2025年鋼結(jié)構(gòu)試卷及參考答案一、單項(xiàng)選擇題（共15題，每題2分，共30分）1.下列鋼材力學(xué)性能指標(biāo)中，反映鋼材抵抗沖擊荷載能力的是（）。A.伸長(zhǎng)率B.沖擊韌性（AKV）C.屈強(qiáng)比（fy/fu）D.冷彎性能2.普通螺栓連接中，當(dāng)受拉螺栓桿與孔壁間存在間隙時(shí)，螺栓的破壞形式通常為（）。A.螺桿被拉斷B.孔壁擠壓破壞C.板件被拉斷D.螺桿受剪破壞3.計(jì)算焊接工字形截面軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性時(shí)，需考慮截面分類(lèi)。對(duì)于焰切邊的翼緣，其繞強(qiáng)軸（x軸）的截面類(lèi)別為（）。A.a類(lèi)B.b類(lèi)C.c類(lèi)D.d類(lèi)4.鋼結(jié)構(gòu)中，當(dāng)梁的受壓翼緣自由長(zhǎng)度l1與其寬度b1的比值超過(guò)規(guī)范限值時(shí)，需驗(yàn)算梁的（）。A.強(qiáng)度B.局部穩(wěn)定C.整體穩(wěn)定D.剛度5.下列關(guān)于高強(qiáng)度螺栓連接的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）。A.摩擦型高強(qiáng)螺栓以接觸面抗滑移作為承載力極限狀態(tài)B.承壓型高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力高于摩擦型C.承壓型高強(qiáng)螺栓可用于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)D.高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力通過(guò)扭矩扳手控制6.計(jì)算軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ時(shí)，需用到構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比λ。對(duì)于雙角鋼組成的T形截面（短肢相并），計(jì)算繞對(duì)稱軸（y軸）的長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，應(yīng)采用（）。A.幾何長(zhǎng)細(xì)比B.換算長(zhǎng)細(xì)比（考慮剪切變形影響）C.等效長(zhǎng)細(xì)比（考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)）D.有效長(zhǎng)細(xì)比（考慮截面削弱）7.焊接殘余應(yīng)力對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)為（）。A.降低構(gòu)件的靜力強(qiáng)度B.提高構(gòu)件的整體穩(wěn)定性C.降低構(gòu)件的剛度D.增加構(gòu)件在低溫下的脆性斷裂風(fēng)險(xiǎn)8.某鋼桁架下弦桿采用Q355B級(jí)鋼材，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=800kN，桿長(zhǎng)4m。若選用2L100×8（等邊角鋼，截面積A=31.50cm2，回轉(zhuǎn)半徑i=3.08cm），則其強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)的應(yīng)力為（）。A.253.97N/mm2B.285.71N/mm2C.301.23N/mm2D.320.00N/mm29.設(shè)計(jì)鋼框架梁與柱的剛性連接時(shí)，需保證節(jié)點(diǎn)的（）。A.抗彎承載力不低于梁端彎矩設(shè)計(jì)值B.抗剪承載力不低于梁端剪力設(shè)計(jì)值C.轉(zhuǎn)動(dòng)剛度足夠大以限制節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)D.以上均需滿足10.對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的焊接鋼結(jié)構(gòu)，其鋼材應(yīng)保證（）。A.抗拉強(qiáng)度f(wàn)uB.屈服強(qiáng)度f(wàn)yC.冷彎性能（180°）D.沖擊韌性（20℃）11.計(jì)算簡(jiǎn)支鋼梁的最大撓度時(shí)，應(yīng)采用（）。A.荷載設(shè)計(jì)值B.荷載標(biāo)準(zhǔn)值C.荷載頻遇值D.荷載準(zhǔn)永久值12.某壓彎構(gòu)件承受彎矩設(shè)計(jì)值Mx=200kN·m（繞x軸），軸心壓力N=500kN，截面為焊接工字形（翼緣：300×16，腹板：400×10），截面模量Wx=1980cm3，鋼材為Q355B（f=310N/mm2）。其彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，計(jì)算應(yīng)力的公式為（）。A.N/(γxA)+Mx/(γxWx(10.8N/NEx'))≤fB.N/(φxA)+βmxMx/(γxWx(10.8N/NEx'))≤fC.N/(φyA)+βtxMx/(φbWx)≤fD.N/(A)+Mx/Wx≤f13.下列關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的說(shuō)法中，正確的是（）。A.鋼材的彈性模量隨溫度升高而增大B.當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)耐火極限要求為1.5h時(shí)，需采用防火涂料或外包混凝土保護(hù)C.防火設(shè)計(jì)只需考慮構(gòu)件的強(qiáng)度，無(wú)需驗(yàn)算變形D.鋼材的屈服強(qiáng)度在300℃時(shí)基本不變14.計(jì)算桁架節(jié)點(diǎn)板厚度時(shí)，通常根據(jù)（）確定。A.節(jié)點(diǎn)板的最大受力B.桁架弦桿的最大內(nèi)力C.桁架腹桿的最大內(nèi)力D.桁架跨度15.某多層鋼框架結(jié)構(gòu)采用中心支撐體系，支撐形式為單斜桿式。當(dāng)支撐受壓時(shí)，需驗(yàn)算其（）。A.強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定B.強(qiáng)度、剛度（長(zhǎng)細(xì)比）、整體穩(wěn)定C.強(qiáng)度、剛度（長(zhǎng)細(xì)比）、局部穩(wěn)定D.強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、節(jié)點(diǎn)連接二、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.鋼材的主要力學(xué)性能指標(biāo)包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、__________和沖擊韌性。2.普通螺栓連接中，當(dāng)板疊厚度Σt超過(guò)5d（d為螺栓直徑）時(shí)，應(yīng)采用__________螺栓。3.軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算公式為_(kāi)_________，其中An為凈截面面積。4.梁的局部穩(wěn)定驗(yàn)算中，腹板的高厚比限值與__________和腹板的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。5.壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定驗(yàn)算需考慮__________效應(yīng)，通常采用等效彎矩系數(shù)βtx。6.高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力P由__________和螺栓公稱直徑確定，需考慮擰緊時(shí)的螺栓桿溫度伸長(zhǎng)和松弛損失。7.焊接殘余應(yīng)力分為縱向應(yīng)力、橫向應(yīng)力和__________應(yīng)力，其中縱向應(yīng)力對(duì)構(gòu)件性能影響最大。8.鋼構(gòu)件的剛度驗(yàn)算通過(guò)限制其__________（如撓度、長(zhǎng)細(xì)比）來(lái)保證正常使用功能。9.門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)中，檁條通常設(shè)計(jì)為_(kāi)_________構(gòu)件，需驗(yàn)算強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和撓度。10.鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”原則要求節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)__________連接構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值。三、簡(jiǎn)答題（共4題，每題8分，共32分）1.簡(jiǎn)述摩擦型高強(qiáng)度螺栓與承壓型高強(qiáng)度螺栓的受力機(jī)理及適用范圍差異。2.軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)形式有哪幾種？影響其穩(wěn)定承載力的主要因素有哪些？3.焊接工字形截面梁的腹板通常需設(shè)置加勁肋，說(shuō)明橫向加勁肋、縱向加勁肋和短加勁肋的作用及布置原則。4.鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞的特點(diǎn)是什么？設(shè)計(jì)中如何預(yù)防疲勞破壞？四、計(jì)算題（共2題，每題14分，共28分）1.某鋼平臺(tái)次梁為簡(jiǎn)支梁，跨度6m，承受均布荷載設(shè)計(jì)值q=30kN/m（含自重），鋼材為Q235B（f=215N/mm2，fv=125N/mm2）。擬選用熱軋H型鋼HN350×175×7×11（截面參數(shù)：A=63.66cm2，Wx=1450cm3，Ix=25480cm?，tw=7mm，h0=338mm）。要求：（1）驗(yàn)算梁的抗彎強(qiáng)度；（2）驗(yàn)算梁的抗剪強(qiáng)度；（3）驗(yàn)算梁的撓度（荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=24kN/m，[vT]=l/250）。2.某鋼柱為軸心受壓構(gòu)件，計(jì)算長(zhǎng)度lox=6m（繞x軸），loy=3m（繞y軸），采用焊接工字形截面（翼緣：400×20，腹板：600×10），鋼材為Q355B（f=310N/mm2）。截面參數(shù)：A=400×20×2+600×10=22000mm2，Ix=1/12×600×(400+20×2)31/12×(60010)×4003=1.28×10?mm?，Iy=2×[1/12×20×4003+20×400×(300)2]=3.68×10?mm?。要求：（1）計(jì)算構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比λx、λy；（2）確定截面分類(lèi)（繞x軸：焊接工字形，翼緣焰切邊；繞y軸：焊接工字形，腹板軋制邊）；（3）驗(yàn)算構(gòu)件的整體穩(wěn)定性（穩(wěn)定系數(shù)φ查表：λx=60對(duì)應(yīng)b類(lèi)φ=0.807，λy=30對(duì)應(yīng)a類(lèi)φ=0.932）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.A3.B4.C5.C6.C7.D8.A9.D10.C11.B12.B13.B14.C15.A二、填空題1.冷彎性能2.長(zhǎng)3.σ=N/An≤f4.鋼材強(qiáng)度等級(jí)（或fy）5.彎扭屈曲6.螺栓材料強(qiáng)度等級(jí)7.厚度方向8.變形（或長(zhǎng)細(xì)比、撓度）9.雙向受彎10.不低于三、簡(jiǎn)答題1.摩擦型高強(qiáng)螺栓以板件間摩擦力抵抗外力，極限狀態(tài)為摩擦力被克服（接觸面滑移），適用于承受動(dòng)力荷載或?qū)ψ冃蚊舾械慕Y(jié)構(gòu)；承壓型高強(qiáng)螺栓允許接觸面滑移，以螺栓桿受剪、孔壁承壓為極限狀態(tài)，承載力更高，但變形大，不宜用于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。2.整體失穩(wěn)形式：彎曲失穩(wěn)（繞截面弱軸）、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)（薄壁截面）、彎扭失穩(wěn)（非對(duì)稱截面）。主要影響因素：長(zhǎng)細(xì)比（λ）、截面形狀與尺寸（回轉(zhuǎn)半徑i）、鋼材強(qiáng)度（fy）、初始缺陷（初彎曲、初偏心、殘余應(yīng)力）。3.橫向加勁肋：防止腹板受剪屈曲，布置在梁的剪力較大區(qū)域，間距a≤2h0；縱向加勁肋：防止腹板受壓區(qū)屈曲（如彎矩作用下的受壓區(qū)），布置在距受壓翼緣h0/5~h0/4處；短加勁肋：輔助橫向加勁肋，布置在橫向加勁肋之間，用于局部壓應(yīng)力較大的情況。4.疲勞破壞特點(diǎn)：低應(yīng)力水平下突然斷裂（無(wú)明顯塑性變形）；破壞過(guò)程分裂紋萌生、擴(kuò)展、斷裂三階段；與循環(huán)次數(shù)、應(yīng)力幅（Δσ=σmaxσmin）相關(guān)。預(yù)防措施：選擇質(zhì)量等級(jí)高的鋼材（如Q355C/D）；減少應(yīng)力集中（采用圓弧過(guò)渡、避免尖角焊縫）；控制應(yīng)力幅（按規(guī)范驗(yàn)算Δσ≤[Δσ]）；避免焊接缺陷（如氣孔、夾渣）。四、計(jì)算題1.（1）抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算：跨中最大彎矩Mmax=qL2/8=30×62/8=135kN·m=1.35×10?N·mmγx=1.05（熱軋H型鋼，x軸為強(qiáng)軸）σ=Mmax/(γxWx)=1.35×10?/(1.05×1450×103)=88.6N/mm2≤215N/mm2，滿足。（2）抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：支座最大剪力Vmax=qL/2=30×6/2=90kN=9×10?N腹板抗剪面積Aw=tw×h0=7×338=2366mm2τ=Vmax/Aw=9×10?/2366=38.0N/mm2≤125N/mm2，滿足。（3）撓度驗(yàn)算：最大撓度v=5qkL?/(384EIx)=5×24×103×6?/(384×2.06×10?×25480×10?)計(jì)算得v≈12.3mm，[vT]=6000/250=24mm，v≤[vT]，滿足。2.（1）長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：ix=√(Ix/A)=√(1.28×10?/22000)=241.8mm，λx=lox/ix=6000/241.8≈24.8（錯(cuò)誤，實(shí)際計(jì)算應(yīng)為Ix=1/12×h3b1/12×(htw)3(b2tf)，正確Ix應(yīng)為：翼緣部分Ix1=2×[1/12×20×4003+20×400×(300)2]=2×(1.0667×10?+7.2×10?)=1.461×101?mm?；腹板部分Ix2=1/12×10×6003=1.8×10?mm?；總Ix=1.461×101?+1.8×10?=1.641×101?mm?，ix=√(1.641×101?/22000)=863mm？此處原題截面參數(shù)可能有誤，假設(shè)正確參數(shù)下，λx=lox/ix=6000/ix，λy=loy/iy=300