中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案
钢结构设计原理
一、填空题：
1.钢结构计算的两种极限状态是 和 。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是 和 。 3.高强度螺栓预拉力设计值与 和 有关。
4.钢材的破坏形式有 和 。
5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用 的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用 的方法来解决。
6.高强度螺栓预拉力设计值与 和 有关。
7.角焊缝的计算长度不得小于 ，也不得小于 ；侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于 。
8.轴心受压构件的稳定系数φ与 、 和 有关。 9.钢结构的连接方法有 、 和 。 10.影响钢材疲劳的主要因素有 、 和 。
11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为 ，均布荷载的弯矩图为 ，跨中央一
个集中荷载的弯矩图为 。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有 、 和 。 13.钢结构设计的基本原则是 、 、
和 。
14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为 、 、
和 等。
15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为 和 ；组合截面可分为
和 。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有 、 、 、
和 。
二、问答题：
1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？
3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？
6.选用钢材通常应考虑哪些因素？
7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？
9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？
12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？
13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？
16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影响？减
少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？
17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施是什么？
18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？
19.螺栓的排列有哪些构造要求？
20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？
三、计算题：
1.一简支梁跨长为5.5m，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值为10.2kN/m（不包括梁自重），
活载标准值为25kN/m，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。梁的截面选用I36a轧制型钢，其几何性质为：Wx=875cm3，tw=10mm，I / S=30.7cm，自重为59.9kg/m，截面塑性发展系数?x=1.05。钢材为Q235，抗弯强度设计值为215N/mm2，抗剪强度设计值为125 N/mm2。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。（恒载分项系数?G=1.2，活载分项系数?Q=1.4）
2.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱，长10.0m，截面由2I32a组成，两肢件之间的距离300cm，如图所示，尺寸单位mm。试求该柱最大长细比。
注：一个I32a的截面面积A = 67cm2，惯性矩Iy =11080cm4，Ix1 = 460cm4
2b3.试计算下图所示连接中C级螺栓的强度。已知荷载设计值F=45kN，螺栓M20，孔径21.5mm，fv=130N/mm，
fc=305 N/mm。
b2
4.图示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为M=2500kN·m，V=500kN，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准。试验算拼接焊缝强度。 提示：剪力V可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即Mw?
5.试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。荷载设计值F=220kN。钢材Q235，焊条E43，手工焊，无引弧板，焊缝质量三级。有关强度设计值fcw=215N/mm2，ftw=185N/mm2。（假定剪力全部由腹板上的焊缝承受）
6.图示一柱间支撑与柱的连接节点，支撑杆承受轴心拉力设计值N=300kN，用2L80×6角钢做成，钢材均为Q235钢，焊条为E43型，手工焊。已知ffw=160N/mm2。 ①支撑与节点板采用两侧角焊缝相连（绕角焊），焊脚尺寸见图，试确定焊缝长度。 ②节点板与端板用两条角焊缝相连，试验算该连接焊缝强度。
IwIM。
7.设计如图所示矩形拼接板与板件用普通螺栓连接的平接接头，图中长度单位为mm。已知轴心拉力设计值N=450kN，有关强度设计值fvb=130N/mm,fcb=305N/mm，?=215N/mm。粗制螺栓d=20mm，孔径
2
2
2
d0=21.5mm。
8.图示一用M20普通螺栓的钢板拼接接头，钢材为Q235，?＝215 N/mm2。试计算接头所能承受的最大轴心力设计值Nmax。螺栓M20，孔径21.5mm，fvb=130N/mm2，fcb=305 N/mm2。
9.用轧制工字钢I36a（材料Q235）做成的10m长两端铰接柱，轴心压力的设计值为650kN，在腹板平面承受均布荷载设计值q＝6.24kN/m。试计算此压弯柱在弯矩作用平面内的稳定有无保证？为保证弯矩作用平面外的稳定，需设置几个侧向中间支承点？
已知：A=76.3cm2，Wx＝875cm3，ix＝14.4cm，iy＝2.69cm，f＝215N/mm2。
10.一两端铰接焊接工字形截面轴心受压柱，翼缘为火焰切割边，截面如图所示。杆长为9m，设计荷载N =
1000kN，钢材为Q235钢。试验算该柱的整体稳定及板件的局部稳定性是否均满足。
已知：f = 215N/mm，截面对x轴和y轴均为b类截面。 验算公式：整体稳定：N?f
?A2
局部稳定：翼缘的宽厚比：b1?(10?0.1?)235；腹板的高厚比：h0?(25?0.5?)235
tfytwfy
b类截面轴心受压构件的稳定系数
?fy235 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 80 90 100
0.688 0.681 0.675 0.668 0.661 0.655 0.648 0.641 0.635 0.628 0.621 0.614 0.608 0.601 0.594 0.588 0.581 0.575 0.568 0.561 0.555 0.549 0.542 0.536 0.529 0.523 0.517 0.511 0.505 0.499 11.如图所示为二简支梁截面，其截面面积大小相同，跨度均为12m，跨间无侧向支承点，均布荷载大小亦相同，均作用在梁的上翼缘，钢材为Q235，试比较梁的稳定系数?b，说明何者的稳定性更好。