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1、钢结构原理与设计练习题第1章绪论一、选择题1、在结构设计中，失效概率Pf与可靠指标少的关系为(B )0A、R越大，。越大，结构可靠性越差B、Pf越大，越小，结构可靠性越差C、尸f越大，越小，结构越可靠D、B越大，越大，结构越可靠2、假设结构是失效的，那么结构的功能函数应满足( A )A、Z ZN。 d、Z = 03、钢结构具有塑性韧性好的特点，那么主要用于(丝)。A.直接承受动力荷载作用的结构B.大跨度结构C.高耸结构和高层建筑D.轻型钢结构4、在重型工业厂房中，采用钢结构是因为它具有(_C )的特点。A.匀质等向体、塑性和韧性好B.匀质等向体、轻质高强C.轻质高强、塑性和韧性好D.可焊性、耐
2、热性好5、当结构所受荷载的标准值为：永久荷载%且只有一个可变荷载卷那么荷载的设计值为(D )。A. %k + Qq,B. 1.2 ( %* + qQk )C. 1.4 ( qGk + qQk qGk 纭6、钢结构一般不会因偶然超载或局部荷载而突然断裂破坏，这是由于钢材具有(A )oA.良好的塑性C.均匀的内部组织B.良好的韧性D.良好的弹性7、钢结构的主要缺点是(C )oA、结构的重量大B、造价高C、易腐蚀、不耐火D、施工困难多（C）与侧面角焊缝的计算式相同(D)取 Pf_ _N10、直角角焊缝的强度计算公式七=厂厂中，心是角焊缝的（B）。（A）厚度（B）有效厚度（C）名义厚度（D）焊脚尺寸1
3、1、焊接结构的疲劳强度的大小与（A ）关系不大。（A）钢材的种类（B）应力循环次数（B）连接的构造细节（D）剩余应力大小15、如下列图两块钢板用直角角焊缝连接，问最大的焊脚尺寸，f max 一12、焊接连接或焊接构件的疲劳性能与（B ）有关。（A）应力比Q=Qmin/夕max （bmin最小应力，5*最大应力），(B)应力幅 CT = crmax - CFmin (C)crmax (D)crmin 13、承受静力荷载的构件，当所用钢材具有良好的塑性时，焊接剩余应力并不影响构件（A）静力强度（B）刚度（C）稳定承载力（D）疲劳强度14、以下列图所示为单角钢（L80x5）接长连接，采用侧面角焊缝（
4、Q235钢和E43型焊条, /7=1602/加/）,焊脚尺寸勺=5mm。求连接承载力设计值（静载）=（D ）。(A) n x 0.7hflwff =2x0.7x5x (360-10) xl60 (B)2x0.7x5x (360)xl60 (C)2x0.7x5x (60x5-10) x160 (D)2x0.7x5x (60x5) x160(A)6(B)8(C)10(D)12A )o习题6. 1.25图习题6J.24图16、图中的两块钢板间采用角焊缝，其焊脚尺寸可选(A ) mm。(A)7(B)8(C)9(D)617、钢结构在搭接连接中，搭接的长度不得小于焊件较小厚度的(B)o(A)4倍，并不得小
5、于20mm(B)5倍，并不得小于25mm(C)6倍，并不得小于30mm(D)7倍，并不得小于35mm18、图中的焊脚尺寸心是根据()选定的。(A)/2fmin = 1.5V10 = 4.7mm, /z/max = 1.2x10 = 2nvn hf max = 6mm(B)/Zfmin = 1-5V6=3.7mm , h =1.2x10 = 12mm= 6mm7 J Hl 111J Ill d AJ Ill d A(C) / min = 1 5a/T5 = 4.7mm, /z/ max = 1.2 x 6 = 7.2mm 和 /z/ max = 6 . (12) mm(D)勺min = 1-5a
6、/10 = 4.7mm, /z/ max = 1.2x 10 = 12mm 和 hfmaK = 6mm习剧6,1.23图19、在满足强度的条件下，图示号和号焊缝合理的加；应分别是(D )。(A)4mm, 4mm习题图20、单个螺栓的承压承载力中，,4，其中为(D )。(A)+c+e(B)方+d (C)maxtz+c+e, b+d (D)min a+c+e9 b+d习图7. L】图21、每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的(C )。22、摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是(C)o(A)摩擦面处理不同(B)材料不同(C)预拉力不同(D)设计计算不同23、承
7、压型高强度螺栓可用于(D )。(A)直接承受动力荷载(B)承受反复荷载作用的结构的连接(C)冷弯薄壁型钢结构的连接(D)承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接24、一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是(D )o(A)螺杆的抗剪承载力(B)被连接构件(板)的承压承载力(C)前两者中的较大值(D)A、B中的较小值25、擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时,C )(A)与摩擦面处理方法有关(B)与摩擦面的数量有关(C)与螺栓直径有关(D)与螺栓性能等级无关26、图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，那么该连接中螺栓的受剪面有(C)。(A)l(B)2(C)3(D)不能确定45kN77k
8、N77kN45kN习题7.L7图27、图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，那么该连接中承压板厚度为(B ) mm。(A)10(B)20(C)30(D)40习题图28、普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I.螺栓剪断；n.孔 壁承压破坏；m,板件端部剪坏；iv.板件拉断；v.螺栓弯曲变形。其中(b )种 形式是通过计算来保证的。(A)I , II, m (B)L II, IV (C) IHG, II, V (D) II, UL IV 29、摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力(A)提高(B)降低(C)按普通螺栓计算(D)按承压型高强度螺栓计算30
9、、高强度螺栓的抗拉承载力(B(A)与作用拉力大小有关(B)与预拉力大小有关(C)与连接件外表处理情况有关(D)与A, B和C都无关31、一宽度为b,厚度为t的钢板上有一直径为城)的孔，那么钢板的净截面面积为(C(A) A = bxt - -xt,l247兀(B) A” =bxt-xt4(C) An = bxt- dQ xt(D) An =bxt- 71do xt32、剪力螺栓在破坏时，假设栓杆细而连接板较厚时易发生(A )破坏；假设栓杆粗 而连接板较薄时，易发生(B )破坏。(A)栓杆受弯破坏 (B)构件挤压破坏(C)构件受拉破坏(D)构件冲剪破坏33、在直接受动力荷载作用的情况下，以下情况中
10、采用(A )连接方式最为适合，(A)角焊缝(B)普通螺栓(C)对接焊缝(D)高强螺栓34、采用螺栓连接时，栓杆发生剪断破坏，是因为(A(A)栓杆较细(B)钢板较薄(C)截面削弱过多(D)边距或栓间距太小35、采用螺栓连接时，构件发生冲剪破坏，是因为(D )。(A)栓杆较细(B)钢板较薄(C)截面削弱过多(D)边距或栓间距太小36、摩擦型高强度螺栓连接受剪破坏时，作用剪力超过了( B )。(A)螺栓的抗拉强度(B)连接板件间的摩擦力(C)连接板件间的毛截面强度(D)连接板件的孔壁的承压强度.37、在抗拉连接中采用摩擦型高强度螺栓或承压型高强度螺栓，承载力设计值(C(A)是后者大于前者(B)是前者
11、大于后者(C)相等(D)不一定相等38、承压型高强度螺栓抗剪连接，其变形(D(A)比摩擦型高强度螺栓连接小(B)比普通螺栓连接大(C)与普通螺栓连接相同(D)比摩擦型高强度螺栓连接大39、般按构造和施工要求，钢板上螺栓的最小允许中心间距为(A ),最小允许端 距为(B )。(B)2d(A)3d 40、在抗剪连接中以及同时承受剪力和杆轴方向拉力的连接中，承压型高强度螺栓的受剪承载力设计值不得大于按摩擦型连接计算的(C )倍。二、填空题1、焊接的连接形式按构件的相对位置可分为一平接，搭接和 T型连接、角部连接三种类型。2、焊接的连接形式按构造可分为一对接焊缝和一角焊缝一两种类型。3、焊缝按施焊位置
12、分平焊、横焊立焊_和仰焊其中仰焊的操作条件最差，焊缝质量不易保证，应尽量防止。4、当两种不同强度的钢材采用焊接连接时，宜用与强度低一的钢材相适应的焊条。5、承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝，除了分别计算正应力和剪应力外，在同时受有较大正应力和剪应力处，还应按下式计算折算应力强度西33裙-1力W6、当承受轴心力的板件用斜的对接焊缝对接，焊缝轴线方向与作用力方向间的夹角。符合 tan6mm 时，max =t-（1 2） mmJ IlldA18、侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于_8hf _和 40mm 19、侧面角焊缝的计算长度不宜大于_6（）hf _（承受静力或间接动力荷载时）或 40 h
13、f（承受动力荷载时）。20、在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的_5_倍，并不得小于_25mm_。21、当板件的端部仅有两侧面角焊缝连接时，每条侧面焊缝长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离；同时两侧面角焊缝之间的距离不宜大于_16t（当t12mm）或_200mm_（当仁12mm）, t为较薄焊件的厚度。22、普通螺栓按制造精度分一精致螺栓和粗制螺栓一两类；按受力分析分_剪力螺栓和摩擦螺栓两类。23、普通螺栓是通过栓杆抗剪和板件孔壁承压来传力的；摩擦型高强螺栓是通过拧紧螺栓而产生的连接件的摩擦力来传力的。24、高强螺栓根据螺栓受力性能分为两种。摩擦型和 承压型表示螺栓成品的抗拉强度不低于l
14、OOON/mm, 0.9表示屈强比； 26、普通螺栓连接受剪时，限制端距22d,是为了防止一连接板端部冲剪27、单个螺栓承受剪力时，螺栓承载力应取 抗剪承载力 和 承压承载力 的较小值。28、在摩擦型高强螺栓连接计算连接板的净截面强度时，孔前传力系数可取29、单个普通螺栓承压承载力设计值：N? = d 于：式中X表示 在同一受力方向的承压构件的较小总厚度。30、剪力螺栓的破坏形式有栓杆剪断、螺栓承压破坏、 板件被栓杆冲箭破坏一、板件因螺栓孔削弱被拉断一。31、采用剪力螺栓连接时，为防止连接板冲剪破坏，构造上采取控制螺栓间距和边距措施，为防止栓杆受弯破坏，构造上采取控制栓杆长度lodo （do为
15、栓杆直径）措施。32、摩擦型高强螺栓是靠摩擦力传递外力的，当螺栓的预拉力为P,构件的外力为T时，螺栓受力为33、螺栓连接中，规定螺栓最小容许距离的理由是:;规定螺栓最大容许距离的理由是：34、承压型高强螺栓仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接。35、普通螺栓群承受弯矩作用时，螺栓群绕一底排螺栓一旋转。高强螺栓群承受弯矩作用时，螺栓群绕螺栓群中心旋转。三、简答题1钢结构有哪几种连接方法？它们各在哪些范围应用较适宜?2、焊接方法、焊缝型式有哪些？焊条的级别及选用。3、角焊缝的尺寸有哪些要求？角焊缝在各种应力作用下如何计算?4、焊缝质量级别如何划分和应用？5、对接焊缝如何计算？在什么情况
16、下对接焊缝可不必计算？6、说明常用焊缝符号表示的意义？7、焊接剩余应力和剩余变形对结构工作有什么影响？8、普通螺栓和高强度螺栓的级别如何表示？ 9、普通螺栓连接有哪几种破坏形式？螺栓群在各种力单独或共同作用时如何计算？螺栓的排列有哪些型式和规定?10、高强度螺栓连接有哪些类型？高强度螺栓连接在各种力作用下如何计算?四、计算题1、试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。钢材为Q235B,焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。图3. 80习题3. 1图921解：（1）三面围焊 /； = 160A/mm2=-2=-确定焊脚尺寸：%,m
17、ax =1.2x10 = 12mm, /zy min 21.57 = 15厄=5.2mm, hf = 8mm 内力分配：N3=f3f- 0.7%= 1.22x2x0.7x8x125x160 = 273280N = 273.28侬N2 = oc2N $ 1 innn 273.28二 xlOOO= 196.69MVN=aN* =2xiooo-2273.28 sc g =53U.U3K7V2焊缝长度计算:X-一2。.7 f530.032x0.7x8x160二296mm,那么实际焊缝长度为= 296 + 8 = 304mm N?196.69 nnlw? = 110mm,m Z07% ,/ 2x0.7x
18、8x160那么实际焊缝长度为 lw2 =110 + 8 = 118mm 60hf =60x8 = 480mm ,取 120mm。 两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取1=8根m，hf2 = 6mm12内力分配：乂 =%N = xl000 = 333AW,N、=/N = xlOOO = 667AW焊缝长度计算:N、667； 2x0.7x8x160=372mm,那么实际焊缝长度为:/： = 372 +8x2 = 388 nun N? _333 0.7/zz. /； - 2x0.7x6x160那么实际焊缝长度为：/A = 248 + 6 x 2 = 260 mm 10-4 尸(4) J(5.295x10-
19、4F)2+(3.360 + 1.9381.22)xW4F2 160n 2804 + 18.86 x IO4 4 160nG.SSxKT4 b F+36.27? =71.35N/ mm2 /； = 1607V / mm2 1.224、习题3.3的连接中，如将焊缝及焊缝改为对接焊缝(按三级质量标准检验)，试求该连接的1:大荷载。(1)内力分析：V=F,M = F-e = Fx0.12 = 0.12F(KN/m)(2)焊缝截面参数计算：150x12x6 + 200x12x112 ” , y. = oo.omm1150x12 + 200x12112y2 = 212-66.6 = 145.4mmx12x
20、2003+150x12x(66.6-6)2+200x12x(145.4-100)2 =1.956x107/W应力计算M引起的应力：_加% _0. 12/x106x145.41.956 xlO7=0.892/(N/加加 2)v Fxio39V 引起的应力：t= =- = 0.417F(A/mm2)A1 200x12%ax+3屋1.1斤，n J(0.892尸 1 + 3 义(0.417尸了 = 1.148尸“ 1.1/卬=1.1 x 185 = 203.5(N / mm?)n F SVn 3KN5、焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3. 83）,拼接处作用有弯矩M = 1122kN.m,
21、剪力V=374KN,钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。币O8 ,I图3.83习题3.5图(1)内力分析：V=374KN, M = 1122kN.m(2)焊缝截面参数计算：I =Xx8xlOOO3 +2x280xl4x5072 =2.68xl09mm4 “12S =280x14 x 507 + 500 x 8 x 250 = 2987440 mm4wSw = 280 X14x 507 = 1987440 mm4应力计算max374x1()3x2987440 2.68x109x8=52 AN / mm1 1.1/；IV = 1.1x185 = 204A
22、/mm2 不满足6、试设计图3.81的粗制螺栓连接，F=100KN(设计值),q = 30cm。205(1)内力分析：V=100KN,q=300 + =402.5mm ,2T = V-e = 100x 0.4025 = 40.25KN-m(2)参数计算：单个螺栓抗剪承载力(M22)r22N：=nj 吧一.于：=1 工140 = 532KN, v v 44M = df =20x8x305 = 61AKNN*= min MW =53.2 侬汇%;+ Z =164000mm2(3)内力计算T引起的应力：NgTyx*芸产=泡26硒N =-X6 2；+2；v引起的应力：Nwv=匕=W2 = iokn 1
23、V n 10(4) N、=5小(NTy + N1vy)2 =J39.26?+(14.73 + 10)2 =4&4KNSN黑=532KN 7、试设计如图3.84所示： 构件钢材为Q235B,螺栓为粗制螺栓。角钢与连接板的螺栓连接；竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。4 =d2=17Qmmod2 = 190mm o竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。J. = 150mm,图3. 84 习题3.7角钢与连接板的螺栓连接； 单个螺栓抗剪承载力（M20）a、U一苧尸=2.千14 = 87.9.N： =dZ1min ./” = 20X14X305 = S5AKNNM=En：M）=85.4KN螺栓个数个，取5个
24、螺栓，按标准规定间距排列（图省略）。 Cn 85.4竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。4 =4 =170根机。内力分析N = Nx = N.3= 350x(= 247.5KNV = Ny= A = 350x 22= 247.5KN,由支托承担。单个螺栓抗拉承载力(M20, 4 = 2.45cm2)N； = 4-=245-170 = 41.65 KNN 247 5螺栓个数心下= , = 5.9个取6个螺栓，排2排，按标准规定间距排列（图省竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接4=150mm, d2 =190mm。n = n=n-人= 350x(= 247.5KNM = N-e = 247.5 x 0.
25、020 = 495 KN - mV = NyV = 350x1= 247.5KN,由支托承担。=40.22KN N： = 41.65KN47.5x10-4.95x10120 n84x(1202+402)8、按摩擦型连接高强度螺栓设计习题3. 7中所要求的连接（取消承托板），且分别考虑:4 = d2 =170根根； =150mm9 d2 = 190mm 螺栓强度级别及接触面处理方式自选。Q235 钢，喷砂处理，M20, 8.8 级，P=125KN, g=0.45, N： = 0.8P = 0.8x125 = 100KN 4 = I2 = 170mmN = 247.5K7V,V = 247.5KN
26、一个螺栓承担的拉力N 247 51=Nti = 一 = - = 24.75KN N： = 100KNn 10WX=247.5RVWP-L25ZM)= 0.9xlx0.45x(10xl25-L25x247.5) = 38L(W 4 = 150mm, d2 = 190mmN = 247.5MV,V = 247.5K7V, M = N-e = 247.5 x 0.020 = 4.95 KN m一个螺栓的最大拉力 乂器=+ = 3。94侬小。加乂 =27.85KN 3 =24.75 KN？=21.65 KN $ =18.56KNNi=2475KNV = 247.5A7V0.9”SP-1.25ZN) =
27、 0.9x1x0.45x(10x125-1.25 x 247.5) = 38L0HV第4章轴心受力构件一、选择题1、一根截面面积为A,净截面面积为A的构件，在拉力N作用下的强度计算公式为(C )o(A)b = % (py (B) 9x =(py(C)(pxcpy(D)需要根据稳定性分类判别14、双肢格构式轴心受压柱，实轴为x-X轴，虚轴为y y轴，应根据(B)确定肢件间距离。(B) % =儿(C) %,=4(D)强度条件15、当缀条采用单角钢时，按轴心压杆验算其承载能力，但必须将设计强度按标准规定乘以折减系数，原因是(D(A)格构式柱所给的剪力值是近似的(B)缀条很重要，应提高其平安程度(C)
28、缀条破坏将引起绕虚轴的整体失稳(D)单角钢缀条实际为偏心受压构件16、轴心受压杆的强度与稳定，应分别满足(B )oN , a = (p-fN N(A)cr = -/, a = -(p-f 44NN(c) cy = f， cr = A4(P-fN )一N , cy = (p-f式中，A为杆件毛截面面积；Ao为净截面面积。17、轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板(A )o(A)抗弯工作确定的(B)抗压工作确定的(C)抗剪工作确定的(D)抗弯及抗压工作确定的18、确定双肢格构式柱的二肢间距的根据是1 B .(A)格构柱所受的最大剪力ax(B)绕虚轴和绕实轴两个方向的等稳定条件(C)单位剪切角力(D)单
29、肢等稳定条件19、轴心受力构件的正常使用极限状态是(B )。(A)构件的变形规定(B)构件的容许长细比(C)构件的刚度规定(D)构件的挠度值20、实腹式轴心受压构件应进行(B(A)强度计算(B)强度、整体稳定、局部稳定和长细比计算(C)强度、整体稳定和长细比计算 (D)强度和长细比计算21、轴心受压构件的整体稳定系数与(B)等因素有关。(A)构件截面类别、两端连接构造、长细比 (B)构件截面类别、钢号、长细比 (C)构件截面类别、计算长度系数、长细比 (D)构件截面类别、两个方向的长度、长细比22、在以下因素中，(C )对压杆的弹性屈曲承载力影响不大。(A)压杆的剩余应力分布(B)构件的初始几何形状偏差(C)材料的屈服点变化(D)荷载的偏心大小23、类截面的轴心压杆稳定系数尹值最高是由于(D )o(A)截面是轧制截面(B)截面的刚度最大(C)初弯曲的影响最小(D)剩余应力的影响最小24、对长细比很大的轴压构件，提高其