鋼結構基本原理題庫 選擇題

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2. 規(guī)范對鋼材的分組是根據(jù)鋼材的（ D ）確定的。 A： ? 鋼種； ? ?B：鋼號； ? ? C：橫戴面積的大??； ? ?D：厚度與直徑 3. 鋼材在復雜應力狀態(tài)下的屈服條件是由(D)等于單向拉伸時的屈服點決定的。 A： ? ?最大主拉應力； ? ?B：最大剪應力 ? ； ? ? C：最大主壓應力； ? ?D：極限強度折算應力4. 某構件發(fā)生了脆性破壞，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)在破壞時構件內(nèi)存在下列問題，但可以肯定其中（D）對該破壞無直接影響。 A： ? ?鋼材的屈服點過低； ? ?B：構件的荷載增加速度過快 ? ； ? ? C：存在冷加工硬化 ； ? ?D：構件有構造原因引起的應力集中 5. 應力集中愈嚴重，鋼材也就變得愈脆，這是因為(B) A：應力集中降低了材料的屈服點 ； ? ?B：應力集中產(chǎn)生同號應力場，使塑性變形受到約束 ? ； ? ? C：應力集中處的應力比平均應力高 ； ? ?D：應力集中降低了鋼材的抗拉強度 ? 6. 某元素嚴重降低鋼材的塑、韌性，特別是在溫度較低時促使鋼材變脆。該元素是(B)。 A：硫 ?； ? ?B：磷 ? ； ? ? C：碳； ? ?D：錳 7. 最易產(chǎn)生脆性破壞的應力狀態(tài)是(B)。 A：單向壓應力狀態(tài) ? ； ? ?B：三向拉應力狀態(tài) ? ； ? ? C：二向拉一向壓的應力狀態(tài)； ? ?D：單向拉應力狀態(tài) 8. 進行疲勞驗算時，計算部分的設計應力幅應按(A) A：標準荷載計算 ； ? ?B：設計荷載計算 ?； ? ? C：考慮動力系數(shù)的標準荷載計算 ； ? ?D：考慮動力系數(shù)的設計荷載計算 ?

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10．格構式軸心壓桿中的綴條應該按照（B）計算。 A．軸心受拉構件 ? ? ? B． ?軸心受壓構件 ? ?C． ?受彎構件 ? ? D． ?偏心受力構件 11．《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）中，確定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定系數(shù)的柱子曲線有（D）條。

A．1 ? ? ? B． ?2 ? ?C． ?3 ? ? D． ?4 12．單軸對稱的軸心受壓構件繞對稱軸的失穩(wěn)形式為（B），計算時采用考慮扭轉效應的換算長細比。 A．彎曲失穩(wěn) ? ? ? B． ?扭轉失穩(wěn) ? ?C． ?彎扭失穩(wěn) ? ? D． ?與繞非對稱軸一樣 13．計算格構式軸心壓桿繞虛軸的整體穩(wěn)定時，采用換算長細比的原因是（B）。 A．扭轉效應的影響 ? ? ?B． ?剪切變形的影響 ? ?C． ?局部失穩(wěn)的影響 ? ? D． 附加彎矩的影響 14．軸心受力構件的計算長度與以下哪個因素有關？（B） A．桿件的截面形狀 ? ? ? B． ?桿件的端部支承情況 ? ?C． ?桿件的受力情況 ? ? D． ?桿件的截面剛度 15．確定軸心受壓實腹柱腹板和翼緣寬厚比限值的原則是（A） A.等穩(wěn)定原則 ? ? ?B. 邊緣屈服準則 ? ? C.等強度原則 ? ? ?D.等剛度原則 16．軸心受壓構件計算強度和整體穩(wěn)定時，截面積如何取值（B）。 A.強度用毛截面積，穩(wěn)定用凈截面積 ? ? ? ? ? ? B. 強度用凈截面積，穩(wěn)定用毛截面積 C.都用毛截面積 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? D. 都用凈截面積

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20．上題中，桿件的整體穩(wěn)定應力計算值、翼緣板的容許寬厚比、腹板的容許高厚比分別為（B）。 A．149Mpa , 13, ?40 ? ? ?B． ?170Mpa, ?15.725, ? 53.625 C．224.6Mpa, ?18.98, ? 69.91 ? ? D．577Mpa, ?20, ?75 簡答題：1結構鋼需要具備力學性能有哪些？（1）強度（2）塑性（3）冷彎性能（4）沖擊韌性（5）可焊性（6）耐久性2影響結構鋼力學性能的因素有哪些？（1）、化學成分（2）、冶金缺陷（3）、鋼材硬化（4）、溫度影響（5）、應力集中（6）、反復荷載作用。3鋼材有幾種基本破壞形式？試述各自的破壞特征和微觀實質（1）塑性破壞，特征：破壞歷時長，材料變形大，破壞斷口參差不齊，色暗，因晶體在剪切之下相互滑移呈纖維狀；微觀實質：鐵素體晶粒被剪切。 （2）脆性破壞，特征：破壞發(fā)生突然、無預兆，材料變形小，破壞斷口平齊，晶粒往往在一個面斷裂而呈光澤晶粒狀；微觀實質：鐵素體晶粒被拉斷。4請簡述疲勞破壞產(chǎn)生的條件、疲勞斷裂過程？鋼材在反復荷載作用下、“低應力狀態(tài)”下的破壞現(xiàn)象；斷裂過程：微觀裂紋形成（本身具有、高應力區(qū)形成）、裂紋緩慢擴展（裂縫擴展，應力集中嚴重）、最后迅速斷裂（截面消弱過多，發(fā)生脆性斷裂。5選擇鋼材時應考慮的因素有哪些？（1）結構或構件的類型與重要性。（2）荷載性質。（3）連接方法。（4）結構所處的工作條件（5）結構形式與鋼材的厚度（6）結構受力性質6舉例說明鋼構件截面產(chǎn)生應力集中的原因，舉例說明工程中減小應力集中程度的構造措施？原因：構件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突變時，應力不均勻，力線變曲折。說明：通過構造措施最大限度減少應力集中程度。6從功能上分類，連接有哪幾種基本類型？（1）受力性連接（2）綴連性連接（3）支撐性連接7焊縫有兩種基本類型—對接坡口焊縫和貼角焊縫，二者在施工、受力、適用范圍上各有哪些特點？（1）對接焊縫，施工時必須焊透，焊縫材料將被焊件“融”成一體，對厚度較大的構件，施焊前焊口需開坡，以保證焊透。優(yōu)點：省鋼材、應力集中程度低，焊縫質量高，耐疲勞性能好；缺點：焊件尺寸精度和焊接工藝要求高。 （2）角焊縫：不要求焊透，焊縫材料將被焊件粘在一起。優(yōu)點，焊件尺寸、焊接工藝要求低，適應性強，焊縫中所占比例80%；缺點，應力集中程度高，受力條件差；疲勞強度低，不能直接承受動載。8 對接接頭連接需使用對接焊縫，角接接頭連接需采用角焊縫，這么說對嗎？不對，因為同一類型的接頭可以兩種焊縫來實現(xiàn)。9 hf和lw相同時，吊車梁上的焊縫采用正面角焊縫比采用側面角焊縫承載力高？對，側面角焊縫主要承受剪力，強度相對較低，塑性性能較好，因外力通過焊縫時發(fā)生彎折，故剪應力沿焊縫長度分布不均勻，兩端大中間小。10為何對角焊縫焊腳尺寸有最大和最小取值的限制？對側面角焊縫的長度有何要求？為什么？側焊縫計算長度限制：8hf ≤lw1 ≤60hf (靜載、間接動荷載) ?8hf ≤lw1 ≤40hf (動荷載) ?過短：局部加熱嚴重，且起落弧坑相距太近，加之可能的缺陷，焊接不牢靠。過長：兩端先破壞，中間焊縫未發(fā)揮作用。11 ?簡述焊接殘余應力產(chǎn)生的實質，其最大分布特點是什么？實質，施焊時，焊縫及熱影響區(qū)的熱膨脹因周邊材料的約束而被塑性壓縮。分布特點：（1）任意方向的殘余應力在任意截面上的積分為零，（2）在垂直焊縫截面上，焊縫截面及熱影響區(qū)存在的殘余應力，約束區(qū)存在壓應力。（3）平行焊縫截面上，焊接殘余應力與施焊順序相關，分布復雜。12 ?畫出焊接H形截面和焊接箱形截面的焊接殘余應力分布圖。

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13 ?貼角焊縫中，何為端焊縫？何為側焊縫？二者破壞截面上的應力性質有何區(qū)別？側焊縫： 平行受力方向的焊縫；特點：受剪應力作用，塑性好，強度偏低，約為端焊縫強度的75％。兩端大、中間小，焊縫越長，分布越不均勻。 端焊縫： 垂直受力方向的焊縫；特點：應力狀態(tài)比較復雜，即非剪應力，亦非正應力，是介于二者之間的一種應力。因含有正應力成份，端焊縫比側焊縫強度高，但相對較脆 14 規(guī)范規(guī)定：側焊縫的計算長度不得大于焊腳尺寸的某個倍數(shù)，原因何在？規(guī)范同時有焊縫最小尺寸的規(guī)定，原因何在？側焊縫計算長度限制：8hf ≤lw1 ≤60hf (靜載、間接動荷載) ?8hf ≤lw1 ≤40hf (動荷載) ?過短：局部加熱嚴重，且起落弧坑相距太近，加之可能的缺陷，焊接不牢靠。過長：兩端先破壞，中間焊縫未發(fā)揮作用。 15 ?規(guī)范禁止3條相互垂直的焊縫相交，為什么。答：由于焊縫中存在三向應力，阻礙了塑性變形，在低溫下使裂縫易發(fā)生和發(fā)展，加速構件的脆性破壞。16 ?舉3～5例說明焊接設計中減小應力集中的構造措施。答：設計上的措施：焊接位置的安排要合理、焊縫尺寸要適當、焊縫的數(shù)量宜少、應盡量避免兩條或三條焊縫垂直交叉、盡量避免在母材厚度方向的收縮應力；施工工藝的措施：采用合理的施焊次序、采用反變形、對于小尺寸焊件，焊前預熱，焊后回火加熱至600℃左右，然后緩慢冷卻，可以消除焊接應力的和焊接變形，也可采用剛性固定法將構件加以固定來限制焊接變形，但卻增加了焊接殘余應力。17 簡述連接設計中等強度法和內(nèi)力法的含義。18 ?對接焊接時為什么采用引弧板？不用引弧板時如何考慮？在哪些情況下不需計算對接焊縫？答：在焊縫的起滅弧處常會出現(xiàn)弧坑等缺陷，這些缺陷對承載力影響極大，故焊接時一般應設置引弧板和引出板，焊后將他割掉；對受靜力荷載的結構設置引?。ǔ觯┌逵欣щy時，允許 不設置引?。ǔ觯┌?，此時，可令焊縫計算長度等于實際長度減2t，t為較薄焊件厚度；實驗證明焊接缺陷對受壓受剪的對接焊縫影響不大，故可認為受壓受剪的對接焊縫與母材強度相等，但受拉的對接焊縫對缺陷甚為敏感，由于一二級檢驗的焊縫與母材強度相等，故只要三級檢驗的焊縫才需進行抗拉強度驗算。19 焊縫質量檢驗是如何分級的？答：《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質量要求分為一級、二級和三級。三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質量標準；一級、二級焊縫則除外觀檢查外，還要求一定數(shù)量的超聲波檢驗并符合相應級別的質量標準。焊縫質量的外觀檢驗檢查外觀缺陷和幾何尺寸，內(nèi)部無損檢驗檢查內(nèi)部缺陷。

20 ?試判斷下圖所示牛腿對接焊縫的最危險點

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危險點是2點21普通螺栓、摩擦型高強度螺栓、承壓型高強度螺栓受剪型連接的傳力機理是什么？答;

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1、摩擦傳力的彈性階段（0-1段），2、滑移階段（1-2段），3、栓桿直接傳力的彈性階段（2-3段），4、彈塑性階段（3-4段）22普通螺栓群的單栓抗剪承載力設計值在什么條件下需要進行折減？為什么折減？怎樣折減？（要求繪出接頭構造及折減曲線）。答：當L〉15d時連接工作進入彈塑性階段后各螺桿所受內(nèi)里也不均勻，端部螺桿首先達到極限強度而破壞，隨后由外向內(nèi)依次破壞。

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23普通螺栓群受偏心力作用時的受拉螺栓計算應怎樣區(qū)分大、小偏心情況？答：螺桿群所受外力不在螺桿群的中心線上，就是偏心力。第一種情況小偏心受拉所有螺桿均承受拉力作用，端板與柱翼有分離趨勢，而彎矩M則引起以螺栓群形心O處水平軸為中和軸的三角形應力分布，使上部螺桿受拉，下部螺桿受壓，疊加后全部螺桿受拉力。第二重情況大偏心受拉，當偏心距e較大時，即e〉 ? ? 受力圖則端板底部出現(xiàn)受壓區(qū)

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24為什么要控制高強度螺栓的預拉力，其設計值是怎樣確定的？答：1、螺栓本身的抗拉強度有限，如果施加預應力過大那么螺栓自身會變形。2、在高預應力下螺栓會蠕編導致應力下降，如果采用過高的預應力計算，可導致預應力下降后應力不足，構件實際卻失效。其設計值考慮：1、材料不均勻性折減系數(shù)。2、防止施工時超長拉導致螺桿破壞折減系數(shù)。3、考慮擰緊螺帽時，螺栓干上產(chǎn)生的剪力 。4、附加安全系數(shù)25螺栓群在扭矩作用下，在彈性受力階段受力最大的螺栓其內(nèi)力值是在什么假定條件下求得的？答：1、普通螺栓群假定連接板件絕對剛性，螺栓為彈性；螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處，各螺栓所受拉力與其中和軸的距離成正比2、由于高強螺栓的抗拉承載力一般總小于其預拉應力，故在彎矩作用下，連接板件接觸面始終處于緊密接觸狀態(tài)，彈性性能好，可認為是一個整體，所以假定連接的中和軸與螺栓軸型心軸重合，最外側螺栓受力最大，在偏心力作用下26摩擦型高強度螺栓本身不存在疲勞破壞問題，原因何在？答：因為高強摩擦型螺栓之間是摩擦傳遞內(nèi)力，破壞準則是克服摩擦力，它的摩擦力是大于螺栓所受到的外力，螺栓不會產(chǎn)生滑移 ，就不存在循環(huán)應力，也就沒有疲勞破壞，一旦產(chǎn)生滑移高強摩擦性螺栓就算被破壞。。27用承壓型高強螺栓連接軸心拉桿時，可否直接承受動載？為什么？答： 不能直接承受動荷載，承壓型高強螺栓允許被連接件之間發(fā)生滑動，滑動后依靠栓干抗剪和承壓徑傳遞剪力，1他的允許的外力有可能大于所受摩擦力，產(chǎn)生相對滑移，在動荷載作用下就存在循環(huán)應力，就可能存在疲勞破壞28螺栓的性能等級是如何表示的？答: 使用最低抗拉強度、屈強比29解釋概念：壓桿的整體穩(wěn)定性、壓桿的局部穩(wěn)定性、格構式壓桿的換算長細比。 答：1、壓桿整體穩(wěn)定性是壓桿在中心壓力作用下當達到一定值時，受壓桿件可能突然彎曲而破壞，即產(chǎn)生壓桿失穩(wěn)現(xiàn)象。2、軸心受壓構件都是由一些板件組成，一般板件的厚度與板的寬度相比都較小，復板和翼緣部位容易提前變形，發(fā)生局部失穩(wěn)，由于部分板件屈服后退出工作，使構件的有效截面減小，會加速構建整體喪失穩(wěn)定性，局部失穩(wěn)30為什么要限制拉桿的長細比以保證其剛度？答：主要是考慮避免構件柔度太大，在本身重力作用下產(chǎn)生過大的撓度和運輸安裝過程中造成的彎曲，以及在動荷載作用下發(fā)生的較大振動，還是得構件極限承載力顯著下降，同時初彎曲和自重產(chǎn)生的撓度也將對構件整體穩(wěn)定帶來不利影響?！?1實際軸心壓桿與理想軸心壓桿有哪些區(qū)別？答：所謂理想軸心壓桿就是假定桿件完全挺直、荷載沿桿件形心軸作用，桿件在受荷載之前沒有初始應力，也沒有初彎曲和初偏心等缺陷，截面沿桿件是均勻的。如果此種桿件失穩(wěn)客家做發(fā)生屈曲分為彎曲屈曲、扭轉屈曲、彎扭屈曲；實際壓桿中往往各種初始缺陷同時存在，一開始就有變化直至失穩(wěn)，但從概率統(tǒng)計觀點，各種缺陷同時達到最不利的可能性極小。32影響壓桿整體穩(wěn)定承載力的因素主要有哪些？答：與桿件的長度，邊界條件，外荷載，材料的強度，長細比，計算長度，實際長度以及構件兩端的約束關系，回轉半徑以及構件截面尺寸等有關。33壓桿局部穩(wěn)定承載力的驗算原則是什么？答：對于普通鋼結構，一般要求是等穩(wěn)定性原則及局部失穩(wěn)不早于整體失穩(wěn)，即板件的臨界應力不小于構件的臨界應力，保證局部失穩(wěn)不早于整體失穩(wěn)時，板件的寬厚比限值應滿足相應條件。34格構式軸心壓桿為什么采用換算長細比驗算繞虛軸的總體穩(wěn)定性？（略）答：對于格構式壓桿，當繞曲軸失穩(wěn)時，因肢件之間并不是連續(xù)的板而是每隔一定距離用綴條或綴板聯(lián)系起來。構件的剪切變形較大，剪力造成的附加撓曲影響不能忽略，在格構式壓桿的設計中，對虛軸失穩(wěn)的計算，常以加大長細比的辦法來考慮剪切變形的影響，加大以后的長細比稱為換算長細比。35軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)j為什么要按截面形式和對應軸分成四類？同一截面關于兩個形心主軸的截面類別是否一定相同？答：我國規(guī)范給定的臨界應力σcr，是按最大強度準則，并通過數(shù)值分析確定的。由于各種缺陷對不同截面、不同對稱軸的影響不同，所以σcr-λ曲線（柱子曲線），呈相當寬的帶狀分布，為減小誤差以及簡化計算，規(guī)范在試驗的基礎上，給出了四條曲線（四類截面），并引入了穩(wěn)定系數(shù)。符合概率既滿足可靠度有滿足經(jīng)濟的要求，不一定相同，同一截面構件截面長細比不同則截面類別不一定相同。36軸心受壓構件的整體穩(wěn)定性不滿足要求時，若不增大截面面積，是否還可采取其他什么措施提高其穩(wěn)定承載力答：可以采取以下措施：加強邊界條件，增加側向約束，減小自由變形長度，改變截面形式，或者要是差一點兒可改變強度f。

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38為什么鋼梁設計一般不利用完全塑性的極限彎矩強度，只能部分利用材料塑性，即使梁的工作狀態(tài)處于彈塑性工作階段？答：由于鋼材為理想的彈塑性體，即使梁的工作狀態(tài)處于彈塑性工作階段，材料強度不能等到充分利用。計算梁的抗彎強度時考慮截面塑性發(fā)展比不考慮要節(jié)省鋼材。若按截面形成塑性鉸來設計，可能使梁的擾度過大，受壓翼緣過早失去局部穩(wěn)定。因此，編制鋼結構設計規(guī)范時，只是有限制地利用塑性，取塑性發(fā)展深度

。39鋼梁的強度驗算需要驗算哪些內(nèi)容？答：梁的強度驗算需要考慮抗彎強度、抗剪強度、局部承壓強度、復雜應力作用下強度及驗算折算應力，其中抗彎強度計算是首要的。40如何控制鋼梁的剛度？答：梁的剛度用荷載作用下的撓度大小來度量。梁的剛度不足，就不能保證正常使用。剛度要求是要求梁的撓度v≤［v］，要控制梁的剛度則需控制外荷載對梁產(chǎn)生的撓度，梁的撓度可按材料力學和結構力學的方法計算，也可由結構靜力計算手冊取用。計算梁的撓度

值時，取用的荷載標準值應與附表2.1規(guī)定的容許撓度值

相對應。41試述影響梁整體穩(wěn)定承載力的主要因素？答：梁整體穩(wěn)定的臨界荷載與梁的側向抗彎剛度、抗扭剛度、荷載沿梁跨分布情況及其在截面上的作用點位置等有關

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43試述組合截面梁的設計步驟？（略）答：1、試選截面，選擇組合梁的截面時，首先要初步估算亮的截面高度、腹板厚度和翼緣尺寸；2、截面驗算，根據(jù)試選的尺寸求出截面的各種幾何數(shù)據(jù)，如慣性矩、截面模量等，然后進行驗算；3、組合梁截面沿長度的改變；4、焊接組合梁翼緣焊縫的計算。44鋼梁腹板加勁肋的類型和作用？當腹板的抗剪穩(wěn)定承載力不足時，該設置哪種加勁肋？答：橫向加勁肋主要防止由剪應力和局部壓應力可能引起的腹板失穩(wěn)，縱向加勁肋主要防止由彎曲壓應力可能引起的腹板失穩(wěn)，短加勁肋主要防止由局部壓應力可能引起的腹板失穩(wěn)。當腹板的抗剪穩(wěn)定承載力不足時，應設置支撐加勁肋，支撐加勁肋系指承受固定集中荷載或者支座反力的橫向加勁肋。此種加勁肋應在腹板兩側成對設置，并應進行整體穩(wěn)定和端面承壓計算，其截面往往比中間橫向加勁肋大。 計算題：1驗算如圖所示三塊鋼板焊成的工字型截面梁的對接焊縫強度。尺寸如圖，截面上作用的軸心拉力設計值N=250kN，彎矩設計值M=40kN.m，剪力設計值V=200kN，鋼材為Q345,手工焊，焊條為E50型，施焊時采用引弧板，三級質量標準。

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2 圖中I32a牛腿用對接焊縫與柱連接。鋼材為Q235，焊條用E43型，手工焊，用II級焊縫的檢驗質量標準。已知：I32a的截面面積A=67.05cm2；抵抗矩Wx=692.2cm2；腹板截面面積AW=25.4cm2。Ix : Sx=27.5 , tw=9.5mm 試按照《鋼規(guī)》和《橋規(guī)》（焊縫為一級）分別求F的最大值。

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【解】對接焊縫所承受的內(nèi)力為：

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