1、钢结构自考题-5 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.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（分数：2.00）A.B.C.D.2.在构件发生断裂破坏前，下面哪一种破坏有明显先兆( )A脆性破坏 B塑性破坏C强度破坏 D失稳破坏（分数：2.00）A.B.C.D.3.在 Q345 钢原有成分的基础上，加入钒可( )A提高钢材的可焊性 B降低钢材的强度C降低钢材的冲击韧性值 D降低钢材的延伸率（分数：2.00）A.B.C.D.4.为了减少连
2、接中偏心弯矩的影响，用正面角焊缝的搭接连接时，其搭接长度不得小于较薄焊件厚度的( )A5 倍 B10 倍C15 倍 D20 倍（分数：2.00）A.B.C.D.5.图示的角焊缝在 P 的作用下，最危险点是( )（分数：2.00）A.B.C.D.6.抗剪螺栓连接在外力作用下，五种可能破坏形式是：螺栓剪断；孔壁承压破坏；板件端部剪坏；板件拉断；螺栓弯曲变形。其中通过计算来防止的是( )A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.7.如图所示粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为 Q235 钢，该连接中螺栓的受剪面个数为( )（分数：2.00）A.B.C.D.8.在如图所示的普通螺栓连接中，受力最小的螺
3、栓所在的位置为( )（分数：2.00）A.B.C.D.9.已知某一结构在 =3 时，失效概率为 Pf=0.001，若 改变，以下结论准确的是( )A=2.5，P f0.001，结构可靠性降低B=2.5，P f0.001，结构可靠性降低C=3.5，P f0.001，结构可靠性提高D=3.5，P f0.001，结构可靠性降低（分数：2.00）A.B.C.D.10.在三向应力状态下，钢材转入塑性状态的综合强度指标称为( )A设计应力 B计算应力C容许应力 D折算应力（分数：2.00）A.B.C.D.11.应力集中越严重，钢材也就变得越脆，这是因为( )A应力集中降低了材料的屈服点B应力集中产生同号应
4、力场，使塑性变形受到限制C应力集中处的应力比平均应力高D应力集中降低了钢材的抗拉强度（分数：2.00）A.B.C.D.12.斜角焊缝主要用于( )A钢板梁 B角钢桁架C钢管结构 D薄壁型钢结构（分数：2.00）A.B.C.D.13.在减少焊接变形和焊接应力的方法中，下列选项错误的是( )A采取合理的施焊次序B施焊前给构件有一个和焊接变形相反的预变形C保证从一侧向另一侧连续施焊D对小尺寸构件在焊接前预热或焊后回火（分数：2.00）A.B.C.D.14.采用抗剪螺栓连接时，若构件发生冲剪破坏，是因为( )A栓杆较细 B钢板较薄C截面削弱过多 D边距或栓间距太小（分数：2.00）A.B.C.D.15
5、.高强度承压型螺栓可用于( )A直接承受动力荷载B承受反复荷载作用的结构的连接C冷弯薄壁型钢结构的连接D承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接（分数：2.00）A.B.C.D.16.结构的可靠性不包括( )A安全性 B适用性C稳定性 D耐久性（分数：2.00）A.B.C.D.17.应力集中愈严重，钢材也就变得愈脆，这是因为( )A应力集中降低了材料的屈服点B应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到约束C应力集中处的应力比平均应力高D应力集中降低了钢材的抗拉强度（分数：2.00）A.B.C.D.18.结构钢的强度设计值( )A随厚度增大而降低，并且与质量等级(A、B、C、D)无关B随厚度增大而降
6、低，并且随质量等级从 A 到 D(或 E)逐级提高C随厚度增大而降低并且随质量等级从 A 到 D(或 E)逐级降低D随厚度增大而提高，并且随质量等级从 A 到 D 逐级提高（分数：2.00）A.B.C.D.19.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，焊接残余应力对下列没有明显影响的是( )A构件的刚度 B构件的极限强度C构件的稳定性 D构件的疲劳强度（分数：2.00）A.B.C.D.20.在钢梁底面设有吊杆，其拉力设计值为 650kN，吊杆通过节点板将荷载传给钢梁，节点板采用双面角焊缝于梁下翼缘，h f=10mm， （分数：2.00）A.B.C.D.二、填空题(总题数：10，
7、分数：10.00)21.对结构或构件进行 1 极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。（分数：1.00）填空项 1:_22.在钢结构中，用 1 作为钢材静力强度承载力的极限。（分数：1.00）填空项 1:_23.普通工字钢的号码用 1 的厘米数来表示。（分数：1.00）填空项 1:_24.建筑结构的安全性、适用性、耐久性统称为结构的 1。（分数：1.00）填空项 1:_25.疲劳破坏的性质属于 1。（分数：1.00）填空项 1:_26.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）填空项 1:_27.当两种不同强度的钢材采用焊接连接时，宜采用与强度 1
8、 的钢材相适应的焊条。（分数：1.00）填空项 1:_28.角焊缝按照它与力作用方向的关系分为三种，其中焊缝轴线垂直于力作用方向的焊缝称为 1。（分数：1.00）填空项 1:_29.钢结构设计规范采用了以 1 为基础的极限状态设计法，是一种较为先进的设计方法。（分数：1.00）填空项 1:_30.当采用对接焊缝连接不同宽度或不同厚度的钢板时，应从板的一侧或两侧做 1，使构件传力比较均匀。（分数：1.00）填空项 1:_三、计算题(总题数：5，分数：30.00)31.如下图所示焊接连接采用三面围焊，焊脚尺寸 hf=6mm，钢材为 Q235A， ，试计算此连接所能承受的最大静拉力 N。（分数：6.
9、00）_32.试验算如图所示柱与牛腿的对接焊缝连接。已知钢材为 Q390，焊条为 E55 型，手工焊，三级。质量，无引弧板。焊缝强度 。（分数：6.00）_33.如图所示牛腿与柱采用 10.9 级高强度承压型螺栓连接，螺栓直径 M20，预拉力 P=155kN，构件接触面用喷砂处理，=0.5，结构钢材为 Q345 钢，支托起安装作用，不考虑受力。已知 。试验算此连接的强度。（分数：6.00）_34.如图所示，某钢板厚 14mm，采用角焊缝焊于工字钢翼缘板上，翼缘板厚 20mm，钢板承受外力F=585kN，材质 Q235，手工焊，焊条 E43 型，焊缝强度 。试验算焊脚尺寸取 hf=9mm 时连接
10、是否合理有效。（分数：6.00）_35.试设计如下图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材 Q235B，焊条 E43 型，手工焊，轴心拉力设计值 N=500kN(静力荷载)。(1)采用侧焊缝；(2)采用三面围焊。（分数：6.00）_四、分析题(总题数：1，分数：8.00)36.如图所示，一厚度为 10mm 的悬伸支托板与柱的连接。柱的翼缘板厚 14mm，腹板厚 8mm，构件所用钢材为 Q345 钢，焊条为 E50 型，采用角焊缝手工焊接，h f=8mm，试验算角焊缝的强度。已知焊缝形心 O 位置距离最左侧焊缝边缘 74.5mm，角焊缝有效截面的极惯性矩 IWP=1.67108mm4。（分数：8
11、.00）_五、综合题(总题数：1，分数：12.00)37.图示为高强度摩擦型螺栓的对接接头，钢板材料为 Q235B，用 8.8 级高强螺栓 M20，孔径为 21.5mm，预拉力 P=110kN，接触面喷砂处理 =0.45。(1)该连接可能会发生哪些破坏?(2)试求接头所能承受的最大拉力 N?（分数：12.00）_钢结构自考题-5 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.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（分数：2.00）A.B.C. D
12、.解析：2.在构件发生断裂破坏前，下面哪一种破坏有明显先兆( )A脆性破坏 B塑性破坏C强度破坏 D失稳破坏（分数：2.00）A.B. C.D.解析：3.在 Q345 钢原有成分的基础上，加入钒可( )A提高钢材的可焊性 B降低钢材的强度C降低钢材的冲击韧性值 D降低钢材的延伸率（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为钢材的化学成分钒的影响。要点透析 在 Q345 钢的基础上，加入一些钒，可提高强度，改善可焊性。4.为了减少连接中偏心弯矩的影响，用正面角焊缝的搭接连接时，其搭接长度不得小于较薄焊件厚度的( )A5 倍 B10 倍C15 倍 D20 倍（分数：2.0
13、0）A. B.C.D.解析：5.图示的角焊缝在 P 的作用下，最危险点是( )（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为角焊缝在扭矩和剪力作用下的计算。要点透析 角焊缝在扭矩和剪力共同作用下，被连接件绕形心 O 旋转，角焊缝任一点应力的大小与和 O点连线长度成正比。因此，线段 Ob、Od 在所有线段中最长，应力也就最大，故选 B。6.抗剪螺栓连接在外力作用下，五种可能破坏形式是：螺栓剪断；孔壁承压破坏；板件端部剪坏；板件拉断；螺栓弯曲变形。其中通过计算来防止的是( )A B C D （分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为防止螺栓受剪破
14、坏的方法。要点透析 、是通过采取构造措施来防止，而其他三种则是通过计算来防止的，故选 B。7.如图所示粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为 Q235 钢，该连接中螺栓的受剪面个数为( )（分数：2.00）A.B.C. D.解析：8.在如图所示的普通螺栓连接中，受力最小的螺栓所在的位置为( )（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：9.已知某一结构在 =3 时，失效概率为 Pf=0.001，若 改变，以下结论准确的是( )A=2.5，P f0.001，结构可靠性降低B=2.5，P f0.001，结构可靠性降低C=3.5，P f0.001，结构可靠性提高D=3.5，P f0.001，结构可靠性降低（分数
15、：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为可靠指标与失效概率的关系。要点透析 P f是失效概率，它越大，结构可靠性就越差； 与 Pf成反比，P f越大， 越小；故选 B。10.在三向应力状态下，钢材转入塑性状态的综合强度指标称为( )A设计应力 B计算应力C容许应力 D折算应力（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：11.应力集中越严重，钢材也就变得越脆，这是因为( )A应力集中降低了材料的屈服点B应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制C应力集中处的应力比平均应力高D应力集中降低了钢材的抗拉强度（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为应
16、力集中对钢材性能的影响。要点透析 钢材在同号应力场的作用下，塑性降低，将发生脆性破坏。12.斜角焊缝主要用于( )A钢板梁 B角钢桁架C钢管结构 D薄壁型钢结构（分数：2.00）A.B.C. D.解析：13.在减少焊接变形和焊接应力的方法中，下列选项错误的是( )A采取合理的施焊次序B施焊前给构件有一个和焊接变形相反的预变形C保证从一侧向另一侧连续施焊D对小尺寸构件在焊接前预热或焊后回火（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题主要考查的知识点为减少焊接应力和变形的措施。要点透析 较长焊缝连续施焊易造成较大的焊接变形与焊接应力，宜分段分层焊接。故选 C。14.采用抗剪螺栓连接时，若构
17、件发生冲剪破坏，是因为( )A栓杆较细 B钢板较薄C截面削弱过多 D边距或栓间距太小（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：15.高强度承压型螺栓可用于( )A直接承受动力荷载B承受反复荷载作用的结构的连接C冷弯薄壁型钢结构的连接D承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 本题主要考查的知识点为高强承压型螺栓的适用范围。要点透析 高强度螺栓承压型连接虽然承载力比摩擦型连接高得多，但其变形较大，故不适用于直接承受动力荷载的结构的连接。故选 D。16.结构的可靠性不包括( )A安全性 B适用性C稳定性 D耐久性（分数：2.00）A.B.C. D.解析
18、：解析 本题主要考查的知识点为结构的可靠性。要点透析 结构在规定的时间内、规定条件下完成预定功能的能力称为结构的可靠性，是结构的安全性、适用性和耐久性的概称。17.应力集中愈严重，钢材也就变得愈脆，这是因为( )A应力集中降低了材料的屈服点B应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到约束C应力集中处的应力比平均应力高D应力集中降低了钢材的抗拉强度（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为应力集中。要点透析 钢材在多轴应力状态下，当处于同号应力场时，铜材易产生脆性破坏；而当处于异号应力场时，钢材将发生塑性破坏，故选 B。18.结构钢的强度设计值( )A随厚度增大而降低，并
19、且与质量等级(A、B、C、D)无关B随厚度增大而降低，并且随质量等级从 A 到 D(或 E)逐级提高C随厚度增大而降低并且随质量等级从 A 到 D(或 E)逐级降低D随厚度增大而提高，并且随质量等级从 A 到 D 逐级提高（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为结构钢的强度设计值。要点透析 结构钢的强度设计值随厚度增大而降低，并且与质量等级(A、B、C、D)无关，故选 A。19.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，焊接残余应力对下列没有明显影响的是( )A构件的刚度 B构件的极限强度C构件的稳定性 D构件的疲劳强度（分数：2.00）A.B. C
20、.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为焊接残余应力。要点透析 当结构承受静力荷载、无严重应力集中现象且钢材一定的塑性时，焊接应力不会影响结构的强度承载力。但对于无屈服点的高强度钢材，由于不能产生塑性变形并使内力重分布，因而焊接应力将有可能使钢材产生脆性破坏。焊接应力对其余几个因素的影响为：使构件刚度、构件稳定性、疲劳强度都降低，而且焊接应力导致焊接结构产生低温冷脆现象，故选 B。20.在钢梁底面设有吊杆，其拉力设计值为 650kN，吊杆通过节点板将荷载传给钢梁，节点板采用双面角焊缝于梁下翼缘，h f=10mm， （分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题主要考查的知识点为角焊缝长度
21、的计算。要点透析 在铜梁底面设有吊杆，其拉力设计值为 650KN，吊杆通过节点板将荷载传给钢梁，节点板采用双面角焊缝于梁下翼缘，则每面焊缝的长度为二、填空题(总题数：10，分数：10.00)21.对结构或构件进行 1 极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：正常使用）解析：22.在钢结构中，用 1 作为钢材静力强度承载力的极限。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：屈服点）解析：23.普通工字钢的号码用 1 的厘米数来表示。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：截面高度）解析：24.建筑结构的安全性、适用性、耐久性统称为结
22、构的 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：可靠性）解析：25.疲劳破坏的性质属于 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：脆性断裂）解析：26.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）填空项 1:_ （正确答案：时效硬化）解析：27.当两种不同强度的钢材采用焊接连接时，宜采用与强度 1 的钢材相适应的焊条。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：低）解析：28.角焊缝按照它与力作用方向的关系分为三种，其中焊缝轴线垂直于力作用方向的焊缝称为 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：正面角焊缝）解析：29.钢结构设计规范
23、采用了以 1 为基础的极限状态设计法，是一种较为先进的设计方法。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：概率理论）解析：30.当采用对接焊缝连接不同宽度或不同厚度的钢板时，应从板的一侧或两侧做 1，使构件传力比较均匀。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：坡度不大于 1:2.5 的斜坡）解析：三、计算题(总题数：5，分数：30.00)31.如下图所示焊接连接采用三面围焊，焊脚尺寸 hf=6mm，钢材为 Q235A， ，试计算此连接所能承受的最大静拉力 N。（分数：6.00）_正确答案：(1)计算正面角焊缝承担的最大静拉力 N1(2)计算侧面角焊缝承担的最大静拉力 N2)解析：32
24、.试验算如图所示柱与牛腿的对接焊缝连接。已知钢材为 Q390，焊条为 E55 型，手工焊，三级。质量，无引弧板。焊缝强度 。（分数：6.00）_正确答案：(1)焊缝计算截面的面积和惯性矩AW=(20-1.0)1=19.0cm2(2)焊缝强度验算a、b 点的正应力和腹板的剪应力b 点的折算应力)解析：33.如图所示牛腿与柱采用 10.9 级高强度承压型螺栓连接，螺栓直径 M20，预拉力 P=155kN，构件接触面用喷砂处理，=0.5，结构钢材为 Q345 钢，支托起安装作用，不考虑受力。已知 。试验算此连接的强度。（分数：6.00）_正确答案：(1)连接中受力最大螺栓承受的拉力及剪力中和轴位置在
25、最下边一排螺栓轴线上。(2)单个承压型高强度螺栓受剪、受拉承载力设计值(3)拉剪共同作用下，受力最大螺栓的承载力验算)解析：34.如图所示，某钢板厚 14mm，采用角焊缝焊于工字钢翼缘板上，翼缘板厚 20mm，钢板承受外力F=585kN，材质 Q235，手工焊，焊条 E43 型，焊缝强度 。试验算焊脚尺寸取 hf=9mm 时连接是否合理有效。（分数：6.00）_正确答案：(1)验算焊脚尺寸 hf计算长度 lW是否符合构造要求hf=9mmh fmax=1.2tmin=1.214mm=16.8mmhf=9mmh fmin故焊脚尺寸 hf符合构造要求。计算长度lW=300-29=282mm8h f=
26、72mmlW60h f=540mm所以计算长度符合构造要求。(2)分解力 F水平分力 Fx=4F/5=0.8585=468kN竖向分力 Fy=3F/5=0.6585=351kN(3)焊缝强度计算)解析：35.试设计如下图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材 Q235B，焊条 E43 型，手工焊，轴心拉力设计值 N=500kN(静力荷载)。(1)采用侧焊缝；(2)采用三面围焊。（分数：6.00）_正确答案：(3 得：(1)采用两边侧焊缝因采用等肢角钢，则肢背和肢尖所分担的内力分别为：N1=0.7N=0.7500=350kNN2=0.3N=0.3500=150kN肢背焊缝厚度取 hf1=8mm，
27、需要：考虑焊口影响采用 lw1=21cm肢尖焊缝厚度取 hf2=6mm，需要：考虑焊口影响采用 lw2=13mm。(2)采用三面围焊缝假设焊缝厚度一律取 lw2=6mm肢背： 276kN肢尖： 76kN每面肢背焊缝长度：=20.54cm 取 25cm；每面肢尖焊缝长度)解析：四、分析题(总题数：1，分数：8.00)36.如图所示，一厚度为 10mm 的悬伸支托板与柱的连接。柱的翼缘板厚 14mm，腹板厚 8mm，构件所用钢材为 Q345 钢，焊条为 E50 型，采用角焊缝手工焊接，h f=8mm，试验算角焊缝的强度。已知焊缝形心 O 位置距离最左侧焊缝边缘 74.5mm，角焊缝有效截面的极惯性
28、矩 IWP=1.67108mm4。（分数：8.00）_正确答案：(1)按构造要求检验角焊缝的焊脚尺寸 hf取 hf=8mmt-(12)mm=10-(12)mm=(89)mmhfh fmax=1.210=12mm所以焊脚符合构造要求。(2)角焊缝有效截面所受荷载设计值将作用力 F 移至角焊缝有效截面形心 O 处。竖向剪力 V=F=250kN扭矩(3)焊缝强度验算在弯矩和剪力共同作用下，角焊缝有效截面上右上角受力最大，其应力为：)解析：五、综合题(总题数：1，分数：12.00)37.图示为高强度摩擦型螺栓的对接接头，钢板材料为 Q235B，用 8.8 级高强螺栓 M20，孔径为 21.5mm，预拉
29、力 P=110kN，接触面喷砂处理 =0.45。(1)该连接可能会发生哪些破坏?(2)试求接头所能承受的最大拉力 N?（分数：12.00）_正确答案：(1)螺栓群抗剪连接可能发生的破坏形态有：螺栓杆被剪坏；孔壁被挤压破坏；构件本身由于截面开孔削弱过多被拉断；板件端部螺栓孔端距太小而被剪坏；连接板叠太厚，螺栓杆太长，杆身可能发生过大的弯曲而破坏。(2)求此连接最大承载力 N由螺栓的抗剪承载力控制的 N由钢板毛截面强度控制的 NA=(260+380)10=3600mm2NAf=3600215=774000N=774kN由钢板净截面强度控制的 NAn=(260+380-421.5)10=2740mm2作用于净截面处的内力)解析：
