鋼結構設計原理期末考試題及答案哈工程（《鋼結構設計原理》期末考試題及答案）

濟南鋼結構施工工程02-01553閱讀0評論

哈工程（《鋼結構設計原理》期末考試題及答案），，一、選擇題（每題2分，共10分），1. 在鋼結構設計中，下列哪項不是影響結構受力的主要因素？（C）， A. 材料的強度， B. 構件的剛度， C. 構件的形狀， D. 荷載的大小，，2. 在鋼結構設計中，下列哪一項不是常用的連接方式？（B）， A. 焊接連接， B. 螺栓連接， C. 鉚接連接， D. 膠接連接，，3. 以下哪種材料不適用于承受動載荷的鋼結構？（B）， A. 鋼材， B. 木材， C. 混凝土， D. 金屬，，4. 鋼結構的疲勞破壞主要發生在哪個階段？（D）， A. 彈性階段， B. 塑性階段， C. 疲勞裂紋形成階段， D. 疲勞斷裂階段，，5. 下列哪種方法不適合用于計算鋼結構的局部穩定性？（D）， A. 彎矩圖法， B. 應力分析法， C. 能量等效法， D. 極限狀態法，，二、填空題（每空1分，共10分），1. 鋼材的屈服點是其___________。，2. 鋼結構中的焊縫應進行___________。，3. 鋼結構的承載力計算公式為：σ=K*fy*A/b*h。，4. 鋼結構的腐蝕主要發生在___________。，5. 鋼結構的設計壽命一般為___________年。，，三、簡答題（每題10分，共40分），1. 簡述鋼結構設計的基本原則。，2. 描述鋼結構中常見的幾種連接方式及其優缺點。，3. 解釋什么是鋼結構的疲勞破壞，并舉例說明。，4. 鋼結構在地震作用下的響應包括哪些內容？，5. 簡述鋼結構防腐措施的重要性和常用方法。

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一、常見題型

填空題
- 示例考點：鋼結構計算的兩種極限狀態是承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。
- 知識點：承載能力極限狀態包括結構或構件達到最大承載能力或出現不適于繼續承載的變形；正常使用極限狀態主要是結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規定限值。
選擇題
- 示例考點：同類鋼種的鋼板，厚度越大，強度越低。
- 知識點：鋼材的強度會受到厚度等因素影響，厚板在軋制過程中可能存在內部缺陷等情況，導致強度相對薄板降低。
判斷題
- 示例考點：鋼結構的優點是強度高，質量輕（正確）。
- 知識點：鋼結構相比其他結構形式（如混凝土結構），鋼材的強度較高，而且鋼結構自重較輕，適用于大跨度、高層等結構。
簡答題
- 示例考點：簡述直角焊縫的構造要求要滿足最小焊角尺寸（1.5 $t_2$ ）的道理。
- 知識點：
  - 保證焊縫的最小焊角尺寸是為了防止焊縫因尺寸過小而無法承受設計荷載。如果焊角尺寸過小，焊縫處的應力集中現象會更加明顯，容易導致焊縫過早破壞。
  - 較小的焊角尺寸可能無法提供足夠的連接強度，難以保證被連接構件之間的可靠連接，滿足不了結構的受力要求。
計算題
- 示例考點：軸心受拉構件、軸心受壓構件、受彎構件的強度、穩定計算等。
- 知識點：
  - 對于軸心受拉構件，需根據拉力設計值、構件的凈截面面積等計算其強度是否滿足要求（ $\sigma = N/A_n\leq f$ ，其中 $\sigma$ 為拉應力， $N$ 為軸心拉力設計值， $A_n$ 為凈截面面積， $f$ 為鋼材的抗拉強度設計值）。
  - 軸心受壓構件要考慮整體穩定（ $N /(\varphi A)\leq f$ ， $N$ 為軸心壓力設計值， $\varphi$ 為穩定系數， $A$ 為構件的毛截面面積），穩定系數與構件的截面類別、鋼材鋼號、長細比等有關。

二、復習重點

鋼材性能
- 力學性能
  - 屈服強度 $f_y$ 是確定鋼材設計強度的依據，鋼材受力達到屈服強度時會產生較大的塑性變形。抗拉強度 $f_u$ 與屈服強度之比（強屈比）反映鋼材的安全儲備，強屈比越大，安全儲備越大。
  - 鋼材的伸長率反映其塑性變形能力，鋼材中的碳、硫、氧、氮等元素會影響鋼材的性能，如硫和氧過高會導致鋼材的熱脆，磷過高會導致冷脆。
鋼結構的連接
- 焊接連接
  - 直角焊縫有不同的類型，如正面角焊縫、側面角焊縫等。角焊縫的計算長度不得小于 $8hf$ （ $hf$ 為焊腳尺寸），也不得小于 $40mm$ ；側面角焊縫承受靜載時，其計算長度不宜大于 $60hf$ 。
- 螺栓連接
  - 高強度螺栓預拉力設計值與螺栓的性能等級、螺栓公稱直徑等有關。普通螺栓受剪連接的破壞形式有螺栓桿被剪斷、孔壁擠壓破壞、螺栓桿彎曲、板端被沖剪破壞、鋼板被拉斷等，其中需通過計算保證的有螺栓桿的抗剪承載力和被連接構件（板）的承壓承載力兩者中的較小值。
構件設計
- 軸心受力構件
  - 軸心受壓構件的穩定系數 $\varphi$ 與構件截面類別、鋼材鋼號、長細比有關。對于軸心受拉構件，主要進行強度和剛度計算；對于軸心受壓構件，除強度、剛度計算外，還要進行整體穩定和局部穩定計算。
- 受彎構件
  - 提高鋼梁整體穩定性的有效途徑有增加側向支撐點、增大受壓翼緣寬度等。焊接組合工字梁，翼緣的局部穩定常采用限制寬厚比的方法來保證，而腹板的局部穩定則常采用設置加勁肋的方法來解決。
- 壓彎構件
  - 雙軸對稱焊接組合工字形截面偏心受壓柱，偏心荷載作用在腹板平面內，若兩個方向支撐情況相同，可能發生在彎矩作用平面內的彎曲失穩或彎矩作用平面外的彎扭失穩。