2025年大學本科三年級（土木工程）鋼結構設計綜合試題及答案

（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：本卷共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.鋼結構設計時，鋼材強度的取值依據(jù)是（）A.比例極限強度B.彈性極限強度C.屈服強度D.抗拉強度2.對于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的組合梁，當腹板高厚比不滿足要求時，可采取的措施不包括（）A.增加腹板厚度B.設置縱向加勁肋C.設置橫向加勁肋D.改變梁的截面形式3.焊接殘余應力對鋼結構的影響不包括（）A.降低結構的剛度B.降低結構的穩(wěn)定承載力C.增加鋼材的疲勞強度D.可能使鋼材發(fā)生脆性破壞4.普通螺栓連接受剪時，限制端距e≥2d0，是為了避免（）A.螺栓桿受剪破壞B.螺栓桿受彎破壞C.板件被擠壓破壞D.板件端部沖剪破壞5.工字形截面梁受壓翼緣寬厚比限值為（）A.15√235/fyB.13√235/fyC.10√235/fyD.8√235/fy6.鋼結構構件的疲勞破壞屬于（）破壞。A.塑性B.脆性C.彈塑性D.延性7.對于軸心受壓構件，以下哪種截面形式的回轉半徑最大（）A.正方形B.圓形C.矩形D.工字形8.鋼屋架受壓桿件容許長細比為（）A.150B.200C.250D.3009.鋼結構設計規(guī)范規(guī)定，側焊縫的計算長度不宜大于（）A.40hfB.60hfC.80hfD.100hf10.實腹式軸心受壓構件設計時，第一步應（）A.計算構件的長細比B.選擇截面形式C.計算構件的軸心力D.計算構件的穩(wěn)定系數(shù)第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請在橫線上填寫正確答案。1.鋼結構的連接方法有______、______和______。2.鋼材的塑性指標通常用______和______表示。3.梁的整體失穩(wěn)形式主要有______和______。4.軸心受壓構件應進行______、______和______計算。5.焊接結構的疲勞強度與______、______和______有關。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述鋼材的主要力學性能指標。2.簡述普通螺栓連接的優(yōu)缺點。3.簡述梁腹板加勁肋的作用及設置原則。4.簡述鋼結構的特點。四、計算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。1.已知一軸心受壓柱，截面為焊接工字形，翼緣為-350×20，腹板為-1000×8，鋼材為Q345B，柱高6m，兩端鉸接，承受軸心壓力設計值N=1200kN，試驗算該柱的整體穩(wěn)定性。（提示：可查鋼結構設計規(guī)范相關表格）2.一簡支梁，跨度l=6m，承受均布荷載設計值q=30kN/m，鋼材為Q235B，梁截面采用焊接工字形，翼緣為-250×14，腹板為-900×8，試驗算梁的抗彎強度。五、案例分析題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。閱讀案例材料，回答問題。案例材料：某單層工業(yè)廠房，采用鋼結構屋架，屋架跨度24m，間距6m。屋架下弦桿采用雙角鋼組成的T形截面，角鋼為∠100×8，鋼材為Q235B。在使用過程中，發(fā)現(xiàn)屋架下弦桿有明顯的變形，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)下弦桿存在疲勞裂縫。問題：1.分析屋架下弦桿出現(xiàn)疲勞裂縫的可能原因。2.提出防止屋架下弦桿出現(xiàn)疲勞破壞的措施。答案：一、選擇題1.C2.D3.C4.D5.A6.B7.B8.A9.B10.B二、填空題1.焊接連接、螺栓連接、鉚釘連接2.伸長率、斷面收縮率3.彎曲失穩(wěn)、扭轉失穩(wěn)4.強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定5.應力集中程度、應力循環(huán)次數(shù)、殘余應力大小三、簡答題1.鋼材的主要力學性能指標有屈服強度、抗拉強度、伸長率、斷面收縮率、沖擊韌性、硬度等。2.普通螺栓連接的優(yōu)點是施工簡單、安裝方便、成本較低；缺點是連接的剛度較小，在動荷載作用下可能松動，需要采取防松措施。3.梁腹板加勁肋的作用是提高腹板的局部穩(wěn)定性。設置原則是根據(jù)腹板的高厚比確定，當高厚比不滿足要求時，應設置橫向加勁肋，必要時還應設置縱向加勁肋或短加勁肋。4.鋼結構的特點有強度高、自重輕、塑性和韌性好、材質(zhì)均勻、工業(yè)化程度高、施工速度快、密閉性好、耐腐蝕性差、耐火性差等。四、計算題1.（1）計算截面幾何參數(shù)：A=2×350×20+1000×8=22000mm2ix=√(Ix/A)，Iy=√(Iy/A)，查規(guī)范得相關參數(shù)。（2）計算長細比λx=l0x/ix，λy=l0y/iy。（3）查穩(wěn)定系數(shù)φ，計算穩(wěn)定承載力φAf，與N比較。經(jīng)計算，該柱整體穩(wěn)定性滿足要求。2.（1）計算梁的彎矩設計值M=1/8ql2。（-）計算截面抵抗矩Wnx，Wny。（3）計算抗彎強度σ=M/(γxWnx)，與f比較。經(jīng)計算，梁的抗彎強度滿足要求。五、案例分析題1.可能原因：屋架下弦桿在使用