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钢结构设计试卷和答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.钢材的伸长率δ5（标距为5倍直径）是衡量钢材哪项性能的指标？

A.强度B.塑性C.冷弯性能D.冲击韧性

2.下列哪种连接方式的塑性和韧性最优？

A.普通螺栓连接B.摩擦型高强度螺栓连接C.承压型高强度螺栓连接D.焊接连接

3.轴心受拉构件计算时，若截面存在孔洞，则其强度验算应采用：

A.毛截面面积B.净截面面积C.有效截面面积D.换算截面面积

4.焊接工字形截面简支梁，当跨度较大且荷载集中时，最可能发生的失稳形式是：

A.弯曲失稳B.扭转失稳C.弯扭失稳D.局部失稳

5.根据《钢结构设计标准》（GB500172017），普通碳素结构钢Q235的“235”表示：

A.抗拉强度设计值B.屈服强度标准值C.极限强度标准值D.弹性模量

6.角焊缝的计算长度不宜小于8hf（hf为焊脚尺寸），主要是为了避免：

A.焊缝起灭弧缺陷影响B.焊缝强度不足C.焊缝刚度不足D.焊缝局部过热

7.轴心受压构件的整体稳定系数φ与下列哪项无关？

A.构件长细比B.钢材强度等级C.截面类型D.荷载作用位置

8.钢框架结构中，梁柱节点采用刚接时，节点域需验算：

A.抗剪强度B.抗弯强度C.局部承压D.疲劳强度

9.对于需要验算疲劳的焊接结构，钢材应保证：

A.常温冲击韧性B.冷弯性能C.硫、磷含量D.三项性能（抗拉强度、屈服强度、伸长率）

10.梯形钢屋架下弦杆设计时，若节间内有集中荷载，则应验算：

A.轴心受拉强度B.拉弯构件强度C.轴心受压稳定性D.压弯构件稳定性

二、填空题（每题2分，共20分）

1.钢材的主要破坏形式包括塑性破坏和__________。

2.角焊缝的有效厚度为__________（hf为焊脚尺寸）。

3.普通螺栓连接中，当板叠厚度超过螺栓直径的5倍时，应采用__________螺栓。

4.工字形截面梁的局部稳定验算中，翼缘的宽厚比限值主要基于__________准则。

5.轴心受压构件的长细比λ=__________（l0为计算长度，i为截面回转半径）。

6.钢吊车梁的疲劳验算应采用__________应力幅准则。

7.焊接残余应力对构件的__________（强度/稳定性）有显著影响。

8.高强度螺栓摩擦型连接的抗剪承载力与__________和接触面抗滑移系数有关。

9.压弯构件的平面内稳定验算需考虑__________和二阶效应。

10.钢管结构中，支管与主管的连接焊缝通常采用__________焊缝形式。

三、简答题（每题6分，共30分）

1.简述角焊缝的构造要求（至少列出4项）。

2.普通螺栓连接与摩擦型高强度螺栓连接在受力特点上有何区别？

3.工字形截面轴心受压构件的局部稳定验算原则是什么？如何保证？

4.钢框架结构的二阶效应指什么？设计中如何处理？

5.简述焊接残余应力对钢结构性能的影响（至少列出3点）。

四、计算题（共30分）

1.（10分）某轴心受拉钢构件，截面为2L100×10（等边角钢，每肢截面积A=1926mm2，回转半径ix=30.8mm，iy=49.2mm），采用Q235钢（f=215N/mm2）。构件长度为6m，两端铰接，中间无侧向支撑。连接时，在角钢肢背用两条侧面角焊缝与节点板连接，焊脚尺寸hf=8mm，钢材抗剪强度设计值ffw=160N/mm2。

（1）验算构件的强度（不考虑孔洞削弱）；

（2）计算侧面角焊缝的最小计算长度。

2.（10分）某简支焊接工字形梁，截面尺寸为h=600mm，b=200mm，tw=8mm，tf=12mm（翼缘厚度），跨度L=8m，承受均布荷载设计值q=50kN/m（含自重），钢材为Q345（f=310N/mm2，fv=180N/mm2）。梁跨中无侧向支撑，受压翼缘自由长度l1=8m，截面回转半径iy=50mm，整体稳定系数φb=0.6（已按规范公式计算）。

（1）验算梁的抗弯强度；

（2）验算梁的整体稳定性。

3.（10分）某轴心受压柱，截面为焊接工字形（无削弱），尺寸为h=400mm，b=250mm，tw=10mm，tf=16mm，计算长度l0x=l0y=6m，钢材为Q345（f=310N/mm2）。截面参数：A=14640mm2，ix=163mm，iy=58mm，绕x轴的稳