2025年注冊結(jié)構(gòu)工程師《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》真題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（請選擇最符合題意的選項）1.某鋼結(jié)構(gòu)工程位于沿海地區(qū)，環(huán)境類別為C類，設(shè)計使用年限為50年，該工程主體結(jié)構(gòu)所選用的Q355B鋼材，其最低屈服強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)取多少？A.355MPaB.345MPaC.325MPaD.295MPa2.鋼結(jié)構(gòu)中采用焊接連接時，為減少焊接應(yīng)力，下列哪種措施是無效的？A.采用合理的焊接順序B.預(yù)熱被焊構(gòu)件C.采用高剛度夾具固定焊件D.提高焊接電流密度3.計算梁的撓度時，剛度B應(yīng)取梁的什么值？A.彈性模量E乘以截面慣性矩IB.彈性模量E除以截面慣性矩IC.截面模量W乘以彈性模量ED.截面模量W除以彈性模量E4.簡支梁在均布荷載作用下，其腹板發(fā)生剪切屈曲時，通常采用什么有效措施來提高其臨界剪力？A.增加腹板厚度B.設(shè)置橫向加勁肋C.減小梁的跨度D.采用高強(qiáng)度鋼5.格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸y-y的穩(wěn)定性計算，應(yīng)采用哪個歐拉公式？A.軸心受壓構(gòu)件的歐拉公式(l<0xE2><0x82><0x9B>=π√(E*I/l<0xE2><0x82><0x9B>2))B.拱的歐拉公式C.偏心受壓構(gòu)件的歐拉公式D.格構(gòu)式構(gòu)件的換算長細(xì)比相關(guān)公式(λ<0xE1><0xB5><0xA7>=λ<0xE1><0xB5><0xA5>*μ<0xE1><0xB5><0xA7>)6.普通螺栓連接中，當(dāng)承受靜力荷載時，螺栓抗拉承載力設(shè)計值的計算公式中，分母系數(shù)取值是多少？A.1.0B.1.25C.0.9D.1.57.高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接計算時，其抗剪承載力設(shè)計值取決于什么？A.螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值B.構(gòu)件接觸面的抗滑移系數(shù)φ和螺栓的承壓面積C.螺栓的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值D.構(gòu)件的鋼材牌號8.鋼結(jié)構(gòu)梁的腹板設(shè)置縱向加勁肋的主要目的是？A.提高梁的抗彎承載力B.增強(qiáng)梁的整體穩(wěn)定性C.提高腹板的抗剪承載力D.減小梁的撓度9.下列哪種情況必須對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行疲勞計算？A.承受靜力荷載的連接B.承受重復(fù)荷載的連接或構(gòu)件C.環(huán)境溫度低于-20℃的結(jié)構(gòu)的連接D.所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件10.鋼結(jié)構(gòu)柱的腳螺栓連接，當(dāng)承受較大拉力時，為減小螺栓群中的應(yīng)力集中，宜采用什么連接形式？A.側(cè)焊縫連接B.穿孔塞焊連接C.角焊縫連接D.高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接二、計算題1.某簡支工字鋼梁（Q235B鋼），跨度6m，兩端簡支，承受均布靜力荷載（包括自重）q=30kN/m。梁跨中最大撓度v容許值為l/250。試選擇合適的工字鋼型號，并驗算其撓度是否滿足要求。（提示：可查表，工字鋼自重可略去不計）2.某軸心受壓柱，截面為雙軸對稱的焊接工字形（H型鋼），材料為Q345B鋼，柱兩端鉸接，計算長度l<0xE2><0x82><0x9B>=6m。柱承受軸心壓力N=1000kN。試計算該柱的整體穩(wěn)定系數(shù)φ，并判斷是否滿足整體穩(wěn)定要求。（提示：需查表確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計值和翼緣、腹板厚度分類，并計算長細(xì)比）3.某鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點連接，采用8.8級M20高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，連接處構(gòu)件接觸面的抗滑移系數(shù)φ=0.35。該連接承受的靜力剪力V=200kN。試計算所需螺栓的數(shù)量n。（提示：每個螺栓的承載力設(shè)計值N<0xE1><0xB5><0xA5>=φ·P<0xE1><0xB5><0xA5>，其中P<0xE1><0xB5><0xA5>為螺栓抗滑移設(shè)計值，需查表確定）4.某簡支梁采用端部剛性連接，梁截面為I20a（Q235B鋼），梁端通過角焊縫與柱連接。梁端最大剪力V=150kN，梁端彎矩M=250kN·m。角焊縫的焊腳尺寸h<0xE1><0xB5><0xA5>=8mm，焊縫金屬抗拉強(qiáng)度設(shè)計值f<0xE1><0xB5><0xA5>=160N/mm2。試驗算該梁端角焊縫的強(qiáng)度。（提示：分別驗算剪力作用和彎矩作用下的焊縫應(yīng)力，并取其中較大值進(jìn)行驗算）三、簡答題1.簡述影響鋼材疲勞強(qiáng)度的主要因素。2.鋼結(jié)構(gòu)梁腹板設(shè)置橫向加勁肋的主要作用是什么？在什么情況下需要設(shè)置？3.與普通螺栓連接相比，高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接和承壓型連接各有哪些主要特點和適用場合？4.簡述鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行塑性設(shè)計的基本條件和主要區(qū)別于彈性設(shè)計的地方。5.列舉三種提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接抗疲勞性能的構(gòu)造措施。試卷答案一、單項選擇題1.A解析思路：根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017）3.4.1條，Q355B鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值f=355MPa，與環(huán)境類別、設(shè)計使用年限無關(guān)。2.C解析思路：焊接應(yīng)力主要是焊接過程中的不均勻加熱和冷卻引起的。采用合理的焊接順序（如分段退焊、跳焊）、預(yù)熱、后熱可以減少焊接應(yīng)力。高剛度夾具會約束構(gòu)件的自由變形，導(dǎo)致焊接應(yīng)力增大。提高焊接電流密度會加劇熱影響區(qū)和焊接應(yīng)力的不利影響。3.A解析思路：根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)原理，梁的撓度v與彎矩M、跨度l、截面剛度B成正比，與荷載q成反比。計算撓度時，剛度B=E*I，其中E為材料的彈性模量，I為截面的慣性矩。4.B解析思路：腹板在剪應(yīng)力作用下，當(dāng)剪應(yīng)力達(dá)到一定程度時會發(fā)生剪切屈曲。設(shè)置橫向加勁肋可以顯著提高腹板的屈曲臨界應(yīng)力，從而提高梁的承載能力和整體穩(wěn)定性。增加腹板厚度也能提高承載力，但不夠經(jīng)濟(jì)。減小跨度、采用高強(qiáng)度鋼對提高腹板剪切屈曲臨界力的效果相對較小。5.D解析思路：格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸（通常為綴條軸或綴板軸）的穩(wěn)定性計算，由于綴條或綴板的存在，其受力與實腹柱不同，不能直接采用簡單歐拉公式。需要考慮綴條或綴板的影響，通常通過引入換算長細(xì)比的概念，其計算公式（如λ<0xE1><0xB5><0xA7>=λ<0xE1><0xB5><0xA5>*μ<0xE1><0xB5><0xA7>）隱含了這一思路。選項D描述了格構(gòu)柱計算長細(xì)比的相關(guān)公式。6.A解析思路：根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017）3.1.4條及附錄C，普通螺栓連接承受靜力荷載時，其抗拉承載力設(shè)計值計算公式為N<0xE1><0xB5><0xA5>=0.9*P<0xE1><0xB5><0xA5>，其中P<0xE1><0xB5><0xA5>為螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。分母系數(shù)為0.9。7.B解析思路：根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017）7.2.2條，高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的抗剪承載力設(shè)計值計算公式為N<0xE1><0xB5><0xA5>=φ*P<0xE1><0xB5><0xA5>，其中φ為抗滑移系數(shù)，P<0xE1><0xB5><0xA5>為單個高強(qiáng)度螺栓的抗滑移承載力設(shè)計值，它取決于螺栓的性能等級和構(gòu)件接觸面的處理方法。8.C解析思路：梁的腹板在剪力作用下容易發(fā)生剪切屈曲。設(shè)置縱向加勁肋的主要作用是提高腹板的抗剪屈曲能力，將其承載力提高到足以承受梁的最大剪力，從而避免腹板局部屈曲。橫向加勁肋主要提高腹板的局部穩(wěn)定和承受集中力。9.B解析思路：根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017）6.1節(jié)，承受動載或重復(fù)荷載的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接（如焊接連接、高強(qiáng)度螺栓連接）必須進(jìn)行疲勞計算。靜力荷載下通常不考慮疲勞。環(huán)境溫度低于-20℃主要影響材料的脆性斷裂性能，并非所有此類結(jié)構(gòu)都必須做疲勞計算。并非所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件都需要疲勞計算，只有承受重復(fù)荷載的部分才需要。10.B解析思路：當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)柱承受較大拉力時，螺栓連接中螺栓主要承受拉力。采用穿孔塞焊連接（又稱為塞焊連接）可以使力的傳遞更加均勻，避免螺栓群中產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中，提高連接的承載力и剛度。二、計算題1.（解答過程略，需根據(jù)q、l、v容許值計算所需慣性矩I，查表選擇I25b或I28a等滿足條件的工字鋼。然后核算實際撓度v=5*q*l^4/(384*E*I)是否≤l/250）2.（解答過程略，需根據(jù)截面尺寸、材料Q345B確定翼緣和腹板的厚度類別。計算長細(xì)比λ<0xE2><0x82><0x9B>=l<0xE2><0x82><0x9B>/i<0xE1><0xB5><0xA7>（繞x軸）和λ<0xE1><0xB5><0xA5>=l<0xE2><0x82><0x9B>/i<0xE1><0xB5><0xA5>（繞y軸，需考慮綴條或綴板影響）。根據(jù)λ<0xE1><0xB5><0xA5>查表得到整體穩(wěn)定系數(shù)φ<0xE1><0xB5><0xA5>。判斷N/φA≤f是否滿足）3.（解答過程略，需查表確定8.8級M20螺栓的抗滑移設(shè)計值P<0xE1><0xB5><0xA5>。計算所需螺栓數(shù)量n=V/(φ*P<0xE1><0xB5><0xA5>)。取整數(shù)，并考慮構(gòu)造要求，如每邊不少于兩個螺栓等。最終n≥7個）4.（解答過程略，需分別計算焊縫有效寬度。驗算剪力作用下的焊縫應(yīng)力τ<0xE1><0xB5><0xA5>=V/(h<0xE1><0xB5><0xA5>*l<0xE1><0xB5><0xA5>*)≤f<0xE1><0xB5><0xA5>。驗算彎矩作用下的焊縫應(yīng)力σ<0xE1><0xB5><0xA5>=M*y<0xE1><0xB5><0xA5>/(W<0xE1><0xB5><0xA5>*h<0xE1><0xB5><0xA5>*)≤f<0xE1><0xB5><0xA5>。其中y<0xE1><0xB5><0xA5>為計算點到中和軸的距離，W<0xE1><0xB5><0xA5>為梁截面模量，l<0xE1><0xB5><0xA5>*=h<0xE1><0xB5><0xA5>*2*h<0xE1><0xB5><0xA5>。取τ<0xE1><0xB5><0xA5>和σ<0xE1><0xB5><0xA5>的較大值進(jìn)行對比，確保≤f<0xE1><0xB5><0xA5>）三、簡答題1.影響鋼材疲勞強(qiáng)度的主要因素包括：應(yīng)力循環(huán)特征（平均應(yīng)力和應(yīng)力幅）、應(yīng)力范圍、鋼材的強(qiáng)度和標(biāo)號、鋼材的質(zhì)量和冶金質(zhì)量、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和焊接質(zhì)量（如焊縫、夾渣、裂紋等缺陷）、表面狀況（粗糙度）、腐蝕環(huán)境、溫度等。2.鋼結(jié)構(gòu)梁腹板設(shè)置橫向加勁肋的主要作用是提高腹板的抗剪屈曲能力，使其能夠承受梁腹板上的剪力。當(dāng)梁的剪力較大，僅靠腹板自身強(qiáng)度可能不足以抵抗剪力或防止腹板過早剪切屈曲時，需要設(shè)置橫向加勁肋。同時，對于承受集中力的梁，橫向加勁肋也能提高局部擠壓區(qū)的穩(wěn)定性。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，通常根據(jù)剪力大小分為不需要加勁、只需設(shè)置縱向加勁肋或需設(shè)置橫向加勁肋三種情況。3.高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接特點：連接強(qiáng)度高，接近母材強(qiáng)度；連接只承受摩擦力，不會產(chǎn)生滑移；連接變形小，剛度大；抗疲勞性能好；施工簡便，但螺栓成本高，連接節(jié)點板厚度受限制。適用場合：承受動力荷載或重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)連接；需要較高連接剛度的結(jié)構(gòu)；對連接變形控制嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)。高強(qiáng)度螺栓承壓型連接特點：連接強(qiáng)度高于摩擦型，可達(dá)母材強(qiáng)度；連接承載力隨外力增大而提高；施工工藝與摩擦型相似。適用場合：承受靜力荷載或間接動荷載的結(jié)構(gòu)連接；連接節(jié)點板厚度較大時（摩擦型受限）；連接強(qiáng)度要求高的地方。但承壓型連接在達(dá)到極限承載力前可能發(fā)生螺栓孔擠壓或螺栓剪切破壞，變形較大，抗疲勞性能略遜于摩擦型，且摩擦面需保持干燥清潔。4.塑性設(shè)計的基本條件：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件必須采用延性良好的材料（如Q235、Q345等）；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的截面形式應(yīng)保證塑性鉸出現(xiàn)后能形成有效的塑性鉸線機(jī)制；計算時構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)達(dá)到屈服強(qiáng)度但不超過抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；結(jié)構(gòu)側(cè)向支承應(yīng)足夠，以保證構(gòu)件形成塑性鉸后，在形成機(jī)構(gòu)之前不發(fā)生失穩(wěn)；結(jié)構(gòu)中可形成足夠數(shù)量且分布合理的塑性鉸，使結(jié)構(gòu)能轉(zhuǎn)化為機(jī)構(gòu)而破壞，即滿足“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”等設(shè)計原則。主要區(qū)別：彈性設(shè)計基于材料線彈性本構(gòu)關(guān)系，計算內(nèi)力時考慮荷載的線性組合，構(gòu)件達(dá)到彈性極限即認(rèn)為破壞；塑性設(shè)計則考慮材料的彈塑性本構(gòu)關(guān)系，允許構(gòu)件進(jìn)入塑性階段，利用塑性鉸的轉(zhuǎn)動耗散能量，計算內(nèi)力時通常考慮荷載的極限組合；彈性設(shè)計保證構(gòu)件不屈服，塑性設(shè)計保證構(gòu)件能進(jìn)入塑