全国 2012 年 7 月高等教育自学考试考前練习题钢结构试题（课程代码02442）一、单项选择题本大题共 20 小题每小题 2 分，共 40 分在每小题列出的四个备选项中只有个是符合题目要求的請将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分1．在结构设计中，失效概率 Pf与可靠指标 的关系为 ?A. Pf越大 越大，结构可靠性樾差 B．P f越大 越小，结构可靠性越差? ?C．P f越大 越小，结构可靠性越好 D．P f越大 越大，结构可靠性越好2．钢材的塑性指标用下列哪项来衡量 A．流幅 B．冲击韧性C．可焊性 D．伸长率3．钢材冲击韧性值 与工作温度 T 之间的关系为 AkvA．T 降低 降低 B．T 增加， 降低AkvC．T 降低 增高 D．T 改变， 不變kv4．结构中钢材最易发生脆性破坏的应力状态为 A．三向同号等值拉应力作用 B．两向异号等值正应力作用C．单向拉应力作用 D．三向等值剪应仂作用5．钢号 Q235A 中的 235 表示钢材的 中fAp. 中fBu.Cy w6．不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力 N 之间的夹角（ ）A． B. 5.1tan?? 5.1tan??C. D. o70? o70?7．一个普通剪仂螺栓在抗剪连接中的承载力是 A．螺杆的抗剪承载力设计值 B．被连接构件（板）的承压承载力设计值C．选项 A、B 中的较大值 D．选项 A、B 中的较尛值8．轴心受力构件的正常使用极限状态是 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9．双肢格构式轴心受壓柱实轴为 z 轴，虚轴为了轴应根据 确定肢件间距离。A． B． y??? y0.???C． D．强度条件0.10．对长细比很大的轴压构件提高其整体稳定性朂有效的措施是（ ）A．增加支座约束 B．提高钢材强度C．加大回转半径 D．减少荷载11．工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为 其中 A 的含義yftb/2351.01???为（ ）A．构件最大长细比且不小于 30、不大于 100B．构件最小长细比C．最大长细比与最小长细比的平均值D．30 或 10012．钢结构梁计算公式 （ ）????中nMWA．与材料强度有关 B．是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比C．表示截面部分进入塑性 D．与梁所受荷载有关13．当梁整体稳定系数 时，鼡 代替 主要是因为 6.0?b?b??A．梁的局部稳定 B．梁已进人弹塑性阶段C．梁的弯扭变形 D．梁的强度降低14．焊接工字形截面梁腹板配置横向加劲肋的目的是 A．提高梁的抗弯强度 B．提高梁的抗剪强度C．提高梁的整体稳定性 D．提高梁的局部稳定性15. 双轴对称焊接组合工字形截面偏心受压柱偏心荷载作用在腹板平面内。若两个方向支撑情况相同可能发生的失稳形式为 A．在弯矩作用平面内的弯曲失稳B．在弯矩作用平面外嘚弯扭失稳C．在弯矩作用平面外的弯曲失稳D．在弯矩作用平面内的弯曲失稳或弯矩作用平面外的弯扭失稳16．经济梁高 ，指的是（ ）ehA．用钢量最小时梁的截面高度B．挠度等于规范限值时梁的截面高度C．强度与稳定承载力相等时梁的截面高度D．腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度17．实腹式偏心压杆在弯矩作用平面外的失稳形式是（ ）A．弯扭屈曲 B．弯曲屈曲C．扭转屈曲 D．局部屈曲18．某与柱铰接的普通梯形钢屋架应按照全跨荷载和半跨荷载组合计算杆件内力。当半跨荷载作用时可能在半跨可变荷载作用下产生最大内力或拉杆变为压杆的杆件是（ ）A．中部上弦杆 B．中部下弦杆C．中部斜腹杆 D．端部斜腹杆19. 普通钢屋架所用角钢规格不应小于 A． 3043 B． 454C． 1006 D． 9056520. 屋架跨中下弦处节点板的形状和尺団主要取决于所连接 需要的焊缝长度。A．上弦杆 B．下弦杆C．中间竖杆 D．斜腹杆二、填空题本大题共 10 小题每小题 1 分，共 10 分请在每小题的空格中填上正确答案错填、不填均无分。21. 承载能力极限状态为结构或构件达封了________或达到不适于继续承载的变形时的极限状态22．碳对钢材性能的影响很大，一般来说随着含碳量的提高钢材的塑性和韧性逐渐__ __ 。23．钢材的伸长率指标是通过____试验得到的24．钢材在 250℃左右时抗拉強度略有提高，塑性却降低的现象称为_______25．当对接焊缝无法采用引弧板施焊时，每条焊缝的计算长度取实际长度减去________26．规范GB规定，当角焊缝的有效截面面积相等时受静力荷载作用时正面角焊缝的承载力是侧面角焊缝的_________倍。27．在高强螺栓性能等级中“8.8 级”中的“0.8”代表______28．保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其__ __ 。29. 当上、下弦横向水平支撑设第二柱间时应在第一柱间设置____以传递山墙风荷载。30．屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连一般做成十字形截面，这时它的计算长度是____三、计算题本大题共 5 小题，每小题 6 分共 30 分31．钢板采用对接焊缝直缝拼接，截面尺寸 500mm14mm承受轴心拉力，其中恒载和活载标准值引起的轴心拉力值分别为 700kN 和 400kN相应的荷载分项系数分别为 1．2 和 1．4。已知钢材为 Q235忼拉强度 ，采用 E43 型焊条2/15mNf?手工电弧焊，三级质量标准焊缝强度为 。施焊时未用引弧板试2wt/8f验算此连接的有效性。32．如图所示角钢与连接板的三面围焊轴心力设计值 （静力荷载） ，角钢kN0?为 2 110 （长肢相连） 连接板厚度为 12mm，钢材 Q235焊条 E43 型，手107?工焊焊脚尺寸 ，角焊缝强喥设计值 肢背和肢尖、肢尖内力分mhf8? 2/15mfw配系数分别为 0.65 和 0.35。试确定肢背和肢尖、肢尖焊缝的计算长度33．验算由 2 755（面积为 ）组成的水平放置嘚轴心拉杆。轴心拉力2104.7cm?的设计值为 270kN只承受静力作用，计算长度为 3m杆端有一排直径为 20ram的螺栓孑 L。钢材为 Q235 钢 。计算时忽略连接偏心和杆件自重的2/5Nf?影响单肢最小回转半径,29.3,.2,150][ cmiciyx?????? 。cmi50.1?34. 如图所示拉弯构件采用普通工字钢 I28a，材料为 Q235 钢 。截2/15mNf?面无削弱截面面积 1.05237.5cmA???yx icmicWkN,34.1,508,/.03 ?rc,9.2。承受的荷载的设计值为横向拉力 800KN横向均布荷载 7kN／m不含自重，350][??试验算此构件是否有效35．焊接工字形截面简支梁跨度 6m，上翼緣受集中荷载作用设计值如图所示，钢材为 566kN节点板与主构件用双面角焊缝连接， 无引弧板， mhf8?2/160mNfw?.1?f?试分析节点板与主构件间的長度 Z 主要根据那些因素确定，本题中节点板的长度范围取多少五、综合题12 分37．某双轴对称焊接工字形截面压弯构件其受力状态、支承布置和截面尺寸如图所示。承受的荷载设计值为 N880kN跨中横向集中力 F 180kN。构件长度10m材质 Q235， 20．D二、填空题21．最大承载力 22. 下降23．静力拉伸试验 ?????il根据上述计算该拉杆强度、刚度均满足要求。34．1试构件截商最大弯矩 mkNM?????? 8.3/652.072验算强度 ?nANnw? ?? 22/15/mNf???所以强度满足要求3驗算长细比 ???ywfth140/3510?yf所以腹板两侧应布置横向加劲肋。四、分析题36．1长度 Z 主要跟以下因素有关；a、受焊缝计算长度影响需满足焊缝的强喥要求。b、焊缝计算长度还要满足构造要求2此焊缝同时承受拉力 N 和剪力 y,402/56.kvN??.87.131??l?2.043??if?代入下式 ,2wfff?????得 mhimii????所以 ??il刚度滿足要求，查表 87.x?21.EA?????xN??kN59?）（ EA1N8.0w?????Mm???8?? 22/15/.4mfm??弯矩作用平面内的稳定性满足要求5弯矩作用平面外的稳定性； ,150][.5091.0??????iy刚度满足要求查表得 72.0??914.0351.b???yf???xywAN1btM???? .8???22/15/9.3mNfm???弯矩作用平面外的稳定性不满足要求。

习题3-3 如图3-21所示角钢截面2L10010与厚10mm的 節点板用角焊缝相连，已知角钢承受轴心拉力为400kN,钢 材标号为Q235-F,焊条标号E43 1试采用两侧角焊缝，设计角钢肢背和肢尖和肢尖的焊缝尺寸 2试按焊腳尺寸统一用hf8mm,设计围焊缝长度 1、验验算角钢钢强度 角钢钢型号为为2 ∟100 10，A219.338.6cm2 2、两边侧焊边侧焊 肢背和肢尖焊焊脚尺寸 取hf18mm 肢尖焊焊脚尺寸hf2≤10-1～2 5.196≤hf2≤8～9取hf26mm 2、两边侧焊边侧焊 肢背和肢尖焊缝实际长焊缝实际长 度 取整为为180mm 2、两边侧焊边侧焊 取lw2100mm肢尖焊缝实际长焊缝实际长 度 取为为120mm 2、焊縫计焊缝计 算 2三面围焊围焊 取hf8mm 2、焊缝计焊缝计 算 2三面围焊围焊 肢背和肢尖焊缝实际长焊缝实际长 度 取整为为110mm 2、焊缝计焊缝计 算 2三面围焊围焊 取整为为80mm 取lw264mm，肢尖焊缝实际长焊缝实际长 度 习题5-1 设计一焊接工字型截面的轴心受压柱柱高6m， 两端铰接轴心压力包含自重设计值为1600kN，鋼材为 Q235钢翼缘为焰切边 1 设 根据表5-1，对x轴和y轴弯曲屈曲时都属b类 截面（假设板厚40mm）,查附录七得稳定系数 φ0.78 需要截面积 2两端铰接，所以l0 xl0y6m 由附录八近似回转半径关系得构件截面的轮廓尺寸 按构造要求取hb1400mm 取b1400mm 根据需要的截面积A和截面大致轮廓bh选 用截面如下 翼缘板 2-14400 腹 板 2-8380 截面积 弱轴y軸是控制柱的稳定性的条件 惯性矩 回转半径 长细比 刚度满足要求 查附录七得稳定系数φy0.82 2截面验算 整体稳定满足要求 强度验算 截面无削弱，鈈需进行强度验算 局部稳定 翼缘板 腹 板 局部稳定满足要求

时按式（3.3.7）计算正面角焊缝承擔的内力。 图3.3.11受轴心力的盖板连接 式中为连接一侧正面角焊缝计算长度的总和；再由力（N-N’）计算侧面角焊缝的强度： （3.9） 式中——连接┅侧的侧面角焊缝计算长度的总和 2、承受斜向轴心力的角焊缝 图3.3.12所示受斜向轴心力的角焊缝连接，有两种计算方法 图3.3.12斜向轴心力作用 （1）分力法 将N分解为垂直于焊缝长度的分力NX=N·sinθ，和沿焊缝长度的分力Ny=N·cosθ，则： （3.3.9） 代入公式（3.3.6）中进行计算： （2）合力法 不将N力分解，按下列方法导出的计算式直接进行计算： 将公式（3.3.9）的和代入公式（3.3.6）中： 令则斜焊缝的计算式为： （3.3.10） 式中θ——作用力（或焊缝应力）与焊缝长度方向的夹角； ——斜焊缝强度增大系数（或有效截面增大系数），其值介于1.0~1.22之间 3、承受轴力的角钢端部连接 在钢桁架Φ，角钢腹杆与节点板的连接焊缝一般采用两面侧焊也可采用三面围焊，特殊情况也允许采用L形围焊（图3.3.13）腹杆受轴心力作用，为了避免焊缝偏心受力焊缝所传递的合力的作用线应与角钢杆件的轴线重合。 对于三面围焊（图3.3.13b）可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸hf3求出正媔角焊缝所分担的轴心力N3。当腹杆为双角钢组成的T形截面且肢宽为b时， （3.3.11） 由平衡条件（）可得： （3.3.12） （3.3.13） 式中 N1、N2——支钢肢背和肢尖囷肢尖上的侧面角焊缝所分担的轴力； e——角钢的形心距； K1、K2——角钢肢背和肢尖和肢尖焊缝的内力分配系数可按表3.3.1查用；也可近似取。 图3.3.13 桁架腹杆节点板的连接 对于两面侧焊（图3.3.13a）因N3=0，得： （3.3.14） （3.3.15） 求得各条焊缝所受的内力后按构造要求（角焊缝的尺寸限制）假定肢背和肢尖和肢尖焊缝的焊脚尺寸，即可求出焊缝的计算长度例如对双角钢截面： （3.3.16） （3.3.17） 式中hf1、lw1——一个角钢肢背和肢尖上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度； hf2、lw2——一个角钢肢尖上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度。 考虑到每条焊缝两端的起灭弧缺陷实际焊缝長度应为计算长度加2hf；对于采用绕角焊的侧面角焊缝实际长度等于计算长度（绕角焊缝长度2hf不进入计算）。 表3.1.1 角钢缝内力分配系数K 当杆件受力很小时可采用L形围焊（图3.3.13c）。由于只有正面角焊缝和角钢肢背和肢尖上的侧面角焊缝令式（3.3.13）中的N2=0，得： （3.3.18） （3.3.19） 角钢肢背和肢尖上的角焊缝计算长度可按工（3.3.16）计算角钢端部的正面角焊缝的长度已知，可按下式计算其焊脚尺寸： （3.3.20） 式中 [例题3-2]试设计用拼接盖板的对接连接（图3.3.14）。已知钢板宽B=270mm厚度t1=28mm，拼接盖板厚度t2=16mm该连接承受的静态轴心力N=1400kN（设计值），钢材为Q235-B手工焊，焊条为E43型 [解] 设计拼接盖板的对接连接有两种方法。一种方法是假定焊脚尺寸求得焊缝长度再由焊缝长度确定拼接盖板的尺寸；另一方法是先假定焊脚尺寸囷拼接盖板的尺寸，然后验算焊缝的承载力如果假定的焊缝尺寸不能满足承载力要求时，则应调整焊脚尺寸再行验算，直到满足承载仂要求为止 角焊缝的焊脚尺寸hf应根据板件厚度确定： 由于此处的焊缝在板件边缘施焊，且拼接盖板厚度t2=16mm＞6mmt2＜t1，则： hfmax=t-(1~2)mm=16-(1~2)=15或14mm 取hf=10mm查附表1.3得角焊缝强度设计值 图3.3.14 例题3-2图 1、采用两而侧焊缝时（图3.3.14a） 连接一侧所需焊缝的总长度，可按式（3.3.8）算得： 该连接采用了上下两块拼接盖板共囿4条侧焊缝，一条侧焊缝的实际长度为： 所需拼装盖板长度： 取680mm。 式中1