湖北文理学院 2012～2013 学年度下学期《钢结构原理》试卷（A）
系别 专业 学号 姓名 课程类别：专业必修课 适用专业：建筑工程技术 题目 满分 得分 得分 评卷人
1. 关于钢结构的特点，下列说法不正确的是： （ D ） A．钢结构质量轻 B．钢结构密封性好 C．钢结构耐腐蚀性差 D．钢材耐热而且耐火
2．关于概率论为基础的极限状态设计方法，下列说法不正确的是：（ A ）
A．承载能力极限状态的验算采用荷载的标准组合 B．钢结构疲劳验算采用容许应力幅法 C．失效概率pf越大，可靠度指标β越小 D．材料的强度和荷载都是随机变量 3. 关于脆性破坏和塑性破坏，下列说法错误的是：（ A ）
A．低温工作时钢材一般发生塑性破坏 B．疲劳破坏是脆性破坏 C．脆性破坏前变形很小 D．塑性破坏前变形很大 4. 关于焊接应力对结构的影响，下列说法不正确的是：（ A ）
A．焊接应力降低结构的静力强度 B．焊接应力降低结构的刚度
C．焊接应力对疲劳强度有不利影响 D．焊接应力增加钢材在低温下的脆断 5. 采用螺栓连接时，构件发生冲剪破坏是因为 D 。
A. 螺栓较细 B. 钢板较薄 C. 截面削弱过多 D. 边距或栓间距太小 6. 在下列因素中， C 对轴心压构件的弹性屈曲承载力影响不大。
A. 压杆的残余应力分布 B. 构件的初始几何形状偏差 C. 材料的屈曲点变化 D. 荷载的偏心大小
7.梁整体失稳的方式为（ D ）
A.弯曲失稳 B.剪切失稳 C.扭转失稳 D.弯扭失稳 8. 下列因素中，哪个不直接影响梁的整体稳定（ D ）
A．梁的侧向抗弯刚度 B．梁的受压翼缘自由长度 C．梁的抗扭刚度 D．梁的跨度
9.钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关（ C ）
A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小
一、 单项选择题（本大题共10小题，每小题1.5分，共15分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 一 15 二 16 三 12 四 30 五 27 六 总分 100 第 1 页 共 6 页
10. 下列几个截面中，面积相同的情况下，哪个截面的x轴回转半径最大（ C ）
A.
得分 评卷人 B. C. D. 二、填空题（本大题共8小题，每空1分，共16分）
.
1. 钢材牌号Q345GJCZ25中，GJ表示 屈服强度数值.代表高性能建筑结构，C表示 质量等级，Z表示 厚度方向性能级别 。
2. 螺栓的性能等级8.8级中，小数点前的数字8代表 螺栓成品的抗拉强度不小于800N/m㎡ ，小数点后的数字8代表 屈强比为0.8 。
3. 格构式柱子绕虚轴失稳时，剪切变形较大，剪力造成的附加挠曲影响不可忽略，采用 加大长细比 来考虑剪切变形的影响。 4. 梁的抗弯强度计算公式
Mx?f中，?x称为 截面塑性发展系数 ，?xWnx对于直接承受动力荷载且需要计算疲劳的梁，?x取 1.0 。
5.当轴心受压构件失稳时，对于双轴对称截面，可能产生 弯曲屈曲 ，扭转屈曲 ；对于单轴对称截面，则可能产生 弯扭屈曲
6. 保证轴心受力构件和拉弯、压弯构件的刚度要分别验算其 长细比. 、 挠跨比 和 长细比 。
7．框架平面内失稳，根据失稳时柱顶有无侧移可以分为 有侧移失稳 和 无侧移失稳 。
8. 组合梁设计时，首先要确定梁的高度，梁的最小高度由 刚度 ，梁的最大高度也就是建筑高度，但一般采用从用料最省出发确定的 经济刚度 得分 评卷人
1. 按现行规范，除疲劳计算外，钢结构设计采用概率理论为基础的极限状态设计方法。（ √ ） 2. 三级检验的对接焊缝其抗拉强度为母材强度的85%，而一、二级检验的对接焊缝可认为与母材强度相等。 （√ ） 3. 承受静力荷载作用的构件在常温下工作时，进行强度计算时可不考虑应力集中的影响（ √ ） 4．焊缝的焊角尺寸越大越能焊得牢固，焊角尺寸越大越好 （ ×） 5. 高强螺栓摩擦型连接和承压型连接相比，承载能力低，变形小。 （ × ） 6.框架平面内失稳时，有侧移和无侧移两种情况下临界荷载相同。 （ × ）
三、是非判断题（本大题共8小题，每小题1.5分，共12分） 题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 第 2 页 共 6 页
7.在三向正应力状态下，当出现同号拉应力，且应力差较小时，钢材易发生脆性破坏 （ √ ） 8．工字形截面轴压构件和压弯构件腹板的局部稳定验算方法相同。 （ √ ）
得分 评卷人 四、简答与绘图题（本大题共5小题，共30分）
1． 简述钢材的主要性能指标和选用原则。（6分）
答:1.力学性能、拉伸性能、冲击性能、硬度、工艺性能、冷弯性能、可焊性、耐久性、冷拉性能。
2.为确保刚材的安全可靠和经济合理必须从以下方面考虑（1）.结构的重要性，（2）.荷载情况，（3）.连接方法，（4）.结构所处的温度和环境，（5）.钢材厚度。
2. 螺栓在构件上的排列形式有哪几种，螺栓排布应满足什么要求？(6分)
答:1.两种 并列和错列
2.（1）受力要求：在垂直于受力方向：对于受拉构件，各排螺栓的中距及边距不能过小，以免使螺栓周围应力集中相互影响；在顺力作用方向：端距应按被连接件材料的抗挤压及抗剪切等强度条件确定，规范规定端距不应小于0 2d ；
（2）构造要求：间距及边距不能太大，避免压不紧使潮气进入腐蚀钢材； （3）施工要求：螺栓间距不能太近，满足净空要求，便于安装，规定中 距为0 3d 。
≥1.2d。（普通螺栓或铆钉，轧制边） ≥1.5d。（切割边或高强度螺栓） 边距 ≥3d。
端距≥2d。 中距≥3d。 中距≥3d。
3.格构式轴心受压构件和实腹式轴心受压构件相比有何不同？格构式轴心受压构件绕虚轴失稳
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时的换算长细比如何确定？ (6分)
（1）.格构式轴心受压构件绕实轴发生弯曲失稳时，和实腹式轴心受压构件没有区别，所以，整体稳定验算也相同。当绕虚轴发生弯曲失稳时，由于剪力要由比较柔弱的缀材承担，所以，会产生比较大的附加变形，对稳定承载力的降低不容忽视。
(2).格构式轴心受压构件，当绕虚轴失稳时，因肢件之间并不是连续的板而只是每隔一定距离用缀条或缀板联系起来，构件的剪切变形较大，剪力造成的附加影响不能忽略，因此通过材剪切变形对格构式轴心受压构什绕虚轴的稳定承载力的影响来确定换算长细比。
4．简述梁的第一极限状态和第二极限状态，说明设计梁时，需要验算哪些内容。（6分） 答：（1)承载能力极限状态：对应于结构和结构构件达到最大承载能力或是出现不适于继续承载的变形，包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形等。（2）正常使用极限状态：对应于结构和结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限制，包括出现影响使用或使用外观的变形，出现影响正常使用或耐久性能的局部损坏以及影响正常使用的振动等。
说明设计梁时，需要验算的内容有：对焊接工字型梁需验算主平面内的抗弯强度和抗剪强度，对钢筋混凝土梁一般需验算正截面受弯，斜截面受剪。特殊需要时验算挠度、裂缝宽度、疲劳、温度影响等项目
5. 为什么压弯构件平面内稳定计算公式中要采用等效弯矩系数?mx，规范是如何规定其取值的？(6分)
（1）无横向荷载作用时：β
mx
＝0.65＋0.35M2M1,但不得小于0.4,M1和M2为端弯矩,使构件产生
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同向曲率（无反弯点）时取同号,使构件产生反向曲率（有反弯点）时取异号,M1≥M2； （2）有端弯矩和横向荷载同时作用时：使构件产生同向曲率时,β
mx
mx
＝1.0；使构件产生反向曲率时,β
＝0.85； （3）无端弯矩但有横向荷载作用时:β
mx
＝1.0。
得分 评卷人
1.试验算图示用拼接盖板三面围焊的对接连接。已知钢板宽B=270mm，厚度t1=28mm，拼接盖板厚度t2=16mm，焊角尺寸hf?12mm，盖板其它尺寸如图所示。该连接承受静态轴心力N=1600kN(设计值)，钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型。（提示，要求验算焊缝承载能力和拼接盖板承载力，焊缝强度ff?160N/mm）
w2五、计算题 (本大题共3小题，第1小题9分，第2小题7分，第3小题11分，共27分)
2． 图中为一有侧移双层框架，图中圆圈内的数字为横梁或柱子的线刚度。试求出各柱在框架平面内的计算长度系数μ值。（提示：无侧移失稳????7.5K1K2?4?K1?K2??1.6）
7.5K1K2?K1?K23?1.4?K1?K2??0.64K1K2；有侧移失
3?2?K1?K2??1.28K1K2第 5 页 共 6 页
柱C1，C3：K1=8／4=2, K2=10/(2+4)=1.67,得μ=1.2
=1.19
柱C2： K1=（8+8)/6=2.67, K2 =(10+10)/(6+8）=1.43，得μ柱C4，C6: K1=10/6=1.67 , K2=10,得μ
=1.13
=2.22
柱C5： K1=(10+10)/(4+8）=1.67， K2=0，得μ
图2
3．如图所示为一支架，其支柱的压力设计值N?1350kN，柱两端铰接，钢材为Q345，容许长细比????150。截面无孔眼削弱。支柱选用I56a（f?295Nmm），
A?135cm2,ix?22.0cm,iy?3.18cm。（1）验算此支柱的承载力；（2）如果柱子的设计压力
2变为2500KN,此柱承载力能满足吗?如不满足,可以采取什么样的构造措施?
? 20 30 110 130 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.970 0.967 0.963 0.960 0.957 0.953 0.950 0.946 0.943 0.939 0.936 0.932 0.929 0.925 0.922 0.918 0.914 0.910 0.906 0.903 0.493 0.487 0.481 0.475 0.470 0.464 0.458 0.453 0.447 0.442 0.387 0.383 0.387 0.374 0.370 0.365 0.361 0.357 0.353 0.349
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