1、钢结构真题 2015 年 04 月及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：20，分数：40.00)1.钢材的性能受温度影响，随着温度的降低，钢材的塑性和韧性_（分数：2.00）A.不变B.降低C.升高D.稍有提高，但变化不大2.产生焊接残余应力的主要因素是_（分数：2.00）A.钢材的塑性太低B.钢材的弹性模量太低C.焊接时热量分布不均D.焊缝的厚度太小3.构件发生破坏前无明显预兆是_（分数：2.00）A.脆性破坏的典型特征B.塑性破坏的典型特征C.强度破坏的典型特征D.失稳破坏的典型特征4.考虑到可焊性，钢结构用钢的含碳量一般不大于_（分数：2.00
2、）A.0.6%B.0.25%C.0.2%D.0.15%5.两个 Q235 钢构件焊接，采用手工电弧焊，焊条应选用_（分数：2.00）A.E43 型B.E50 型C.E55 型D.T50 型6.不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力之间的夹角 满足_（分数：2.00）A.tan1.5B.tan1.5C.15D.757.镇静钢与沸腾钢的最主要区别是_（分数：2.00）A.脱氧程度B.冶炼炉种C.屈服强度D.浇注质量8.设计承重结构或构件时，承载能力极限状态涉及的计算内容有_（分数：2.00）A.强度、梁的挠度B.稳定性、柱的变形C.梁的挠度、柱的变形D.强度、稳定性9.对于常温下承受静力
3、荷载、无严重应力集中的碳素结构钢构件，焊接残余应力对构件_（分数：2.00）A.刚度没有明显影响B.极限强度没有明显影响C.稳定性没有明显影响D.疲劳强度没有明显影响10.普通螺栓连接，限制端距 e2d 0 的目的是为了避免_（分数：2.00）A.螺栓杆受剪破坏B.螺栓杆受弯破坏C.板件受挤压破坏D.板件端部冲剪破坏11.关于应力集中说法正确的是_（分数：2.00）A.应力集中降低了钢材的屈服强度B.应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制C.应力集中产生异号应力场，使钢材变脆，强度提高D.应力集中可以提高构件的疲劳强度12.当计算受弯构件挠度时，荷载应采用_（分数：2.00）A.荷载的计算
4、值B.荷载的标准值C.荷载的设计值D.永久荷载的计算值13.对于直接承受动力荷载的结构，宜采用_（分数：2.00）A.焊接连接B.普通螺栓连接C.摩擦型高强度螺栓连接D.承压型高强度螺栓连接14.其他条件相同的轴心受压杆，最易发生扭转失稳的截面是_（分数：2.00）A.工字型B.十字型C.槽型D.H 型15.10.9 级的 M22 高强度螺栓，其设计预拉力为 190kN，则该高强度螺栓的抗拉承载力为_（分数：2.00）A.114kNB.152kNC.171kND.190kN16.格构式轴心受压构件整体稳定计算时，绕虚轴方向以换算长细比 0x 代替 x 的原因是_（分数：2.00）A.实轴与虚轴
5、长细比相等B.考虑缀材承受剪力的不利影响C.格构式柱可能单肢失稳D.格构式柱承载能力提高17.关于钢结构的特点叙述错误的是_（分数：2.00）A.建筑钢材的塑性和韧性好B.钢材的耐腐蚀性很差C.钢材具有良好的耐热性和防火性D.钢材更适合于建造高层和大跨结构18.角焊缝的最小焊脚尺寸 h fmin 1.5t 1 ，最大焊脚尺寸 （分数：2.00）A.t1 为腹板厚度，t2 为翼缘厚度B.t1 为翼缘厚度，t2 为腹板厚度C.t1 为较薄的被连接板件的厚度，t2 为较厚的被连接板件的厚度D.t1 为较厚的被连接板件的厚度，t2 为较薄的被连接板件的厚度19.格构柱设置横隔的目的不正确的是_（分数：
6、2.00）A.保证柱截面几何形状不变B.提高柱抗扭刚度C.传递必要的剪力D.提高柱抗压强度20.如图所示弯矩 M 作用下的高强度螺栓连接，螺栓群中和轴的位置在图中哪个螺栓处_ （分数：2.00）A.1B.3C.5D.计算确定二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：10.00)21.钢材的冲击韧性值越小，钢材抵抗脆性断裂的能力 1。 （分数：1.00）22.随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为 1。 （分数：1.00）23.梯形钢屋架的上下弦水平支撑设置在第二柱节间时，应在第一柱节间设置 1 系杆，以传递风荷载。 （分数：1.00）24.钢结构设计规范规定，工字形截面的轴压构
7、件，其翼缘板局部稳定保证条件是根据 1 的设计原则确定。（分数：1.00）25.正常使用极限状态计算时，受弯构件要限制构件的挠度，拉、压构件要限制构件的 1。 （分数：1.00）26.轴心受压构件的承载能力极限状态有净截面强度破坏、 1 和板件局部屈曲。 （分数：1.00）27.压弯构件在弯矩作用平面外失稳，其变形形式表现为 1。 （分数：1.00）28.荷载作用点的位置影响梁的整体稳定，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性将 1。 （分数：1.00）29.钢结构设计规范规定，承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度不宜大于 1，当大于上述规定时
8、，超过部分在计算中不予考虑。 （分数：1.00）30.钢材牌号 Q235-BF，其中 235 表示钢材的屈服点，B 表示 1，F 表示沸腾钢。 （分数：1.00）三、计算题(总题数：1，分数：30.00)【参考数值和公式】Q235 钢材，强度设计值 f=215N/mm 2 ，f v =125N/mm 2 ；Q345 钢材，f=310N/mm 2 ，f v =180N/mm 2 ；工字形截面塑性发展系数 x =1.05；钢材弹性模量 E=20610 3 N/mm 2 ；平面内稳定验算公式： ，其中 （分数：30.00）(1).如图所示两块钢板的对接连接，求连接所能承受的最大拉力 N。 已知：截面
9、尺寸 B=250mm，t=10mm，钢材为 Q235B 级钢，E43 型焊条，采用手工焊， =185N/mm 2 ，焊接时采用引弧板，焊缝质量为三级。 （分数：6.00）_(2).如图所示双角钢 2L1258 采用三面围焊和节点板连接，求能承受的最大拉力 N。 已知：钢材为 Q235，手工焊，焊条为 E43， ，h f =6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度均为 250mm。等边角钢的内力分配系数 k 1 =0.7，k 2 =0.3。 （分数：6.00）_(3).验算两端铰接轴心受压柱的刚度和整体稳定性。 已知：截面为双轴对称焊接工字钢，截面面积 A=400cm 2 ，I x =160000cm 4
10、 ，I y =40000cm 4 ，计算长度 l 0x =5m，l oy =2.5m，轴向压力设计值 N=6000kN，钢材为 Q235，构件的允许长细比为 150，绕 x 轴和y 轴均为 b 类截面。（分数：6.00）_(4).验算受均布荷载作用简支梁的最大正应力及最大剪应力强度是否满足要求。 已知：作用在梁上的最大弯矩 M max =210 8 Nmm。最大剪力 N max =210 5 N。钢材为 Q345，梁采用I32a，I x =11080cm 4 ，W nx =692cm 3 ，I x /S x =27.5cm，t w =15mm。（分数：6.00）_(5).验算工字型截面压弯构件
11、平面内稳定性。 已知：构件计算长度 l 0x =3.5m，轴心压力设计值 N=16kN，构件两端作用数值相等并产生同向曲率的弯矩 M x =10kNm，选用 Q235 钢。截面面积 A=1500mm 2 ，截面模量 W nx =50cm 3 ，回转半径 i x =5cm。（分数：6.00）_四、分析题(总题数：1，分数：8.00)31.分析说明为保证梁腹板的局部稳定，应按哪些规定配置加劲肋? （分数：8.00）_五、综合题(总题数：1，分数：12.00)32.已知某轴心受压实腹柱 AB 高 5m，中点 L/2 处有侧向支撑。采用三块钢板焊成的工字型柱截面，翼缘尺寸为 300mm12mm，腹板尺
12、寸为 200mm6mm。钢材为 Q235。求柱子最大承载力 N，并验算局部稳定性是否合格。 （分数：12.00）_钢结构真题 2015 年 04 月答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：20，分数：40.00)1.钢材的性能受温度影响，随着温度的降低，钢材的塑性和韧性_（分数：2.00）A.不变B.降低 C.升高D.稍有提高，但变化不大解析：解析 温度变化对钢材性能的影响很大。在正常温度范围内，即 100以上时，随着温度的升高，钢材的强度降低，而塑性增大。当温度低于常温时，随着温度的降低，钢材的脆性倾向逐渐增加。当温度下降，钢材的冲击韧性值也下降，且有
13、一个转变温度区。2.产生焊接残余应力的主要因素是_（分数：2.00）A.钢材的塑性太低B.钢材的弹性模量太低C.焊接时热量分布不均 D.焊缝的厚度太小解析：解析 焊接构件在施焊过程中，由于受到不均匀的电弧高温作用，在焊件中将产生变形和应力，称为热变形和热应力。冷却后，焊件中将产生反向的应力和变形，称为焊接应力和焊接变形，或称残余应力和残余变形。3.构件发生破坏前无明显预兆是_（分数：2.00）A.脆性破坏的典型特征 B.塑性破坏的典型特征C.强度破坏的典型特征D.失稳破坏的典型特征解析：解析 与塑性破坏相反的是钢材的脆性破坏。它的特征是：破坏前没有明显的变形和征兆，断口平齐，呈有光泽的晶粒状，
14、破坏往往发生在瞬时，因而危险性很大。4.考虑到可焊性，钢结构用钢的含碳量一般不大于_（分数：2.00）A.0.6%B.0.25%C.0.2% D.0.15%解析：5.两个 Q235 钢构件焊接，采用手工电弧焊，焊条应选用_（分数：2.00）A.E43 型 B.E50 型C.E55 型D.T50 型解析：解析 选择手工电弧焊使用的焊条，宜使焊缝金属与主体金属的强度相适应。例如 Q235 铜焊件采用 E43 系列型焊条，Q345 钢焊件采用 E50 系列型焊条，Q390 钢和 Q420 钢焊件采用 E55 系列型焊条。6.不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力之间的夹角 满足_（分数：2
15、.00）A.tan1.5 B.tan1.5C.15D.75解析：解析 只要使焊缝轴线和 N 力之间的夹角 满足7.镇静钢与沸腾钢的最主要区别是_（分数：2.00）A.脱氧程度 B.冶炼炉种C.屈服强度D.浇注质量解析：解析 按冶炼时钢水脱氧程度的不同，Q235 钢分镇静铜(代表符号 Z)、半镇静钢(代表符号 bZ)、特殊镇静钢(代表符号 TZ)和沸腾钢(代表符号 F)等 4 种。8.设计承重结构或构件时，承载能力极限状态涉及的计算内容有_（分数：2.00）A.强度、梁的挠度B.稳定性、柱的变形C.梁的挠度、柱的变形D.强度、稳定性 解析：解析 对于轴心受压构件来说，承载能力极限状态包括强度和稳
16、定承栽力的计算，强度承载力以钢材的屈服点为极限状态，而稳定承载力是以构件的临界应力为极限状态，强度和稳定都必须满足。9.对于常温下承受静力荷载、无严重应力集中的碳素结构钢构件，焊接残余应力对构件_（分数：2.00）A.刚度没有明显影响B.极限强度没有明显影响 C.稳定性没有明显影响D.疲劳强度没有明显影响解析：10.普通螺栓连接，限制端距 e2d 0 的目的是为了避免_（分数：2.00）A.螺栓杆受剪破坏B.螺栓杆受弯破坏C.板件受挤压破坏D.板件端部冲剪破坏 解析：11.关于应力集中说法正确的是_（分数：2.00）A.应力集中降低了钢材的屈服强度B.应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制
17、 C.应力集中产生异号应力场，使钢材变脆，强度提高D.应力集中可以提高构件的疲劳强度解析：解析 钢材发生疲劳破坏的原因是钢材中总存在着一些局部缺陷，如不均匀的杂质，轧制时形成的微裂纹，或加工时造成的刻槽、孔洞和裂纹等。当循环荷载作用时，在这些缺陷处的截面上应力分布不均匀，产生应力集中现象。应力集中处总是形成双向甚至三向同号应力场。在交变应力中含有的拉应力的重复作用下，首先在拉应力高峰处出现微裂纹，然后逐渐开展形成宏观裂缝。在循环荷载的继续作用下，裂缝不断开展，有效截面面积相应减小，应力集中现象越来越严重，更促使裂缝扩展。由于是同号应力场，钢材的塑性变形受到限制，因此，当循环荷载达到一定的循环次
18、数，危险截面减小到一定程度时，就在该截面处发生脆性断裂，出现钢材的疲劳破坏。12.当计算受弯构件挠度时，荷载应采用_（分数：2.00）A.荷载的计算值B.荷载的标准值 C.荷载的设计值D.永久荷载的计算值解析：解析 梁的刚度要求是：vv T 或v Q 。式中：v T 为永久和可变荷栽标准值产生的挠度值(如有起拱应减去拱度)的容许值；v Q 为可变荷载标准值产生的挠度的容许值。13.对于直接承受动力荷载的结构，宜采用_（分数：2.00）A.焊接连接B.普通螺栓连接C.摩擦型高强度螺栓连接 D.承压型高强度螺栓连接解析：14.其他条件相同的轴心受压杆，最易发生扭转失稳的截面是_（分数：2.00）A
19、.工字型B.十字型 C.槽型D.H 型解析：15.10.9 级的 M22 高强度螺栓，其设计预拉力为 190kN，则该高强度螺栓的抗拉承载力为_（分数：2.00）A.114kNB.152kN C.171kND.190kN解析：解析 为了防止螺栓发生松弛现象，并保证被连接板件间始终处于压紧状态，铜结构设计规范(GB 500172003)规定，作用于螺栓杆的外拉力 N t 不得大于 0.8P，即高强度螺栓的抗拉承载力设计值按下式计算： 。本题中 P=190kN， 16.格构式轴心受压构件整体稳定计算时，绕虚轴方向以换算长细比 0x 代替 x 的原因是_（分数：2.00）A.实轴与虚轴长细比相等B.
20、考虑缀材承受剪力的不利影响 C.格构式柱可能单肢失稳D.格构式柱承载能力提高解析：解析 实腹式构件在微微弯曲的临界平衡状态时，产生的剪力由腹板承受，此剪力不大，而腹板的剪切刚度又很大，使腹板产生的剪切变形就很小，因此可以忽略不计。但对于由缀材组成的格构式截面，此剪力将引起缀材产生变形，变形较大不能忽略。因而在求解临界力时，必须计入剪切变形。考虑临界状态的剪切变形后，构件的临界力降低了，相当于长细比增大了，因此，对格构式轴心受压构件，虚轴的临界力，应采用换算长细比来计算稳定承栽力。17.关于钢结构的特点叙述错误的是_（分数：2.00）A.建筑钢材的塑性和韧性好B.钢材的耐腐蚀性很差C.钢材具有良
21、好的耐热性和防火性 D.钢材更适合于建造高层和大跨结构解析：解析 和其他结构相比，钢结构具有下列特点：(1)钢结构自重轻而承载力高；(2)钢材最接近于匀质等向体；(3)钢材的塑性和韧性好；(4)钢材具有良好的焊接性能；(5)钢结构具有不渗漏的特性；(6)钢结构制造工厂化、施工装配化；(7)钢材耐腐蚀性差，应采取保护措施；(8)铜结构耐热性能好，但防火性能差。18.角焊缝的最小焊脚尺寸 h fmin 1.5t 1 ，最大焊脚尺寸 （分数：2.00）A.t1 为腹板厚度，t2 为翼缘厚度B.t1 为翼缘厚度，t2 为腹板厚度C.t1 为较薄的被连接板件的厚度，t2 为较厚的被连接板件的厚度 D.t
22、1 为较厚的被连接板件的厚度，t2 为较薄的被连接板件的厚度解析：19.格构柱设置横隔的目的不正确的是_（分数：2.00）A.保证柱截面几何形状不变B.提高柱抗扭刚度C.传递必要的剪力D.提高柱抗压强度 解析：解析 为了保证格构式柱在运输和吊装过程中具有必要的截面刚度，防止因碰撞而使截面歪扭变形，沿柱身每隔 8m 或柱截面较大宽度的 9 倍处应设置横隔；且每个运输单元不得少于两个横隔。当在柱身某一位置直接受较大的集中力作用时，该处也应设横隔，以免柱肢局部受弯。横隔分隔板和隔材两种，其作用是使柱子截面成为几何不变体系。20.如图所示弯矩 M 作用下的高强度螺栓连接，螺栓群中和轴的位置在图中哪个螺
23、栓处_ （分数：2.00）A.1B.3 C.5D.计算确定解析：二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：10.00)21.钢材的冲击韧性值越小，钢材抵抗脆性断裂的能力 1。 （分数：1.00）解析：越弱22.随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为 1。 （分数：1.00）解析：时效硬化23.梯形钢屋架的上下弦水平支撑设置在第二柱节间时，应在第一柱节间设置 1 系杆，以传递风荷载。 （分数：1.00）解析：刚性24.钢结构设计规范规定，工字形截面的轴压构件，其翼缘板局部稳定保证条件是根据 1 的设计原则确定。（分数：1.00）解析：等稳定25.正常使用极限状态计算时，受弯构件要
24、限制构件的挠度，拉、压构件要限制构件的 1。 （分数：1.00）解析：长细比26.轴心受压构件的承载能力极限状态有净截面强度破坏、 1 和板件局部屈曲。 （分数：1.00）解析：整体失稳27.压弯构件在弯矩作用平面外失稳，其变形形式表现为 1。 （分数：1.00）解析：弯扭屈曲28.荷载作用点的位置影响梁的整体稳定，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性将 1。 （分数：1.00）解析：降低29.钢结构设计规范规定，承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度不宜大于 1，当大于上述规定时，超过部分在计算中不予考虑。 （分数：1.00）解析：60h f
25、30.钢材牌号 Q235-BF，其中 235 表示钢材的屈服点，B 表示 1，F 表示沸腾钢。 （分数：1.00）解析：质量等级三、计算题(总题数：1，分数：30.00)【参考数值和公式】Q235 钢材，强度设计值 f=215N/mm 2 ，f v =125N/mm 2 ；Q345 钢材，f=310N/mm 2 ，f v =180N/mm 2 ；工字形截面塑性发展系数 x =1.05；钢材弹性模量 E=20610 3 N/mm 2 ；平面内稳定验算公式： ，其中 （分数：30.00）(1).如图所示两块钢板的对接连接，求连接所能承受的最大拉力 N。 已知：截面尺寸 B=250mm，t=10mm
26、，钢材为 Q235B 级钢，E43 型焊条，采用手工焊， =185N/mm 2 ，焊接时采用引弧板，焊缝质量为三级。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：有引弧板时，焊缝的计算长度 l w 取实际长度，即 250mm。 根据公式 得： (2).如图所示双角钢 2L1258 采用三面围焊和节点板连接，求能承受的最大拉力 N。 已知：钢材为 Q235，手工焊，焊条为 E43， ，h f =6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度均为 250mm。等边角钢的内力分配系数 k 1 =0.7，k 2 =0.3。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：端焊缝所能承担的内力为 肢背焊缝所能承担的内力为 根据 得
27、： (3).验算两端铰接轴心受压柱的刚度和整体稳定性。 已知：截面为双轴对称焊接工字钢，截面面积 A=400cm 2 ，I x =160000cm 4 ，I y =40000cm 4 ，计算长度 l 0x =5m，l oy =2.5m，轴向压力设计值 N=6000kN，钢材为 Q235，构件的允许长细比为 150，绕 x 轴和y 轴均为 b 类截面。（分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)回转半径 i x =(I x /A) 0.5 =(160000/400) 0.5 =20(cm) i y =(I y /A) 0.5 =(40000/400) 0.5 =10(cm) (2)刚度验算 x
28、 =(l 0x /i x )=500/20=25=150，满足。 y =(l 0y /i y )=250/10=25=150，满足。 (3)整体稳定验算 当 =25 时，查表 =0.953 N/(A)=60001000/(0.953400100)MPa=157.4MPaf=215MPa，稳定性满足。(4).验算受均布荷载作用简支梁的最大正应力及最大剪应力强度是否满足要求。 已知：作用在梁上的最大弯矩 M max =210 8 Nmm。最大剪力 N max =210 5 N。钢材为 Q345，梁采用I32a，I x =11080cm 4 ，W nx =692cm 3 ，I x /S x =27.
29、5cm，t w =15mm。（分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)验算弯曲正应力 275.3N/mm 2 f=310N/mm 2 ，满足。 (2)验算最大剪应力 (5).验算工字型截面压弯构件平面内稳定性。 已知：构件计算长度 l 0x =3.5m，轴心压力设计值 N=16kN，构件两端作用数值相等并产生同向曲率的弯矩 M x =10kNm，选用 Q235 钢。截面面积 A=1500mm 2 ，截面模量 W nx =50cm 3 ，回转半径 i x =5cm。（分数：6.00）_正确答案：()解析：长细比为 x =l 0x /i x =350/5=70 按 x =70，b 类截面查得：
30、 x =0.751 等效弯矩系数为 mx =0.65+0.35 M 2 /M 1 =1 四、分析题(总题数：1，分数：8.00)31.分析说明为保证梁腹板的局部稳定，应按哪些规定配置加劲肋? （分数：8.00）_正确答案：()解析：(1) 时，应按构造配置横向力口劲肋。 (2)当 时，应按计算配置横向加劲肋。 (3)当 五、综合题(总题数：1，分数：12.00)32.已知某轴心受压实腹柱 AB 高 5m，中点 L/2 处有侧向支撑。采用三块钢板焊成的工字型柱截面，翼缘尺寸为 300mm12mm，腹板尺寸为 200mm6mm。钢材为 Q235。求柱子最大承载力 N，并验算局部稳定性是否合格。 （分数：12.00）_正确答案：()解析：(1)求柱子最大承载力 截面积：A=2301.2+200.6=84(cm 2 ) 惯性矩： 回转半径： 长细比： 稳定系数：b 类截面，由最大长细比 x =49.70 查附表得 整体稳定承栽力为 N=Af=0.85758410 2 215N=1548645N1548.6kN (2)局部稳定验算 腹板的高厚比为 翼缘的宽厚比为
