2023年钢结构考试题及答案解析

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一、填空题：

1、承受动力荷载作用的钢结构,应选用（综合性能好）的钢材。

2、钢材中磷的含量过多，将使钢材浮现（热脆）现象。

3、钢材牌号Q235－BF,其中235表示（fy=235Mpa）,B表示（质量等级B级）,F表示（沸腾钢）。

4、采纳手工电弧焊焊接Q345钢材时应采纳（E50）焊条

5、轴心受压构件的承载能力极限状态有（强度）和（稳定）。

6、双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是（弯曲）屈曲。

7、钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应实行的措施是（支承加劲肋）。

8、焊接工字形梁腹板高厚比y

wfth2351700时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置（横向加劲肋）和（纵向加劲肋）。

9、工字形截面组合梁的抗弯强度计算考虑部分截面进展塑性时,其受压件翼缘

板的外伸宽度应满足。

10、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制（挠度,受拉）,受压构件要限制（长细比）。

二、单项挑选题：

1、体现钢材塑性性能的指标是（C）

A屈服点

B强屈比

C延长率

D抗拉强度

2、在构件发生断裂破坏前，有显然先兆的状况是（B）的典型特征

A脆性破坏

B塑性破坏

C强度破坏

D失稳破坏

3、同类钢种的钢板,厚度越大（A）

A、强度越低

B、塑性越好

C、韧性越好

D、内疗构造缺陷越少

4、钢材的冷弯实验是判别钢材（C）的指标。

A强度

B塑性

C塑性及冶金质量

D韧性及可焊性

5、钢材的强度指标是（C）。

A延长率

B韧性指标

C屈服点

D冷弯性能

6、钢结构具有良好的抗震性能是由于（C）。

A钢材的强度高

B钢结构的质量轻

C钢材良好的吸能能力和延性

D钢结构的材质匀称

7、钢材经受了应变硬化应变强化之后（A）。

A强度提高

B塑性提高

C冷弯性能提高

D可焊性提高

8、下列因素中，（A）与钢构件发生脆性破坏无直接关系。

A钢材屈服点的大小

B钢材含碳量

C负温环境

D应力集中

9产生焊接残余应力的主要因素之一是（C）

A.钢材的塑性太低

B.钢材的弹性模量太大

C.焊接时热量分布不匀称

D.焊缝的厚度太小

10、摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依赖（C）

A栓杆的预拉力

B栓杆的抗剪能力

C被衔接板件间的摩擦力

D栓杆被衔接板件间的挤压力

11、下列梁不必验算整体稳定的是（d）

A焊接工字形截面

B箱形截面梁

C型钢梁

D有刚性铺板的梁

12、对直接承受动荷载的钢梁，其工作阶段为（A）

A、弹性阶段

B弹塑性阶段

C塑性阶段

D、强化阶段

13、受弯构件的整体失稳是（C）屈曲。

A、弯曲

B、扭转

C、弯扭

D、A、B、C都不正确

14、压弯构件在弯矩作用平面外，发生屈曲的形式是（C）。

A弯曲屈曲

B扭转屈曲

C弯扭屈曲

D三种屈曲均可能

15、板件的宽厚比加大,其临界应力(B)。

A、提高

B、降低

C、不变

D、没关系、

三、简答题

1、作为结构工程师检验钢材性能指标时，至少要求了解哪几项指标？

解：fy、fu、δ

2、列举三种简单引起钢材变“脆”的因素

解：影响钢材脆性的主要因素是钢材中硫和磷的含量问题，在高温时，硫使钢变脆，称热脆，在低温时，磷使钢变脆，称冷脆。氧和氮全是钢中的有害杂质，氧的作用和硫类似，氮的作用和磷类似。

3、字形截面梁上设有一动力装置，在某点的最大拉应力为150Mpa，最大压应力为150Mpa，问计算疲劳强度时，该点的应力幅为多大？

解：△σ=σmax-σmin=150-(-150)=300Mpa

该点的应力幅为300Mpa

4、一承受静力拉抻搭接衔接，采纳一般焊接，问图示焊接布置和构造有何不合理之处。

5、假定轴压构件A的最大长细比为100，而轴压构件B的最大长细比为150，能否判定哪一根构件的整体稳定承载力高？说明缘由。

解：不能判定哪一根构件的整体稳定承载力高

缘由：N=φ.f.Aφ→abcd

除了长细比之外，还有截面形式，截面类型、钢材种类，钢材的强度有关系

1、《建造钢结构焊接技术规程》（JGJ－2022）推举使用碳当量(或CE)来衡量低合金钢的焊接性能。

2、硫、磷、氮、氧和氢均为有害元素，其中磷和氮易引起钢材的低温冷脆。

3、影响结构疲劳寿命的最主要因素是构造状态、循环荷载和循环次数。

4、钢材的机械性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、Z向收缩率和冲击韧性。

5、主要焊接结构不能采纳Q235A级钢，因含碳量不作交货条件，无法保证含碳量。

6、将一块Q235B级钢板与Q345B级钢板通过焊接举行衔接时，宜挑选E43型焊条。

7、?钢结构设计规范?（GB50017－2022）规定：质量属于三级的焊缝，焊缝的抗拉设计强度等于母材抗拉设计强度的0.85倍。

8、单轴对称的T形截面轴心受压构件，绕对称轴失稳时易发生弯扭失稳，绕非对称轴时易发生弯曲失稳。

9、轴心受压构件失稳时可能绕两主轴屈曲，设计时应遵循等稳定原则，如举行梯形钢屋架设计时屋架端斜杆应采纳不等边角钢长肢相连的截面型式。

10、在轴心受压构件中，确定箱形截面板件满足局部稳定的宽（高）厚比限值的原则是构件应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不低于屈服应力，或不先于屈服），确定工字形截面确定板件宽（高）厚比限值的原则是构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不低于整体屈曲临界应力或等稳定或不先于整体失稳）。

11、荷载作用点的位置对梁的整体稳定有影响，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性将降低。

12、某梯形钢屋架，下弦支座处应设置刚性系杆，该系杆需要按受压杆设计。

13、某工字形组合截面简支梁，若腹板的高厚比为100，应设置横向加劲肋，若腹板高厚比为210，应设置纵向加劲肋。

模拟试题参考答案

（一）填空题：

1、钢材分量轻而强度高，塑性和韧性好，钢结构的耐热性好但防火性差。

2、对于普通钢排架和框架结构，因为很难区别产生最大效应的可变荷载，荷载组合系数ψ取0.85。

3、衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率；

4、冷作硬化提高了钢材的屈服强度；降低了钢材的塑性和韧性；

5、钢材发生疲劳破坏的先决条件是形成裂缝；

6、焊接结构在低温下简单发生脆断；

7、焊接16Mn钢时，应采纳Ｅ50××焊条；

8、工程中采纳的10.9级螺栓属于高强度螺栓，等级中的“10”表示螺栓材料的最低抗拉强度fu=1000N/mm2，

“.9”表示螺栓材料屈强比为0.9；

9、轴压构件腹板局部稳定的保证条件是h0／tw不大于某一限值，此限值和钢材的屈服强度有关，与压杆的最大

长细比有关；

10、在钢梁抗弯强度计算中规定了截面塑性进展系数的限值，而不是彻低按塑性铰来设计，这既能充分利用材料的强

度性能，又能避开梁的变形过大而影响梁的正常使用；

11、梁的腹板的主要作用是抗剪；

12、当梁的整体稳定系数φb大于0.6时，需用φ'b代替φb，它表明钢梁已经进入弹塑性阶段；

13、弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件，其弯矩作用平面外的__整体稳定__可不必验算，但必需计算单肢的稳定性；

14、钢屋盖系统中，柔性系杆只能承受拉力，不能承受压力。

15、组合梁是指钢梁和所支承的钢筋混凝土板组成的一个整体而共同抗弯的构件。

（二）推断题：（请在题号前的括号内作记号，正确的记“√”，错误的记“×”）

（√）1、钢构件的疲劳破坏，实质上是构件上或构件衔接处的微观裂纹与缺陷在延续重复荷载的作用下不断扩展直至断裂破坏的过程。

（√）２、按正常使用极限状态计算时，受弯构件要限制挠度，受拉、受压构件要限制长细比；

（√）3、侧面角焊缝主要承受剪应力；

（√）4、当焊缝质量为三级时，对接焊缝的抗拉强度通常只能达到焊件母材抗拉强度的0.85倍；

（×）5、对于轴心受压构件，承载能力极限状态只包括强度计算；

（√）6、材料的屈服点变化对压杆的弹性屈曲承载力影响不大；

（×）7、保证梁的整体稳定的主要措施是在梁的腹板上设置横向加劲肋和纵向加劲肋；

（√）8、实腹式轴心受压柱的组成板件的局部稳定必需得到保证，它也属于承载力极限状态的一部分；

（√）9、轴心受压柱的柱脚普通由靴梁、底板和锚拴等组成；

（√）10、对于直接承受动力荷载的梁，不能考虑截面的塑性进展，按弹性设计；

（×）11、对于任何实腹式构件来说，只要组成板件的局部稳定得到满足，就不会浮现整体失稳；

（√）12、对于偏心在实轴上的格构式偏心受压构件，不必验算其弯矩作用平面外的整体稳定，但应验算单肢的稳定性；

（√）13、对于无檩屋盖体系可不设钢屋架上弦的横向水平支撑；

（√）14、在设计钢结构时，必需全面考虑创造、运输和安装等条件；

（√）15、钢管混凝土是指在钢管中灌溉混凝土的构件。

（四）、计算题：

1、按照图示条件，计算该节点角焊缝长度。（采纳两侧面焊缝）

已知条件：

N=600KN(静力荷载)ffw＝160N/mm2hf＝8mm,k1＝0.7,k2＝0.3

节点板厚12mm

2L100x12

2L100x12

N

〖解〗1、肢背与肢尖焊缝所受内力：

N1=k1N=0.7×600=420（kN）

N2=k2N=0.3×600=180（kN）

2、所需有效焊缝长度：

lw1=N1/（2heffw）=420000/（2×0.7×8×160）=234（mm）

lw2=N2/（2heffw）=180000/（2×0.7×8×160）=100（mm）

3、角焊缝实际长度应为：

l1≥lw1+10=234+10=244mm取l1=250mm；

l2≥lw2+10=100+10=110mm取l2=110mm；2、实验算下图所示搭接接头的衔接强度。衔接钢板为－250×12，钢材为Q235（A3），采纳M20的8.8集高强度螺栓，孔经22mm。其余条件见图中所示。（钢板表面为喷砂后生赤锈，μ=0.45）

N=500KN

N=500KN

N=500KN

N=500KN

〖解〗：查表3—3，可知：P=110KN

l1=4×80=320mmf不满足稳定性要求。

4、强度验算：

N/A=1200000/45.6×102=263N/mm2>f不满足强度要求。

4、某工作平台采纳普遍工字钢简支梁，梁的跨度为4.0m，间距为2.5m，平台上承受均布永远荷载标准值2.0KN/m（不含梁的自重），均布可变荷载（均为静载）4.5KN/m，该梁跨中无侧向支承，容许相对挠度为1/250。若采纳Ｑ235钢材，I22a一般热轧工字钢，是否能够满足强度、稳定性和刚度要求？

已知条件：1、ｆ＝215N/mm2

2、I22a一般热轧工字钢的有关参数：

Wx=309.6cm3;Ix=3406cm4;

每米自重：0.33KN/m

3、γx＝1.05

〖解〗1、荷载计算

q=1.2（2×2.5+0.33）+1.4×4.5×2.5=22.146KN/m

2、内力计算

Mx=ql2/8=22.146×42/8=44.292kN·M

3、强度计算

Mx/γxWx=44.292×106/（1.05×309.6×103）=136.3N/mm2

0.6

查教材附表2—5得φ’b=0.742

Mx/φ’bWx=44.292×106/（0.742×309.6×103）=192.8N/mm2

<ｆ＝215N/mm2

满足整体稳定性条件。

5、刚度验算

qk=2×2.5+0.33+4.5×2.5=16.58kN/M

Mxk=qkl2/8=16.58×42=33.16kN·M

v/l=Mxk·l/10EIx=33.16×106×4000/（10×2.06×105×3406×104）

=1/529<[v]/l=1/250

满足刚度条件。

5、一箱形截面偏心受压柱，钢材为Q235（A3），截面尺寸如图所示，柱的计算长度为6米，柱中无横向力作用，柱承受轴向内力（设计值）N=3000KN，柱顶截面的弯矩（设计值）M2=450KN·M（绕x—x轴作用），柱底截面的弯矩M1=0。柱的上下两端均可视为无侧移的铰节点。实验算该柱的整体稳定性和各板件

的局部稳定性。

〖解〗1、截面参数：

截面面积：A=2×（14×500+10×500）=24000mm2

截面惯性矩：

Ix=2×5003×10/12+2×14×500×2572+2×143×500/12=1133248000mm4Iy=2×5003×14/12+2×10×500×2052+2×103×500/12=712000000mm4

截面惯性半径：ix=√Ix/A=217.3mmiy=√Iy/A=172.2mm

截面抗弯系数：W1x=Ix/264=1133248000/264=4292606mm3

yxx

y

2、构件长细比、稳定系数：（b类）

λx=6000/217.3=27.6φx=0.944

λy=6000/172.2=34.8φy=0.919

3、截面内力：

N=3000kNM2=450kN·MM1=0

4、强度计算：

N/A+Mx/γxW1x=3000×103/24000+450×106/（1.05×4292606）

=125+99.8=224.8N/mm2≈f=215N/mm2

满足强度条件。

5、整体稳定计算；

平面内整体稳定：

公式：N/(φxA)+βmxMx/[γxW1x(1－0.8N/NEX)]≤f

式中：βmx=0.65

NEX=π2EA/λx2=3.142×206×103×24000/27.62=64056×103N

N/(φxA)+βmxMx/[γxW1x(1－0.8N/NEX)]

30000000.65×450000000

=——————+—————————————————=199.8N/mm2

0.944×240001.05×4292606×(1－3000000×0.8/64056000)

<f=215N/mm2

满足平面内稳定条件。

平面外整体稳定：

公式：N/(φyA)+βtxMx/φbW1x≤f

式中：βtx=0.65φb=1.0（箱形截面）

N/(φyA)+βtxMx/φbW1x

30000000.65×450000000

=—————+————