁的抗彎強度時，塑性發(fā)展系數γx的取值與（）有關A.荷載類型B.截面形式C.鋼材強度D.梁的跨度8.軸心受壓構件的穩(wěn)定系數φ與（）直接相關A.構件長度B.截面回轉半徑C.長細比λD.鋼材屈服強度9.格構式軸心受壓構件繞虛軸的穩(wěn)定計算需采用換算長細比，其目的是（）A.考慮綴材的變形影響B(tài).簡化計算C.提高安全度D.考慮截面不對稱10.梯形鋼屋架受壓弦桿的合理截面形式是（）A.等肢角鋼組成的T形截面B.不等肢角鋼短肢相并的T形截面C.不等肢角鋼長肢相并的T形截面D.雙等肢角鋼組成的十字形截面11.下列哪種情況不需要驗算梁的局部穩(wěn)定（）A.軋制工字鋼B.焊接工字形截面，且翼緣寬厚比≤13√(235/fy)C.焊接工字形截面，且腹板高厚比≤80√(235/fy)D.組合梁設置加勁肋12.鋼結構中，應力集中最嚴重的連接方式是（）A.普通螺栓連接B.摩擦型高強螺栓連接C.對接焊縫（無缺陷）D.角焊縫（直角邊連接）13.驗算軸心受壓構件的剛度時，需控制（）A.最大長細比≤容許長細比B.最小長細比≤容許長細比C.平均長細比≤容許長細比D.換算長細比≤容許長細比14.受拉螺栓連接中，當板件間有支托傳遞剪力時，螺栓僅承受（）A.拉力B.剪力C.拉力和剪力D.彎矩15.鋼框架結構中，梁柱節(jié)點采用剛接時，梁端需驗算（）A.螺栓受剪承載力B.焊縫受拉承載力C.節(jié)點域抗剪強度D.梁端抗彎強度二、填空題（每空1分，共20分）1.鋼材的塑性指標通常用__________表示，韌性指標用__________表示。2.普通螺栓連接按受力方式可分為__________、__________和__________三種類型。3.角焊縫的計算厚度hf為__________，當兩焊腳尺寸不等時，取__________。4.梁的整體穩(wěn)定系數φb≥0.6時，需用__________代替φb，以考慮__________的影響。5.軸心受壓構件的局部穩(wěn)定驗算原則是__________，防止__________先于整體失穩(wěn)發(fā)生。6.鋼桁架的節(jié)點設計中，弦桿與腹桿的間距應≥__________mm，以便施焊；節(jié)點板的厚度一般由__________腹桿的內力決定。7.鋼材的冷作硬化會提高__________，但降低__________。8.受彎構件的撓度驗算屬于__________極限狀態(tài)，需采用__________荷載進行計算。9.格構式柱的綴條設計時，需計算綴條的__________和__________。10.鋼結構的防腐方法主要有__________和__________。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述鋼材發(fā)生脆性破壞的主要原因及預防措施。2.比較摩擦型高強螺栓與承壓型高強螺栓在傳力機制、承載力計算及應用場合上的區(qū)別。3.工字形截面梁的整體穩(wěn)定受哪些因素影響？設計中如何保證其整體穩(wěn)定？4.軸心受壓構件的長細比λ對其穩(wěn)定性有何影響？當λ較大時，構件可能發(fā)生哪種失穩(wěn)形式？5.簡述焊接殘余應力對鋼結構性能的影響（至少列出4點）。四、計算題（共20分）1.（8分）某雙蓋板普通螺栓連接節(jié)點，鋼材為Q235B（fy=235N/mm2，fu=375N/mm2），螺栓為C級M20（d=20mm，d0=21.5mm），螺栓抗剪承載力設計值Nvb=130kN，承壓承載力設計值Ncb=305kN。連接板厚度t=10mm，蓋板厚度t1=8mm×2。連接承受軸心拉力設計值N=600kN，試確定所需螺栓數量（排列方式為并列，螺栓線距滿足構造要求）。2.（12分）某焊接工字形截面簡支梁，跨度L=6m，承受均布荷載設計值q=40kN/m（含自重），鋼材為Q345（fy=345N/mm2）。梁截面尺寸：翼緣b×t=200mm×12mm，腹板h0×tw=400mm×8mm。驗算梁的抗彎強度、抗剪強度及整體穩(wěn)定性（已知：γx=1.05，φb=0.85，Wnx=1.0×106mm3，Ix=1.2×108mm?，Sx=6.5×105mm3）。參考答案一、單項選擇題1.B2.D3.A4.C5.A6.C7.B8.C9.A10.B11.A12.D13.A14.A15.C二、填空題1.伸長率（δ5或δ10）；沖擊韌性（Ak或沖擊功）2.受剪連接；受拉連接；拉剪連接3.0.7hf（hf為焊腳尺寸）；較小焊腳尺寸的0.7倍4.φb'（修正后的穩(wěn)定系數）；梁進入彈塑性階段5.局部失穩(wěn)臨界應力≥整體失穩(wěn)臨界應力；局部失穩(wěn)6.10；受力最大的7.抗拉強度（或屈服強度）；塑性（或韌性）8.正常使用；標準值9.軸力；穩(wěn)定性10.涂層法；熱浸鍍鋅法三、簡答題1.脆性破壞原因：鋼材材質差（如硫、磷含量高）、低溫環(huán)境、應力集中、沖擊荷載、厚板效應等。預防措施：選用塑性好的鋼材（如Q235、Q345），避免應力集中（優(yōu)化節(jié)點設計），控制加工缺陷（如焊接質量），避免低溫下受沖擊荷載，限制板厚等。2.傳力機制：摩擦型靠板件間摩擦力傳力，承壓型靠螺栓抗剪和孔壁承壓傳力。承載力計算：摩擦型按Nv=0.9nfμP，承壓型按Nv=min{Nvb,Ncb}。應用場合：摩擦型用于直接承受動力荷載或對變形敏感的結構（如吊車梁）；承壓型用于承受靜力荷載或間接動力荷載的結構（如一般屋架）。3.影響因素：梁的側向抗彎剛度（EIy）、抗扭剛度（GIt）、受壓翼緣自由長度（l1）、荷載類型及作用位置（上翼緣比下翼緣更易失穩(wěn)）。保證措施：增加側向支撐（減小l1）、增大截面?zhèn)认虺叽纾ㄈ缂訉捯砭墸?、設置隅撐、當l1/b1≤13（Q235）時可不驗算整體穩(wěn)定。4.長細比λ越大，構件整體穩(wěn)定承載力越低（φ越小）。當λ較大時（彈性階段），構件可能發(fā)生彈性失穩(wěn)（歐拉屈曲）；當λ較小時（彈塑性階段），發(fā)生彈塑性失穩(wěn)。5.影響：降低構件剛度（殘余壓應力區(qū)提前進入塑性）、降低壓桿穩(wěn)定性（殘余壓應力使有效截面減小）、增加低溫冷脆傾向、對疲勞強度不利（殘余拉應力與外荷載疊加）、對靜力強度無影響（塑性材料可重分布）。四、計算題1.解：（1）單個螺栓受剪承載力Nvb=130kN（雙剪，C級螺栓）（2）單個螺栓承壓承載力Ncb=dt∑fcb=20×10×305/1000=61kN（連接板厚度t=10mm<2×8=16mm，取t=10mm）（3）取Nvmin=min{130,61}=61kN（4）所需螺栓數量n≥N/Nvmin=600/61≈9.84，取n=10個。2.解：（1）抗彎強度驗算：跨中彎矩Mmax=qL2/8=40×62/8=180kN·mσ=Mmax/(γxWnx)=180×10?/(1.05×1.0×10?)=171.4N/mm2≤345N/mm2（滿足）（2）抗剪強度