2025年大學(xué)水利水電工程（水工鋼結(jié)構(gòu)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.水工鋼結(jié)構(gòu)中，鋼材的伸長(zhǎng)率是衡量鋼材的（）指標(biāo)。A.強(qiáng)度B.塑性C.韌性D.可焊性2.以下哪種連接方式不屬于水工鋼結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)連接方式（）。A.焊接連接B.鉚釘連接C.螺栓連接D.綁扎連接3.對(duì)于受彎的水工鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其強(qiáng)度計(jì)算主要考慮（）。A.正應(yīng)力B.剪應(yīng)力C.局部壓應(yīng)力D.以上都是4.水工鋼結(jié)構(gòu)中，梁的整體穩(wěn)定系數(shù)與（）等因素有關(guān)。A.梁的截面形狀B.梁的側(cè)向支撐情況C.梁的跨度D.以上都是5.當(dāng)鋼材表面溫度超過(guò)（）時(shí)，鋼材的強(qiáng)度和彈性模量會(huì)顯著降低。A.100℃B.150℃C.200℃D.250℃6.水工鋼結(jié)構(gòu)中，受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比不宜過(guò)大，主要是為了保證構(gòu)件的（）。A.強(qiáng)度B.剛度C.穩(wěn)定性D.抗疲勞性能7.以下哪種鋼材不適用于水工鋼結(jié)構(gòu)（）。A.Q235B.Q345C.16MnD.HRB4008.對(duì)于水工鋼結(jié)構(gòu)的疲勞計(jì)算，主要考慮（）。A.應(yīng)力幅B.平均應(yīng)力C.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)D.以上都是9.水工鋼結(jié)構(gòu)中，桁架結(jié)構(gòu)的桿件主要承受（）。A.拉力B.壓力C.彎矩D.剪力10.鋼材的沖擊韌性指標(biāo)是通過(guò)（）試驗(yàn)測(cè)定的。A.拉伸試驗(yàn)B.彎曲試驗(yàn)C.沖擊試驗(yàn)D.硬度試驗(yàn)第II卷（非選擇題共70分）二．填空題（每題3分，共15分）1.水工鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式等選用合適的鋼材，對(duì)于承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，宜選用（）好的鋼材。2.焊接殘余應(yīng)力對(duì)水工鋼結(jié)構(gòu)的（）和（）有不利影響。3.水工鋼結(jié)構(gòu)中，梁的腹板加勁肋的作用是提高腹板的（）和（）。4.受壓構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度與構(gòu)件兩端的約束條件有關(guān)，兩端鉸接的受壓構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)為（）。5.水工鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施主要有（）、（）、（）等。三．簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述水工鋼結(jié)構(gòu)中鋼材選用的原則。2.說(shuō)明水工鋼結(jié)構(gòu)中焊接連接的優(yōu)缺點(diǎn)。四．案例分析題（共15分）某水利樞紐工程中的水閘，其工作橋?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)。工作橋跨度為10m，采用簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，梁高1.2m，腹板厚度10mm，翼緣板厚度16mm，鋼材采用Q345。該地區(qū)常年水位變化較大，工作橋承受較大的動(dòng)荷載作用。在一次檢查中發(fā)現(xiàn)梁腹板出現(xiàn)了局部失穩(wěn)現(xiàn)象。問(wèn)題：1.分析梁腹板出現(xiàn)局部失穩(wěn)的原因。（5分）2.提出防止梁腹板局部失穩(wěn)的措施。（5分）3.對(duì)于該工作橋鋼結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)和施工中還應(yīng)考慮哪些因素以提高其安全性和可靠性？（5分）五．計(jì)算題（共20分）某水工鋼結(jié)構(gòu)桁架，下弦桿為軸心受拉構(gòu)件，截面為2[16a，鋼材為Q345，桁架承受的拉力設(shè)計(jì)值N=300kN。已知[16a的截面面積A=2×21.95cm2=43.9cm2，鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=300N/mm2。問(wèn)題：1.計(jì)算該下弦桿的應(yīng)力，并判斷是否滿足強(qiáng)度要求。（10分）2.若該下弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0=4m，計(jì)算其長(zhǎng)細(xì)比，并判斷是否滿足剛度要求。（已知Q345鋼的容許長(zhǎng)細(xì)比[λ]=350）（10分）答案：一、1.B2.D3.D4.D5.B6.C7.D8.D9.A10.C二、1.沖擊韌性2.強(qiáng)度、剛度3.局部穩(wěn)定性、抗剪能力4.1.05.表面涂層、陰極保護(hù)、采用耐蝕鋼材三、1.鋼材選用原則：根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方式、鋼材厚度和工作環(huán)境等因素綜合考慮。應(yīng)保證鋼材具有足夠的強(qiáng)度、塑性、韌性、可焊性和耐腐蝕性等性能。2.優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，不削弱構(gòu)件截面，節(jié)約鋼材，加工方便，易于采用自動(dòng)化操作，連接的密封性好，結(jié)構(gòu)剛度大。缺點(diǎn)：焊接殘余應(yīng)力和殘余變形對(duì)結(jié)構(gòu)有不利影響，焊接結(jié)構(gòu)的低溫冷脆問(wèn)題比較突出，對(duì)材質(zhì)要求高，焊接過(guò)程中可能產(chǎn)生焊接缺陷。四、1.梁腹板出現(xiàn)局部失穩(wěn)的原因：梁腹板較薄，在較大的剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力作用下，腹板可能會(huì)發(fā)生局部屈曲。2.防止梁腹板局部失穩(wěn)的措施：設(shè)置加勁肋，如橫向加勁肋、縱向加勁肋和短加勁肋等，以提高腹板的局部穩(wěn)定性。3.還應(yīng)考慮：結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計(jì)，考慮水位變化對(duì)結(jié)構(gòu)的腐蝕影響及防護(hù)措施，合理設(shè)置支撐以提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性等。五、1.應(yīng)力σ=N/A=300×103/(43.9×102)=68.3N/mm