鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理習(xí)題集及答案鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理習(xí)題集及答案第一章緒論練習(xí)題一、簡答題1．簡述鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。答：特點(diǎn)：（1）承載能力大；（2）穩(wěn)妥可靠；（3）便于工業(yè)化生產(chǎn)，施工周期短；（4）密閉性好；耐熱但不耐火；（5）耐腐蝕性差；（6）容易產(chǎn)生噪音承受動力荷載作構(gòu)；（5）高溫車間或需承受一定高溫的結(jié)構(gòu)；（6）輕型結(jié)構(gòu)2．試舉例說明鋼結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展趨勢。答：（1）高性能鋼材的研制；（2）設(shè)計(jì)方法和計(jì)算理論的改進(jìn)；（3）結(jié)構(gòu)形式的革新第二章鋼結(jié)構(gòu)的材料練習(xí)題一、單項(xiàng)選擇題1、在構(gòu)件發(fā)生斷裂破壞前，有明顯先兆的情況是 B 的典型特征。(A)脆性破壞 (B)塑性破壞 (C)強(qiáng)度破壞 (D)失穩(wěn)壞2、鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是根據(jù)_C 確定的。(A)比例極限 (B)彈性極限 (C)屈服點(diǎn) (D)極限強(qiáng)度3、結(jié)構(gòu)工程中使用鋼材的塑性指標(biāo)，目前最主要用_D 表示。(A)流幅 (B)沖擊韌性 (C)可焊性 (D)伸長率4、鋼材經(jīng)歷了應(yīng)變硬化（應(yīng)變強(qiáng)化）之后? A 。(A)強(qiáng)度提高 (B)塑性提高 (C)冷彎性能提高 (D)可焊提高5、下列因素中_A 與鋼構(gòu)件發(fā)生脆性破壞無直接關(guān)系。(A)鋼材屈服點(diǎn)的大小 (B)鋼材含碳量(C)負(fù)溫環(huán)境 (D)應(yīng)力集中6、當(dāng)溫度從常溫下降為低溫時(shí)，鋼材的塑性和沖擊韌性_B 。(A)升高 (B)下降 (C)不變 (D)升高不多7、鋼材的力學(xué)性能指標(biāo)，最基本、最主要的是_C_時(shí)的力學(xué)性能指標(biāo)。(A)承受剪切 (B)承受彎曲(C)單向拉伸 (D)兩向和三向受參考答案1.B 2.C 3.D 4.A 5.A 6.B 7.C二、名詞解釋應(yīng)力集中和殘余應(yīng)力答：（1）應(yīng)力集中：實(shí)際結(jié)構(gòu)中不可避免的存在孔洞、槽口、截面突然改變以向應(yīng)力，甚至?xí)a(chǎn)生三向拉應(yīng)力；（2）殘余應(yīng)力：在澆注、軋制和焊接加工過程中，因不同部位鋼材的冷卻速度不同，或因不均勻加熱和冷卻而產(chǎn)生。冷加工硬化和時(shí)效硬化答：（1）在冷加工（或一次加載）使鋼材產(chǎn)生較大的塑性變形的情況下，卸荷（也稱老化（2）150℃以內(nèi)，鋼材的強(qiáng)度、彈性模250℃（鋼材表面氧化膜呈藍(lán)色）；三、分析簡答題1．鋼結(jié)構(gòu)材料的破壞形式有哪幾種？破壞特點(diǎn)？答：鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種：（1）塑性破壞：塑性變形很大，45°，且呈纖維答：導(dǎo)致脆性破壞的因素：化學(xué)成分；冶金缺陷（偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層）；溫度（熱脆、低溫冷脆）；冷作硬化和時(shí)效硬化；應(yīng)力集中；同號三向主應(yīng)力狀態(tài)。(1)合理設(shè)計(jì)；(2)正確制造；(3)合理使用。3．什么是疲勞破壞？簡述疲勞破壞的發(fā)展過程。影響疲勞破壞的主要因素？fy感。第三章鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法練習(xí)題一、填空題1．鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法大體經(jīng)歷了三個(gè)階段：、和，目前《鋼規(guī)》主要采用。容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法、半概率半極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。2．結(jié)構(gòu)的、、統(tǒng)稱結(jié)構(gòu)的可靠性，可靠性用來衡量。安全性、適用性、耐久性，可靠度二、分析簡答題什么是結(jié)構(gòu)的可靠度？可靠指標(biāo)的含義？如何確定結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)？β＝μz/σPf增大，Pf減小。2．什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類，其含義各是什么？要求，稱此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。我國《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，承重結(jié)構(gòu)應(yīng)按下列二類極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)：(1)于繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件喪失穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系和結(jié)構(gòu)傾覆；(2)正常壞（包括組合結(jié)構(gòu)中混凝土裂縫）。3．標(biāo)準(zhǔn)荷載、設(shè)計(jì)荷載有何區(qū)別？如何應(yīng)用？答：各種荷載的標(biāo)準(zhǔn)值是指建筑結(jié)構(gòu)在正常情況下比較有可能出現(xiàn)的最大荷載期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。第四章鋼結(jié)構(gòu)的連接練習(xí)題一、選擇題1．T形連接中直角角焊縫的最小焊腳尺寸，最小焊腳尺寸，式中 。t1t2t1t2t1t2t1為被連接件較大的厚度，t2為被連接件較小的厚度。2．單個(gè)普通螺栓的抗剪承載力由 確定A．單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值；B．單個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值；C．單個(gè)螺栓的抗剪和承壓承載力設(shè)計(jì)值中的較小值；D．單個(gè)螺栓的抗剪和承壓承載力設(shè)計(jì)值中的較大值。100×810mm接（承受靜載），根據(jù)焊縫長度的構(gòu)造要求，側(cè)焊縫長度最有可能取 。A．40mm； B．80mm；C．120mm； D．400mm當(dāng)沿受力方向的連接長度（孔徑）時(shí)，螺栓的抗剪和承壓設(shè)計(jì)承載力均應(yīng)低，以防止 。A．中部螺栓提前破壞； B．端部螺栓提前破壞；C．螺栓受彎破壞； D．螺栓連接的變形過大5．圖示高強(qiáng)度螺栓群受彎后的旋轉(zhuǎn)中心為 。A．a(chǎn)點(diǎn)； B．b點(diǎn)； C．c點(diǎn)； D．d點(diǎn)參考答案：1．C；2．C；3．C；4．B；5．B二、填空題1．焊縫類型分為和，施焊方法根據(jù)焊工與焊縫的相對位置分為 、、、 ，其中以 施工位置最好。對接焊縫和角焊縫。俯焊、立焊、橫焊、仰焊，俯焊規(guī)范規(guī)定在靜力荷載下側(cè)焊縫的計(jì)算長度不宜大于 動力荷載時(shí)不宜大于 。60；40焊接殘余應(yīng)力將 構(gòu)件的強(qiáng)度， 構(gòu)件的度， 構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。不影響，降低，降低三、簡答題如何區(qū)分腳焊縫是受彎還是受扭。1受彎，圖2．焊腳尺寸是否選用大的比小的好？6～8mm富余，在滿足最大焊縫長度的要求下，采用小而長比大而短的焊縫好。3．在受剪連接開孔對構(gòu)件截面的削弱影響時(shí)，為什么摩擦型高強(qiáng)度螺栓的較普通螺栓的??？0.5面強(qiáng)度的計(jì)算公式為：式中 N——軸心拉力或軸心壓力An——構(gòu)件的凈截面面n——n1——所計(jì)算截面上高強(qiáng)度螺栓數(shù)目；f——鋼材的抗拉或抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。上式括號內(nèi)數(shù)值小于1，這表明所計(jì)算截面上的軸心力N已有一定程度的減少。對比普通螺栓受剪連接構(gòu)件開孔截面的凈截面強(qiáng)度的計(jì)算公式：顯而易見，在受剪連接中，摩擦型高強(qiáng)度螺栓開孔對構(gòu)件截面的削弱影響較小。第五章軸心受力構(gòu)件練習(xí)題一、選擇題1．對于焊接組合工字形截面軸心受壓桿，其腹板局部穩(wěn)定的高厚比限制條件根據(jù)邊界條件為 的矩形板單向均勻受壓確定的。A．兩受荷邊簡支，另兩邊彈性嵌固； B．四邊彈性嵌固；C．兩邊簡支，另兩受荷邊彈性嵌固； D．四邊簡支軸心受壓格構(gòu)式構(gòu)件在驗(yàn)算其繞虛軸的整體穩(wěn)定時(shí)采用換算長細(xì)比，是為 。A．B．考慮強(qiáng)度降低的影響；C．考慮單肢失穩(wěn)對構(gòu)件承載力的影響；D．考慮剪切變形的影響。范規(guī)定乘以折減系數(shù)，原因是：A．格構(gòu)式柱所給的剪力值是近似的； B．單角鋼綴條實(shí)際偏心受壓構(gòu)件；C．綴條很重要，應(yīng)提高其安全程度； D．綴條破壞將影響虛軸的整體穩(wěn)定。參考答案：1．A；2．D；3．B二、填空題1．為滿足使用及安全的要求，當(dāng)板中的局部穩(wěn)定滿足時(shí)，對軸心受壓構(gòu)件還進(jìn)行 、 和驗(yàn)算。強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和構(gòu)件的長細(xì)比（剛度）2．計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓柱的 時(shí)，需要先求出橫向剪力。此剪力大與 和 有關(guān)。綴材，柱的毛截面面積和鋼材的強(qiáng)度3．當(dāng)格構(gòu)式軸壓綴條柱的單肢長細(xì)比時(shí)，意味著 單肢不會先于整體而失穩(wěn)，不必驗(yàn)算單肢穩(wěn)定4．驗(yàn)算格構(gòu)式軸心受壓桿繞虛軸的穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)用 查穩(wěn)定系數(shù)φ值換算長細(xì)比三、分析簡答題1．提高軸心壓桿鋼材的抗壓強(qiáng)度能否提高其穩(wěn)定承載力？為什么？Eλ的單一函數(shù)，與材料的抗壓強(qiáng)度無關(guān)。第六章梁練習(xí)題一、選擇題焊接工字形鋼梁受壓翼緣寬厚比限制為，式中b1為 。A．翼緣板外伸寬度（或翼緣板寬度的一半）； B．翼緣板部寬度；C．翼緣板全部寬度的1/3； D．翼緣板的有效寬度焊接工字形組合截面梁，當(dāng)腹板的局部穩(wěn)定驗(yàn)算符合：時(shí)， 。A．不必設(shè)置加勁肋；B．C．需設(shè)置橫向加勁肋，加勁肋的間距要進(jìn)行計(jì)算；D．除需設(shè)置橫向加勁肋，還應(yīng)設(shè)置縱向加勁肋3．雙軸對稱工字形截面簡支梁，受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)的間距和截面尺寸都不變，受 作用的梁的臨界彎距為最低。A．多數(shù)集中荷載； B．均布荷載；C．純彎曲； D．跨中集中荷載工字形截面簡支梁在上翼緣受集中荷載作用，鋼材為Q235，為提高其整體穩(wěn)定承載力，最合理的方法是。A．改用Q345鋼；B．加高腹板；C．在梁跨中下翼緣加側(cè)向支撐；D．在梁跨中上翼緣加側(cè)向支撐下列因素中， 對梁在彈性階段的整體穩(wěn)定承載力影響不大。A．梁的側(cè)向抗彎剛度； B．梁所用材料屈服點(diǎn)；C．荷載種類；作用位置D．荷載1．A；2．C；3．C；4．D；5．B二、填空題1．鋼梁喪失整體穩(wěn)定性屬于屈曲。平面外彎扭按照截面形成塑性鉸設(shè)計(jì)的梁雖然可以節(jié)約鋼材但 卻比大，有可能影響使用，因此設(shè)計(jì)規(guī)范只是有限制地使用 。變形（撓度），塑性3．對組合工字形鋼梁，除了要驗(yàn)算最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力外，在同時(shí)受有大正應(yīng)力和剪應(yīng)力的截面，還要在 處驗(yàn)算折算應(yīng)力。腹板計(jì)算高度的邊緣4．為提高鋼梁的整體穩(wěn)定性，側(cè)向支撐點(diǎn)應(yīng)設(shè)在鋼梁的 翼緣。受壓5．影響梁整體穩(wěn)定臨界彎距的因素，除了梁的截面剛度和梁的側(cè)向支承點(diǎn)間之外，還有 、和 。荷載種類、荷載作用位置和梁的支承情況三、簡答題1．什么？體失穩(wěn)。表示受壓翼緣的自由長度，表示受壓翼緣寬度。2．60長度限制。第七章拉彎和壓彎構(gòu)件練習(xí)題一、選擇題當(dāng)偏心荷載作用在實(shí)軸時(shí)格構(gòu)柱的平面外穩(wěn)定是通過 來證的。計(jì)算柱平面外穩(wěn)定； 計(jì)算單肢穩(wěn)定；C．柱本身的構(gòu)造要求； D．選定足夠大單肢間距實(shí)腹式偏心壓桿在彎距作用平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算公式中，取 。彎距作用平面內(nèi)最大受壓纖維的毛截面抵抗矩；B．彎距作用平面內(nèi)最大受拉纖維的毛截面抵抗矩；C．彎距作用平面外最大受壓纖維的毛截面抵抗矩；D．彎距作用平面內(nèi)最大受壓纖維的凈截面抵抗矩3．計(jì)算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的綴材時(shí)，剪力應(yīng)取 構(gòu)件實(shí)際剪力設(shè)計(jì)值； 由公式計(jì)算的力；C．A、B兩者取大值； D．由公式計(jì)算的剪力4．與基礎(chǔ)固接的單層無側(cè)移框架等截面柱的計(jì)算長度系數(shù)在 之間。A．0～0.1； B．1.0～2.0；C．1.0～∞； D．2.0～∞參考答案：1．B；2．A；3．C；4．A二、填空題拉彎或壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式是，當(dāng)構(gòu)件承受動荷載時(shí)，必須取1，其原是 。不允許截面發(fā)展塑性壓彎構(gòu)件在其彎距作用平面內(nèi)的失穩(wěn)形式是 屈曲在平面外穩(wěn)形式是 屈曲。彎曲，彎扭壓彎構(gòu)件在彎距作用平面內(nèi)的整體失穩(wěn)屬于 類穩(wěn)定問題。二偏心受壓構(gòu)件計(jì)算公式中的塑性發(fā)展系數(shù)，只與 有關(guān)。截面形式5．彎距繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，其彎距作用平面內(nèi)的整體失穩(wěn)計(jì)算宜用 準(zhǔn)則。邊緣屈曲1．等效彎距系數(shù)是怎樣確定的？彎距是指其在與軸心力共同作用下對構(gòu)件彎距作用平面內(nèi)失穩(wěn)的效應(yīng)與原來非分析所得最大彎距和原來不均勻彎距與與軸心力共同作用下的二階最大彎距相等。2．對于壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎距繞格構(gòu)式柱的虛軸作用時(shí)，為什么不驗(yàn)算彎距作用平面外的穩(wěn)定性？肢計(jì)算中得到保證，所以整個(gè)格構(gòu)式平面外穩(wěn)定性不必再計(jì)算。第八章《橋規(guī)》中的計(jì)算方法疑難解答☆問：《橋規(guī)》與《鋼規(guī)》在計(jì)算拉桿和壓桿計(jì)算中有何異同？答：（1）軸心受拉構(gòu)件不論按《鋼規(guī)》還是《橋規(guī)》，計(jì)算方法都是相同的，只是