2025年大學(xué)本科三年級(jí)（土木工程）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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：本卷共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。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，鋼材強(qiáng)度的取值依據(jù)是（）A.比例極限強(qiáng)度B.彈性極限強(qiáng)度C.屈服強(qiáng)度D.抗拉強(qiáng)度2.對(duì)于承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的組合梁，當(dāng)腹板高厚比不滿足要求時(shí)，可設(shè)置（）A.橫向加勁肋B.縱向加勁肋C.短加勁肋D.支承加勁肋3.焊接殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的（）無(wú)影響。A.變形B.靜力強(qiáng)度C.疲勞強(qiáng)度D.整體穩(wěn)定4.實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行（）A.強(qiáng)度計(jì)算B.強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算C.強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算D.強(qiáng)度和長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算5.格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，由于（），因此以換算長(zhǎng)細(xì)比λ0x代替λx。A.格構(gòu)式柱可能發(fā)生較大的剪切變形B.要求實(shí)現(xiàn)等穩(wěn)定設(shè)計(jì)C.格構(gòu)式柱可能單肢失穩(wěn)D.格構(gòu)式柱承載能力提高6.梁的支承加勁肋應(yīng)設(shè)置在（）A.彎曲應(yīng)力大的區(qū)段B.剪應(yīng)力大的區(qū)段C.上翼緣或下翼緣有固定集中荷載作用處D.有吊車輪壓的部位7.普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，在抗剪連接中，它們的傳力方式和破壞形式的主要區(qū)別是（）A.前者靠摩擦力傳力，后者靠栓桿抗剪傳力；前者先于孔壁承壓破壞，后者先于板件間的相對(duì)滑移B.前者靠栓桿抗剪傳力，后者靠摩擦力傳力；前者先于孔壁承壓破壞，后者先于板件間的相對(duì)滑移C.前者靠摩擦力傳力，后者靠栓桿抗剪傳力；前者先于板件間的相對(duì)滑移，后者先于孔壁承壓破壞D.前者靠栓桿抗剪傳力，后者靠摩擦力傳力；前者先于板件間的相對(duì)滑移，后者先于孔壁承壓破壞8.對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，計(jì)算正面直角焊縫時(shí)（）A.要考慮正面角焊縫強(qiáng)度的提高B.要考慮焊縫剛度影響C.與側(cè)面角焊縫的計(jì)算式相同D.取βf=1.229.鋼結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)之一是（）A.結(jié)構(gòu)自重大B.施工困難C.不耐火、易腐蝕D.價(jià)格高10.軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)φ與（）等因素有關(guān)。A.構(gòu)件截面類別、兩端連接構(gòu)造、長(zhǎng)細(xì)比B.構(gòu)件截面類別、鋼號(hào)、長(zhǎng)細(xì)比C.構(gòu)件截面類別、計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)、長(zhǎng)細(xì)比D.構(gòu)件截面類別、兩個(gè)方向的長(zhǎng)度、長(zhǎng)細(xì)比第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題2分，共10分）答題要求：請(qǐng)?jiān)诿款}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無(wú)分。1.鋼材的塑性指標(biāo)，主要用______和______表示。2.實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面形式應(yīng)滿足______、______、______等要求。3.梁的整體失穩(wěn)形式為_(kāi)_____。4.高強(qiáng)度螺栓連接分為_(kāi)_____和______兩種類型。5.格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的穩(wěn)定計(jì)算采用換算長(zhǎng)細(xì)比λ0x，是考慮______對(duì)臨界力的影響。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，條理清晰，要點(diǎn)突出。1.簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)有哪些主要特點(diǎn)？2.簡(jiǎn)述實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)步驟。3.簡(jiǎn)述焊接殘余應(yīng)力對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工作的影響。四、計(jì)算題（每題15分，共15分）答題要求：寫(xiě)出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程，步驟清晰，計(jì)算準(zhǔn)確。有一焊接工字形截面簡(jiǎn)支梁，跨度l=12m，承受均布荷載設(shè)計(jì)值q=80kN/m（包括梁自重）。鋼材為Q345，梁截面尺寸為翼緣寬度b=350mm，厚度t=16mm，腹板高度h0=1000mm，厚度tw=10mm。試驗(yàn)算梁的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度是否滿足要求。五、案例分析題（共5分）答題要求：根據(jù)所給案例，分析問(wèn)題并提出解決方案。某單層工業(yè)廠房，采用鋼結(jié)構(gòu)屋架，在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)屋架下弦有明顯的下?lián)献冃?。?jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)屋架的節(jié)點(diǎn)板連接焊縫存在一些微小裂紋，下弦桿的截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求，但長(zhǎng)細(xì)比略偏大。請(qǐng)分析屋架下?lián)献冃蔚目赡茉?，并提出相?yīng)的處理措施。答案：1.C2.A3.B4.B5.A6.C7.B8.C9.C10.B二、1.伸長(zhǎng)率、斷面收縮率2.強(qiáng)度要求、剛度要求、局部穩(wěn)定要求3.彎扭失穩(wěn)4.摩擦型、承壓型5.剪切變形三、1.鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：材料強(qiáng)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；耐熱性較好，但不耐火；耐腐蝕性差。2.實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)步驟：（1）確定構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度；（2）根據(jù)軸心壓力設(shè)計(jì)值和鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，初步確定構(gòu)件的截面形式和尺寸；（3）計(jì)算構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比，判斷是否滿足整體穩(wěn)定要求；（4）計(jì)算構(gòu)件的局部穩(wěn)定，如不滿足要求，采取相應(yīng)措施；（5）進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確保構(gòu)件強(qiáng)度滿足要求。3.焊接殘余應(yīng)力對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工作的影響：降低構(gòu)件的剛度；降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力；增加鋼材在低溫下的脆斷傾向；對(duì)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度有不利影響。四、1.計(jì)算梁的內(nèi)力：均布荷載設(shè)計(jì)值q=80kN/m，跨度l=12m，則梁的最大彎矩設(shè)計(jì)值Mmax=1/8ql2=1/8×80×122=1440kN·m。最大剪力設(shè)計(jì)值Vmax=1/2ql=1/2×80×12=480kN。2.計(jì)算梁的截面幾何參數(shù)：翼緣面積Af=350×16=5600mm2，腹板面積Aw=1000×10=10000mm2。截面慣性矩Ix=1/12×10×10003+2×[1/12×16×3503+16×350×(500+8)2]=1.41×10?mm?。3.抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算：梁的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=295N/mm2。σ=Mmax/(γxWnx)，其中γx=1.05，Wnx=Ix/ymax=1.41×10?/(500+8)=2.78×10?mm3。σ=1440×10?/(1.05×2.78×10?)=502.8N/mm2>f，不滿足抗彎強(qiáng)度要求。4.抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：梁的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=170N/mm2。τ=Vmax/(γxhtw)，其中γx=1.05，htw=1000×10=10000mm2。τ=480×103/(1.05×10000)=45.7N/mm2<fv，滿足抗剪強(qiáng)度要求。五、屋架下?lián)献冃蔚目?/p>