安徽理工大学钢结构第三章题库Word文件下载.docx

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49采用普通螺栓连接时，螺栓杆发生剪断破坏是因为（B.钢板较薄A.栓杆较细C.截面削弱过多D.边距或栓间距太小50.当沿受力方向的连接长度过长时，螺栓的抗剪和承压设计承载力均应降低，以防止（B）C.螺栓受弯破坏；

D.螺栓连接的变形过大。

51.下列螺栓破坏属于构造破坏的是（B）A.钢板被拉坏B.钢板被剪坏C.螺栓被剪坏D.螺栓被拉坏55.普通螺栓受剪连接中，为防止板件被挤压破坏，应满足（C）板件总厚度t5d56.单个螺栓的承压承载力中，N；

dt?

fcb，其中刀t为（D）57.普通螺栓承压承载力设计值的计算公式为：

N：

dtfcb，其中d和刀t的含义是（B）A.d为螺栓孔直径，刀t为同一受力方向承压构件厚度之和的较小值B.d为螺栓直径，刀t为同一受力方向承压构件厚度之和的较小值C.d为螺栓孔直径，刀t为同一受力方向承压构件厚度之和的较大值D.d为螺栓直径，刀t为同一受力方向承压构件厚度之和的较大值58.普通螺栓的受剪承载力设计值与下列哪项无关？

（A）A.螺栓孔的直径C.受剪面数B.螺栓直径D.螺栓抗剪强度设计值59.单个普通螺栓的抗剪承载力由（C）确定。

A.单个螺栓的抗剪承载力设计值B单个螺栓的承压承载力设计值C单个螺栓的抗剪和承压承载力设计值中的较小者D单个螺栓的抗剪和承压承载力设计值中的较大者60.高强螺栓连接承受拉力作用时，如果被连接板件间始终处于压紧状态，则（BA随着外拉力的增大，螺栓杆内部拉力显著增大B.随着外拉力的增大，螺栓杆内部拉力基本不变C随着外拉力的增大，螺栓杆内部拉力逐渐减小D.无论外荷载如何变化，螺栓杆内部拉力始终为零61.在高强度螺栓受拉连接的承载力极限状态范围内，随着外拉力的增加，螺栓杆内的预拉力如何变化?

（B）A.始终为0B.基本维持在预拉力P附近C由0逐渐增大到预拉力PD由预拉力P逐渐减小到062.采用摩擦型高强度螺栓连接，在设计剪力的作用下，其变形（D）。

A比普通螺栓连接大B比承压型高强度螺栓大C.与前两种相同D.比前两种都小63.关于高强螺栓摩擦型连接、承压型连接、C级螺栓连接下列说法正确的是（BA摩擦型连接受剪承载力高B摩擦型连接可以承受动载C.承压型连接受剪变形小D.C级螺栓连接受剪承载力高64摩擦型高强度螺栓连接受剪破坏时，作用剪力超过了（B）。

A螺栓的抗拉强度B连接板件间的摩擦力C.连接板件间的毛截面强度D.连接板件的孔壁的承压强度65摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，（C）。

A.与摩擦面处理方法有关B.与摩擦面的数量有关C与螺栓直径有关D与螺栓性能等级无关66摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是（D）。

A.摩擦面处理不同B.材料不同C.预拉力不同D.设计计算不同67高强度螺栓摩擦型连接中，一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值与下列哪项无关？

（D）A.螺栓的传力摩擦面数B.摩擦面的抗滑移系数C.高强度螺栓的预拉力D.被连接板的厚度68采用高强度螺栓摩擦型连接，承受剪力作用，在达到极限状态之前（C）A.摩擦面产生滑动，栓杆与孔壁产生挤压力B摩擦面产生滑动，栓杆与孔壁不产生挤压力C摩擦面不产生滑动，栓杆与孔壁不产生挤压力D摩擦面不产生滑动，栓杆与孔壁产生挤压力69对于直接承受动力荷载的结构，宜采用（C）。

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70承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接（B）。

A.承载力低，变形大B.承载力高，变形大C.承载力低，变形小D.承载力高，变形小71高强螺栓承压型连接的极限状态为（D）A板件接触面刚好产生滑移B螺栓杆被剪坏C板件孔壁发生承压破坏D.螺栓杆被剪坏和板件孔壁发生承压破坏两种形式中的最先发生者72.扭剪型高强螺栓预拉力的施加方法为（C）。

A.扭矩法B.转角法C.扭掉螺栓尾部梅花卡头法D.以上都不是、填空题1强度相适应E50型焊条。

.选用焊条及焊丝型号的原则是使焊缝金属与主体金属2.钢材为Q345的构件相焊接时，采用手工焊，应选择3.型钢代号L100X8中，L表示角钢。

4.型钢代号L100X80X8中，80表示角钢短肢（边）宽度为80mm。

5.焊接结构中存在着双向或三向同号拉应力场，材料塑性变形的发展受到限制，使钢材变脆。

特别是当焊接应力较大时，在温度较低的条件下很容易发生6.轴心受力的两块板通过对接斜焊缝连接时，只要使焊缝轴线与tg5条件时,对接斜焊缝的强度就不会低于母材的强度,7.构件中由于残余应力的存在，一般不会影响其静力强力，但会降低构件的刚度和稳定承载力。

8.钢结构设计规范规定：

角焊缝长度不得小于8fh禾口40mm9.使用角焊缝的T形连接中，如果两块被连接板的厚度分别为6mm和10mm，则最小焊脚尺寸应为_5mm。

10.当角焊缝的有效截面面积相等时，承受静力荷载的正面角焊缝的承载力比侧面角焊缝的承载力高。

11.在承受静力荷载的角焊缝连接中，当角焊缝的有效截面面积相等时，正面角焊缝的承载力是侧面角焊缝的_1总_倍。

12.应尽量避免三向焊缝相交，以防止在相交处形成三向同号拉应力场，使材质变脆。

13.10.8级高强螺栓中的小数点及后面的8（即0.8）表示螺栓材料的屈强比。

14.普通螺栓受拉力作用时，螺栓的设计强度取值较低，这是考虑到杠杆作用或“撬力作用”对螺栓的不利影响。

15.螺栓群在构件上的排列，应满足受力要求、一构造要求__和施工要求三方面的要求。

16.普通螺栓连接受剪破坏的形式可分为栓杆被剪断、板件被挤压破坏、构件被拉断、构件端部被冲剪破坏和栓杆受弯破坏五种。

17.普通螺栓连接受剪时，限制端距e2d,是为了避免钢板被冲剪破坏。

18.采用M20的高强螺栓承压型连接，螺栓端距为30mm，从构造角度分析此连接可能发生板件冲剪破坏。

19.在螺栓群受剪连接中，为了防止端部螺栓首先破坏而导致连接破坏，规定当螺栓群范围的长度大于15倍螺栓孔径时，应将螺栓的抗剪和承压承载力乘以折减系数。

摩擦力20.普通螺栓靠螺栓承压和抗剪传递剪力，而高强螺栓首先靠被连接板件之间的传递剪力。

21.高强螺栓连接同时承受拉力和剪力作用时，如果拉力越大，则连接所能承受的剪力_越小__。

22在高强螺栓群承受弯矩作用的连接中，通常认为其旋转中心位于螺栓群形心处。

23.高强螺栓拧紧时产生预拉力190kN，现对该螺栓施加外拉力100kN，此时该螺栓中的拉力近似为190kN__。

三、问答题1.什么是同号应力场？

可能产生的后果是什么？

答：

结构焊接时会产生双向和三向同号拉应力场，使材料塑性发展受到约束，容易产生脆性破坏。

2.采用角焊缝连接时，为何要对焊缝焊脚的最大尺寸和最小尺寸进行限制？

（1）最大焊缝尺寸限制是因为侧焊缝应力沿长度方向分布不均匀，两端较中间大，且焊缝越长差别越大，焊缝太长时，虽然有因塑形变形产生的内力重分布，但两端应力可首先达到强度极限而破坏。

（2）最小焊缝尺寸限制是因为：

角焊缝长度太小时，焊件的局部加热严重，焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近，一级焊缝中可能产生的其他缺陷，使焊缝不够可靠；

另外在受力时力线弯折大，也会造成严重的应力集中。

3.角钢用角焊缝连接受轴心力作用时，角钢肢背和肢尖焊缝的内力分配系数为何不同？

承受轴心力的角钢构件其全部角焊缝的形心位于轴心所在角钢形心轴上，亦即角钢背、角钢尖处内力按其与形心轴距离的反比例分配：

由M0平衡条件，可得Ni（bZo）N/biN,N2zN/b2N式中b为角钢肢宽；

Zo为角钢形心距；

i,2为角钢肢背肢尖内力分配系数。

（1）最小焊脚尺寸应满足hfmin1tmax；

（2）最大焊脚尺寸应满足hfmax1.2tmin；

（3）侧面角焊缝的最小计算长度不得小于8hf和40mm，最大计算长度If60hf；

（4）搭接长度不得小于5tmin；

（5）侧焊缝长度与距离应满足lwb，且b16t。

5.角焊缝计算公式中为什么有强度设计值增大系数f?

在什么情况可不考虑f?

直接承受动力荷载的结构，正面角焊缝强度虽高，但刚度较大，韧性差，应力集中现象也较严重，而且目前还缺乏这方面足够的试验依据，故不考虑强度设计值的增大。

6.如何判别连接中的角焊缝是否受弯还是受扭？

当计算受偏心力作用的焊缝的强度时，须分清角焊缝隙是受弯还是受扭，然后才能正确应用角焊缝的基本计算公式进行计算。

判断方法：

若偏心力在焊缝群平面内，则该连接中的角焊缝受扭；

若偏心力在焊缝群平面外，则受弯。

也可以这样区分，若焊缝群中任意一点应力的方向均垂直于焊缝群平面，则该连接中的角焊缝为受弯（图1），不然则为受扭（图2）。

7什么是焊接残余应力？

焊接残余应力对结构性能有哪些影响？

如何减少焊接残余应力？

焊接后残余在结构中的应力称作焊接残余应力。

对结构性能的影响：

（1）对结构静力强度的影响：

不影响结构的静力强度；

（2）对结构刚度的影响：

残余应力使构件的变形增大，刚度降低；

（3）对低温工作的影响：

在低温下使裂纹容易发生和发展，加速构件的脆性破坏；

（4）对疲劳强度的影响：

焊接残余应力对疲劳强度有不利的影响，原因就在于焊缝及其近旁的高额残余拉应力。

可通过合理的焊缝设计和焊接工艺措施来控制焊接结构的焊接残余应力：

1）合理的焊缝设计

（1）合理选用焊缝尺寸和形式；

（2）尽可能减少不必要的焊缝；

（3）合理安排焊缝的位置；

（4）尽量避免焊缝的过分集中和交叉；

（5）尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。

2）合理的工艺措施

（1）采用合理的焊接顺序和方向；

（2）采用反变形法减小焊接变形或焊接应力；

（3）锤击或碾压焊缝，使焊缝得到延伸，从而降低焊接应力；

（4）对于小尺寸焊接，焊前预热，焊后回火再缓慢冷却，消除焊接应力。

8计算螺栓的抗拉承载力设计值时，为什么不取螺栓纹的内径来计算净截面面积？

受拉螺栓的破坏截面应在螺纹切削的最薄弱处，但它不能按螺纹的内径d1计算。

还是因为螺纹呈螺旋形，故其横截面并非圆形，各点的直径不是等值且均大于d1。

因此，需将破坏截面假想为一圆柱面，其直径按折算的有效直径de进行计算，其表达式如下ded13.3p/24，式中d为螺纹外径，即螺栓公称直径；

p为螺距；

从而可得螺栓破坏截面折算的有效面积为Aed|/49抗剪普通螺栓有哪几种破坏形式？

用什么方法可以防止？

普通螺栓的受剪螺栓连接有5种破坏形式：

（1）栓杆剪断，当螺栓直径较小而钢板相对较厚时，可能发生。

（2）孔壁挤压坏，当螺栓直径较大钢板相对较薄时，可能发生。

（3）钢板拉断，当钢板因螺孔削弱过多时，可能发生。

（4）端部钢板剪断，当顺受力方向的端距过小时，可能发生。

（5）栓杆受弯破坏，当螺栓过于细长时，可能发生。

其中：

栓杆剪断、孔壁挤压坏和钢板拉断可通过计算要求防止。

端部钢板剪断和栓杆受弯破坏通过构造要求防止。

10在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？

普通螺栓连接中的抗剪螺栓连接是依靠螺栓抗剪和孔壁承压来传递外力。

当受剪螺栓连接在达到极限承载力时，可能出现五种破坏形式，即螺栓被剪断、孔壁被挤压坏、构件被拉断、构件端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。

高强螺栓连接中的抗剪螺栓连接时，通过拧紧螺帽使螺杆产生预拉力，同时也使被连接件接触面相互压紧而产生相应的摩擦力，依靠摩擦力来传递外力。

它是以摩擦力刚被克服，构件开始产生滑移做为承载能力的极限状态。

11高强度螺栓摩擦型和受压型连接的受剪承载力极限状态的依据各是什么？

高强度螺栓摩擦型连接在受剪计算时，以剪力达到板件接触面间可能发生的最大摩擦力为极限状态；

高强度螺栓承压型连接在受剪计算时，以螺栓杆受剪或孔壁承压的最终破坏为极限状态。

12钢结构规范规定螺栓布置时的最大、最小容许距离的原因。

规定最小容许距离的原因是便于拧紧螺帽，不影响临近螺栓；

避免螺栓周围应力集中、相互影响过大；

避免构件截面削弱过多，降低其承载力；

避免钢板端部被剪断。

规定最大容许距离的原因是保证构件贴合紧密，防止构件间发生张口或鼓曲现象，防止板翘曲后水气及灰尘进入缝隙发生锈蚀。

13螺栓在构件上的排列有几种形式？

应满足什么要求？

最小的栓距和端距分别是多少？

螺栓在钢板上的排列有两种形式：

并列和错列。

并列布置紧凑，整齐简单，所用连接板尺寸小，但螺栓对构件截面削弱较大；

错列布置松散，连接板尺寸较大，但可减少螺栓孔对截面的削弱。

螺栓在钢板上的排列应满足三方面要求：

（1）受力要求；

（2）施工要求；

（3）构造要求。

最小的栓距为3d0，最小的端距为2d0。

14何谓应力集中？

应力集中对钢材的机械性能有何影响？

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，形成所谓的应力集中。

四、计算题

（一）焊缝1、如图所示，双角钢（长肢相连）和节点板用直角角焊缝相连，采用三面围焊，钢材为Q235，手工焊，焊条E43型，已知：

f160N/mm2,hf8mm，分配系数k10.65、k20.35，试求：

（1）此连接能承担的最大静荷载N？

（2）此连接能承担的最大动荷载N？

解：

（1）此连接能承担的最大静荷载N端焊缝所能承担的力N3N30.7hfIw3ffT=0.7X8X2X140X1.22X160=306.07KN肢背焊缝所能承担的力NiNi0.7hfIwifT=0.7X8X2X（4608）X160=810KN

（2）此连接能承担的最大动荷载N端焊缝所能承担的力N3N30.7hfIw3fT=0.7X8X2Xi40Xi60=250.88KN肢背焊缝所能承担的力NiNi0.7hfIwifT=0.7X8X2X（4608）Xi60=8i0KN2、试计算如图所示角钢与连接板的连接角焊缝长度。

轴心力设计值N=830KN（静力荷载）角钢为2i2580i0，长肢相连，连接板厚度t=i2mm，钢材Q235，手工焊，焊条-1?

N8mm）t（i2）i0（i2）89mm（角钢肢背）vhfmax1.2tmin1.21012mmhfnin15.,tmax1.5.125.2mm采用三面围焊。

正面角焊缝能承受的内力为：

N320.7hfbffT20.781251.22160273kN肢背和肢尖焊缝分别承担的内力N11NN3/20.65830273/2403kNN22NN3/20.35830273/2154kN肢背和肢尖焊缝需要的焊缝计算长度为lN1225mmw120.7hfffwlN286mmw220.7hfffwl1lw1hf233mm240mml2lw2hf94mm100mml3lw3125mm3、如图所示角钢与连接板的三面围焊连接。

轴心力设计值N=1172KN（静力荷载）。

角钢为214010，连接板厚度t=16mm，钢材Q235，手工焊，焊条E43系列。

试确定所给焊角尺寸是否满足构造要求并确定焊缝长度。

（分配系数k10.7、k20.3,nr（12）98mm（角钢肢背）vhfmax1.2tmin1.21012mmhfnin1.5.tmax1.5.166mm满足要求。

N1k1N2N32667.35kNN2k2N198.55kNN30.7hflw3每段焊缝的长度

（1）角钢肢背fffw306.1kN

（2）角钢肢尖取实际长度121w2hf118.8mm120mm。

（3）角钢端部焊缝的实际长度与计算长度相等即13140mm4、试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度。

图中荷载为静力荷载设计值。

钢材为Q235-B?

F。

手工焊，焊条E43型。

160N/mm2。

解:

V86.6kNN50kNM86.62005013010820kNmmN501030.7hflw20.78244V86.61030.7hflw20.782446M61082010320.7hflw220.78244NfVfMfMf113.3N/mm231.7N/mm2295.0N/mmf113.31.2231.7298.1N/mm2ffw160N/mm25、如图所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点用角焊缝连接。

试求此连接所能承受荷载力荷载设计值）。

手工焊，焊条E43型。

-t-20I.2i：

iV0.866FkNN0.50FkNM0.866F2000.5F130108.2F（kNmm）上边缘点危险NN0.5F103f0.7hflw20.78244VV0.866F103f0.7hflw20.78244M6M6108.2F103f20.7hflw220.78244fNMff1.133F（N/mm2）0.183F（N/mm2）0.317F（N/mm2）0.95F（N/mm2）I2.1.133F2（0.317F）0.981F1.22

（二）螺栓1、如图所示，钢梁用普通C级螺栓与柱翼缘连接，连接承受设计值剪力V=258kN，弯矩M=38.7kNm，梁端竖板下设支托，支托只在安装时起作用。

钢材为Q2