自考《鋼結(jié)構(gòu)》歷年練習(xí)題及答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題2分，共30分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是最符合題目要求的，請(qǐng)將其選出。1.衡量鋼材塑性性能的主要指標(biāo)是（）A.屈服強(qiáng)度B.伸長(zhǎng)率C.抗拉強(qiáng)度D.沖擊韌性2.普通螺栓連接中，當(dāng)板件較薄而螺栓直徑較大時(shí)，最可能發(fā)生的破壞形式是（）A.螺桿被剪斷B.板件被擠壓破壞C.板件被拉斷D.螺栓桿彎曲破壞3.角焊縫的計(jì)算厚度hf是（）A.焊縫的實(shí)際厚度B.焊縫厚度的1.2倍C.焊縫直角邊長(zhǎng)度的0.7倍D.焊縫直角邊長(zhǎng)度的0.5倍4.為防止梁發(fā)生整體失穩(wěn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用的措施是（）A.增加梁的高度B.增大受壓翼緣的寬度C.設(shè)置側(cè)向支撐D.提高鋼材強(qiáng)度等級(jí)5.軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ與（）直接相關(guān)A.構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比B.鋼材的強(qiáng)度等級(jí)C.構(gòu)件的截面面積D.荷載的大小6.下列關(guān)于鋼材疲勞破壞的描述，錯(cuò)誤的是（）A.疲勞破壞屬于脆性斷裂B.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越多，越易發(fā)生疲勞破壞C.應(yīng)力幅是影響疲勞強(qiáng)度的主要因素D.鋼材的靜力強(qiáng)度越高，疲勞強(qiáng)度一定越高7.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.穩(wěn)定性D.疲勞強(qiáng)度8.高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的承載力取決于（）A.螺栓的抗拉強(qiáng)度B.板件接觸面的摩擦力C.螺栓的抗剪強(qiáng)度D.板件的抗壓強(qiáng)度9.實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，若截面無削弱，其強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)采用（）A.凈截面平均應(yīng)力B.毛截面平均應(yīng)力C.凈截面最大應(yīng)力D.毛截面最大應(yīng)力10.工字形截面簡(jiǎn)支梁受均布荷載作用時(shí)，其整體穩(wěn)定臨界彎矩隨（）的增大而提高A.梁的跨度B.受壓翼緣的寬度C.荷載作用點(diǎn)到截面形心的距離（向下）D.梁的截面高度11.下列鋼材中，屬于低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的是（）A.Q235B.Q355C.Q195D.Q21512.受拉螺栓連接中，當(dāng)被連接構(gòu)件間有支托時(shí)，螺栓主要承受（）A.拉力B.剪力C.拉力和剪力的聯(lián)合作用D.壓力13.雙肢格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的穩(wěn)定計(jì)算需采用換算長(zhǎng)細(xì)比，其目的是（）A.考慮綴材剪切變形的影響B(tài).增大構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比C.簡(jiǎn)化計(jì)算D.提高構(gòu)件的穩(wěn)定承載力14.梁的局部穩(wěn)定驗(yàn)算中，對(duì)受壓翼緣的寬厚比限制是為了防止（）A.彎曲失穩(wěn)B.剪切失穩(wěn)C.扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)D.局部屈曲15.下列關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的描述，正確的是（）A.鋼材的耐火性好，無需防火保護(hù)B.防火涂料的厚度與構(gòu)件的耐火極限無關(guān)C.鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)應(yīng)使構(gòu)件在火災(zāi)下的溫度不超過其臨界溫度D.所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限要求均相同二、多項(xiàng)選擇題（本大題共5小題，每小題3分，共15分）在每小題列出的五個(gè)備選項(xiàng)中至少有兩個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其選出。錯(cuò)選、多選、少選或未選均無分。16.影響鋼材性能的主要因素包括（）A.化學(xué)成分B.冶煉方法C.加工工藝D.溫度E.應(yīng)力集中17.下列關(guān)于對(duì)接焊縫的描述，正確的有（）A.采用引弧板可消除焊縫起滅弧處的缺陷B.當(dāng)焊縫質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)時(shí)，需進(jìn)行100%超聲波探傷C.直縫對(duì)接焊縫的強(qiáng)度驗(yàn)算需考慮焊縫系數(shù)D.斜對(duì)接焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度為焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度E.對(duì)接焊縫的截面與母材截面相同18.提高梁整體穩(wěn)定性的措施有（）A.增加梁的側(cè)向支撐點(diǎn)B.增大受壓翼緣的寬度C.減小梁的跨度D.采用開口截面（如槽鋼）E.提高鋼材的強(qiáng)度等級(jí)19.軸心受壓構(gòu)件的屈曲形式包括（）A.彎曲屈曲B.扭轉(zhuǎn)屈曲C.彎扭屈曲D.剪切屈曲E.局部屈曲20.下列關(guān)于高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的描述，正確的有（）A.承載力高于摩擦型連接B.允許接觸面發(fā)生滑動(dòng)C.設(shè)計(jì)時(shí)需驗(yàn)算螺栓桿的抗剪和承壓強(qiáng)度D.適用于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)E.變形較小，接近普通螺栓連接三、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）21.簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。22.普通螺栓連接與高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接在傳力機(jī)理上有何區(qū)別？23.簡(jiǎn)述工字形截面軸心受壓構(gòu)件繞強(qiáng)軸（x軸）和弱軸（y軸）失穩(wěn)時(shí)的破壞特征差異。24.梁的整體失穩(wěn)受哪些因素影響？設(shè)計(jì)時(shí)如何保證梁的整體穩(wěn)定性？25.簡(jiǎn)述焊接殘余應(yīng)力對(duì)鋼結(jié)構(gòu)性能的影響。四、計(jì)算題（本大題共2小題，第26題10分，第27題15分，共25分）26.某雙蓋板普通螺栓連接節(jié)點(diǎn)（如圖1所示），鋼材為Q235B，螺栓為C級(jí)M20（d=20mm，d0=21.5mm），螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值Nvb=19.5kN，承壓承載力設(shè)計(jì)值Ncb=56.0kN。被連接的主板厚度t=10mm，蓋板厚度t1=8mm（雙蓋板總厚度2t1=16mm），主板寬度b=200mm，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=320kN。要求：驗(yàn)算該連接的強(qiáng)度是否滿足要求（不考慮螺栓群長(zhǎng)度影響）。（圖1：主板與雙蓋板通過8個(gè)螺栓（2排×4列）連接，螺栓排列為并列，端距e1=40mm，邊距e2=35mm，螺栓間距s=70mm）27.某工字形截面軸心受壓柱，截面尺寸為h=400mm，b=200mm，tw=8mm，tf=12mm（翼緣為焰切邊），計(jì)算長(zhǎng)度lox=8m，loy=4m，鋼材為Q355（f=310N/mm2）。要求：（1）計(jì)算截面的幾何特性（面積A，繞x軸和y軸的回轉(zhuǎn)半徑ix、iy）；（2）計(jì)算構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比λx、λy，并確定整體穩(wěn)定系數(shù)φ；（3）驗(yàn)算該柱的整體穩(wěn)定性（不考慮截面削弱）。（注：工字形截面回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算公式：ix=√(Ix/A)，iy=√(Iy/A)；Ix=(bh3(btw)h03)/12，h0=h2tf；Iy=2×(tfb3)/12+twh03/12；Q355鋼軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)φ可查表：當(dāng)λ=60時(shí)，φ=0.842；λ=70時(shí)，φ=0.789；λ=80時(shí)，φ=0.731；λ=90時(shí)，φ=0.678；λ=100時(shí)，φ=0.621）參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.C4.C5.A6.D7.A8.B9.B10.B11.B12.A13.A14.D15.C二、多項(xiàng)選擇題16.ABCDE17.ABE18.ABC19.ABC20.ABC三、簡(jiǎn)答題21.鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：（1）強(qiáng)度高、重量輕：鋼材強(qiáng)度遠(yuǎn)高于混凝土等材料，相同承載力下構(gòu)件截面小、自重輕；（2）塑性、韌性好：能較好吸收能量，抵抗動(dòng)力荷載和地震作用；（3）工業(yè)化程度高：構(gòu)件可工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)裝配，施工周期短；（4）密封性好：焊接連接可實(shí)現(xiàn)完全密封，適用于容器、管道等；（5）耐熱性較好但耐火性差：溫度低于250℃時(shí)強(qiáng)度變化小，但600℃時(shí)強(qiáng)度幾乎喪失；（6）耐腐蝕性差：需定期維護(hù)防腐。22.傳力機(jī)理區(qū)別：普通螺栓連接：依靠螺栓桿受剪和孔壁承壓傳遞剪力，當(dāng)外力超過螺栓抗剪或承壓承載力時(shí)發(fā)生破壞；高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接：通過螺栓預(yù)拉力使被連接構(gòu)件接觸面產(chǎn)生摩擦力傳遞剪力，外力不超過摩擦力時(shí)接觸面不滑動(dòng)，螺栓桿基本不受剪。23.破壞特征差異：繞強(qiáng)軸（x軸）失穩(wěn)：構(gòu)件發(fā)生平面內(nèi)彎曲屈曲，截面繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)，破壞時(shí)變形主要表現(xiàn)為側(cè)向彎曲；繞弱軸（y軸）失穩(wěn)：由于y軸慣性矩較小，長(zhǎng)細(xì)比更大，構(gòu)件更易發(fā)生彎曲屈曲，且可能伴隨扭轉(zhuǎn)（若截面抗扭剛度低），破壞時(shí)變形更明顯，臨界承載力更低。24.影響因素：梁的側(cè)向抗彎剛度和抗扭剛度、受壓翼緣的自由長(zhǎng)度、荷載類型及作用位置、截面形式等。保證措施：（1）設(shè)置側(cè)向支撐，減小受壓翼緣的自由長(zhǎng)度；（2）增大受壓翼緣的寬度，提高側(cè)向剛度；（3）采用閉合截面（如箱形梁）提高抗扭剛度；（4）當(dāng)無法滿足時(shí)，按規(guī)范驗(yàn)算整體穩(wěn)定系數(shù)，確保計(jì)算應(yīng)力不超過設(shè)計(jì)值。25.焊接殘余應(yīng)力的影響：（1）對(duì)靜力強(qiáng)度無影響：殘余應(yīng)力是自平衡應(yīng)力，不改變構(gòu)件的靜力極限承載力；（2）降低剛度：殘余壓應(yīng)力區(qū)提前進(jìn)入塑性，減少?gòu)椥詣偠?；?）降低穩(wěn)定性：殘余壓應(yīng)力使構(gòu)件提前出現(xiàn)局部塑性變形，降低臨界屈曲荷載；（4）加速疲勞破壞：殘余拉應(yīng)力與外荷載拉應(yīng)力疊加，增大應(yīng)力幅；（5）可能引發(fā)低溫冷脆：殘余拉應(yīng)力與低溫共同作用，增加脆性斷裂風(fēng)險(xiǎn)。四、計(jì)算題26.連接強(qiáng)度驗(yàn)算：（1）螺栓抗剪驗(yàn)算：螺栓數(shù)量n=8，每個(gè)螺栓受剪面數(shù)m=2（雙蓋板），則總抗剪承載力Nv=n×m×Nvb=8×2×19.5=312kN；（2）螺栓承壓驗(yàn)算：主板厚度t=10mm＜雙蓋板總厚度2t1=16mm，取t=10mm，承壓承載力Nc=n×d×t×fcb=8×20×10×(56.0/(20×10))=8×56=448kN（注：Ncb=d×t×fcb=20×10×fcb=56kN，故fcb=280N/mm2）；（3）主板凈截面抗拉驗(yàn)算：主板凈截面面積An=b×tn1×d0×t=200×102×21.5×10=2000430=1570mm2（n1為第一排螺栓數(shù)=2）；主板抗拉承載力Nt=An×f=1570×215=337550N≈337.6kN（Q235B的f=215N/mm2）；（4）比較：N=320kN＜min(312kN,448kN,337.6kN)=312kN？不，此處計(jì)算錯(cuò)誤。實(shí)際應(yīng)分別比較：螺栓抗剪承載力312kN＜320kN，不滿足；但需重新核對(duì)：每個(gè)螺栓受剪面為雙蓋板，即每個(gè)螺栓有2個(gè)受剪面，故單個(gè)螺栓抗剪承載力為2×19.5=39kN（原題中Nvb可能為單剪值）。若題目中Nvb=19.5kN為單剪承載力，則雙剪時(shí)單個(gè)螺栓抗剪承載力為2×19.5=39kN，總抗剪承載力8×39=312kN，仍小于320kN，不滿足。（注：可能題目中Nvb已為雙剪值，需根據(jù)規(guī)范調(diào)整。若Nvb=19.5kN為雙剪值，則總抗剪承載力8×19.5=156kN，明顯不合理。因此更可能題目中Nvb為單剪值，正確計(jì)算應(yīng)為：每個(gè)螺栓雙剪，故單個(gè)螺栓抗剪承載力為2×19.5=39kN，8個(gè)螺栓總抗剪承載力8×39=312kN＜320kN，不滿足；主板凈截面抗拉337.6kN＞320kN，承壓448kN＞320kN，因此連接強(qiáng)度不滿足，因螺栓抗剪不足。）27.軸心受壓柱穩(wěn)定性驗(yàn)算：（1）截面幾何特性：翼緣面積A1=b×tf=200×12=2400mm2（2塊），腹板面積A2=(h2tf)×tw=(40024)×8=376×8=3008mm2；總截面面積A=2×2400+3008=7808mm2；繞x軸慣性矩Ix=(b×h3(btw)×(h2tf)3)/12=(200×4003(2008)×3763)/12≈(1.28×10?1.07×10?)/12≈1.75×10?mm?；回轉(zhuǎn)半徑ix=√(Ix/A)=√(1.75×10?/7808)≈√2241≈47.3mm；繞y軸慣性矩Iy=2×(tf×b3)/12+tw×(h2tf)3/12=2×(12×2003)/12+8×3763/12≈(1.6×10?)+(3.4×10?)=5.0×10?mm?；回轉(zhuǎn)半徑iy=√(Iy/A)=√(5.0×10?/7808)≈√6403≈80.0mm；（2）長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：λx=lox/ix=8000/47.3≈169.1；λy=loy/iy=4000/80=50；根據(jù)規(guī)范，翼緣為焰切邊，繞x軸屬b類截面，繞y軸屬b類截面（需查表，假設(shè)題目給定的φ表為b類）；λx=169.1，查表插值（題目未給λ=170時(shí)的φ，可能題目數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化，實(shí)際應(yīng)按規(guī)范表，但根據(jù)題目提供的λ=100時(shí)φ=0.621，λ=90時(shí)0.678，λ=80時(shí)0.731，λ=70時(shí)0.