廣州大學 2010~2011 學年第 1 學期考試卷
課程鋼結構設計原理考試形式（開卷/閉卷，考試/考查）學院土木工程系建工專業班級學號姓名
（改題需注意：每個小題處僅寫扣分，即負分，如-1，不能寫加分，如+1，大題（如
一、二）前寫得分，如20，不能寫+20，小題（如1，2）前不能寫得分，另外，改完後需核准每一小題扣分、每一大題得分；而且每一大題得分應與上表中的分數統計一致，最後還要把上表的總分核准，卷子改完後，需找另一人按照上述程式複核一下，分數有修改處需相應改題老師簽字，否則在考卷的評估中，改卷老師就要領取相應的教學事故，會影響以後的聘任）
一、 選擇題：（每題1分，共10分）
1. 承重結構用鋼材應保證的基本力學效能內容應是（ c ）
a抗拉強度、伸長率b抗拉強度、屈服強度、冷彎效能
c抗拉強度、屈服強度、伸長率 d屈服強度、伸長率、冷彎效能
2. 鋼材牌號q235、q345、q390是根據材料的___a__進行命名。
a 屈服點 b 設計強度 c 標準強度 d 含碳量
3. 在鋼材所含化學元素中，均為有害雜質的一組是__ c _。
a 碳磷矽 b 硫磷錳 c 硫氧氮 d 碳錳礬
4．軸心壓桿整體穩定公式的意義為__d____。
a 截面平均應力不超過材料的強度設計值；
b 截面最大應力不超過材料的強度設計值；
c 截面平均應力不超過構件的尤拉臨界應力值；
d 構件軸心壓力設計值不超過構件穩定極限承載力設計值。
5. 為提高梁的整體穩定性，從用鋼量的角度，經濟的做法是（ c ）
a加強兩個翼緣b加強受拉翼緣
c受壓翼緣設側向支承d加高腹板
6. 摩擦型高強度螺栓連線與承壓型高強度螺栓連線的主要區別是__d____。
a 摩擦面處理不同b 材料不同
c 預拉力不同d 設計計算不同
7．單向受彎梁整體失穩的方式是（ d ）。
a彎曲失穩 b扭轉失穩 c剪下失穩 d彎扭失穩
8. 計算梁的（ a ）時，應該採用淨截面的幾何引數。
a正應力 b剪應力 c整體穩定 d區域性穩定
9. 下列梁不必驗算整體穩定的是（ b ）
a焊接工字形截面 b有剛性鋪板的梁 c型鋼梁 d箱形截面梁
10. 格構軸心受壓柱設定橫隔的目的是( d )
a保證柱截面幾何形狀不變 b 提高柱抗扭剛度
c傳遞必要的剪力d 上述三種都是
二、填空題：（每空1分，共10分）
1．焊縫缺陷有多種，其中_裂紋_對焊縫受力的危害最大。
2．硫和磷是鋼材中的有害成分，它們降低鋼材的強度、塑性、韌性和可焊性能。在高溫時，含硫量過大能引起鋼材的___熱脆_；在低溫時，含磷量過大引起鋼材的___冷脆__。
3．當構件軸心受壓時，對於雙軸對稱截面，可能產生彎曲屈曲 ；對於無對稱軸的截面，可能產生彎扭屈曲 ；對於單軸對稱截面，則可能產生彎扭屈曲 。
4．角焊縫的最小計算長度不得小於_8hf 和____40mm 。
5. 普通螺栓是通過___栓杆抗剪和板件孔壁承壓____來傳力的;摩擦型高強螺栓是通過 __擰緊螺栓而產生的連線件間的摩擦力____來傳力的。
三、判斷題：（正確的填「y」，錯誤的填「n」；每題1分，共5分）
1.鋼材的衝擊韌性值越大,表示鋼材抵抗脆性斷裂的能力越弱。 ( n )
2.荷載作用在上翼緣的梁較荷載作用在下翼緣的梁整體穩定承載小。
y )
3.當其他條件不變時，減少梁受壓翼緣的自由長度，可提高梁的整體穩定性。
y )
4. 對於摩擦型高強螺栓的抗剪連線，應進行螺栓抗剪和構件抗擠壓的計算。
n )
5．兩根幾何尺寸完全相同的壓彎構件，一根端彎矩使之產生反向曲率，一根產生同向曲率，則前者的穩定性比後者的差y)
四、名詞解釋：（每題2.5分，共10分）
（能夠答到要點即可給分）
1．疲勞破壞
鋼材在迴圈荷載作用下，經歷一定時間的損傷積累，構件和連線部位出現裂紋，直到最後斷裂破壞,稱為疲勞破壞。
2．應力集中
實際上鋼結構構件中存在著孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材內部缺陷，此時構件中的應力分布將不再保持均勻，而是在某些區域產生區域性高峰應力，在另外一些區域則應力降低，形成所謂的應力集中。
3．實際軸心受壓構件
由於構造、施工和載入等方面的原因，可能產生一定程度的偶然初偏心。初彎曲和初偏心統稱為幾何缺陷。有幾何缺陷的的軸心受壓構件，其側向撓度從載入開始就會不斷增加，因此構件除軸心作用外，還存在因構件彎曲產生的彎矩，從而降低了構件的穩定承載力。
4．梁的整體失穩
梁在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使梁猶如受壓構件和受拉構件的組合體。對於受壓的上翼緣可延剛度較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩定的受拉下翼緣對其提供了此方向連續的抗彎和抗剪約束，使它不可能在這個方向上發生屈曲。當外荷載產生的翼緣壓力達到一定的值時，翼緣板只能繞自身的強軸發生平面內的屈曲，對整個梁來說上翼緣發生了側向位移，同時帶動相連的腹板和下翼緣發生側向位移並伴有整個截面的扭轉，這時稱梁發生了整體的失穩。
五、簡答題：（ 每題2.5，共10分）
1．在選用鋼材時應考慮哪些因素？（每個要點0.5分）
（1）結構的重要性；（2）荷載情況；（3）連線方法；
（4）結構所處的溫度和環境；（5）鋼材厚度。
2．影響梁的整體穩定的主要因素有哪些？（每個要點0.5分）
（1）梁的抗彎剛度；（2）梁的抗扭剛度；（3）端部約束條件；
（4）受壓翼緣的自由長度；（5）截面形式。
3．焊接殘餘應力對結構有哪些不利影響？（每個要點0.5分）
（1）對靜力強度無影響；（2）降低結構的剛度；（3）降低結構的穩定承載力；
（4）使結構易產生低溫冷脆；（5）降低結構的疲勞強度。
4.格構軸心受壓柱繞虛軸的穩定設計為什麼要採用換算長細比？寫出換算長細比的公式。（每個要點0.5分）
1) 格構式軸心受壓柱當繞虛軸失穩時，剪力主要由綴材分擔，2) 柱的剪下變形較大，剪力造成的附加撓曲影響不能忽略，故對虛軸的失穩計算，3) 常以加大長細比的辦法來考慮剪下變形的影響，加大後的長細比稱為換算長細比。
4)雙肢綴條式柱的換算長細比的計算公式：
5)雙肢綴板式柱的換算長細比的計算公式：
六、計算題：（任選4題，每題10分，共40分）
1、圖示角焊縫連線，承受外力的靜載，，，沒有採用引弧板，驗算該連線的承載力。
解：（2分1分)
…………………(3分)
…………… ……(3分)
…………………(2分)
圖示角焊縫連線承載力滿足《鋼結構設計規範》（gb50017-2003）要求。(結論1分)
2、驗算圖示普通螺栓連線時的強度，已知螺栓直徑，c級螺栓，螺栓和構件材料為q235，外力設計值，，，，。
解：1分)
1分)1分)
受力最大的１號螺栓所受的剪力和拉力分別是：
1分)2分)
2分)1分)
該圖示摩擦型高強螺栓群連線節點的強度滿足《鋼結構設計規範》（gb50017-2003）要求。 (結論1分)
3.試驗算圖示摩擦型高強螺栓群連線節點的強度（不需驗算連線板的強度）是否滿足《鋼結構設計規範》（gb50017-2003）要求。圖中荷載為靜力荷載設計值，高強螺栓採用10.
9級m20（孔=21.5mm），被連線板件鋼材q235-a f，板件摩擦面間作噴砂處理。
解1分)
1分)..…………(2分)
..… (3分)
2分) 圖示摩擦型高強螺栓群連線節點的強度符合《鋼結構設計規範》（gb50017-2003）要求。(結論1分)
4.某實腹式實際軸心受壓柱截面如圖所示，承受軸向壓力設計值為3500kn，該柱計算長度，，截面為焊接組合工字型截面，翼緣邊為剪下邊，鋼材採用q235鋼，試驗算該實腹式軸心受壓柱的整體穩定與區域性穩定是否滿足《鋼結構設計規範》（gb50017-2003）要求。
解：（１）驗算整體穩定性
0.5分)
…(0.5分)
0.5分)
0.5分)
0.5分)
0.5分)
0.5分)
對x軸b類截面，對y軸為c類截面(0.5分)，查表： (計算整體穩定係數各0.5分，共1分)
1分) 但作用效應與構件抗力相差為1分)
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