全国2002年4月高等教育自学考试钢结构试题历年试卷

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全国 2002 年 4 月高等教育自学考试?
钢结构试题 课程代码:02442 第一部分 选择题(共 40 分)
一、单项选择题(本大题共 20 小题,每小题 2 分,共 40 分)在每小题列出的四个选项中只有 一个是符合题目要求的,请将其代码填在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构( ) A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 2.钢结构的承载能力极限状态是指( ) A.结构发生剧烈振动 B.结构的变形已不能满足使用要求 C.结构达到最大承载力产生破坏 D.使用已达五十年 3.钢号 Q345A 中的 345 表示钢材的( ) A.fp 值 B.fu 值 C.fy 值 D.fvy 值 4.结构钢材最易发生脆性破坏的应力状态为( ) A.三向同号等值拉应力作用 B.两向异号等值正应力作用 C.单向拉应力作用 D.三向等值剪应力作用 5.钢材塑性破坏的特点是( ) A.变形小 B.破坏经历时间非常短 C.无变形 D.变形大 6.普通螺栓抗剪工作时,要求被连接构件的总厚度≤螺栓直径的 5 倍,是防止( ) A.螺栓杆弯曲破坏 B.螺栓杆剪切破坏 C.构件端部冲剪破坏 D.板件挤压破坏 7.焊接残余应力不影响构件的( ) A.整体稳定性 B.静力强度 C.刚度 D.局部稳定性 8.在动荷载作用下,侧面角焊缝的计算长度不宜大于( ) A.40hf B.60hf C.80hf D.120hf 9.确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比限值的原则是( ) A.等厚度原则 B.等稳定原则 C.等强度原则 D.等刚度原则 10.发生弯扭屈曲的理想轴心受压构件截面形式为( ) A.双轴对称工字形截面 B.单角钢截面 C.H 型钢截面 D.箱形截面 11.钢结构设计规范规定容许长细比可以大于 150 的受压构件为( ) A.实腹柱 B.格构柱的缀条 C.桁架弦杆 D.屋架支撑杆件 12.梁整体失稳的方式为( ) A.弯曲失稳 B.剪切失稳 C.扭转失稳 D.弯扭失稳 ) 13.经济梁高 he,指的是(
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A.用钢量最小时梁的截面高度 B.挠度等于规范限值时梁的截面高度 C.强度与稳定承载力相等时梁的截面高度 D.腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度 14.屋架上弦承受有较大节间荷载时,上弦杆合理的截面形式是( ) A.两等边角钢组成的 T 形截面 B.两等边角钢组成的十字形截面 C.两不等边角钢长边相连的 T 形截面 D.两不等边角钢短边相连的 T 形截面 15.跨度 l 为 30m 的梯形屋架的起拱高度应为( ) A.l/1000 B.l/500 C.l/100 D.l/20 16.在屋面重力荷载作用下,腹板垂直于屋面坡向设置的实腹式檩条为( A.双向变弯构件 B.双向压弯构件 C.单向受弯构件 D.单向压弯构件 17.普通钢屋架上弦杆在桁架平面内的计算长度系数为( ) A.0.8 B.0.9 C.1.0 D.2.0 18.普通钢屋架所用角钢规格不应小于( ) A.L30×3 B.L45×4 C.L100×6 D.L90×56×5 19.压弯构件工字形截面腹板的局部稳定与腹板边缘的应力梯度 α 0 = 稳定承载力最大时的α0 值是( A.0.0 B.1.0 ) C.1.6



σ max ? σ min 有关,腹板 σ max

D.2.0
β M N + tx x ≤ f 中, β tx 的取值是 ? y A ? b Wx

20.题 20 图所示压弯构件弯矩作用平面外稳定计算公式 ( )

A.所考虑构件段无横向荷载作用时, β tx = 0.65 + 0.35M 2 / M1 , | M 2 |<| M1 | B. 所考虑构件段无端弯矩但有横向荷载作用时 β tx = 1.0 C. 悬臂构件 β tx = 1.0 D. β tx = 1 ? 0.2 N / N EX

第二部分 非选择题(共 60 分)
二、填空题(本大题共 10 空,每空 1 分,共 10 分) 21.在弯矩作用下,摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于
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22.在结构承载能力极限状态计算时,应采用荷载的 值。 。 23.型钢代号 L100×8 中,L 表示 24.Q235BF 钢中的 F 表示 。 25.动力荷载作用下钢材抵抗脆性破坏的性能指标为 。 26.部分 T 型钢是半个 型钢。 27.在计算两端简支工字形轴压柱 板的临界应力时,它的支承条件简化为三边 简支,一边自由。 。 28.在承受静力荷载的角焊缝中,侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝 29.工字形截面梁按弹性设计时,应使翼缘的宽厚比 b1/t1≤ 。 30.题 30 图所示格柱截面中,虚轴指的是 轴。

三、计算题(本大题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分) 31.验算题 31 图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。 已知:初连接构件钢材为 Q235BF,8.8 级 M20 高强度螺栓的设计预拉力 P=110kN,接 触面喷砂后涂无机富锌漆,抗滑移系数 ? 为 0.35。

32.计算题 32 图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷戴 P。 已知:钢材为 Q235BF,焊条为 E43 型, f f′′ = 160N / mm 2 33.题 33 图所示为一轴心受压柱的工字形截面,该柱承受轴心压力设计值 N=4500kN,计算
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长度为 ? ox = 7m, ? oy = 3.5m, 钢材为 Q235BF,f = 205N / mm 2 ,验算该柱的刚度和整体稳定性。
A = 27500mm 2 , I x = 1.5089 × 109 mm 4 , I y = 4.1667 × 108 mm 4 [λ ] = 150 。 λ ?

15 0.983

20 0.970

25 0.953

30 0.936

35 0.918

40 0.899

45 0.878

34.焊接工字形截面简支梁跨度 6m,上翼缘受集中荷载作用,设计值如题 34 图所示,钢材为 Q235BF, f = 315N / mm 2 , f y = 345N / mm 2 .忽略梁自重,试验算梁的整体稳定性和局部稳定性。
I x = 6.14 × 108 mm 4 , I y = 3.125 × 107 mm 4 , A = 9456mm 2 , Wx = 2.05 × 106 mm 3 , i y = 57.5mm

? b = 0.82

4320 Ah λt 235 ? 1 + ( 1 1 )2 = 0.68, ?′b = 1.1 ? 0.4646 / ? b + 0.1269 / ? b 3 / 2 。 2 4.4h fy λ y Wx

35.题 35 图所示天窗架侧腿为 2L100×80×6 长肢相连组成的 T 形截面,高度为 l,两端铰 接,N 和 q 为荷载的设计值,W1x,W2x 分别为截面上 1 点、2 点的抵抗矩,钢材为 Q235BF。 写出: (1) 如题 35 图所示 q 方向作用时, 弯矩作用平面内稳定的计算公式和弯矩作用平面外 稳定的计算公式。 (2)当 q 方向相反时,相应的计算公式。

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四、分析题(本大题 8 分) 36. 36 图所示楼盖梁跨度 4.8m,采用焊接工字形截面, 题 承受的均布荷载为恒载标准值 (包 括自重)8kN/m+活载标准值 qk ,如果楼板可保证梁的侧向稳定性,钢材为 Q235BF,
f = 215N / mm 2 , f v = 125N / mm 2 , 试 计 算 活 荷 载 qk 的 最 大 值 。 容 许 挠 度 [v]=l/250 ,

I x = 9.511 × 107 mm 4 , Wx = 6.3 × 105 mm 3 , S x = 3.488 × 105 mm 3 , γ x = 1.05, v = 5ql 4 / 384EI x 。

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五、综合题(本大题 12 分) 37.题 37 图所示轴心受压格构柱承受轴力设计值 N=800kN,计算长度 lox=loy=10m,分肢采 用2[25a:A=2×34.91=69.82cm2,iy=9.81cm,I1=175.9cm4,i1=2.24cm,y1=2.07cm,钢材为 Q235BF,缀条用 L45×4,Ad=3.49cm2。缀条柱换算长细比为 λ ox = λ2x + 27
A ,试按照等 A1

稳定原则确定两分肢平行于 X 轴的形心轴间距离 b。

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钢结构试题参考答案及评分标准 课程代码:02442
一、 单项选择题(本大题共 20 小题,每小题 2 分,共 40 分) 1.B 2.C 3.C 4,A 6.A 7.B 8.A 9.B 11.D 12.D 13.A 14.C 15.B 16.A 17.C 18.B 19.D 20.A 二、填空题(本大题共 10 小题,每空 1 分,共 10 分) 21.螺栓群形心轴 22.设计 23.角钢 24.沸腾钢 25.冲击韧性 AKV 值或冲击韧性值或 AKV 值 26.H 27.翼缘 28.低或小 29. 15 15 / f y 30.X-轴
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5.D 10.B

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三、计算题(本大题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分) 31.V=F=180Kn M=F×150
Nt = 180 ×150 ×140 2 × 2 × (70 2 + 140 2 ) = 38.6kN

N t = 38.6 < 0.8P = 0.8 × 110 = 88kN

N b = 0.9n f ?(p ? 1.25N t ) v = 0.9 × 1 × 0.35 × (110 ? 1.25 × 38.6) = 19.45kN
Nv = V 180 = = 18 < N b = 19.45kN v n 10 4 3 3 P, V = P, M = P × 120 5 5 5

满足要求 32. N =

4 p × 103 N N 5 σ = = = 0.33p A e 2 × 0.7 × 6 × 290 3 p × 103 N 5 τ = = = 0.25p A e 2 × 0.7 × 6 × 290
N

σM

M = = Wf

3 p × 120 × 10 3 5 = 0.61p 1 2 × × 0.7 × 6 × 290 2 6

(

σ N + σM 2 0.33P + 0.61P 2 ) + (τ V ) 2 = ( ) + (0.25P) 2 ≤ f fw = 160 N / mm 2 1.22 1.22

P ≤ 197.5kN

33. i x =
iy =

Ix = 234.2mm A Iy A = 123.1mm l ox 7000 = = 29.9 ix 234.2 λy = l oy iy = 3500 = 28.4 123.1

(1) 刚度验算: λ x =
λ max = 29.9 < [λ] = 150

(2) 整体稳定算:当 λ = 29.9 时, ? = 0.936
N 4500 × 103 = = 192.3N / mm 2 < f = 205N / mm 2 ?A 0.936 × 27500

34.(1)整体稳定计算: 最大弯矩 M x = 200 × 2 = 400kMm
? b = 0.68 > 0.6, ? b′ = 0.64 σ b = 0.68 > 0.6, ? b′ = 0.64
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σ = M x /(? b ′ Wx )

= 400 × 10 6 /(0.64 × 2.05 × 10 6 ) = 305N / mm 2 ≤ f 满足要求

(3) 验算局部稳定 翼缘 b ′ = 122mm, t f = 12mm, b ′ / t f = 10.2 < 13 235 / f y = 10.7 满足要求 腹板 h 0 / t w = 576 / 6 = 96 > 80 235 / f y = 66
h 0 / t w = 96 < 170 235 / f y = 140

应布置横向加劲肋 35. (1)平面内:
N β mx M x + ≤f ? x A γ x 2 W2 x (1 ? 0.8N / N EX ) β M N + tx x ≤ f ? y A ? b W2 x Mx = ql 2 8

平面外:

(2)平面内:

N β mx M x + ≤f ? x A γ x1W1x (1 ? 0.8N / N EX ) N β mx M x ? ≤f A γ x 2 W2 x (1 ? 1.25N / N EX )

平面外:

N β M + tx x ≤ f ? y A ? b W1x

四、 分析题(本大题 8 分) 36. (1)按抗弯强度计算 最大弯矩 M x = (1.2 × 8 + 1.4q k ) × 4.82 / 8 = 2.88(9.6 + 1.4q k )kMm
σ = M x /( γ x Wx ) = 2.88 × (9.6 + 1.4q k ) ×10 6 /(1.05 × 6.3 ×10 5 ) ≤ 215N / mm 2

qk=28.4kN/m (2)验算抗剪强度 剪力 V = (1.2 × 8 + 1.4 × 28.4) × 4.8 / 2 = 118.5kN
τ = VS x / I x t w = 118500 × 348800 /(9.511 × 107 × 6) = 72.4 N / mm 2 < f v ,满足要求

(4) 验算挠算 荷载标准值 q = 8 + 28.4 = 36.4kN / m
v = 5 × 36.4 × 48004 /(384 × 206000 × 9.511 × 107 ) = 12.8mm ≤ [ v] = 4800 / 250 = 19.2mm 满足要求

五、

整体稳定无需计算,活荷载最大标准为 28.4kN/m 综合题(本大题 12 分)

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37.等稳定条件为 λ ox = λ y
λy = l oy iy = 10 × 10 2 = 101.9 9.81 A 69.82 = 101.9 2 ? 27 × = 100.6 A1 2 × 3.49

λ x = λ2 ? 27 y

λx =

l ox 10 × 10 2 = = 9.94cm λx 100.6

b I x = 2I1 + A × ( ) 2 2
2 b = 2 i 2 ? t1 = 19.4cm x

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