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1、第 46 页 共 46 页钢结构设计基本原理模拟题一一、名词解释（5210分）1.塑性破坏2.热脆3.蓝脆现象4.应力集中5.时效硬化二、简答题（5420分）1.钢结构有哪些特点？ 2.对于格构式柱，缀条柱和缀板柱换算长细比如何计算并解释其公式中各项含义。3.摩擦型与承压型高强度螺栓的主要区别？4.普通螺栓的受剪螺栓连接有哪几种破坏形式？用什么方法可以防止？5.在哪些情形下，梁不需要计算整体稳定？三、作图题（5210分）1. 如图3.1所示T型连接，要求采用双面角焊缝，焊脚尺寸，现场焊。图3.12.H型实腹式钢柱柱脚刚接示意图。四、计算题（15460分）1.计算工字形截面牛腿与钢柱连接的对接焊
2、缝强度（图4.1）。（设计值），偏心距。钢材Q235B，焊条为E43型，手工焊。焊缝为三级检验标准，上、下翼缘加引弧板和灭弧板施焊。注：,，图4.12.图4.2所示高强度螺栓摩擦型连接，被连接构件的钢材为Q235B。螺栓为10.9级，直径24mm，接触面采用喷砂处理。试验算此连接的承载力，图中内力均为设计值。注：，。图4.23.某轴心受压构件（图4.3，不考虑构件自身的重量），承受轴心压力（设计值）N1000KN，两端铰接，沿截面强轴跨中方向有一侧向支撑点，钢材为Q235B，截面无孔眼削弱。试设计该截面是否符合要求。附：构件对x轴和y轴均属b类，b类构件轴心受压构件的稳定系数参见表1。表1 b
3、类构件轴心受压构件的稳定系数012345500.8560.8520.8470.8420.8380.833600.8070.8020.7970.7910.7860.780700.7510.7450.7390.7320.7260.720800.6880.6810.6750.6680.6610.655900.6210.6140.6080.6080.5940.588（a）构件平面内计算简图及构件截面图（b）构件平面外计算简图图4.34.已知一简支梁如图（a）所示，焊接截面H8283001014，跨中截面有静荷载设计值产生的,支座截面有静荷载设计值产生的。梁与铺板为刚性连接，能保证梁的整体稳定。钢材选用
4、Q345B，钢材强度,(支座处沿跨度方向的支承长度为a=50mm)。要求：验算钢梁截面的强度。图4.4钢结构设计基本原理模拟题二一、名词解释（5210分）1.可靠性2.脆性破坏3.冷脆4.疲劳破坏5.柱子曲线二、简答题（5420分）1.钢材具有较好的塑性和韧性，为什么还发生脆性破坏？2.选用钢材应考虑哪些因素？3.焊接残余应力对结构性能有哪些影响？4.对接焊缝在哪些情况下才需进行计算？5.解释梁整体稳定系数中各项的具体含义？三、画图构造题（5210分）1. 如图3.1所示T型连接，要求采用带衬板单面V型对接焊缝，根部间隙，钝边，剖口角度，衬板宽60，厚6。图3.12.H型实腹式钢柱柱脚铰接示意
5、图。四、计算题（15460分）1.一支托板采用三面围焊缝（O点焊缝群形心）连接于钢柱上，如图4.1所示。荷载设计值，钢材Q235B，焊条E43型，手工焊。若取，验算焊缝的强度。注：图4.12.图4.2为一刚接屋架下弦节点，螺栓为C级普通螺栓M18（），只承受偏心拉力。设，。试验算该连接是否满足要求？注：，。图4.23.某轴心受压构件（图4.3，不考虑构件自身的重量），承受轴心压力（设计值）N1000KN，两端铰接，沿截面强轴跨中方向有一侧向支撑点，钢材为Q235B，截面无孔眼削弱。试设计该截面是否符合要求。附：构件对x轴和y轴均属b类，b类构件轴心受压构件的稳定系数参见表1。表1 b类构件轴心
6、受压构件的稳定系数012345500.8560.8520.8470.8420.8380.833600.8070.8020.7970.7910.7860.780700.7510.7450.7390.7320.7260.720800.6880.6810.6750.6680.6610.655900.6210.6140.6080.6080.5940.588（a）构件平面内计算简图及构件截面图（b）构件平面外计算简图图4.34.已知一简支梁如图（a）所示，焊接截面H8283001014，跨中截面有静荷载设计值产生的,支座截面有静荷载设计值产生的。梁与铺板为刚性连接，能保证梁的整体稳定。钢材选用Q345B
7、，钢材强度,(支座处沿跨度方向的支承长度为a=50mm)。要求：验算钢梁截面的强度。图4.4钢结构设计基本原理模拟题三一、 名词解释（每题2分，共20分）1.高强钢材2.兰脆现象3.应力集中4.疲劳断裂5.可焊性6.冷弯性能7.塑性破坏8.冲击韧性9.屈强比10.换算长细比二、 论述题（每题4分，共20分）1. 钢材中的残余应力形成原因有哪些？2. 试分析影响受弯构件整体稳定承载力的因素。3. 分别简述碳（C）、硫(S)、磷(P)、氮(N)、氧(O)等对钢材抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧性、抗锈蚀能力和可焊性的影响。4. 试述温度对钢材性能有何影响。5. 为什么在钢结构设计中采用理想弹塑性
8、材料模型？三、 计算题（共60分）1 某钢牛腿如题1图所示，钢材为Q235，焊条选用E43*型，受外力F(设计值)作用。采用上下两条角焊缝和柱连接,图中标注尺寸均以mm为单位。（20分）问：(1)hf取10，构造是否合理，并说明原因。 (2)验算该连接是否安全。2 如题2图所示，某钢柱牛腿连接，采用8.8级摩擦型高强度螺栓，螺栓直径M22,预紧力P=150kN,构件接触面采用喷砂处理，抗滑移系数0.45,钢材为Q235。外力F为设计值，图中标注尺寸均以mm为单位。请问该连接是否满足承载力要求。（20分）3 某轴心受压缀条式格构柱，一端固接一端自由，柱高4m,承受轴心压力设计值N=1200kN,
9、请问该柱能否承受此轴心压力(缀条不用验算)。（20分）已知：钢材为Q345，f=310N/2；肢件采用I22a，缀条采用75X6,b类截面，150；缀条采用角焊缝与肢件相连。单个I22a: A=42cm2,Ix=3400cm4,Iy1=225cm4单个75X6: A=8.80cm2b类截面柱子曲线整体稳定系数60657075808590951000.8070.7790.7510.7190.6880.6540.6210.5880.555钢结构设计基本原理模拟题四四、 名词解释（每题2分，共20分） 1.柱子曲线2.应力集中3.疲劳断裂4.硬化5.冷弯性能6.脆性破坏7.屈强比8.冲击韧性9.兰脆
10、现象10.冷脆五、 论述题（每题4分，共20分）6. 试述温度对钢材性能有何影响。7. 在轴心压杆中，简述长细比的不利影响？8. 钢材的塑性韧性好，为什么会发生脆性破坏？9. 钢材中的残余应力形成原因有哪些？10. 试分析影响受弯构件整体稳定承载力的因素。六、 计算题（共60分）4 某钢牛腿如题1图所示，钢材为Q235，焊条选用E43系列，受外力F(设计值)作用。采用上下两条角焊缝和柱连接,图中标注尺寸均以mm为单位。（20分）问：(1)hf取10，构造是否合理，并说明原因。 (2)验算该连接是否安全。5 如题2图所示，某钢柱牛腿连接，采用C级普通螺栓，M24,孔径d025.5，Ae=3.53
11、2,ftb=170 N/2。构件和螺栓均采用Q235钢材。外力F为设计值，图中标注尺寸均以mm为单位。请问该连接是否满足承载力要求。（20分）6 某轴心受压缀条式格构柱，一端固接一端自由，柱高4m,承受轴心压力设计值N=1200kN,请问该柱能否承受此轴心压力(缀条不用验算)。（20分）已知：钢材为Q345，f=310N/2；肢件采用I22a，缀条采用75X6,b类截面，150；缀条采用角焊缝与肢件相连。单个I22a: A=42cm2,Ix=3400cm4,Iy1=225cm4单个75X6: A=8.80cm2b类截面柱子曲线整体稳定系数60657075808590951000.8070.77
12、90.7510.7190.6880.6540.6210.5880.555钢结构设计基本原理模拟题一参考答案一、名词解释（5210分）1.塑性破坏: 取一个标准的光滑试件在拉力实验机上均匀的架荷当应力达到抗拉强度时，试件发生颈缩现象而断裂破坏，断口与作用力呈45度角呈纤维状，全发暗，有时还能看到滑移的迹象，这种破坏的塑性特征明显、经历时间又长，故称为塑性破坏。2.热脆: 硫与铁的化合物硫化铁散布在纯铁体晶粒间，使钢材的塑性、韧性、疲劳强度和抗锈蚀性等降低。高温（8001000摄氏度）时，硫化铁熔化使钢材变脆，因而在进行焊接或热加工时，可能出现热裂纹，这种现象成为钢材的热脆。3.蓝脆现象: 当温度
13、达到250度时抗拉强度局部性提高，而塑性和冲积韧性下降钢材呈脆性，这种现象称为“蓝脆现象”也称为蓝脆。4.应力集中: 实际钢结构中，构件常存在孔洞、缺口、凹角、截面突然改变及钢材内部缺陷等，在构件形状突然改变或材料不连续的地方，应力分布很不均匀，出现应力局部增大现象，这就是应力集中。5.时效硬化: 冶炼时留在纯铁体中少量的碳和氮的固熔体，是不稳定的，随着时间的增加，将逐渐从纯铁体中析出，形成自由的碳化物和氮化物的微粒，散布在晶粒的滑移面上，阻碍纯铁体的塑性变形，从而使钢材的强度提高，塑性和韧性下降，这种现象称为时效硬化。二、简答题（5420分）1.钢结构有哪些特点？ 答：（1）强度高；（2）整体韧性好；（3）材质均匀；（4）可焊性好；（5）工业化程度高；（6）密闭性好；（7）耐腐蚀性差；（8）耐热不耐火。2.对于格构式柱，缀条柱和缀板柱换算长细比如何计算并解释其公式中各项含义。答：当缀件为缀条时：当缀件是缀板时：整个构件对虚轴的长细比；整个构件的毛截面面积;构件截面中垂直于x轴的各斜缀条毛截面面积之和;分肢对最小刚度1-1的长细比;3.摩擦型与承压型高强度螺栓的主要区别？答：摩擦型高强度螺栓连接是以板件之间出现滑动，即摩擦阻力刚被客服作为承载能力极限状态。由于承压型高强度螺栓连接受剪是以螺栓孔壁挤压破坏为极限状态，它容许构件接触面出现滑移，接触面的摩擦力只起延缓
