《钢结构》——期末复习题及答案_19291460083799109

2020-09-23 来源：伴沃教育

《钢结构》期末复习题

一、选择题：

■承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是（ C ）。

A 抗拉强度、伸长率

B 抗拉强度、屈服强度、冷弯性能

C 抗拉强度、屈服强度、伸长率 D 屈服强度、伸长率、冷弯性能

■ 钢材牌号 Q235 、 Q345 、 Q390 是根据材料的（ A ）进行命名。

A 屈服点 C 标准强度

B 设计强度 D 含碳量 B

硫磷锰

■在钢材所含化学元素中，均为有害杂质的一组是（ C ）。

碳磷硅

C 硫氧氮 D碳锰矾

■ 为提高梁的整体稳定性，从用钢量的角度，经济的做法是（ D ）。

A 加强两个翼缘 C 加高腹板

B 加强受拉翼缘

D 受压翼缘设侧向支承 B 剪应力 D 局部稳定 B 箱形截面梁 D 有刚性铺板的梁 B 提高柱抗扭刚度 D 上述三种都是

B. 螺栓杆受弯破坏 D. 板件端部冲剪破坏

■计算梁的（ A ）时，应该采用净截面的几何参数。

A 正应力

C 整体稳定

■下列梁不必验算整体稳定的是（D ）。

A 焊接工字形截面

C 型钢梁

■格构轴心受压柱设置横隔的目的是( D ) 。

A 保证柱截面几何形状不变

C 传递必要的剪力

A. 螺栓杆受剪破坏 C. 板件受挤压破坏

■对于普通螺栓连接，限制端距 e≥2d 的目的是为了避免（ D ）。

■为提高轴心受压构件的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面的形式应使其面积分布（ B ）

A. 尽可能集中于截面的形心处

B. 尽可能远离形心 C. 任意分布，无影响

D. 尽可能集中于截面的剪切中心

■焊接工字型截面梁腹板设置加劲肋的目的（ A ）

A. 提高梁的局部稳定性

B. 提高梁的抗弯强度 D. 提高梁的整体稳定性 B

）。

B 韧性指标 D 冷弯性能 B 塑性破坏 D 失稳破坏

B 钢材的弹性模量太高 D 焊缝的厚度太小 B 设计值 D 最大值

0.25%

C. 提高梁的抗剪强度

■钢结构用钢的含碳量一般不大于（ C ）。

0.6% 0.22%

D 0.2%

■钢材的强度指标是（C

A 延伸率

C 屈服点

■ 在构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是（ A ）的典型特征。

A 脆性破坏

C 强度破坏

■产生焊接残余应力的主要因素之一是（ C ）。

A 钢材的塑性太低

C 焊接时热量分布不均

■验算组合梁刚度时，荷载通常取（ A ）。

A 标准值

C 组合值

■轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（ C ）。

A 杆长相等

B 计算长度相等 D 截面几何尺寸相等

B 承载力高，变形大 D 承载力高，变形小

C 长细比相等

■承压型螺栓连接比摩擦型螺栓连接（ B ）。

承载力低，变形大承载力低，变形小

■ 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了换算长细比 ox是考虑

（ D ）。

A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件

B 考虑强度降低的影响

C 考虑单支失稳对构件承载力的影响 D 考虑剪切变形的影响

■同类钢种的钢板，厚度越大（ A ）。

A 强度越低 B 塑性越好

C 韧性越好

D 内部构造缺陷越少

■焊接结构的疲劳强度的大小与（ A ）关系不大。

A 钢材的种类 C 连接的构造细节

B 应力循环次数 D 残余应力大小

■梁的正常使用极限验算是指（ D ）。

A. 梁的抗弯强度验算 B. 梁的抗剪强度演算

C. 梁的稳定计算

D. 梁的挠度计算

80h 0  170

■对于 Q235 钢，当梁腹板的高厚比 t

时，应按计算设置（ A ）。

A 横向加劲肋

B 纵向加劲肋 D 短加劲肋

C 纵横向加劲肋

■ 梁的支承加劲肋应计算 ____B___ 。

A 整体稳定、局部稳定、刚度

B 整体稳定、端面承压、刚度 C 整体稳定、端面承压、连接焊缝 D 连接焊缝、端面承压、刚度

■如图所示，两块钢板焊接，根据手工焊构造要求，焊角高度 h 应

满足 A 要求。

A C

6 ≤ h ≤ 8~9mm

f f

B D

6 ≤ h ≤ 12mm

f f

5 ≤ h ≤ 8~9mm

6 ≤ h ≤ 10mm

其中

时 ,为使翼

■单向受弯构件的抗弯强度

缘不先失去局部稳定 , 翼缘外伸部分的最大宽厚比 B/t 为 __C__ 。

B D

■ A或 B级普通螺栓、 C级普通螺栓、高强度螺栓其性能等级应分别标示为（ A ）。

5.6 或 8.8 级、 4.6 或 4.8 级、 8.8 或 10.9 级 Q235 或 Q345 、 Q235 、 20MnTiB

45 号钢或 35 号钢、 Q235 、 Q235 或 Q345 、 40B 钢 5.6 、 4.6 、 10.9

B C D

■钢材的设计强度是根据钢材的（ C ）确定的。

A. 比例极限 C. 屈服点

B. 弹性极限 D. 抗拉强度

■无集中荷载作用时，焊接工字梁翼缘与腹板焊缝主要承受（ C ）

作用。

A. 竖向剪力

B. 竖向剪力及水平剪力联合作用 D. 压力 B. 刚度

C. 水平剪力

■焊接残余应力对构件的（ A ）无影响。

A. 静力强度

C. 低温冷脆

D. 疲劳强度

■下图所示弯矩 M 作用下的普通螺栓连接，可认为中和轴在螺栓

（ C ）上。

A. 1

B. 3

C. 5

D. 计算确定

■为提高轴心受压构件的整体稳定，在构件截面面积不变的情况下，

构件截面的形式应使其面积分布（ B ）。 A. 尽可能集中于截面的形心处

B. 尽可能远离形心 C. 任意分布，无影响

D. 尽可能集中于截面的剪切中心

■提高轴心受压构件腹板局部稳定常用的合理方法是（ D ）。

A. 增加板件宽厚比

B. 增加板件厚度 D. 设置纵向加劲肋

C. 增加板件宽度

■焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是（ D ）。

A. 提高梁的抗弯强度

B. 提高梁的抗剪强度 D. 提高梁的局部稳定性

C. 提高梁的整体稳定性

■ 焊接工字形截面简支梁，其他条件均相同的情况下，当（ A）时，

对于提高梁的整体稳定最好。 A. 增大梁的受压翼缘宽度

B. 增大梁受拉翼缘宽度 C. 增大腹板

D. 在距支座 l/6 （ l 为跨度）减小受压翼缘宽度

■ 工字型截面梁受压翼缘保证局部稳定的宽厚比限值， Q235 钢为

b / t 15

，那么对于 Q345 钢，此宽厚比限值应（ A ）。

B ．仍等于 15

D ．可能大于 15 ，也可能小于 15

A ．比 15 小 C ．比 15 大

■ 梁承受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足要求时，采用（ B ）是较合理的措施。

A．加厚翼缘

B．在集中荷载处设置支承加劲肋 C．增加横向加劲肋的数量

D．加厚腹板

■ 轴

心受压构件的整体稳定系数 φ 与什么因素有关（ C）。

A．构件截面类别、构件两端连接构造、长细比

B．构件截面类别、构件计算长度系数、长细比 C．构件截面类别、钢材钢号、长细比

D．构件截面类别、构件两个方向的长度、长细比

■正面角焊缝与侧面角焊缝相比，具有（

）特点。

A. 强度低

B. 强度高 C. 刚度小

D. 塑性好

■ 采

用引弧板对接焊缝施工，除承受动力荷载外，一般不用，而时将焊缝实际长度两端各减去（ A

）。

A. t

B. 2t C. 3t

D. 4t ■螺栓排列的最小端距为（

B ）。

B. 2d 0 C. 3d

D. 4d

■体现钢材塑性性能的指标是（ C ）。

A 屈服点

B 强屈比 C 延伸率

D 冲击韧性功 ■ 在

构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（ B）。

A 脆性破坏 B 塑性破坏 C

强度破坏

D 失稳破坏

■ 钢结构用钢的含碳量一般不大于（ C）。

A 0.6%

B 0.25%

C 0.22%

D 0.45%

计算

■钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用(

A )的焊接位置。

(A) 俯焊 (C) 立焊

(B) 仰焊 (D) 任意

。

■图示 T 型截面拉弯构件弯曲正应力强度计算的最不利点为

（ B ）。

(A) 截面上边缘 1 点

(B) 截面下边缘 2 点

(D) 可能是 1 点也可能是 2 点

■ 为提高梁在弯矩作用下的强度和刚度，应尽可能使梁的（ D ）。

(A) 翼缘厚而窄 (C)腹板厚而窄

(B) 翼缘宽薄而腹板窄厚 (D)腹板薄而宽

■对于钢结构用钢材，对化学成分的定义为( B )。

(A)C 为不可缺少元素，Mn、S、P 均为有害元素

(B)C 为不可缺少元素，Mn 为脱氧剂，S、P 为有害元素 (C)C、Mn、S、P 均为有害元素

(D)C、Mn 为有害元素，S、P 为不可缺少元素

■规范规定缀条式格构柱单肢的长细比

（为柱两个主轴方向长细

(B) 保证柱平面外的整体稳定 (D)构造要求

比的最大值），是为了（

C ）。

(A)保证柱平面内的整体稳定 (C)避免单肢先于整个柱失稳

■在由双角钢作为杆件的桁架结构中，为避免节点区域的焊缝过于密集使材料变

脆，可通过控制杆件之间的净间距来实现。一般杆件之间的净间距为( A )。

(A)≥15～20mm

(B)≥25～30mm (D)40mm B．稳定 D．疲劳

)。

B ．集中荷载作用处有支承加劲肋 D．任何情况下均要计算

■下列中的哪一项是属于正常使用极限状态的验算指标（ C ）。

A．强度

C．变形

■ 受固定集中荷载作用的组合工字形钢梁，其腹板可不计算局部承压的条件是( B

A ．集中荷载为静荷载 C．翼缘钢板比较厚

■ 随着钢材中含碳量的提高，正确描述其性能变化的是下列中哪

一项（ A ）。

A．强度提高，而塑性和韧性下降

B．强度提高，塑性和韧性也同时提高 C．强度降低，塑性和韧性也同时降低 D．强度降低，而塑性和韧性提高

■实腹式轴心受压柱，其腹板上加纵向加劲肋目的是( D ) 。

A．提高强度承载力

B．提高刚度

D．提高腹板局部稳定性

C．提高整体稳定性

■在计算格构式钢柱（缀条式、缀板式）绕虚轴稳定承载力时，

其换算长细比通常大于实际长细比，这主要是由于（ A ）。

A．格构式钢柱剪切变形的影响

B．格构柱轴向变形的影响 C．柱肢局部屈曲的影响 D．缀材局部屈曲的影响

■ 某简支钢梁上作用的均布永久荷载标准值为 Qk=4kN/m ，可变

荷载标准值为 Pk=6kN/m ，则在计算该钢梁挠度时采用的荷载值应是( B

C ． 12

）。

B ． 10 D ． 14

A ． 13.3

■ 以下四种厚度的 Q235B 钢板中，钢材设计强度值最高的为 ( A ) 的钢板。

A ． 12mm

B ． 24mm D ． 50mm

)。

C ． 30mm

■ 现行规范规定 , 结构钢材的牌号 Q235B 是 (

A 、 fu=235N/mm

B 级碳素结构钢

B 、 fy=235N/mm C 、 fu=345N/mm D 、 fy=345N/mm

B 级碳素结构钢 B 级低合金结构钢 B 级低合金结构钢

）

B ． 144 D ． 180

■ 一个 8.8 级的 M24 高强度螺栓，其设计预拉力为 180kN ，则该高强度螺栓的抗拉承载力为（ B

A ． 108

C ． 162

■ 采用手工焊接方法将钢号为 Q235B 与钢号为 Q345B 的板件相焊接

时，应选用(

B )进行施焊。

B ． E50 型焊条 D．其它焊条

)作为承载

A ． E43 型焊条 C ． E55 型焊条

■摩擦型高强度螺栓的抗剪连接强度计算时以(

能力极限状态。

A．螺杆被拉断

B．螺杆被剪断

D ．连接板件间的摩擦力刚被克服 )。

C ．孔壁被压坏

■ 螺栓的性能等级为 “ 8.8” 级，描述该螺栓材料性能时，下列中的不正确的一项是( B

A ．螺栓材料的抗拉强度 800MPa B ．螺栓材料的屈服强度 800MPa C ．螺栓材料的屈服强度 640MPa D ．螺栓材料的屈强比为 0.8

■ 某简支钢梁，在跨中作用着一个集中荷载，对该集中荷载分别

作用于上翼缘和作用于下翼缘的两种情况，梁的整体稳定性承载能力( B ) 。 A．前者大 C．二者相同

■钢中含碳量越高（ A ）。

B．后者大 D．不能确定

B. 塑性韧性越高 D. 可焊性越好 B. 降低

D. 没有影响

B. 承载力较高但是塑性较差 D. 承载能力要低一些

A. 强度越高

C. 塑性越差，韧性越好

■焊接残余应力使受动载的钢梁疲劳强度( B ) 。

A. 提高

C. 随条件不同提高或降低

■端焊缝与侧焊缝相比，端焊缝的（ B ）。

A. 承载能力和塑性较好

C. 弹性模量和塑性较大

■ 当荷载或跨度很大而梁高受到限制、或对截面抗扭刚度要求较高时 , 宜选用( D ) 。

A. 热轧型钢梁

B. 冷弯薄壁型钢 D. 箱形截面组合梁 B. 弹性极限 D. 抗拉强度

C. 工字形截面组合梁

■ 钢材的设计强度是根据（ A）确定的。

A. 屈服点

C. 比例极限

■在弹性阶段，侧面角焊缝盈利沿长度方向的分布为（ D ）。

A. 均匀分布

B. 一端大、一端小 D. 两端小、中间大

C. 两端大、中间小

■根据钢材的一次拉伸试验，可得到如下四个力学性能指标，其中

( B ) 是钢结构的强度储备。

A. 屈服点 f y

B. 抗拉强度 f u D. 弹性模量 E

B. 三向拉应力状态 D. 单向拉应力状态

C. 伸长率 δ

■钢构件最易产生脆性破坏的应力状态是（ B ）。

A. 单向压应力状态

C. 二向拉一向压的应力状态

■（如图左）等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接，角钢受轴心力

N=600kN ，肢背焊缝受力 N 为（ D ）。

A.150kN

B.200kN

C.300kN D.400kN

■（如图右）两钢板用直角角焊缝连接，手工焊，合适的焊角尺寸

h =（

C ）

B. 10mm D. 5mm

）情况应将其设计强度进行折减。

A. 12mm

C. 8mm

■下面的（

A 动力荷载作用的构件

B 单角钢单面按轴压计算稳定的构件 C 有应力集中影响的构件 D 残余应力较大的构件

■ 验算工字形组合截面轴心受压构件翼缘和腹板的局部稳定时，计算

公式中的长细比为（ C）。 A 绕强轴的长细比

B 绕弱轴的长细比

D 两方向长细比的较小值

C 两方向长细比的较大值

■ 格构柱设置横隔的目的是 (D ) 。

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 上述三种都是

■ 计算长度一定的轴心压杆回转半径增大，其稳定承载力（ A）。

A 提高 C 不变

B 降低

D 不能确定 B. 自重轻 D. 便于拆装

B. 弹塑性阶段的承载能力 D. 强化阶段的承载能力 B、普通螺栓连接

D、承压型高强度螺栓连

■ 大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（ B）

A. 密封性好

C. 制造工厂化

■ 钢材的抗拉强度 fu 与屈服点 fy 之比 fu/fy 反映的是钢材的（ A)

A. 强度储备

C. 塑性变形能力

■ 对于直接承受动力荷载的结构，宜采用（ C）。

A、焊接连接

C、摩擦型高强度螺栓连接

二、填空题：

■ 焊缝缺陷有多种，其中 _裂纹 _对焊缝受力的危害最大。

■ 角焊缝的最小计算长度不得小于 _8hf 和 __40mm 。

■ 普通螺栓是通过 ___ 栓杆抗剪和板件孔壁承压 ___ 来传力的 ; 摩擦型高强螺栓是通过 __ 拧紧螺栓而产生的连接件间的摩擦力 _ 来传力的。 ■格构式轴心受压构件绕虚轴失稳时，剪切变形较大，

不能忽略，因而绕虚轴的长细比要采用

剪切变形

换算长细比。

■在梁支座截面处和较大固定集中荷载作用截面处，宜设置支承加

劲肋，当

。

h / t  80 235 / f

0 w

时，应按构造配置横向加劲肋。

构件接触面的摩擦热脆 235f

■高强度螺栓摩擦型连接的承载力取决于

力

■钢材中氧的含量过多，将使钢材出现

■焊接工字形梁的腹板高厚比部失稳，应设置

现象。

■ 焊接的连接形式按构造可分为 _ 对接焊缝和 __ 角焊缝 _ 两种类型。

 170 和

时，为保证腹板不发生局

。

横向加劲肋纵向加劲肋

■焊接工字形截面梁腹板上配置横向加劲肋的目的是提高梁的局部稳定。

■ 按正常使用极限状态计算时 ,受弯构件要限制

挠度

,拉、压构

件要限制长细比

。

■衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。

■ 将一块 Q235B 级钢板与 Q345B 级钢板通过焊接进行连接时，宜选择 E43 型焊条。

■ 普通螺栓连接受剪时，限制端距 e ≥ 2d 。是避免端部剪切破坏。 ■梁的强度计算包括抗弯

、抗剪

和

腹板局部压应力

。

■垂直于屋面坡度放置的檩条，按双向受弯构件设计计算。

■ 能承受压力的系杆是刚性系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系杆是柔性系杆。

■对于轴心受压构件，其初始弯曲越大，稳定承载力就越两排螺栓之间的最小距离为 3

倍螺栓直径。

小

。

小。

■ 螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于 2倍螺栓孔径， ■结构或构件的可靠度指标越高，则失效概率愈

■ 用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时，得到的平均应力 -应

变关系曲线 (σ -ε 关系曲线 )可分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性

阶段、强化阶段和颈缩阶段。

■焊缝连接根据截面形状可以分为对接焊缝和角焊缝两种类型。

■型钢按照制作方式可以分为热轧型钢和焊接型钢两种类型。 ■用作钢结构的钢材必须符合下列要求：较高的抗拉强度和屈服

点；较高的塑性和韧性；良好的工艺性能（包括冷加工、热加工和

焊接性能）。

■ 冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件受压屈曲，并利用

其屈曲后强度进行设计。

■轴心受压构件，当构件截面无孔眼削弱时，可以不进行强度计算。

三、判断题：（正确的填 “ √ ” ，错误的填 “ ×” ）

■ 钢材的冲击韧性值越大 , 表示钢材抵抗脆性断裂的能力越弱。 (×) ■荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载小。 (√ )

■ 当其他条件不变时，减少梁受压翼缘的自由长度，可提高梁的整体稳定性。 (√ )

■ 对于摩擦型高强螺栓的抗剪连接，应进行螺栓抗剪和构件抗挤压的计算。 (×)

■ 正面角焊缝的强度高于侧面角焊缝，而且塑性变形要好些，而侧面

角焊缝的强度高于斜焊缝。（ ×）

■ 梁的受压翼缘板受力时，为了充分发挥材料强度，设计翼缘时是采

用一定厚度的钢板，让其临界应力 cr不低于钢材的屈服点 f。

（√）

■ 设计时常采用增加腹板高度的办法来增大梁的抗剪强度。（ ×） ■ 弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件，弯矩作用平面内的整体稳定计

算均与实腹式构件相同。（√）

■ 受拉构件没有整体稳定和局部稳定问题，极限承载力一般由强度控

制，所以，设计时只考虑强度和刚度。（√）

■梁的最小高度是由刚度条件控制的。（√ ）

■ 采用摩擦型高强螺栓连接，其受力时的变形比承压型高强螺栓连接大。（ ×）

■单个普通螺栓传递剪力时的设计承载能力由单个螺栓抗剪和承压设计承载力中的较大值确定。（ ×）

■ 计算梁的整体稳定时，应用净截面的几何参数。（ ×）

四、名词解释：

■疲劳破坏

钢材在循环荷载作用下，经历一定时间的损伤积累，构件和连接部位出现裂纹，直到最后断裂破坏 ,称为疲劳破坏。 ■应力集中

实际上钢结构构件中存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷，此时构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，形成应力集中。

五、简答题：

■ 影响梁的整体稳定的主要因素有哪些？

（ 1）梁的抗弯刚度；（ 2）梁的抗扭刚度；（ 3）端部约束条件；（ 4）受压翼缘的自由长度；（ 5）截面形式。

■格构轴心受压柱绕虚轴的稳定设计为什么要采用换算长细比？写

出换算长细比的公式。

1) 格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时，剪力主要由缀材分担，2) 柱

的剪切变形较大，剪力造成的附加挠曲影响不能忽略，故对虚轴的失稳计算， 3) 常以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响，加大后的长细比称为换算长细比。

■冷拉将明显改变钢材的什么力学性能指标?

答：提高钢材的抗拉强度和屈服极限，降低钢材的塑性和韧性。 ■为什么要设置温度缝？

答：当厂房平面尺寸很大时，由于温度影响会使构件内产生很大的温度应力，并导致墙和屋面的破坏，因此要设置温度缝。

六、计算题：

 8mm ，

■ 图示角焊缝连接，承受外力 N  500kN 的静载， hf

f w  160N / mm2 ，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。

N5004 ， 400kNN  500   300kN

y x 解： 5 5

N 400  103

90.65Nmm2 x

f  h l 2  0.7  8  (410  2  8)

e w

3 N 300  10y    67.98 N mm2

f  l h2  0.7  8  (410  2  8)

e w

 90.65

)2  67.982  100.7 N mm2  f w ( f )2   2  (

f f 1.22 

图示角焊缝连接承载力满足要求。

■ 在图 1 所示角钢和节点板采用两边侧焊缝的连接，拉力 N=660kN（设

计值），角钢为 2  110X10 ，节点板厚度 t=12mm ，钢材为 Q235-A ，焊条为 E43 系列型，手工焊，试确定所需角焊缝的焊角尺寸 h f 和实际

长度。

图 1

解：角焊缝的强度设计值 f

=160N/mm 2

最小h ：h  1.5 t  1.5 12  5.2mm

最大 h f ：h f

 t  (1 ~ 2)mm  10  (1 ~ 2)  9 ~ 8mm

，

h f 1.2t  1.2  10  12mm

角钢肢尖和肢背都取 h  8mm

焊缝受力：N1   N  660  0.67  442.2kN

N 2  N  660  0.33  217.8kN

所需焊缝长度：

l w1  N 442.2 10

3 1 / 2  0.7h f f wf 

2  0.7  8 160  247mm

l 3 w2  N 217.8 10

2 f/ 2  0.7h f w

2  0.7  8 160  122mm

f 

侧焊缝的实际长度为

：

 l w1

 2h f

 247  2  8  263mm l 2 l  2h  122  2  8  138mm

■ 验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径 d  20mm ，C 级螺

b 140Nmm2

栓，螺栓和构件材料为 Q235 ，外力设计值 F  100kN ， f v ，

fb170Nmm2，fb 305Nmm2 ，A2.45cm2 。 c e

解：螺栓群受到剪力和弯矩的联合作用： V  100kN，M  100  0.25  25kN  m

受力最大的螺栓所受的剪力和拉力分别是：

V 100

N    12.5kN v n 8

My 25  103  300

N  1   26.78kN

2222t m y 2  (300  200  100 ) 单个螺栓的承载力设计值为：

N b  A f b  245  170  41.65kN

e t

N  n

 d 2 3.14  202

f b  1  140  44kN 4 v 4

N b  d  t f b  20  20  305  122kN

N2N 12.5 26.78

( v )  ( t ) 2  ( ) 2  0.703  1 ) 2  ( N b N b 44 41.65

N  12.5kN  N b  122kN

该图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度满足要求。

■ 试验算图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度（不需验算连接板的

强度）是否满足《钢结构设计规范》（ GB50017-2003 ）要求。图中荷

载为静力荷载设计值，高强螺栓采用 10.9 级 M20 （孔 d=21.5mm ），

0 被连接板件钢材 Q235-A • F，板件摩擦面间作喷砂处理。

解：螺栓群受到剪力和弯矩的联合作用： V  100kN ， M  100  0.15  0.016 16.6kN  m

P  155kN，  0.45

My 16.6  103  120

N  1   31.1kN  N b  0.8P  124kN t1 t y 2 4  (1202  402 ) Nt1

N   10.4kN t 2 3



N  231.1  10.4 83kN

N b  0.9n  (nP  1.25 N )  0.9 1 0.45  (8 155  1.25  83)  460kN  100kN

图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度符合要求。

■某实腹式实际轴心受压柱截面如图所示，承受轴向压力设计值为

l  5000 mm  10000mm ， 3500kN ，该柱计算长度 loxoy ，截面为焊接组合工

字型截面，翼缘边为剪切边，钢材采用 Q235 钢，试验算该实腹式轴

心受压柱的整体稳定与局部稳定是否满足《钢结构设计规范》（ GB50017-2003 ）要求。

解：（１）验算整体稳定性

A  400  20  2  400  10  2  104 mm2

1 1

I  (  400  203  400  20  2102 )  2   10  4003  7.595  108 mm4 x 12 12

1 1

I   20  4003  2   400  103  2.134  108 mm4 y 12 12

I  7.595  108

i  x A 194.87mm

4 2  10 x

i 

 2.134  108

103.30mm2  10

4 l

  0 x  51.32    150 x i

y 

0 y

48.40150iy

对 x 轴 B 类截面，对 y 轴为 C 类截面，查表得： N 3500  103   222.9 N / mm2  f  205 N / mm2  A 0.785  2  104

  0.850，  0.785

x y

整体稳定不满足要求。（２）验算局部稳定

b200  5 235

翼缘：   9.75  (10  0.1 )  10  0.1 51.32  15.13

t 2 f

h 400 235

腹板： 0   40  (25  0.5 )  25  0.5  51.32  50.66

t 10 f

局部稳定满足要求。

■ 如图示某简支梁，不计自重， Q235 钢，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载设计值为 50kN/m 。问该梁的抗弯强度及刚度是否满足《钢结构设计规范》（ GB50017-2003 ）要求。

解： 1. 正应力强度验算

梁的跨中最大弯矩为：

M  ql 2 / 8  50  62 / 8  225kN  m

I  2 15 1 25.52  0.8  503 /12  27841cm4

W  2  I / h  1071cm3

 max   225 103 103 /1.05 1071103  200.08 N / mm2  215 N / mm2

 W

(2 x x

分)

所以正应力强度满足要求。 2. 刚度验算

w  5q l 4 / 384 EI  5  (50 /1.3)  6000 4 / (384  2.06 105  27841 104 )  11.3mm

 w l / 250  24mm

刚度满足要求

■ 某连接接头两块被连接钢板截面为 18 ×400 ，上下采用盖板连接，

接， d＝ 23.5mm ，按下图连接。试验算该连接节点是否满足《钢结构

0 钢材 Q235 ，承受轴心力设计值 N ＝ 1181kN ，采用 M22 普通 C 级螺柱连

设计规范》（ GB50017-2003 ）要求。

图 2 某盖板连接接头解：（ 1）螺栓强度验算单个螺栓抗剪承载力设计值

N b  n

 d 2 3.14  22 2

f b  2   140  106.4kN 4 v 4

单个螺栓抗压承载力设计值

N b  d  t f b  22 18  305  120.8kN

b 106.4kN故取 N min 。

每侧 12 个螺栓，承载力为

12 106.4  1276.8kN  N  1181kN

（ 2）验算被连接钢板的净截面强度

A  A  n d t  40 1.8  4  2.35 1.8  55.08cm 2

1 0

 

N A



1181103 55.08 102

 214.4N / mm2  f  215N / mm2

节点安全

■ 如图所示为工字形轴心受压柱截面，柱的轴心压力设计值 N=4000kN,

计算长度 L =7m, L

=3.5m,A=275Cm oy

,I =150892Cm 4 ,I =41667Cm 4 ，钢

材为 Q235-BF ， f=215N/mm

。试验算该柱的刚度和整体稳定性是否满

足设计要求。

10 20 30 40 50 60

0.992 0.970 0.936 0.899 0.856 0.807

2 , I  150892cm4 , I  41667cm4 A  275cm解：截面模量已知 x y

150892 Ix   23.4cm A 275

计算如下：

i 

41667

y 12.3cm A 275

长细比

  ox x



700

 29.9     150 23.4

l350

  i   28.46    150

12.3 y

oy y

均满足要求

因对 x,y 轴  均属于 B 类，故长细比的较大值，查的   0.936

N 4000 103

p f  215 N   155.4 N

2 2 A0.936  275 102 mmmm得：

满足要求

■ 如图所示一焊接组合截面板梁，截面尺寸为：翼缘板宽度 B=340mm ，

厚度为 t=12mm ，腹板高度为 h =450mm ，厚度为 t =10mm ， Q235 钢材。

梁的两端简支，跨度为 6m ，跨中受一集中荷载作用，荷载标准值为：

恒载 90KN ，活载 140KN( 静力荷载 ) 。试对整体稳定性和挠度进行验算。 (f=215N/mm

,f y=235N/mm 2 ,)

I =51146Cm 4 , I =7861Cm 4 , W =2158Cm 4 ,

y x

注意，为降低计算量，这里已给出构件截面部分几何特性参数： A=126.6Cm

S =1196Cm 3 ， S =942Cm

参考公式

4320 Ah    t 2 235

 1   y 1         

b b 4.4h   x  

解：梁的荷载标准值为： F  90  140  230KN

  2

f 2  f T   

M x P l 3  l, （ 15 分）  f

k f

 f 48EI l ,  b' W X

荷载设计值为： F  1.2  90  1.4 140  304KN

M   304  6  456KN  m

4 最大弯矩设计值为： x 4 PL 

 1.75,  0

已知  b b

i 

I I 51146 7861

x   20.1cm i  y  7.9cm

y A 126.4 A 126.6

长细比

l 600 l 600

 ox 75.95  29.85   oy  x y 7.9 i i 20.1

，

4320 Ah    t 2 235

   

W   4.4h  b b

x  

24320 126.6  47.6 

75.951.2   1.75    1   

75.952 2158   4.4  474  

   3.977

 '  1.07 

0.282



 1.07  0.282

3.977

 0.999

验算整体稳定性：

M 456 106 p f  215 N x

mm2 0.999  2158 103  211.52 N mm2  ' W 

（2 分）

挠度验算





P l 3 48EI



230 103  60002

48  206 103  51146 104



1 610.79

 

1 l  400

满足要求





5q l 3 384 EI



5  q 100003

3  67200.67 104 384 1.3  206 k10



 

l  250

KNq  552.84

m max 2

KN  449.6

m 故最小值为 max1

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