钢结构设计原理 练习题.docx

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钢结构设计原理练习题

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注：

以下所有图中未注明的尺寸单位均为mm。

第一章概述

练习题

一、单项选择题（从每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其号码填在题干的括号内。

）1.现行钢结构设计规范（GBJ17-88）采用的设计方法是（）B.半概率法A.概率极限状态设计法C.最大荷载法D.容许应力法2.钢结构计算中，实际内力和力学计算结果最符合的原因是（）A.钢材强度高B.钢材塑性好C.钢材韧性好D.钢材接近匀质弹性体3.对于一般排架和框架，分项系数ψ的取值为（）A.0.6B.0.85C.1.2D.1.44.属于正常使用极限状态的是（）A.构件在动荷载作用下的过大振动B.连接的强度计算C.构件的宽厚比验算D.梁腹板加劲肋计算二、多项选择题（在每小题的五个备选答案中,至少有两个正确的答案,选出正确的答案并将其号码填在题干的括号内。

）1、和其它结构相比，属于钢结构的特点的是（）A、塑性和韧性好B、具有可焊性C、耐热性能差E、耐腐蚀性能差D、具有不渗漏特性2、钢结构设计中按荷载标准值计算的有（）B.柱的刚度C.粱的刚度D.整体稳定E.局部稳定A.疲劳3、在分项系数表达公式中与荷载有关的分项系数有（）A.γGB.γQC.γRD.γ0E.ψ三、填空题1.钢结构设计规范GBJ17—88采用了设计法.2.GBJ17—88规范采用的设计表达式中的γQ代表分项系数。

3.结构设计方法大致可分为三个阶段，三个设计阶段所对应的设计方法分别是四、简答题1.从可靠度的角度来看，钢结构的设计方法经历了哪几个阶段。

第二章钢结构的材料

练习题

一、单项选择题（从每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其号码填在题干的括号内。

）1.伸长率是应力—应变曲线中最大的（）A.残余变形B.塑性变形C.弹性变形D.应变值2.钢中硫的含量过大时，会使钢材（）A.变软B.热脆C.冷脆D.变硬）3.钢中含碳量越高（A.强度越高B.塑性韧性越高C.塑性越差，韧性越好D.可焊性越好

4.建筑钢材中含有硫，当温度达到（）时，生成硫化铁，使钢材变脆，称为热脆。

A.1000～1200℃B.900～1100℃C.800～1000℃D.700～900℃）5.钢结构对钢材要求（A.塑性愈大愈好B.强度愈高愈好C.强度高且塑性韧性好D.硬度高6.材料脆性破坏的特点之一是（）A.变形很小B.变形大C.变形很大D.无变形7.影响疲劳强度主要因素之一是（）A.钢材强度B.钢材弹性性能C.钢材伸长率D.应力集中8.假定钢材为理想的弹塑性材料是指屈服点以前材料为（）A.非弹性的B.塑性的C.弹塑性的D.完全弹性的9.在钢的化学元素中,下列哪一种元素的有害作用主要是使钢在低温时韧性降低并容易发生脆性破坏（）A.硅B.锰C.硫D.磷10.冷作硬化可以提高钢材的（）A.屈服强度B.抗拉强度C.屈服强度和抗拉强度D.塑性和韧性11.塑性破坏与脆性破坏相比（）D.危险性高A.变形很小B.突然性强C.延续时间长12.设计中应尽量避免截面突变目的是为了减少（）A.偏析B.应力集中C.裂纹和起层D.非金属杂质13.钢结构设计中作为弹性设计强度标准的是钢材的（）C.抗拉强度D.临界应力A.比例极限B.屈服点14.钢材发生脆性破坏的主要原因之一是（）A钢材强度B.异号应力场的存在C.钢材弹性性能D.应力集中15.动力荷载作用下强度的设计指标是（）A.屈服点B.容许应力幅C.临界应力D.抗拉强度16.钢结构设计中作为材料抗力的标准是（）A.比例极限B.上屈服点C.抗拉强度D.下屈服点17.钢材强度等级对其影响不显著而可忽略的是（）A疲劳计算B.强度计算C.整体稳定计算D.局部稳定计算18.钢中硫的含量过大时，会使钢材（）B.热脆C.冷脆D.变硬A.变软19.下列元素中，使钢材产生热脆的是（）A.锰B.碳C.硫D.磷20、钢材的抗剪强度与其抗拉强度之比为（）A.0.58B.0.85C.0.90D.1.021.时效硬化可以提高钢材的（）A、屈服点B、抗拉强度C、屈服点和抗拉强度D、弹性模量23.反映钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力的指标为（）A、屈服强度B、伸长率C、冷弯性能D、韧性24.规范规定钢结构所有承重构件都必须保证硫、磷的极限含量，对焊接结构还应保证极限含量的元素是（）A、铁B、碳C、锰D、硅25.当温度约在260℃～320℃时钢材将产生（）A.蓝脆现象B.徐变现象C.弹性模量急剧下降D.强度接近于零26.可以提高钢材的强度和抗锈蚀的能力，在低温下使钢材变脆的元素是（）

A、碳B、硅C、硫D、磷27.冷作硬化的特点是（）A、强度提高、塑性降低B、强度、塑性都提高D、强度降低、塑性提高C、强度、塑性都降低28.能够较显著的提高钢材的强度而不过多降低塑性和韧性的弱脱氧剂是（）A硅B.锰C.硫D.磷29.对承重的焊接结构应特别保证的项目是（）A屈服点B.伸长率C.硫、磷的极限含量D.碳的极限含量30.与钢材疲劳强度无关的因素是（）A.构造状况B.材料的静力强度C.作用的应力幅D.循环次数31.规范规定,当周围环境温度在多少摄氏度以上时就需采取防护措施（）A.100B.150C.250D.60032.常幅疲劳强度计算中，对非焊接结构计算应力幅为（）1A.?

σ=σmax?

σminB.?

σ=（σmax?

σmin）2

C.?

σ=σmax?

0.7σminD.?

σ=σmax?

0.5σmin

33.钢板按厚度分组的原因是：

不同的厚度的钢板，其（）A.承载力大小不同，厚钢板承载力大B.承载力大小不同，薄钢板承载力大C.强度大小不同，厚钢板强度大D.强度大小不同，薄钢板强度大二、多项选择题（在每小题的五个备选答案中,至少有两个正确的答案,选出正确的答案并将其号码填在题干的括号内。

）1.常温下直接承受动力荷载作用的焊接结构轻级工作制吊车梁,应保证项目有（）A.抗拉强度B.伸长率C.屈服点D.冷弯E.碳、硫、磷的极限含量2.处于常温工作的重级工作制吊车的焊接吊车梁，其钢材需保证（）A.屈服点B.抗拉强度C.伸长率D.常温冲击韧性E.碳含量3.影响钢材疲劳强度的因素有（）A.构造状况B.最大主应力值C.作用的应力幅D.循环次数E.材料的静力强度4.影响疲劳强度的主要因素有（）B.最大主应力的大小C.应力幅A.构造状况D.材料的静力强度E.反复荷载的循环次数5.随着含碳量的增加钢材（）A.强度提高B.塑性和冲击韧性下降C.疲劳强度和冷弯性能下降D.可焊性提高E.降低了低温脆性断裂的危险6.时效硬化（）A.提高钢材的屈服强度B.提高钢材抗拉强度C.降低钢材塑性D.降低钢材韧性E.由存在于纯铁体的结晶体中的碳和氧的固溶物质引起7.脆性破坏与塑性破坏相比（）A.破坏前无变形B.破坏无任何预兆C.破坏前延续的时间较长D.破坏的危险性高E.仅高碳钢和低合金钢才发生8.随着含碳量的增加,将对钢材的哪些机械性能产生不利影响（）A抗拉强度B.屈服点C.伸长率D.冲击韧性E.可焊性9.导致钢材产生应力集中的原因有（）A.构件截面突然改变B.钢材中存在非金属杂质

C.构件受到非轴心力的作用D.构件中存在初应力或残余应力E.钢材的强度等级10.规范规定用于承重结构的钢材机械性能至少保证（）B.伸长率C.屈服点A.抗拉强度D.180℃冷弯E.冲击韧性三、判断改错题（判断以下的说法是否正确,并改正错误的说法。

）1.规范规定钢结构所有承重构件都必须保证碳、硫的极限含量，对焊接结构还应保证锰的极限含量。

2.对同一钢种,当轧制钢材的厚度或直径增大时,其强度提高,塑性和韧性有所降低.4.在复杂应力状态下工作的钢材，其屈服取决于三向主应力中最大值的大小。

5.对没有明显屈服点的钢材，以加载试件中的应变为0.2%所对应的应力为屈服点，称为条件屈服点。

6.没有严重应力集中的焊接结构，只要钢材有一定的塑性变形能力，残余应力将不影响结构的静力强度。

7.常幅疲劳强度计算中，对非焊接结构，应力幅△σ=σmax-σmin。

8.同钢号的钢材，压缩比愈大钢材的质量就愈好，屈服点也就高9.处于复合应力状态下的钢材，异号应力场会降低钢材的塑性，从而导致脆性破坏10.钢结构制造时在冷加工过程中,将引起钢材的局部硬化,使强度、塑性和冲击韧性提高。

普通钢结构中常利用这种硬化来提高钢材的强度。

四、填空题1.钢材在不同条件下可能发生两种破坏形式为和.2.Φ400×6表示的钢材的规格为.4.动力荷载作用下的强度设计指标是.5.结构钢的主要性能指标有。

7.目前我国钢结构主要使用的钢材有、按照化学成分分类，其所属的钢材种类分别是。

8.钢结构的脆断是指。

9.影响钢结构疲劳强度的主要因素是。

六、简答题1.焊接接头的疲劳破坏与哪些主要因素有关?

2.选用钢材时应考虑哪些主要因素？

3.简述应力集中产生的原因及消除办法4.影响钢材性能的因素有哪些？

5.对低碳钢从拉伸试验可得到的主要力学性能指标有哪几项？

各表示什么含义？

6.简述钢结构对钢材性能的要求主要有哪几项？

7.说明钢材疲劳破坏的特征，及影响疲劳破坏强度的因素。

8.试说明温度变化对钢材性能的影响9.塑性破坏的特征是什么？

第三章钢结构的连接

练习题

一、单项选择题（从每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其号码填在题干的括号内。

）1.焊条代号E4311中的43表示（）A.熔敷金属屈服强度为43Kgf/mm2B.熔敷金属抗拉强度为43Kgf/mm2C.熔敷金属抗剪强度为43Kgf/mm2D.熔敷金属屈服强度为43N/mm22.搭接接头侧面角焊缝的受力状态主要是（）A.抗拉B.抗弯C.抗剪D.抗压）3.承压型高强度螺栓比摩擦型高强度（A.承载力低，变形小B.承载力高，变形大C.承载力高，变形小D.承载力低，变形大4.焊接残余应力一般不影响（）A.静力强度B.疲劳强度C.杆件刚度D.压杆稳定）5.螺栓群偏心受剪是指（B.扭转受剪+轴心受剪A.扭转受剪C.弯曲受剪+扭转受剪D.弯曲受剪+轴心受剪6.对直接承受动力荷载作用的正面角焊缝其强度设计值增大系数取（）A.0B.1C.1.22D.1.57.受轴心力作用的等肢角钢，采用侧面角焊缝连接时，其角钢背的内力分配系数为（）A.0.70B.0.65C.0.75D.0.258.两块钢板采用对接直焊缝相连,以下哪一种情况需进行焊缝验算（）A三级焊缝;受拉B.三级焊缝;受压C.一级焊缝;受拉D.一级焊缝；受压9.当角焊缝端部在构件的转角处时,应连续地绕转角加焊一段,其长度为（）A.2hfB.4hfC.6hfD.8hf10.受剪螺栓连接中,构件在节点处或接头一侧的螺栓沿受力方向的连接长度超过以下哪一值时,应对螺栓承载力设计值进行折减（）A.15d0B.60d0C.90d0D.150d011.施焊方便,焊缝质量最易保证的是（）A.横焊B.立焊C.平焊D.仰焊12.在施工现场进行高空焊接时，应采用（）A、手工焊B、自动埋弧焊C、半自动埋弧焊D、都可以13.焊件钢材为Q345钢时,应选用的焊条型号为（）A、E43B、E50C、E55D、都可以14.为了减少连接中产生过大的焊接应力，在搭接焊接连接中，搭接长度（）A、≥5tim及25mmB、≥10tim及25mmC、≥5tim及30mmD、≥10tim及30mm15.端焊缝与侧焊缝相比（）A、承载能力和塑性较好B、弹性模量和承载力较高C、弹性模量和塑性较大D、承载能力要低一些）16用扭矩法控制高强度螺栓预拉力用是（A、普通搬手B、长搬手C、风动搬手D、特制搬手17.侧面角焊缝的工作性能主要是（）

A.受拉B.受弯C.受剪D.受压18.焊缝连接中最危险的缺陷是（）A、裂纹B、气孔C、夹渣D、咬肉19.摩擦型高强度螺栓承受剪力的设计准则是指（）A、栓杆不被剪断B、板件不发生承压破坏C、外剪力不超过摩擦力D、栓杆不发生受弯破坏20.下列哪一种连接最宜用以代替铆钉连接（）A.焊接B.粗制螺栓连接C.高强度螺栓连接D.精制螺栓连接）21.构造上对螺栓连接端距限制是为了避免普通受剪螺栓发生（A、螺栓杆被剪断B、板件被挤压破坏C、构件被冲剪破坏D、栓杆受弯破坏22.对接焊缝的焊缝强度低于焊件强度出现在（）A.三级抗压B.三级抗拉C.三级抗剪D.一、二级抗压）23.不等边角钢长边相连时，角钢肢背的角焊缝内力分配系数为（A、0.7B、0.75C、0.65D、0.5524.钢结构设计规范规定，承受动力荷载的侧面角焊缝计算长度不宜大于（）A、40hfB、60hfC、80hfD、100hf25.在承受动力荷载作用下的端焊接连接中应避免采用的截面型式为（）B、平坡焊缝C、深熔焊缝D、以上都是A、普通焊缝26.为了减少连接中产生过大的焊接应力,在搭接连接中搭接长度应满足（）A.≥8hf且≥40mmB.≥5tmin且≥25mmC.≥16tmin且≥200mmD.≥40hf27.直接承受动力荷载的重级工作制吊车的吊车粱上翼缘与腹板的连接通常采用（）A.双面角焊缝B.K型坡口对接焊缝D.承压型高强度螺栓C.粗制螺栓连接28.两块厚20mm的钢板搭接连接,当有槽焊缝时,槽焊缝的厚度宜选（）A.7B.10C.16D.2429.在设计中应尽量避免可能出现的焊缝为（）A、俯焊B、立焊C、横焊D、仰焊30.对接焊缝采用斜焊缝时，当焊缝轴线与作用力方向间的夹角满足以下哪个条件时，对三级焊缝质量可不必计算（）A、tgθ≤1.5B、tgθ>1.5C、θ=90°D、θ=75°31.施焊时，在焊缝一侧或两侧与母材交界处形成凹坑，这种焊缝缺陷称为（）A、裂纹B、气孔C、未焊透D、咬肉32.一角焊缝受斜向轴心力作用,当轴心力为静载且与角焊缝轴线夹角为60度时,相应的焊缝强度增大系数为（）A.1.0B.23/11C.2/33D.1.2233..焊件钢材为Q345钢时,应选用的焊条型号为（）A.E43B.E50C.E55D.都可以34.当Q235钢材与Q345钢手工焊接时，宜选用（）A.E43型焊条B.E50型焊条C.E55型焊条D.E50型焊条或E55型焊条35.在弯矩和轴力共同作用下的摩擦型高强度螺栓,计算内力时的中和轴位于（）A.螺栓群的重心轴B.在弯矩作用下受拉力最大的螺栓形心轴上C.视弯矩和轴力大小而定D.在弯矩作用下受压力最大的螺栓形心轴上36.对跨度和直接承受的动力荷载较大的钢梁,焊接如不满足要求,则常采用（）A.粗制螺栓连接B.摩擦型高强度螺栓C.承压型高强度螺栓D.都可以

37.钢结构中焊接长度不大的角焊缝时，常采用（）A.埋弧自动焊B.手工电弧焊C.气体保护焊D.接触焊38.在什么情况下，下面角焊缝的连接中宜采用平坡焊缝（）A.直接承受动力荷载B.间接承受动力荷载C.在低温下工作D.在高温下工作39.下列因素中对焊接时产生焊接残余应力有作用的是（）A.有无引弧板B.焊件的强度大小D.焊件的强度屈服点C.焊接温度40.普通螺栓抗拉强度设计值ftb与其钢材抗拉强度设计值f相比（）bbbA.ft>fB.ft=fC.ft

A.a、b点B.b、c点D.a、d点C.c、d点42.弯矩作用下的摩擦型抗拉高强度螺栓计算时，“中性轴”位置为（）A.最下排螺栓处B.最上排螺栓处D.受压边缘一排螺栓处C.螺栓群重心轴上43.抗剪承载力最低的是（）A.铆钉连接B.粗制螺栓连接C.精制螺栓连接D.高强度螺栓连接二、多项选择题（在每小题的五个备选答案中,至少有两个正确的答案,选出正确的答案并将其号码填在题干的括号内。

））1.受剪普通螺栓连接在以下的破坏形态中,必须经过计算来防止的有（A.螺栓杆被剪断B.板件被挤压破坏C.构件被拉断破坏E.栓杆受弯破坏D.构件被冲剪破坏2.焊缝质量检验对二级焊缝要求（）A.做外现检查B.超声波检查C.X射线检查E.做冲击韧性试验D.做冷弯检查3.焊接应力对结构（）A.静力承载力无影响B.降低结构的刚度C.降低钢材疲劳强度D.可能使钢材产生脆性破坏E.降低受压构件的稳定性4.产生焊接应力和焊接变形的原因有（）A.施焊时温度沿焊件分布极不均匀B.焊件的整体性C.部分截面产生塑性变形D.焊缝连接的形式E.焊件的厚度5.减少焊接应力和焊接变形的措施有（）A.焊缝布置对称B.采用较大的焊脚尺寸C.采用引弧板D.焊前预热E.焊后回火6.高强度螺栓正确的紧固方法是（）A.用手打紧B.扭矩法C.转角法E.用普通板手紧固D.扭断螺栓尾部三、判断改错题（判断以下的说法是否正确,并改正错误的说法。

）

1.普通螺栓的承压承载力设计值计算公式Ncb=d?

∑t?

fcb中，∑t为被连接所有板件的总厚度。

（）2.受有轴向力N的摩擦型高强度螺栓连接，验算第一排螺栓处净截面强度的计算公式为

σ=

N≤f（An为净截面面积）。

An

3.剪力和扭矩共同作用下的普通抗剪螺栓群,每个螺栓所受剪力的大小与其到螺栓群形心的距离成正比.4.对接焊缝采用斜焊缝时，可以提高焊缝承载力，对焊件节省材料，同时tgθ≥1.5，可不必进行计算。

5.对承受直接动力荷载的结构来说，采用承压型高强度螺栓连接要比采用摩擦型高强度螺栓）好（6.第二级焊缝质量检验要求做外现检查和X射线检查（）7.钢结构设计规范规定：

普通螺栓的抗剪强度设计值，取相同钢号钢材的抗剪强度设计值的0.8倍。

（）8.采用焊接连接时,焊条选用应和焊件钢材的强度和性能相适应。

9.在T形和角接连接中,只有在受力要求较高和直接承受较大动力荷载的情况下,才采用角焊缝型式。

10.尺寸、材料等条件相同的端焊缝与侧焊缝相比,破坏强度高,刚度、塑性大。

11.没有严重应力集中的焊接结构，只要钢材有一定的塑性变形能力，残余应力将不影响结构的静力强度。

四、填空题1.搭接连接中，特殊情况下可在板件上开设圆孔，用焊缝金属全部填充，称为2.产生焊接残余应力的原因是。

六、简答题1.简述受剪普通螺栓连接在外力作用下的几种可能破坏形式，在设计中如何防止。

2.简述焊接残余应力对结构构件的静力强度、变形和刚度、稳定性及疲劳强度各有何影响3.简述连接的种类及其传力方式。

4.焊缝中可能出现的缺陷有哪些？

5.焊接残余应力和焊接残余变形产生的原因侧焊缝长度的限制值是什么？

6.写出侧面直角角焊缝受轴心力作用时的强度计算式，并解释每个量的含义。

7.简述手工电弧焊的优缺点8.减少焊接应力和焊接变形的方法9.简述焊接连接的优缺点10.对接焊接施焊时为何常在两端设置引弧板？

11.什么叫做焊接残余应力？

12.为什么在栓钉连接设计中，规定最大的板束厚度及最小的钉孔线距、行距和端距？

13.铆接、高强度螺栓连接和焊接的传力特点有什么不同？

14.简述摩擦型高强度抗剪螺栓与承压型高强度抗剪螺栓的传力特征有何不同？

15.画出焊接H型截面残余应力的分布示意图16.焊缝质量检查分几级，分别的要求是什么？

17.试画出两钢板T形连接采用角焊缝、对接焊缝，螺栓连接的截面图各一个七、计算题1.试计算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝强度。

荷载设计值F=220KN，钢材Q235-A.F，焊

条为E4303型，手工焊，无引弧板，焊缝质量三级（假定剪力全部由腹板上的焊缝承受）。

已w2w2w2知：

ft=185N/mm，fc=215N/mm，fv=125N/mm。

2..两块厚度为14mm的Q235钢板用M20螺栓搭接连接,计算一个螺栓的抗剪承载力设计值;1、

（1）C极普通螺栓2、

（2）8.8级摩擦型高强度螺栓,构件接触面喷砂后涂无机富锌漆3、（3）10.9级承压型高强度螺栓3.某桁架下弦杆为两等边角钢相并，与节点板采用双面侧焊缝连接。

已知下弦杆为2L100×10，节点板厚度t=20mm，钢材为A3F，焊条E43型，手工焊。

计算轴心力设计值N=600KN。

试设计所需角焊缝的焊脚尺寸与长度。

ffw=160N/mm2。

4.试确定图示角焊缝连接的承载力N。

焊缝尺寸如图所示，ffw=160N/mm2。

5.验算如图所示连接采用普通螺栓连接时的强度。

已知螺栓直径d=20mm，C级螺栓，螺栓和材料为Q235，外力F=100KN，fvb=130N/mm2，fcb=305N/mm2，共有6个螺栓。

6.一轴心受拉钢板用双盖板和摩擦型高强度螺栓拼接如下图。

已知钢材为A3F，f=215N/mm2，8.8级高强度M20螺栓，孔径22mm，P=110KN，连接处钢板喷砂μ=0.45，求该连接的最大承载力。

7.检验图示角焊缝连接强度。

材料Q235，手工焊，焊条E43，无引弧板，f=160N/mm，集中力F=200KN（静荷设计值），hf=10mm。

8.如图所示牛腿与钢柱间采用角焊缝（周边围焊）连接。

钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，焊脚尺寸hf=8mm，外力V=400KN，外力偏心距e=250mm。

试验算该角焊缝的强度。

（ffw=160Mpa）

9.检验图示双盖板连接。

受轴心拉力N=720KN（静荷设计值），材料Q235，f=215N/mm，板件宽240mm，厚16mm，盖板厚10mm，用高强度摩擦型螺栓，8.8级，M20螺孔d0=21mm，预拉力P=110KN，接触面喷沙μ=0.45。

第四章轴心受力构件

练习题

一、单项选择题（从每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其号码填在题干的括号内。

）1.