中国矿业大学结构设计原理钢结构两套习题

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一、填空题

1.建筑钢材的破坏形式有                              

2.钢材按化学成分可分为                              

3.钢结构常用的焊接方法有                                      

4.焊缝按连接构件之间的相对位置分为                            

5.轴心受力构件在荷载作用下能正常工作的基本要求分别是          

6.钢梁按制作方法可分为            和            

7.常用屋架形式有：                                             

8.目前钢结构的除锈方法有                                       

9.结构的可靠性是指                                             

二、简答题

1.什么是钢材的时效硬化，什么是冷作硬化？他们对钢材性能有什么影响？

2.钢材有哪些主要的力学性能指标？它们各用来衡量钢材在哪方面的性能？

3.钢屋架有哪几种支撑？分别说明各自的作用？

三、焊缝连接计算

焊接工字形梁（如图所示）在板与翼缘处设置一条工厂拼接的对接焊缝，拼接处承受的M=150kN·m , V=350kN ,试验算拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，施焊时采用引弧板。（  ）

四、螺栓连接计算（15分）

 两截面为-360×12的钢板，采用双盖板，C级普通螺栓拼接，螺栓采用M20，钢板为Q235，承受轴心拉力设计值N=850KN，试设计此连接。（  ）

《钢结构》考试试题一答案

一、填空题：

1.塑性破坏和脆性破坏    

2.碳素钢和低合金钢

3.焊接连接，铆钉连接，螺栓连接

4.平接，搭接，T型连接和角接

5.强度要求，刚度要求，稳定性要求

6.型钢梁和组合梁

7.平行弦屋架，三角形屋架和梯形屋架

8.水冷却法，屏蔽法，水喷淋法（涂抹防火涂料）

9.安全性，适用性，耐久性

二、简答题：

1.时效硬化：是指轧制钢材放置一段时间后，其力学性能发生变化的现象。刚才经过时效硬化，其强度提高，其塑性和韧性则降低。

     冷作硬化：又称钢材的应变硬化，是指根据钢材在拉伸过程中表现得力学性能，将钢材在使用前进行加载超过屈服点后再卸载，使钢材的弹性提高，塑性降低。因此钢材的冷作硬化能提高钢材的强度，但降低钢材的塑性和韧性。

2.性能指标有：屈服强度，抗拉强度，伸长率，冷弯性能，冲击韧性和可焊性

（1）屈服强度作为衡量承载能力极限状态的标志，

（2）抗拉强度是衡量钢材强度的一项重要指标

（3）伸长率主要衡量钢材塑性性质

（4）冷弯性能是衡量钢材综合性能的指标

（5）冲击韧性使衡量钢材强度，塑性及材质的一项综合指标

3.钢屋架的支撑分为：上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑和系杆等五种

（1）上弦横向水平支撑的作用是减小屋架上弦出平面的计算长度，提高上弦杆的侧向稳定性，并作为山墙抗风柱的上部支撑点，保证山墙风荷载的可靠传递。

（2）下弦横向水平支撑的作用是承受并传递风荷载和地震引起的水平力减小下弦计算长度，提高承载力。

（3）下弦纵向水平支撑的作用是与横向支撑形成封闭的支撑系统，以提高房屋的整体空间刚度。

（4）垂直支撑的作用是使相邻两屋架形成空间几何不变体系，以保证屋架在使用和安装时的整体稳定。

（5）系杆作用是保证无支撑处屋架的稳定，传递水平荷载，并减小屋架上下弦平面外的计算长度，在安装过程中起架立屋架的作用。

三、（1）计算焊缝截面几何特征值

（2）计算焊缝强度：    则（10分）

折算应力 ：  

四、（1）计算所需螺栓数目和排列布置

        单个螺栓抗剪承载力设计值：

    取n=12

(2)验算连接板件的净截面强度（6分）

（不满足要求）

《钢结构》考试试题（二）

一、填空题

1.建筑钢材的破坏形式有                              

2.钢材按用途可分为                                        

3.钢结构的连接方法有                                        

4.角钢与连接板的连接方式有                                  

5.高强度螺栓根据受力性能不同，可分为                                      

6.钢屋架结构由                                等构件组成

7.檩条通常为双向弯曲构件，其形式主要有                            

8.目前提高钢结构抗火性能的主要方法有                                  

二、简答题

1.作为建筑钢材应满足哪些性能要求？

2.对接焊缝施焊时为什么要采用引弧板？

3.简述型钢梁的设计步骤

三、计算题

1.设计图示双盖板对接连接。已知钢板宽a=240mm，厚度t=10mm，钢材为Q235钢，焊条为E43，手工焊，轴力设计值N=600KN。

2. 两截面为-400×14的钢板，采用双盖板，C级普通螺栓拼接，螺栓采用M20，钢板为Q235，承受轴心拉力设计值N=920KN，试设计此连接。

（  ）

《钢结构》考试试题（二）答案

一、填空题：

1.弹性破坏，塑性破坏             

2.结构钢，工具钢和特殊用途钢

3.焊缝连接，铆钉连接，螺栓连接   

4.两侧缝，三面围焊和L形围焊

5.摩檫型，承压型和承拉型         

6.屋面板，屋架，支撑等

7.实腹式和桁架式             

8.水冷却法，屏蔽法，水喷淋法，涂抹防火材料

二、简答题;

1.（1）要具有足够的强度。即抗拉强度和屈服强度较高

（2）具有足够的变形能力。即塑性和韧性好

  （3）具有良好的加工的性能。即适合冷热加工同时具有良好的可焊性

2. 在对接焊缝施焊时的起弧灭弧点，常会出现未焊透和未焊满的凹陷焊口，此处极易产生应力集中裂纹，对承受动力荷载的结构尤为不利，为避免这种缺陷，施焊时可在焊缝两端设置引弧板，焊完后切除引弧板即可。当未采用引弧板时，每条焊缝的起弧和灭弧端各减去5mm作为计算长度。

3. （1）梁的内力计算

根据已知的荷载设计值，梁的跨度及支撑条件计算梁中最大弯矩设计值Mmax

(2)计算需要的净截面模量，初选型钢规格

对于工字钢，  其他根据不同截面查型钢表按值选用型钢规格

（3）截面强度验

抗弯强度：     抗剪强度：         

局部承压强度： 

（4）整体稳定性验算         

（5）刚度验算： v<[v] 或v/l<[v]/

三、计算题：

1.（1）确定盖板尺寸

为了保证施焊，盖板b取为b=240mm-40mm=200mm

       按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度

取t1=6mm

(2) 计算焊缝

按构造要求确定焊角高度hf

t1=6mm         hfmax若只设侧面角焊缝，则每侧共有四条焊缝，每条角焊缝长度为

取       所需盖板全长

  若采用三面围焊，则端缝承载力为

每条焊缝的长度为：

取  所需盖板全长

2. （1）计算所需螺栓数目和排列布置

        单个螺栓抗剪承载力设计值：

    取n=12

(2)验算连接板件的净截面强度（10分）

（满足要求）