2025年自考鋼結(jié)構(gòu)試題加答案(國(guó)考)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列鋼材性能指標(biāo)中，屬于鋼材塑性性能的是（）。A.屈服強(qiáng)度B.伸長(zhǎng)率C.沖擊韌性D.冷彎性能2.普通螺栓連接中，當(dāng)板件厚度為t，螺栓直徑為d時(shí)，端距要求至少為（）。A.1dB.2dC.2tD.3t3.焊接殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的（）無影響。A.靜力強(qiáng)度B.剛度C.低溫冷脆D.疲勞強(qiáng)度4.工字形截面簡(jiǎn)支梁在跨中受集中荷載作用時(shí)，為提高其整體穩(wěn)定性，最有效的措施是（）。A.增大梁的截面高度B.增大受壓翼緣的寬度C.增加梁的側(cè)向支撐點(diǎn)D.增大腹板厚度5.軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性系數(shù)φ與（）有關(guān)。A.構(gòu)件的截面類別、長(zhǎng)細(xì)比B.構(gòu)件的材料強(qiáng)度、截面尺寸C.構(gòu)件的荷載類型、連接方式D.構(gòu)件的端部約束、初始缺陷6.角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不宜小于（）。A.40mmB.80mmC.2h_f（h_f為焊腳尺寸）D.4h_f7.雙肢格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的整體穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，需采用換算長(zhǎng)細(xì)比λ?x，其目的是（）。A.考慮綴材的變形影響B(tài).考慮構(gòu)件的初始彎曲C.考慮截面的殘余應(yīng)力D.考慮荷載的偏心作用8.受拉螺栓連接中，當(dāng)被連接構(gòu)件間有支托傳遞剪力時(shí)，螺栓僅承受（）。A.拉力B.剪力C.拉力和剪力的聯(lián)合作用D.壓力9.梁的局部穩(wěn)定驗(yàn)算中，腹板加勁肋的主要作用是（）。A.提高腹板的抗剪強(qiáng)度B.防止腹板發(fā)生局部屈曲C.提高梁的整體穩(wěn)定性D.增強(qiáng)梁的抗彎剛度10.鋼桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，弦桿與腹桿的間距應(yīng)不小于（），以保證焊縫質(zhì)量。A.10mmB.20mmC.30mmD.40mm二、填空題（每題2分，共20分）1.鋼材的主要機(jī)械性能指標(biāo)包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能和__________。2.對(duì)接焊縫按質(zhì)量等級(jí)分為三級(jí)，其中__________級(jí)焊縫需進(jìn)行100%超聲波探傷檢驗(yàn)。3.普通螺栓連接按受力方式可分為受剪連接、受拉連接和__________連接。4.工字形截面梁的整體穩(wěn)定系數(shù)φ_b大于0.6時(shí)，需按規(guī)范公式__________對(duì)其進(jìn)行修正。5.軸心受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比λ=μl/i，其中μ為__________，i為截面回轉(zhuǎn)半徑。6.角焊縫的有效厚度為__________（h_f為焊腳尺寸）。7.鋼框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)與框架的__________（剛接/鉸接）方式及荷載分布有關(guān)。8.梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式為M_x/(γ_xW_nx)≤f，其中γ_x為__________系數(shù)。9.格構(gòu)式構(gòu)件的綴條設(shè)計(jì)時(shí)，需計(jì)算綴條的__________（拉/壓）力。10.鋼結(jié)構(gòu)疲勞計(jì)算的荷載類型為__________荷載。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述鋼材發(fā)生脆性破壞的主要原因及預(yù)防措施。2.比較角焊縫與對(duì)接焊縫的優(yōu)缺點(diǎn)。3.軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定驗(yàn)算為何采用“有效寬度法”？4.簡(jiǎn)述梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象及影響整體穩(wěn)定性的主要因素。5.鋼桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的主要構(gòu)造要求有哪些？四、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.某雙蓋板普通螺栓連接（C級(jí)螺栓），被連接鋼板厚度為8mm，寬度為200mm，螺栓直徑d=20mm，螺栓排列如圖1（沿受力方向布置3個(gè)螺栓，間距70mm，端距40mm）。鋼材為Q235B（f=215N/mm2，f_v^b=140N/mm2，f_c^b=305N/mm2）。試計(jì)算該連接的最大承載力設(shè)計(jì)值。（圖1：螺栓沿受力方向單行排列，端距40mm，中距70mm，鋼板寬度200mm，雙蓋板厚度各8mm）2.某工字形截面簡(jiǎn)支梁，跨度L=6m，跨中受集中荷載F（設(shè)計(jì)值）作用，梁截面尺寸為h=400mm，b=200mm，t_w=8mm，t_f=12mm（翼緣為焰切邊）。鋼材為Q345B（f=310N/mm2，f_v=180N/mm2），梁的側(cè)向支撐點(diǎn)間距為3m（跨中及兩端）。試驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定性是否滿足要求（φ_b取0.85，無需修正）。3.某軸心受壓柱，截面為焊接工字形（翼緣b×t=250mm×16mm，腹板h×t_w=500mm×10mm），計(jì)算長(zhǎng)度l_ox=l_oy=6m，鋼材為Q235B（f=215N/mm2）。試計(jì)算該柱的整體穩(wěn)定性是否滿足要求（截面回轉(zhuǎn)半徑i_x=215mm，i_y=60mm，截面類別：繞x軸為b類，繞y軸為c類；φ_x=0.85，φ_y=0.68）。五、案例分析題（20分）某單層工業(yè)廠房鋼屋架，跨度24m，屋架間距6m，屋面采用壓型鋼板+保溫層，恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.6kN/m2，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2（不考慮雪荷載）。屋架下弦節(jié)點(diǎn)承受設(shè)備懸掛荷載設(shè)計(jì)值F=100kN。屋架形式為梯形桁架，弦桿采用雙角鋼L100×10（A=38.52cm2，i_x=3.05cm，i_y=4.90cm），腹桿采用單角鋼L75×6（A=8.79cm2，i_min=1.49cm）。鋼材為Q235B，焊條為E43型。問題：（1）計(jì)算屋架上弦桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值（提示：上弦桿承受均布荷載，按節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算）；（2）驗(yàn)算上弦桿的整體穩(wěn)定性（長(zhǎng)細(xì)比λ≤150，φ=0.75，f=215N/mm2）；（3）若腹桿與節(jié)點(diǎn)板采用雙面角焊縫連接（h_f=6mm，f_f^w=160N/mm2），計(jì)算焊縫的最小長(zhǎng)度（考慮起滅弧缺陷）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.A4.C5.A6.D7.A8.A9.B10.C二、填空題1.沖擊韌性（或沖擊功）2.一3.拉剪復(fù)合受力4.φ'_b=1.07-0.282/φ_b5.計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)6.0.7h_f7.梁柱連接8.截面塑性發(fā)展9.壓10.重復(fù)交變?nèi)⒑?jiǎn)答題1.脆性破壞原因：鋼材本身塑性差（如低溫、厚板）、應(yīng)力集中（如缺口、缺陷）、高應(yīng)力狀態(tài)（三向拉應(yīng)力）、動(dòng)荷載作用。預(yù)防措施：選用塑性好的鋼材（如Q235B）、避免截面突變（采用圓弧過渡）、控制焊接質(zhì)量（減少缺陷）、避免動(dòng)荷載下的應(yīng)力集中（優(yōu)化節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)）。2.角焊縫優(yōu)點(diǎn)：無需開坡口，施工方便；對(duì)焊件邊緣加工要求低；可用于任意方向連接。缺點(diǎn)：應(yīng)力分布復(fù)雜（兩端應(yīng)力集中）、有效承載面積小、強(qiáng)度較低。對(duì)接焊縫優(yōu)點(diǎn)：受力性能好（與母材等強(qiáng)）、截面連續(xù)、應(yīng)力分布均勻。缺點(diǎn)：需精確坡口加工；對(duì)焊件間隙和錯(cuò)邊敏感；厚板需多層焊接（易產(chǎn)生缺陷）。3.有效寬度法通過限制板件的局部屈曲不先于構(gòu)件整體失穩(wěn)，將板件的部分寬度視為“有效寬度”參與整體受力，其余部分退出工作。原因：軸心受壓構(gòu)件的局部屈曲是彈性或彈塑性失穩(wěn)，若板件過薄，局部屈曲會(huì)早于整體失穩(wěn)；通過有效寬度法將板件的局部穩(wěn)定與整體穩(wěn)定相關(guān)聯(lián)，保證構(gòu)件破壞時(shí)以整體失穩(wěn)為主。4.整體失穩(wěn)現(xiàn)象：梁在彎矩作用下，受壓翼緣發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，導(dǎo)致梁?jiǎn)适С休d能力。影響因素：梁的側(cè)向抗彎剛度（與截面尺寸、材料有關(guān)）、抗扭剛度（與截面形式有關(guān)）、荷載作用位置（上翼緣受壓更不利）、側(cè)向支撐間距（間距越小，穩(wěn)定性越好）、初始缺陷（如殘余應(yīng)力、初始彎曲）。5.構(gòu)造要求：節(jié)點(diǎn)板厚度與連接的腹桿最大內(nèi)力匹配（一般不小于6mm）；弦桿與腹桿間凈距≥20mm（便于施焊）；腹桿與節(jié)點(diǎn)板焊縫長(zhǎng)度滿足計(jì)算要求（≥8h_f且≥40mm）；弦桿在節(jié)點(diǎn)處的切斷位置應(yīng)避開應(yīng)力集中區(qū)（一般距節(jié)點(diǎn)板邊緣≥10mm）；螺栓連接時(shí)，螺栓間距滿足構(gòu)造要求（≥3d?，≤12t或15d?）。四、計(jì)算題1.解：（1）單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值：N_v^b=n_v(πd2/4)f_v^b=2(π×202/4)×140=2×314×140=87920N（2）單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值：N_c^b=dt_minf_c^b=20×8×305=48800N（t_min為鋼板與蓋板中較小厚度，此處鋼板厚8mm，蓋板厚8mm，取8mm）（3）螺栓群受剪承載力取較小值：N^b=3×48800=146400N（4）鋼板凈截面抗拉承載力：鋼板凈截面面積A_n=(200-3×21.5)×8=(200-64.5)×8=135.5×8=1084mm2（d?=21.5mm為螺栓孔直徑）N_t^b=A_nf=1084×215=232060N（5）連接最大承載力取螺栓群受剪與鋼板抗拉的較小值：146400N。2.解：（1）梁的毛截面抵抗矩W_x=(bh3-b_wh_w3)/6=(200×4003-184×3763)/6≈1.07×10^7mm3（簡(jiǎn)化計(jì)算，h_w=400-2×12=376mm，b_w=8mm）（2）跨中彎矩M=F×L/4=F×6000/4=1500F（單位：N·mm）（3）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：M/(φ_bW_x)≤f代入數(shù)據(jù)：1500F/(0.85×1.07×10^7)≤310解得F≤(310×0.85×1.07×10^7)/1500≈1.83×10^5N=183kN（4）結(jié)論：若實(shí)際荷載F≤183kN，則整體穩(wěn)定性滿足。3.解：（1）截面面積A=2×250×16+500×10=8000+5000=13000mm2（2）長(zhǎng)細(xì)比λ_x=l_ox/i_x=6000/215≈27.9，λ_y=l_oy/i_y=6000/60=100（3）繞y軸為c類截面，查得φ_y=0.68（題目已給）（4）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：N/(φA)≤f假設(shè)軸心壓力N，則N/(0.68×13000)≤215→N≤0.68×13000×215≈1.89×10^6N=1890kN（5）結(jié)論：若柱的軸心壓力≤1890kN，則整體穩(wěn)定性滿足。五、案例分析題（1）上弦桿節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算：屋面荷載設(shè)計(jì)值q=1.2×0.6+1.4×0.5=0.72+0.7=1.42kN/m2單榀屋架承受的線荷載：q'=q×6=1.42×6=8.52kN/m上弦桿節(jié)點(diǎn)間距（桁架節(jié)間長(zhǎng)度）：24m/8=3m（假設(shè)8個(gè)節(jié)間）單個(gè)節(jié)點(diǎn)荷載F_node=q'×3=8.52×3=25.56kN上弦桿軸心壓力設(shè)計(jì)值（按梯形桁架上弦桿軸力計(jì)算，假設(shè)為N=F_node×(跨度/2)/節(jié)間垂直高度，簡(jiǎn)化取N=25.56×12/1.5=204.48kN，具體需根據(jù)桁架幾何尺寸調(diào)整，此處假設(shè)為200kN）。（2）上弦桿整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：截面面積A=38.52cm2=3852mm2，長(zhǎng)細(xì)比λ=i_x/l=30.5mm/3000mm≈100（節(jié)間長(zhǎng)度3m=3000mm），λ≤150滿足。穩(wěn)