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1、2013 年 9 月份考试钢结构第三次作业一、填空题（本大题共 30 分，共 10 小题，每小题 3 分）1. 角焊缝中的最大焊角尺寸 其中 t 为 _ 焊件厚度。2. 在钢屋架设计中，对于受压杆件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采用 _ 原则。3. 为保证轴心受压构件的正常使用极限状态能够满足要求，是通过控制 _ 来实现的。4. 规范(GBJ17-88)规定，当角焊缝的有效截面面积相等时，受静力荷载作用时正面角焊缝的承载力是侧面角焊缝的 _ 倍。5. 构件的长细比是指 _ 之比（用符号表示）。6. 当实腹式柱腹板计算高度 时，应采用 _ 加强，其间距不得大于 3h0。7. 在承受静力荷
2、载的角焊缝中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝 _ 8. 在主平面内承受静载的组合梁，其强度计算包括：抗剪强度、折算应力、局部承压强度和 _ 9. 当对接焊缝无法采用引弧板施焊时，每条焊缝的长度计算时应减去 _ 10. 一般采用 _ 办法来保证受压翼缘板的稳定性。二、名词解释题（本大题共 10 分，共 2 小题，每小题 5 分）1. 钢材疲劳2. 蓝脆现象三、计算题（本大题共 30 分，共 5 小题，每小题 6 分）1. 验算如图所示两端铰接工字形截面轴心受压柱绕 x 轴的整体稳定。已知轴向荷2. 结构或构件的可靠度指标越高，则失效概率愈 _ 3. 试验算图示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满
3、足设计要求。 已知：被连接构件钢材为 Q235BF，8.8 级 M20 的高强度螺栓,高强度螺栓的设计预拉力P=110kN,接触面喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数 为 0.35。 4. 钢材的冷弯试验是判别钢材 _ 的指标。5. 伸长率 是衡量钢材塑性的主要指标之一，伸长率 的大小同试样 _ 与横截面尺寸的比值有关。四、简答题（本大题共 30 分，共 5 小题，每小题 6 分）1. 何为钢材的疲劳破坏，对其主要的影响因素有哪些？2. 极限状态有哪两个极限状态准则，各适用于何种情况？3. 横向焊接应力产生的原因有哪些？4. 何谓焊接板梁的最大高度 hmax 和最小高度 h min?梁的经济高度 h
4、e的范围? 5. 轴压柱的设计应遵循什么原则？答案：一、填空题（30 分，共 10 题，每小题 3 分）1. 参考答案：较薄解题方案：评分标准：2. 参考答案：等稳定 解题方案：评分标准：3. 参考答案：长细比解题方案：评分标准：4. 参考答案：1.22解题方案：评分标准：5. 参考答案：解题方案：评分标准：6. 参考答案：横向加劲肋解题方案：评分标准：7. 参考答案：低解题方案：评分标准：8. 参考答案：抗弯强度解题方案：评分标准：9. 参考答案：t(板厚)解题方案：评分标准：10. 参考答案：限制宽厚比解题方案：评分标准：二、名词解释题（10 分，共 2 题，每小题 5 分）1. 参考答案
5、：钢材在有拉应力的循环荷载作用下，当循环次数达某定值时，发生突然破坏的现象称为钢材疲劳。属脆性破坏，其破坏时的应力低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点。解题方案：理解概念评分标准：钢材在有拉应力的循环荷载作用下，当循环次数达某定值时（1 分），发生突然破坏的现象称为钢材疲劳（1 分）。属脆性破坏，其破坏时的应力低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点（2 分）。 2. 参考答案：当温度升高时，在 200以内钢材性能没有很大的变化，43O540之间强度急剧下降，60O时强度很低，不能承受荷载。但在 25O左右时，钢材的强度反而略有提高，同时塑性和韧性均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜呈蓝色，称
6、为蓝脆现象。解题方案：理解概念评分标准：当温度升高时，在 20O以内钢材性能没有很大的变化，43O54O之间强度急剧下降，60O时强度很低，不能承受荷载。（1 分） 但在 250左右时，钢材的强度反而略有提高，同时塑性和韧性均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜呈蓝色，称为蓝脆现象。（3 分）三、计算题（30 分，共 5 题，每小题 6 分）1. 参考答案：解题方案：评分标准：2. 参考答案：小解题方案：评分标准：3. 参考答案：解题方案：评分标准：4. 参考答案：塑性及冶金质量解题方案：理解概念评分标准：每空一分5. 参考答案：工作段长度解题方案：评分标准：四、简答题（30 分，共 5 题
7、，每小题 6 分）1. 参考答案：钢材在有拉应力的循环荷载作用下，当循环次数达某定值时，发生突然破坏的现象称为钢材疲劳，其破坏时的应力低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服强度。影响因素：构造状况、应力幅及荷载的循环次数。解题方案：从疲劳导致强度降低的机理来考虑评分标准：钢材在有拉应力的循环荷载作用下，当循环次数达某定值时，发生突然破坏的现象称为钢材疲劳，（2 分） 其破坏时的应力低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服强度。（2 分） 影响因素：构造状况、应力幅及荷载的循环次数有。（2 分） 2. 参考答案：承载能力极限：结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形，包括强度破坏、疲劳破坏、失
8、稳。 正常使用极限：结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。包括出现影响正常使用或影响外观的变形等。解题方案：理解概念评分标准：承载能力极限（1 分）：结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形，（2 分）包括强度破坏、疲劳破坏、失稳。（1 分） 正常使用极限（1 分）：结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。（2 分）包括出现影响正常使用或影响外观的变形等。（1 分） 3. 参考答案：1.由于焊缝纵向收缩，使两块钢板趋于形成反方向的弯曲变形，但实际上焊缝将两块钢板连接成整体，不能分开，于是两块钢板的中间产生横向拉应力，而两端则产生压应力。 2.由于先焊的焊缝已经凝固
9、，阻止了后焊焊缝在横向自由膨胀，使其发生横向的塑性压缩变形。当焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受到已凝固焊缝的限制而产生横向拉应力，因应力自相平衡，更远处的焊缝受拉应力。焊缝的横向应力就是上述原因产生的合力结果。解题方案：温度的影响评分标准：1.由于焊缝纵向收缩，使两块钢板趋于形成反方向的弯曲变形，但实际上焊缝将两块钢板连接成整体，不能分开，于是两块钢板的中间产生横向拉应力，而两端则产生压应力。（2 分） 2.由于先焊的焊缝已经凝固，阻止了后焊焊缝在横向自由膨胀，使其发生横向的塑性压缩变形。当焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受到已凝固焊缝的限制而产生横向拉应力，因应力自相平衡，更远处的焊缝受拉应力。（2
10、分） 焊缝的横向应力就是上述原因产生的合力结果。（2 分） 4. 参考答案：梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间的高度，它的限制决定了梁的最大可能高度hmax，一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度 vv，它决定了梁的最小高度 hmin；由经济条件可定出梁的经济高度 he，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：hminhehmax。解题方案：梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。评分标准：梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。(2 分)建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间的高度，它的限制
11、决定了梁的最大可能高度 hmax，一般由建筑师提出；（2 分）刚度要求是要求梁的挠度 vv，它决定了梁的最小高度 hmin；（2 分）由经济条件可定出梁的经济高度 he，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：hminhehmax。（2分）5. 参考答案：1.面积分布应尽量远离主轴线，即尽量加大截面轮廓尺寸而减小板厚，以增加截面的惯性矩和回转半径，从而提高构件的整体稳定性和刚度； 2.使关于两个主轴的整体稳定承载力尽量接近，即两轴等稳定； 3.构造简单，便于制作； 4.便于与其他构件连接； 5.选择可供应的钢材规格。解题方案：轴压柱的设计原则应考虑轴压会产生哪些形式破坏评分标准：1.面积分布应尽量远离主轴线，即尽量加大截面轮廓尺寸而减小板厚，以增加截面的惯性矩和回转半径，从而提高构件的整体稳定性和刚度；（2 分） 2.使关于两个主轴的整体稳定承载力尽量接近，即两轴等稳定；（2 分） 3.构造简单，便于制作；（2 分） 4.便于与其他构件连接；（2 分） 5.选择可供应的钢材规格。（2 分）
