2025年大學第三學年（土木工程）鋼結(jié)構(gòu)設計原理試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______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選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.鋼結(jié)構(gòu)設計中，鋼材的強度設計值與下列哪個因素無關(guān)？（）A.鋼材的牌號B.鋼材的厚度C.鋼材的加工方式D.鋼材的質(zhì)量等級2.對于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的組合梁，當腹板高度hw≥450mm時，在梁的腹板上應設置橫向加勁肋，其間距a應滿足（）。A.a≤1.5hwB.a≤2hwC.a≤2.5hwD.a≤3hw3.軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)φ與下列哪些因素有關(guān)？（）①構(gòu)件的截面形狀②構(gòu)件的長細比③鋼材的屈服強度④鋼材的質(zhì)量等級A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④4.焊接工字形截面梁腹板配置橫向加勁肋的目的是（）。A.提高梁的抗彎強度B.提高梁的抗剪強度C.提高梁的整體穩(wěn)定性D.提高梁的局部穩(wěn)定性5.鋼材的伸長率δ5表示（）。A.試件拉斷后標距段的總變形與原標距長度之比B.試件拉斷后標距段的殘余變形與原標距長度之比C.試件拉斷后標距段的總變形與原標距段長度之比D.試件拉斷后標距段的殘余變形與原標距段長度之比6.鋼結(jié)構(gòu)連接中，采用螺栓連接時，螺栓的排列應符合一定的要求，下列說法正確的是（）。A.螺栓的間距不宜過大，以免連接板件間不能緊密貼合B.螺栓的間距不宜過小，以免螺栓受剪時相互影響C.螺栓的排列應考慮構(gòu)件的受力情況和施工要求D.以上說法都正確7.對于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，下列哪種鋼材不能采用？（）A.Q235BB.Q345CC.Q390DD.Q420E8.軸心受壓格構(gòu)式構(gòu)件的綴材設計時，綴材的計算內(nèi)力與下列哪個因素有關(guān)？（）A.構(gòu)件的計算長度B.構(gòu)件的截面形式C.構(gòu)件的鋼材強度D.構(gòu)件的分肢間距9.梁的腹板局部穩(wěn)定采用配置加勁肋的方法來解決，當h0/tw＞170時，應（）。A.無需配置加勁肋B.配置橫向加勁肋C.配置橫向和縱向加勁肋D.配置橫向、縱向和短加勁肋10.鋼材的疲勞破壞屬于（）破壞。A.塑性B.脆性C.延性D.彈塑性第II卷（非選擇題，共70分）11.（10分）簡述鋼結(jié)構(gòu)的特點及應用范圍。12.（15分）某軸心受壓柱，截面為焊接工字形，翼緣寬度b=300mm，厚度tf=12mm，腹板高度hw=1000mm，厚度tw=8mm。鋼材為Q345B，柱的計算長度l0x=l0y=6m。試計算該柱能承受的最大軸心壓力設計值N。（已知鋼材的強度設計值f=305N/mm2，截面塑性發(fā)展系數(shù)γx=γy=1.05，穩(wěn)定系數(shù)φ=0.65）13.（15分）簡述焊接連接的優(yōu)缺點。14.（15分）閱讀以下材料，回答問題：某工業(yè)廠房采用鋼屋架結(jié)構(gòu)，屋架跨度為24m，間距為6m。屋架下弦桿采用熱軋H型鋼HN300×150×6.5×9，鋼材為Q345B。已知屋架下弦桿承受的軸心拉力設計值N=450kN。問題：（1）驗算該下弦桿的強度是否滿足要求。（2）若不滿足強度要求，應采取什么措施？15.（15分）閱讀以下材料，回答問題：某鋼結(jié)構(gòu)框架梁，跨度為12m，采用焊接工字形截面，翼緣寬度b=350mm，厚度tf=14mm，腹板高度hw=1200mm，厚度tw=10mm。鋼材為Q345B。梁上作用有均布荷載設計值q=30kN/m（包括梁自重），集中荷載設計值P=150kN，集中荷載作用點距梁左端支座距離為4m。問題：（1）計算梁的跨中最大彎矩設計值Mmax和支座最大剪力設計值Vmax。（2）驗算梁的抗彎強度和抗剪強度是否滿足要求。（已知鋼材的強度設計值f=305N/mm2，截面塑性發(fā)展系數(shù)γx=1.05，腹板計算高度h0=hw-tw=1190mm）答案：1.C2.C3.A4.D5.A6.D7.A8.D9.C10.B11.鋼結(jié)構(gòu)特點：材料強度高，自重輕；塑性、韌性好；材質(zhì)均勻，工作可靠性高；工業(yè)化程度高，施工速度快；密封性好；耐腐蝕性差；耐火性差。應用范圍：工業(yè)建筑、民用建筑、橋梁、塔架、水工structures及容器等。12.截面面積A=2×300×12+1000×8=15200mm2凈截面面積An=A-2×12×10=1s000mm2根據(jù)穩(wěn)定計算，N=φAf=0.65×15200×305=2982200N=2982.2kN13.優(yōu)點：構(gòu)造簡單，制造方便，不削弱構(gòu)件截面，節(jié)約鋼材，連接剛度大，密封性能好。缺點：焊接熱影響區(qū)使鋼材性能發(fā)生變化，焊接殘余應力和殘余變形對結(jié)構(gòu)不利，焊接結(jié)構(gòu)對裂紋敏感，低溫冷脆問題突出。14.（1）下弦桿截面面積A=3614mm2，凈截面面積An=3354mm2強度計算：σ=N/An=450000/3354=134.16N/mm2＜f=305N/mm2，強度滿足要求。（2）若不滿足，可增大截面尺寸或更換更高強度鋼材。15.（1）Mmax=1/8ql2+1/4Pl=1/8×30×122+1/4×150×12=1170kN·mVmax=?ql+P=?×30×12+150=330kN（2）抗彎強度：σ=Mmax/(γxWnx)=1170×10^6/(1.05×1608