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1、哈工大 2006 年 春 季学期钢结构基本原理及设计 试 题题号一一二三四五六七八九十总分分数一、 单向选择题（每题2 分，共 20分）1关于建筑结构钢材的优缺点，下列说法中错误的是【 C 】 A. 钢材的强度较高，结构自重轻B. 钢材具有良好的冷加工和热加工性能C. 钢结构的耐腐蚀性能很好，适合在各种恶劣环境中使用D. 钢结构的耐热性很好，但耐火性能很差草纸草纸内不得答题）装!订:线:内I J 得I 答I 题IIIII 主管领导I : 审核签字:2钢结构设计中，对下列哪一项内容需按正常使用极限状态进行验算【A 】A. 构件的变形B. 构件的强度C. 构件的疲劳强度D. 构件的整体稳定3为防止
2、厚钢板在焊接时或承受厚度方向的拉力时发生层状撕裂，必须测试钢材的 【 D 】A. 抗拉强度 fuB. 屈服点 fyuyC.冷弯180试验D. Z向收缩率4.不同质量等级（A、B、C、D）的同一类钢材，下列哪项力学指标不同【 B 】A. 抗拉强度 fuB. 冲击韧性 AKC.伸长率5D.屈服点fy5对于普通螺栓连接A. 螺栓杆受剪破坏C. 板件受挤压破坏限制端距e2d的目的是为了避免【B. 板件被拉断破坏D. 板件端部冲剪破坏6如图所示承受静力荷载的 T 形连接，采用双面角焊缝，按构造要求所确定的合理焊脚尺寸应为【 B 】A. 4mmB. 6mmC. 8mmD. 10mm注意行为规范 遵守考场纪
3、律7初始弯曲和荷载的初始偏心对轴心受压构件整体稳定承载力的影响为【 A 】A. 初弯曲和初偏心均会降低稳定承载力B. 初弯曲和初偏心均不会影响稳定承载力C. 初弯曲将会降低稳定承载力，而初偏心将不会影响稳定承载力D. 初弯曲将不会影响稳定承载力，而初偏心将会降低稳定承载力8保证焊接组合工字型截面轴心受压柱翼缘板局部稳定的宽厚比限值条件，是根据矩形 板单向均匀受压时下列哪种边界条件确定的【 C 】A. 两边简支、一边自由、一边弹性嵌固B. 两边简支、一边自由、一边嵌固C. 三边简支、一边自由D. 四边均为简支9梁腹板屈曲后强度产生的原因是【 B 】A. 腹板屈曲后产生钢材的弹塑性强化，能够继续承
4、担更大的荷载B. 腹板屈曲后产生薄膜拉力场，牵制了板变形的发展，存在继续承载的潜能C. 腹板屈曲后产生复杂的应力状态，提高了钢材的屈服点D. 由于横向加劲肋的存在，提高了腹板局部稳定承载力10图示的普通钢屋架角钢的四种切断形式中，绝对不允许采用的是【 D 】装!订:线1内IIA. (a) B. (b) C. (c) D. (d)(a)(c)二、 填空题（每空1分，共 15分）第 2 页 （共 8 页）草纸草纸内不得答题）1. 在普通碳素结构钢的化学成分中加入适量的硅、锰等合金元素，将会提高 钢材的强度。2. 钢材经过冷加工后，其强度和硬度会有所提高，却降低了塑性和韧性，这种现象称为钢材的 冷作
5、硬化。3. 调质处理的低合金钢没有明显的屈服点和塑性平台，这类钢材的屈服点被定义为：单I向拉伸并卸载后，试件中残余应变为0.2%时所对应的应力，也称为名义屈I服点。:i4. 高强度低合金钢的焊接性能是通过碳当量指标来衡量的。:装!订:线1内II5. 循环荷载次数一定时，影响焊接结构疲劳寿命的最主要因素是应力幅和构件或连接的构造形式。；6. 在对焊缝进行质量验收时，对于 级焊缝，只进行外观检查即可。7. 对于实腹式轴心受压柱，残余应力的存在通常会降低 构件的稳定承载力。: 8在高强度螺栓的受剪连接中，当螺栓直径和规格均相同时，摩擦型连接单个螺栓的抗：剪承载力一般会 低于承压型连接。9对于单轴对称
6、的轴心受压构件，绕非对称主轴屈曲时，会发生弯曲屈曲；而绕对称主轴屈曲时，由于截面重心与弯曲中心不重合，将发生弯扭屈曲现象。10. 当梁的整体稳定验算不能满足要求时，可以采用加强受压翼缘的办法来提咼稳定承载力。，11. 梁的整体稳定系数（Pb大于0.6时，需用代代替久，它表明此时梁已经进入:弹塑性阶段。：12 弯矩绕虚轴作用的双肢格构式压弯构件，采用缀条式格构柱，其分肢的稳定应按；轴心受压构件进行验算。13梯形钢屋架支座底板的厚度是由底板的抗弯 强度确定的。:14.在钢屋架的受压杆件设计中，确定双角钢截面形式时，应采用 等稳定 原则。: 15设杆件节点间的几何长度为1,则梯形钢屋架的支座斜杆在屋
7、架平面内的计算长度为【 杆件几何长度。:草纸草纸内不得答题）三、简答题（每题7分，共 21分）不:得i 答 题；1.轴心受压柱典型的柱头形式如图所示。请标出图中未给出的零件名称（共有3处），并写出此柱 头节点的传力途径。突缘：）分，垫板卅柱顶板端苛柱加劲肋亠柱身 （每步1 分，共 4 分）f1承压承压 r i t分，柱顶板第 3 页 （共 8 页）21）2）3）1 y（G丰0），应按构造配置横向加劲肋。c1235当h /1 80 时，应配置横向加劲肋。 0 w f1 y（2 分）（2 分）.235（受压翼缘扭转受到约束，如连有刚性铺板或焊有铁轨时）或f V1I （受压翼缘扭转未受到约束时），或
8、按计算需要时，除配置横向加劲肋外，还：y应在弯矩较大的受压区配置纵向加劲肋。局部压应力很大的梁，必要时尚应在受压区配置短加劲肋。（2分）：梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。：3双轴对称工字形实腹式单向压弯构件有哪几种失稳形式？并简要说明它们是如何产生 的。第 4 页 （共 8 页）简述梁腹板设置加劲肋的原则。（不考虑梁的屈曲后强度）丨235当h tw 80时，C二0腹板局部稳定能够保证，不必配置加劲肋；对吊车梁及类似构件1装!订:线1内II草纸草纸内不得答题）1）失稳形式：单向压弯构件的整体失稳分为弯矩作用平面内和弯矩作用平面外两种情况（1分），弯矩:作用平面内失稳为
9、弯曲屈曲（1分），弯矩作用平面外失稳为弯扭屈曲（1分）。2） 产生原因： 平面内失稳时：直杆在偏心压力作用下，弯矩作用平面内构件挠度随压力的增加而增大，且呈非线性【 地增长，这是由于二阶效应的影响。最后达到偏心压力的极值点，失去平面内稳定，不存在分枝现象。:（2 分）平面外失稳时：假如构件没有足够的侧向支撑，且弯矩作用平面内稳定性较强。无初始缺陷时，压力: 作用下，构件只产生弯矩平面内的挠度，当压力增加到某一临界值Ncr之后，构件会突然产生弯矩作用； 平面外的弯曲变形和整体扭转，发生了弯扭失稳，是一种分枝失稳。有初始缺陷压弯构件在弯矩作用 平面外失稳为极值失稳，无分枝现象。（2分）四、计算题（
10、共44 分）:1.如图所示钢板与工字形柱采用双面角焊缝T形连接，Hf=8mm，其它尺寸已在图中给: 出，钢板承受一个斜向拉力F=500KN的作用（静力荷载），钢材Q235B,焊条E43系列，【 fw _ 160N/mm2。试验算此连接能够满足强度要求。（10分）/ 解： 力系分解：装!订:线1内II3水平轴心力：N _ F sin9 _ 500x 5 _ 300KN4剪力：V _ F cos9 _ 500 x - _ 400KN3弯矩：M _ Fe sin0 _ 500 x x 50 _ 15000KN - mm 角焊缝有效截面的几何特征：面积：A = Y 0.7H / _ 2 x 0.7 x
11、 8 x （200x 2 2 x 8） _ 4300.8mm2 fw惯性矩：I _ 2 x x 0.7 x 8 x （200 x 2 2 x 8）3 _ 5.2848 x 107 mm412（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）第 5 页 （共 8 页，W I5.2848 X107 crsr “抵抗矩：W _ 2.7525 x105 mm3（200 - 8）192N 300000在水平轴心力作用下：b N _ _ 4300 & _ 69.75N/mm2M 15000 x1000_ 54.50N / mm 2W 2.7525 x 105V 400000_ 93.00N / mm 24300.8
12、在弯矩作用下：b M在剪力作用下：T F _ -所以：N +b M ）2I TF-K町丿）_ （ 69.75 + 54.50Y1.22 丿+ 63.OO）2 _ 137.9N/mm2 打 _160（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）草纸草纸内不得答题，2如图所示两个工字形梁通过端板使用高强螺栓连接，计算高强螺栓连接的强度能否满足要求。采用10.9级高强螺栓承压型连接，螺栓直径20mm,有效面积A =2.45cm2,efb 二 310 N / mm 2， fb 二 500N /mm 2 ；端板采用 Q235B 级钢，厚度均为 22mm， vtfb 二 470N / mm 2。已知内力设计值
13、V = 300 KN，M=90 KN - m。（10 分） c35 130 35O O L装!订:线1内II解：最上排螺栓为受力最大螺栓，所受拉力和剪力分别为+、亠 A7 My90X1000x 170AT拉力：N 二 =103.4KNt Y y22x2x（902 +1702）iV 300剪力：N =37.5KNv n 8Nb = n A fb = 1x 245x310 = 75950N = 75.95KNv v e vNb = A fb = 245x500 = 122500N = 122.5KNte tNb 二 dY t - fb 二 20x 22x 470 二 206800N 二 206.8KNcc（Nv1（ 37.5 丫（1 分）（1 分）（2 分）（2 分）（2 分）第 6 页 （共 8 页）草纸草纸内不得答题）（
