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钢 结 构 设 计 原 理 题 库一 、 单 项 选 择 题 (在 每 小 题 列 出 的 四 个 备 选 项 中 只 有 一 个 是 符 合题 目 要 求 的 ， 请 将 其 代 码 填 写 在 题 后 的 括 号 内 。 错 选 、 多 选 或 未选 均 无 分 )1下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】A强度破坏 B丧失稳定C连接破坏 D动荷载作用下过大的振动 2钢材作为设计依据的强度指标是 【 】A比例极限 fp B弹性极限 feC屈服强度 y D极限强度 u3需要进行疲劳计算条件是： 直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n大于或等于 【 】A 5 104 B 2 104 C 5 D 5 6 4焊接部位的应力幅计算公式为 【 】A m axm in0.7= Bm axm in=Cm am i. Dm am i+5 应 力 循 环 特 征 值 （ 应 力 比 ） = min/ max将 影 响 钢 材 的 疲 劳 强 度 。 在 其 它 条 件 完 全 相 同情况下，下列疲劳强度最低的是 【 】A对称循环 =-1 B应力循环特征值 =+1C脉冲循环 0 D以压为主的应力循环6 与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】A疲劳强度更高 B静力强度更高C塑性更好 D韧性更好7 钢材的屈强比是指 【 】A比例极限与极限强度的比值 B弹性极限与极限强度的比值 C屈服强度与极限强度的比值 D极限强度与比例极限的比值 .8 钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】A塑性破坏 B疲劳破坏C脆性断裂 D反复破坏 .9 规范规定：侧焊缝的计算长度不超过 60hf，这是因为侧焊缝过长 【 】A不经济 B弧坑处应力集中相互影响大C计算结果不可靠 D不便于施工10下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】A平焊 B立焊C横焊 D仰焊1 有一由两不等肢角钢短肢连接组成的 T形截面轴心受力构件 ， 与节点板焊接连接 ， 则肢 背、肢尖内力分配系数 1k、 2为 【 】A 25.0,75.021 =kk B 30.0,70.021 =kkwww.zhinanche.cc C 35.0,65.021 =kk D 35.0,75.021 =kk2轴心受力构件用侧焊缝连接，侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是 【 】A.两头大中间小 B.两头小中间大C.均匀分布 D直线分布 .13焊接残余应力不影响钢构件的 【 】A疲劳强度 B静力强度C整体稳定 D刚度14将下图（ a）改为（ b）是为了防止螺栓连接的 【 】A栓杆被剪坏 B杆与孔的挤压破坏 C被连构件端部被剪坏 D杆受弯破坏15规范 规定普通螺栓抗拉强度设计值只取螺栓钢材抗拉强度设计值的 0.8 倍，是因为 【 】A偏安全考虑 B考虑实际作用时可能有偏心的影响C撬力的不利影响 D上述 A、 B、 C 16 受剪栓钉连接中，就栓钉杆本身而言，不存在疲劳问题的连接是 【 】A普通螺栓 B铆钉连接B承压型高强度螺栓 D受剪摩擦型高强度螺栓17 高强度螺栓的预拉力设计值计算公式 eu0.9.0.91.2PAf=中，三个 0.9不 是 考虑【 】A螺栓材料不均匀性的折减系数 B超张拉系数C附加安全系数 D考虑拧紧螺栓时扭矩产生的剪力的不利影响。18 以被连板件间之间的静力摩擦力作为其极限值的连接是 【 】A普通螺栓连接 B铆钉连接C摩擦型高强度螺栓连接 D承压型高强度螺栓连接 19 用螺栓连接的轴心受力构件 ， 除了要验算净截面强度外 ， 还要进行毛截面强度验算的连接螺栓连接是 【 】A普通粗制螺栓连接 B普通精制螺栓连接C摩擦型高强度螺栓连接 D承压型高强度螺栓连接20 提高轴心受压构件的钢号，能显著提高构件的 【 】A静力强度 B整体稳定C局部稳定 D刚度21钢结构规范关于轴心受压钢构件整体稳定的柱子曲线（ - 关系曲线）有多条的根本原因是考虑了 【 】A材料非弹性 B构件的初弯曲C残余应力的影响 D材料非均匀 2工字形截面轴心受压钢构件局部稳定的验算方法是 【 】www.zhinanche.cc A和整体稳定一样验算应力 B验算宽厚比，且认为是 “ 细长柱 ”C验算宽厚比，且认为是 “ 粗短柱 ” D验算刚度23 工字形、 H 形截面轴心受压构件翼缘局部稳定验算公式 1 y235(0.1)bt f+ 中， 为【 】A绕 x轴的长细比 x B绕 y轴的长细比 yCm in(,)xy= Dm ax(,)xy=24采用格构式轴心受压构件，可以显著提高 【 】A构件的强度 B构件绕虚轴的刚度C构件绕实轴的刚度 D构件的局部稳定25宽大截面轴心受压钢构件腹板局部稳定的处理方法：当构件的强度、整体稳定、刚度绰绰有余时，应采用 【 】A增加腹板厚度以满足宽厚比要求 B设置纵向加劲肋C任凭腹板局部失稳D设置纵向加劲肋、横向加劲肋和短加劲肋26焊接组合梁翼缘的局部稳定保证通常是 【 】 A验算宽厚比（增加翼缘厚度） B设置横向加劲肋C设置纵向加劲肋 D设置短加劲肋27 焊接组合梁翼缘和腹板（工字形截面）的连接焊缝承受的是 【 】A弯矩作用 B弯矩和剪力共同作用C拉力作用 D剪力作用28直接承受动力荷载的端焊缝强度提高系数为 【 】A f=1.0 B f=1.2C f.5 D f.529.吊车钢梁在设计荷载作用下应按哪个应力阶段设计计算 【 】A弹性阶段 B弹塑性阶段C全塑性阶段 D强化阶段30.工 字 形 组 合 截 面 吊 车 钢 梁 在 进 行 抗 弯 强 度 计 算 时 ， 截 面 塑 性 部 分 发 展 系 数 取 值 为 【 】A x= y1.0 B x=1.05, y=1.2C x5, y=2 D x=1.05, y31.下列截面中，抗扭刚度最大的截面形式是 【 】A工字形截面 BT形截面CH形截面 D箱形截面32 （静力荷载作用下） 工字形截面梁的截面部分塑性发展系数为 【 】Ar x=1.0,ry=1.0 Brx=1.05,ry=1.2Cx2y5 Dxy053 格构式构件应该用在当用实腹式时 【 】A强度有余但刚度不足的情况 B强度不足但刚度有余的情况C强度不足刚度也不足的情况 D强度有余刚度也有余的情况34 轴心受压钢构件 （ 如工字形截面 ） 翼缘和腹板的宽厚比验算时 ， 公式中的长细比取截面两主轴方向较大者是因为 【 】A这样更为安全 B这样更为经济www.zhinanche.cc C这样更容易通过 D材料力学公式中总体稳定由较大长细比方向控制35 在 其 它 条 件 相 同 情 况 下 ， 简 支 钢 梁 在 下 列 哪 种 受 力 情 况 下 对 应 的 临 界 弯 矩 值 最 低 【 】A全跨匀布荷载 B跨中一集中荷载C纯弯曲 D任意荷载36 某轴心受压钢构件绕 x轴和绕 y轴属于同一条的柱子曲线（即 - 关系曲线或表格 ） ，则，两轴等稳定的条件是 .【 】A. yx= B.yxll=C.yxii D.yxII37 钢材蓝脆现象发生的温度大约是 【 】A20C B250C3 D38 钢构件的受剪连接中栓钉类型不同 ， 孔洞对构件强度削弱的程度不同 。 孔洞对构件强度削弱最小的是 【 】A.普通螺栓连接 B.摩擦型高强度螺栓连接C承压型高强度螺栓连接 D铆顶连接 39 轴心受压钢构件总体稳定验算时，容许应力折减系数 所对应的长细比 是绕 【 】A两主轴方向长细比中的较大者 B两主轴方向长细比中的较小者C绕弱轴方向的长细比 D两主轴方向长细比中，所对应的 较小者40 型钢构件不需要进行 【 】A强度验算 B总体稳定验算C局部稳定验算 D刚度验算41 下列哪种情况属于正常使用极限状态 【 】A梁在动载作用下的振动 B动载作用下的疲劳C板件的宽厚比验算 D钢梁腹板加劲肋的设置与计算42 除 了 保 证 钢 梁 腹 板 局 部 稳 定 外 ， 还 要 承 受 作 用 位 置 固 定 的 集 中 荷 载 的 加 劲 肋 是 【 】A竖向（横向）加劲肋 B水平（纵向）加劲肋C短加劲肋 D支承加劲肋43 相同钢号情况下，钢板越厚， 【 】A强度越高、塑性越好 B强度越高、塑性越差C强度越低、塑性越好 D强度越低、塑性越差4 焊接组合梁在弯矩作用下 ， 翼缘和腹板 （ 工字形截面 ） 的连接焊缝有效截面上承受的是 【 】A拉应力 B压应力C剪应力 D拉、压、剪应力都有 45 受剪栓钉连接中，被连板件 不 容许相对滑动的连接是 【 】A普通螺栓连接 B铆钉连接C摩擦型高强度螺栓连接 D承压型高强度螺栓连接46 角焊缝每个弧坑考虑的长度为 【 】www.zhinanche.cc A被焊板件厚度 t B焊缝正边尺寸（焊脚尺寸） fhC2倍被焊板件厚度 2tD2倍焊缝正边尺寸 2fh47强度计算时， 不 考虑截面部分塑性发展的构件是 【 】A轴心受力构件 B受弯构件C拉弯构件 D压弯构件48钢梁 当确定的 b 0.6 时，说明梁在 【 】A弹性阶段失稳 B弹塑性阶段失稳C全塑性阶段失稳 D不会失稳49 当缀条柱单肢的长细比不满足不需进行稳定计算的规定时，需进行单肢的稳定性计算 。这时，单肢稳定计算应按 【 】A轴心受拉验算 B轴心受压验算C压弯构件验算 D拉弯构件验算50 梁截面改变的方法 没 有 【 】A改变翼缘宽度 B改变翼缘厚度C改变梁的高度 D改变腹板厚度二 、 判 断 改 错 题 （ 题 意 正 确 者 ， 打 即 可 ； 题 意 错 误 者 ， 先 打 ，然 后 将 错 误 处 改 正 确 ）1钢结构的疲劳计算方法为容许应力法。2影响钢结构（一般）脆性断裂的主要因素有：钢材本身的质量、 应力集中程度、低温和应力比。 3 对焊透的对接焊缝 ， 当满足下列条件之一者 ， 强度已满足 ， 无需进行强度验算： 焊缝质量得以保证 （ 即一、二级焊缝 ） ; 焊缝有效截面不低于焊件有效截面 （ 即采用引弧板 ） 。4试验表明：端焊缝的强度和塑性高于侧焊缝。5 轴心受压钢构件柱子曲线 （ - 关系曲线 ） 有多条的原因是因为考虑了回转半径的不同 。6 当 摩 擦 型 高 强 度 螺 栓 的 拉 力 Nt=0.8P时 ， 构 件 间 的 有 效 夹 紧 力 为 零 。 所 以 ， 同 时 受 剪 和受拉的摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为 N vb=0.9nf (P-0.8Nt)。7 应力集中将引起三向同号受力，三向同号受力的屈服强度比单向受力高。所以，更不容易发生脆性破坏。 8 （受剪）摩擦型高强度螺栓连接在动荷载作用下，螺栓杆可能会发生疲劳破坏。9 提高钢号对提高轴心受压钢构件的稳定承载力有显著效果（与钢材设计强度成正比 ） 。10 任何螺栓连接的构件 ， 由于孔洞对构件截面有削弱 ， 所以 ， 强度验算只需要对净截面进行。 1双肢格构式轴心受压构件分肢间距是通过绕虚轴与绕实轴等稳定原则确定。2宽厚比验算属于正常使用极限状态。13所有钢构件的刚度验算都是验算长细比。4 对接焊缝的强度计算方法和焊件强度计算方法是一样的。 15 栓钉杆直径越小 ， 被连板件越厚 ， 越有可能栓钉杆与孔壁间挤压控制受剪栓钉单个栓钉承载力。 www.zhinanche.cc 16钢梁从开始受荷载作用到破坏，要经历弹性阶段、弹塑性阶段、屈服阶段和强化阶段 。7通常情况下，钢梁翼缘板和腹板的局部稳定都是通过设置加劲肋来保证。18钢梁的最小梁高由建筑高度控制（决定 ） 。9焊接残余应力是自相平衡的。20焊接组合梁翼缘板与腹板的连接焊缝（侧焊缝）的长度不受 60hf的限制。三 、 简 答 题1.极限状态法按预定功能划分为哪几种极限状态？2钢管混凝土中，为什么混凝土的强度能提高？3.为什么以钢材的屈服强度作为静力强度设计指标？4 为什么伸长率试验时要规定标距长度？ 5 防止脆性断裂的措施有哪些？6 什么叫钢材的硬化？7 应力集中如何影响钢材的性能？8 什么叫钢材的塑性破坏？9 影响钢材疲劳破坏的主要因素有哪些？10 钢板厚度如何影响钢材脆性断裂？ 各级焊缝的实际强度与母材强度的相对大小关系如何？规范规定如何取值？12 焊缝质量控制分为哪几级？3 对接焊缝不需要进行强度计算的情况有哪些？14 为什么要规定角焊缝焊脚尺寸最大值和最小值？5 为什么要规定侧面角焊缝的最大长度和最小长度？其值为多少？ 16 焊接残余应力对结构性能有何影响？7 为 什 么 摩 擦 型 高 强 度 螺 栓 连 接 时 因 螺 栓 孔 对 强 度 承 载 力 的 削 弱 比 其 他 栓 钉 连 接 时小 ？ 18 提高轴心受压构件整体稳定性的措施有哪些？9 为什么轴心受压构件的柱子曲线有多条？20 提高钢材强度等级是否能明显提高轴心受压构件的整体稳定性？为什么？1 宽厚比限制值的确定原则是什么？2 宽大截面腹板局部稳定有哪几种处理方法？3 双肢轴心受压构件设计时，如何确定分肢之间的距离？24钢梁整体稳定计算时，为什么在稳定系数 b0.6时要用 b代替 b？5 在钢梁局部稳定中，为什么翼缘是限制宽厚比，而腹板通常是设置加劲肋？六 、 计 算 题 1 某简支梁 ， 钢材为 Q235， 跨度为 l 12 m ， 承受均布静力荷载设计值 q 69 kN/m ， 施工时因腹板长度不够 ， 需要在跨度方向离左支座 3.5 m 处设对接焊缝 ， 焊缝质量 级 ， 手工焊 ，焊条 E43 型 ， 试验算该对接焊缝是否满足强度要求 。 已知 w tf 185 N/m m 2， wvf 125 /m m 2。www.zhinanche.cc 2 下 图 所 示 为 双 角 钢 组 成 的 T形 截 面 轴 心 受 拉 构 件 与 节 点 板 采 用 侧 焊 缝 连 接 。 角 钢 为 L10 ， 节点板厚度 10 m mt=， 钢材为 Q235， E43 型手工焊 （ wf160 MPa=） 。 静力 N 6 kN，焊缝正边尺寸 f8 m mh（在最大最小焊缝正边尺寸之间 ） 。试计算所需肢背 、 肢尖焊缝长度 w1l、 w2l。 3 下图所示一牛腿钢板两边用角焊缝与钢柱连接 ， 其尺寸如图所示 。 钢材为 Q235， 手工焊 ，E4 焊 条 （ wf160 MPa=） ， 焊 脚 尺 寸 fh 10 m m 。 假 设 e 10 m m ， 试 计 算 该 连 接 能 承 受的最大静力荷载设计值？ 4 一 连 接 构 造 图 如 下 图 所 示 。 两 块 A板 用 三 级 对 接 焊 缝 （ 已 知 wtf 185 N/m m 2， wvf125 N/m m 2）与立柱焊接， B 板与 板用 8个直径为 d 2 m m 预拉力 P 90 k 的摩擦型高强度螺栓连接 。 构件材料为 Q235。 试计算焊缝连接所能承受荷载设计值 F。 （ 提示 ： 由于只要求计算焊缝连接的承载力设计值，螺栓连接的情况不管） www.zhinanche.cc 5 验 算 下 图 所 示 角 焊 缝 连 接 的 强 度 。 已 知 ： 静 力 荷 载 作 用 力 设 计 值 F 50kN， e=10m，hf=10m，钢材为 Q235，焊条为 E43型， 2/160mNfw=。 6 某轴心受压柱 ， 设计内力 N=20kN,l0 x=6m(强轴 ),l0y=3m（ 弱轴 ） ,钢材 Q345（ f=310N/m2） ，采 用 两 块 翼 缘 板 2 50 1和 一 块 腹 板 25 1焊 成 工 字 形 截 面 ， 截 面 无 削 弱 。 试 验 算其强度和刚度（ =） 。7 一连接构造图如下图所示 。 两块 A板用三级对接焊缝与立柱焊接 ， B 板与 A板用 8个直径为 d 2 m m 预拉力 P 190 kN 的摩擦型高强度螺栓连接，摩擦系数为 0.35，构件材料为 Q35。 试计算螺栓连接所能承受荷载设计值 F。 （ 提示 ： 由于只要求计算螺栓连接的承载 力 设 计 值 ， 焊 缝 连 接 的 情 况 不 管 。 扭 矩 作 用 下 ， 最 不 利 螺 栓 的 受 力 计 算 公 式 为 ： 1122()TxiiTyNx=+， 1122()TyiiTxNy=+） 8 已知一工字型钢梁 I32a(Wx=692cm3,Ix/S=27.5cm，腹板厚 9.5m)，承受静力荷载，最大弯 矩 Mmax=130kN m， 最大剪力 Vmax8kN。 Q3钢 材（ f=21MPa,fv=12MPa)。 要求进行抗弯和抗剪强度验算。 9 已知某楼盖次梁 I40a（ Q235B） ， 跨中承受集中静力荷载设计值 160 kN， 试进行各项强 度 验 算 。 集 中 荷 载 在 跨 度 方 向 的 分 布 长 度 为 a 90 m m ， 计 算 跨 度 l m ， 梁 自 重67. kg/m 。 （已知 2215 N/m mf=、 2v125 N/m mf=）www.zhinanche.cc 10 如下图所示拉弯构件 ， 受轴心拉力设计值 N 20 k， 跨中作用一集中荷载设计值 F 3 kN（ 以上均为静载 ） ， 构件采用 2个角钢 L14 9 8长边相连 ， 角钢间净距为 8m m 。钢材为 Q25，已知截面无削弱，不考虑自重，试验算该构件的强度和刚度。（ 查 双 角 钢 T形 截 面 特 性 表 及 截 面 塑 性 发 展 系 数 表 可 知 ： A 36.08 m 2， Ix 731 cm 4， ix4.50 cm ， Iy 453 cm 4， iy 3.5 cm ， Z0 4.5 cm ， 1.05x=， 11.y=， f 5N/m m 2） 单位：m m1.已 知 桁 架 中 的 上 弦 杆 ， 轴 心 压 力 设 计 值 为 N 1350kN； 两 主 轴 方 向 的 计 算 长 度 分别 为 l0 x 3cm ， l0y 6cm ； 截 面 为 两 根 角 钢 2L 2 16组 成 短 边 相 连 的 T形截 面 ， 角 钢 节 点 板 厚 1m m （ 如 下 图 所 示 ） ， 钢 材 为 Q35AF（ f=25N/m m 2） 。 试 验 算 该压 杆 的 整 体 稳 定 性 。 2 200 125 16 附： 由型钢表查得 A 9.48cm 2， ix 3.52cm ， iy 9.62cm 。两轴同属 b类柱子曲线：b类截面轴心受压构件的稳定系数 www.zhinanche.cc 钢 结 构 设 计 原 理 题 库 答 案一 、 单 项 选 择 题 (在 每 小 题 列 出 的 四 个 备 选 项 中 只 有 一 个 是 符 合题 目 要 求 的 ， 请 将 其 代 码 填 写 在 题 后 的 括 号 内 。 错 选 、 多 选 或 未选 均 无 分 )1D2C3A4B5A6B7C8B9C10DA1A11D1C1D1112A21C2B23242526A2728A2930 3D33333B33D4C41A42D43A4C45C46B47484950D二 、 判 断 改 错 题 （ 题 意 正 确 者 ， 打 即 可 ； 题 意 错 误 者 ， 先 打 ，然 后 将 错 误 处 改 正 确 ）1 。2 ;无 应力比（也可以换成钢板厚度 ） 。3 同时满足时 。4 ; 塑性低于侧焊缝。5 残余应力的影响。 6 ; Nvb=0.9nf (P-1.25Nt)。www.zhinanche.cc 7 ; 更有可能发生脆性破坏。8 不可能会发生疲劳破坏。9 ; 无显著效果。10 摩擦型高强度螺栓连接除外。 。12 ; 承载能力极限状态。3 除钢梁外 。14 。5 ; 越有可能发生螺栓杆受剪皮坏。16 弹性阶段、弹塑性阶段、全塑性阶段。7 ; 钢梁翼缘板通过限制宽厚比 。 18 由刚度条件 。9 。20 。三 、 简 答 题 1.答： 极限状态法按预定功能划分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。2答：因为在较高应力状态下，混凝土的泊松比大于钢材泊松比，这样钢管对其内的混凝土形成横向 “ 套箍作用 ” 。3.答 ： （ 1）有强化阶段作为安全储备 ； （ 2）不致产生工程中不允许的过大变形 ； （ 3）实测值较为可靠 ； （ 4）可以近似沿用虎克定律。4答：因为不同标距的试件测 出的伸长率大小不同。 5答 ： （ 1）采用性能较好的钢材 ； （ 2）减少应力集中程度 ； （ 3）采用较薄厚度的钢板组成构件。 6答：钢材因加工等原因使其强度提高，塑性降低的现象。7答：应力集中会导致三向同号受力，与单向受力相比，三向同好受力更容易发生脆性断裂。 8答： 钢材应力达到或超过其屈服强度，破坏前有明显变形给以预兆，破坏不突然。9答 ： （ 1）钢材本身的质量 ； （ 2）应力集中程度 ； （ 3）应力比 ； （ 4）应力循环次数 ； （ 5）应力幅。 10 答 ： 钢板厚度越大 ， 因应力集中引起 （ 三向同号受力中 ） 板厚方向的应力就越大 ， 主剪应力就越小 ， 正应力就越有可能起控制作用 ， 所以 钢板越厚 ， 越有可能发生度如何影响钢脆性断裂。 1 答 ： 各级焊缝的抗压强度没有明显差异 ， 可抗拉 、 抗剪就不同了 。 试验表明一 、 二 级焊缝的实际强度高于母材强度 ， 规范取母材强度 ； 三级焊缝的拉 、 剪强度低于母材强度 ， 规范专门规定了其取值。 12答：一、二及三级 焊缝质量控制。3答 ： （ 1）同时满足： 保证焊缝质量（焊缝为一、二级 ） ； 采用引弧板（保证焊缝的有效截面 ） 。（ 2） 采用斜焊缝，且焊缝的长度方向与受力方向的夹角的正切小于等于 1.5。14 答 ： 焊脚尺寸过小 ， 施焊时冷却速度过快而产生淬硬组织 ； 焊脚尺寸过 ， 会使母材形成“ 过烧 ” 现象。15答 ： （ 1）侧焊缝长度过小，焊件局部加热严重，且起落弧应力集中相互影响。所以 ， 规范规定侧焊缝长度不小于 8h f和 40m。 （ 2） 侧面角焊缝的长度过长 ， 焊缝有效截面上剪应力www.zhinanche.cc 沿其长度方向的应力分布严重不均匀 ， 规范规定 ， 侧焊缝长度不超过 60hf， 如超过 ， 超过部分不计算其承载力。 16答： 焊接残余应力对钢构件的静力强度无影响；焊接残余应力对钢结构的疲劳、刚度 、稳定等其他方面都不利。 17答：因为栓孔圆心截面已通过摩擦力将部分力传递走了。8答 ： （ 1）采用宽展的截面以增加惯性矩 ； （ 2）增加约束以减少计算长度。19答：因为考虑了残余应力的影响。20 答 ： 不能明显提高 。 简单从整体稳定计算公式来看 ， 似乎整体稳定与钢材强度设计值 f成正比，但稳定系数 却随钢材强度等级的 提高而降低。21 答 ： （ 1） 等稳定原则 （ 对 “ 细长柱 ” ， 局部稳定临界应力不低于整体稳定临界应力 ） ； （ 2）局部稳定临界应力足够大 （ 对 “ 粗短柱 ” ， 局部稳定临界应力不低于 0.95倍钢材屈服强度 。 2 答 ： （ 1） 增加腹板厚度使其满足宽厚比的限制要求 ； （ 2） 设置纵向加劲肋 ； （ 3） 任其局部失稳。 23答：根据绕虚轴与绕实轴等稳定原则 确定分肢之间的距离。4答：因为稳定系数是按弹性计算的，当 b0.6时，说明钢梁在弹塑性阶段整体失稳，所以要用 b代替 b。25 答 ： 翼缘主要抵抗弯矩产生的应力 ， 从提高抗弯来看 ， 愿意增加翼缘厚度使其满足宽厚比限制要求；对腹板，它主要抵抗剪力产生的剪应力，它一般不起控制作用，另一方面 ， 腹板高度对抗弯至为重要，换句话说，腹板高而薄，以增加板厚来保证其局部稳定不经济 ， 通常是设置加劲肋。 六 、 计 算 题 1 某简支梁 ， 钢材为 Q235， 跨度为 l 12 m ， 承受均布静力荷载设计值 q 69 kN/m ， 施工时因腹板长度不够 ， 需要在跨度方向离左支座 3.5 m 处设对接焊缝 ， 焊缝质量 级 ， 手工焊 ，焊条 E43 型 ， 试验算该对接焊缝是否满足强度要求 。 已知 wtf 185 N/m m 2， wvf 125 /m m 2。解： （ 1）焊缝截面内力计算 支座反力： 169124142RqlkN=剪力： 41693.5172.5V k=弯矩： 24143.5693.51026.4.2M kNm=（ 2）焊缝截面特性参数计算惯性矩： 3 2 941810002280165082.9781012xI m=+=www.zhinanche.cc 面积矩： 66 632801650885002502.276101.0103.27610S m=+=+=631 2.27610m=（ 3）焊缝强度验算由于只要求对焊缝强度进行验算，所以，无需计算截面上下边缘的最大弯曲正应力。 焊缝最大弯曲正应力（翼缘与腹板交界处），有 6 2 21 91026.410500172.3/ 185/2.978wtxMy NmfNmI= =3 6 2 29172.5103.2761023.7/ 125/2.9788 wvwVS NfNIt= =211 2.27623.716.5/3.276S Nm= 2222 2 2113172.3316.5174.7/1.11.1185204/wtNmf Nm+=+=焊缝强度满足要求。2 下 图 所 示 为 双 角 钢 组 成 的 T形 截 面 轴 心 受 拉 构 件 与 节 点 板 采 用 侧 焊 缝 连 接 。 角 钢 为 L10 ， 节点板厚度 10 m mt=， 钢材为 Q235， E43 型手工焊 （ wf160 MPa=） 。 静力 N 6 kN，焊缝正边尺寸 f8 m mh（在最大最小焊缝正边尺寸之间 ） 。试计算所需肢背 、 肢尖焊缝长度 w1l、 w2l。 图 3.30例题 3.3附图【解 】 （ 1）计算肢背、肢尖焊缝受力110.7660462Nk kN=220.3198k k（ ）计算肢背、肢尖焊缝长度 311 4621022 282742 0.78160wwf fwefNllhh m=+=+=www.zhinanche.cc 3221 198102 2812720.78160wwf fwefNllhh m=+=+=取 lw1280m m ,lw2=130m m 。焊缝长度满足最大最小长度要求，验算从略。3 下图所示一牛腿钢板两边用角焊缝与钢柱连接 ， 其尺寸如图所示 。 钢材为 Q235， 手工焊 ，E4 焊 条 （ w f160 MPa=） ， 焊 脚 尺 寸 fh 10 m m 。 假 设 e 10 m m ， 试 计 算 该 连 接 能 承 受的最大静力荷载设计值？ 解 ： （ 1）内力计算焊缝所受内力有 N、 M=e10N（ 2）焊缝有效截面参数计算 20.720.710(220210)2800wfwAhl m=2 2 331120.70.710(22010)93.31066wfwWl m=（ 3）各内力产生的应力计算 2800 ffNA=310093.310933fwMNW=（ 4） 计算该连接能承受的最大静力荷载设计值 N由角焊缝基本计算公式，有 221601.229332800NN+解之，得 N 168.7 103N=68.7kN故 计算该连接能承受的最大静力荷载设计值 N=168.7kN。4 一 连 接 构 造 图 如 下 图 所 示 。 两 块 A板 用 三 级 对 接 焊 缝 （ 已 知 wtf 185 N/m m 2， wvf125 N/m m 2）与立柱焊接， B 板与 板用 8个直径为 d 2 m m 预拉力 P 90 k 的摩擦型www.zhinanche.cc 高强度螺栓连接 。 构件材料为 Q235。 试计算焊缝连接所能承受荷载设计值 F。 （ 提示 ： 由于只要求计算焊缝连接的承载力设计值，螺栓连接的情况不管） 解： (1)对接焊缝所受内力剪力 V F，弯矩 M 250F(2)抗弯强度确定 F3 64120891.450 m mI=6251908591.4MFyI=所以 63185.503510 N56 kN2019F=(3)抗剪强度确定 331902103610 m m2S=3 63101259.45VFIb所以 33125.102610 N63 k36F=最后得焊缝连接的承载力设计值为 F 35 k。5 验 算 下 图 所 示 角 焊 缝 连 接 的 强 度 。 已 知 ： 静 力 荷 载 作 用 力 设 计 值 F 50kN， e=10m，h f=10m，钢材为 Q235，焊条为 E43型， 2/160mNfw=。 www.zhinanche.cc 解 ： （ 1）焊缝内力计算竖向轴心力 V=Fsin450=3.5kN水平轴心力 Hco0弯矩 M=e35. .1=356kN.m（ 2）各内力在焊缝截面最不利处产生应力计算 MPaAVwf 46.6653201055.353)102400(107.021055.35333 =MPaAH wf 46.66= MPaWwMf 95.1043369331036.35)102400(107.061236.35626 =（ 3）焊缝强度验算 wfffMfHf MPa=+=+ 43.15546.6622.195.10446.662222安全。 6 某轴心受压柱 ， 设计内力 N=20kN,l0 x=6m(强轴 ),l0y=3m（ 弱轴 ） ,钢材 Q345（ f=310N/m2） ，采 用 两 块 翼 缘 板 2 50 1和 一 块 腹 板 25 1焊 成 工 字 形 截 面 ， 截 面 无 削 弱 。 试 验 算其强度和刚度（ =） 。解 ： （ 1）截面几何特性 2808.0252.25cmA =+= 433 11345)252.244.27(121 cmIx = 433 3126)8.0252.1( cIy +=cmi x 91.118011345=www.zhinanche.cc cmiy 25.6803126=4.5091.11600=x4825.6300y（ 2）强度验算因截面无削弱，所以 223 /310/25010080102000mNfmNAN = （强度安全）（ 3）刚度验算 1504.50),m ax(= yx （刚度通过）7 一连接构造图如下图所示 。 两块 A板用三级对接焊缝与立柱焊接 ， B 板与 A板用 8个直径为 d 2 m m 预拉力 P 190 kN 的摩擦型高强度螺栓连接，摩擦系数为 0.35，构件材料为 Q35。 试计算螺栓连接所能承受荷载设计值 F。 （ 提示 ： 由于只要求计算螺栓连接的承载 力 设 计 值 ， 焊 缝 连 接 的 情 况 不 管 。 扭 矩 作 用 下 ， 最 不 利 螺 栓 的 受 力 计 算 公 式 为 ： 1122()TxiiTyNx=+， 1122()TyiiTxNy=+） 解 ： （ 1） 螺栓所受内力剪力 V F，扭矩 T 15F（ 2）最不利一个螺栓所受剪力计算 10.125VNFn=22222()8354(50130)87 400iixy+=+= 112213050.23 587 4()TxiiTFN Fxy=+1122351550.062 187 400()TyiiTFFxy=+2 21,m ax111()()0.96 TVTx yNNN=+=（ 3） 单个摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值 www.zhinanche.cc bf0.90.920.3519019.7 kNVNnP=根据 N1， m ax bv，得 F 43. kN。8 已知一工字型钢梁 I32a(Wx=692cm3,Ix/S=27.5cm，腹板厚 9.5m)，承受静力荷载，最大弯 矩 Mmax=130kN m， 最大剪力 Vmax8kN。 Q3钢 材（ f=21MPa,fv=12MPa)。 要求进行抗弯和抗剪强度验算。 解 ： （ 1）抗弯强度验算 2236 /215/86.18710692130mNfmNWM = （抗弯强度满足）（ 2）抗剪强度验算 223 /125/07.34105.27.989)/( mNfmNSIbVbIS v= （抗剪强度满足 ）9 已知某楼盖次梁 I40a（ Q23B） ， 跨中承受集中静力荷载设计值 P 160 kN， 试进行各项强 度 验 算 。 集 中 荷 载 在 跨 度 方 向 的 分 布 长 度 为 a 90 m m ， 计 算 跨 度 l m ， 梁 自 重67. kg/m 。 （已知 2215 N/m mf=、 2v125 N/m mf=） 解 ： （ 1）基本数据准备 16.52.9 m m ,59052935 m my ayhtr lh=+=+=+=0 1240342 m m ,/217 m my yh h= 自重设计值 31.267.69.8100.795 kN/mg =支座反力（剪力） m ax 16010.795682.4 kN22PVRgl=+=+=跨中弯矩 2 21618.40.795643.6 kNm2828xlMRgl=跨中剪力 180 kN2VP=（ 2）跨中抗弯强度验算 www.zhinanche.cc 6 2 24n243.102013.6 N/m m 15 N/m m1.05 7xM fW =（ 3）支座抗剪强度验算 3 2 2m axm ax vw82.41023 N/m m 15 N/m m3. .5VS fIt =（ 4）局部承压强度验算 3 2 2cw11601064.8 N/m m 215 N/m m10.5235aP ftl=（ 5）折算应力验算 6 211 4243.10719.8 N/m m 7xMyI=由于型钢表中没有给出 S1，近似取 1m axm ax/2380/2.42.3V= N/m m 2， 则22 2eq1c1c122 2 221 3 9.864.89.864.3.173. N/m m .153.5 N/m mf=+=强度满足要求。 10 如下图所示拉弯构件 ， 受轴心拉力设计值 N 20 k， 跨中作用一集中荷载设计值 F 3 kN（ 以上均为静载 ） ， 构件采用 2个角钢 L14 9 8长边相连 ， 角钢间净距为 8m m 。钢材为 Q25，已知截面无削弱，不考虑自重，试验算该构件的强度和刚度。（ 查 双 角 钢 T形 截 面 特 性 表 及 截 面 塑 性 发 展 系 数 表 可 知 ： A 36.08 m 2， Ix 731 cm 4， ix4.50 cm ， Iy 453 cm 4， iy 3.5 cm ， Z0 4.5 cm ， 1.05x=， 11.y=， f 5N/m m 2）单位：m m解 ： （ 1）基本数据准备肢背： 3n1173162.4 cm4.5xIWy=肢尖： 3n227376.95 cm4.5xIy（ 2）内力计算跨中为控制截面： N 20 k， 302.5 kNm44FlM=（ 3）强度验算肢背： 3 61 2 312012.51036.8.0.4xnNAW=+=+2 255.43131.92187.35 N/m m 215 N/m mf=www.zhinanche.cc 肢尖： 3 62 2 32n2012.51036.8.7.9xNMAW=2 25.43.1.3 N/m m 15 N/m mf=强度满足要求。（ 4）刚度验算 0 m ax3 00084.5135.5yyli =刚度满足要求。 www.zhinanche.cc
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