全国2004年4月高等教育自学考试
钢结构试题
课程代码：02442
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1. 在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为( ) 。
A. P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B. P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C. P f 越大，β越小，结构越可靠 D. P f 越大，β越大，结构越可靠 2. 钢材的伸长率ε用来反映材料的( ) 。
A. 承载能力 B. 弹性变形能力 C. 塑性变形能力 D. 抗冲击荷载能力 3. 以下关于应力集中的说法中正确的是( ) 。 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 D. 应力集中可以提高构件的疲劳强度
4. 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 5. 图示焊接连接中，最大焊缝应力发生在( ) 。
A.a 点 B.b 点 C.c 点 D.d 点 6. 如图所示普通螺栓连接中，受力最大的螺栓为( ) 。
A.a B.b C.c D.d
7. 轴压杆的轴心力分布及支承情况如图所示，验算此杆整体稳定性时，计算长度应取( ) 。 A. l 0x =l /2,l 0y =l B. l 0x =l , l 0y =l
C. l 0x =l /2,l 0y =l (0.75+0.25N 2/N 1) D. l 0x =l (0.75+0.25N 2/N 1), l0y =l
/2
1
8. 焊接组合工字形轴心受压柱的翼缘与腹板的焊缝承受( ) 。 A. 压力 B. 压杆屈曲时的剪力 C. 同时承受压力与压杆屈曲时的剪力 D. 不受力
9. 轴压柱腹板局部稳定的保证条件是h 0/tw 不大于某一限值，此限值( ) 。 A. 与钢材强度和柱的长细比无关
B. 与钢材强度有关，而与柱的长细比无关 C. 与钢材强度无关，而与柱的长细比有关 D. 与钢材强度和柱的长细比均有关
10. 在下列关于柱脚底板厚度的说法中，错误的是( ) 。 A. 底板厚度至少应满足公式t ≥6M max /f
B. 底板厚度与支座反力和底板的支承条件有关
C. 其它条件相同时，四边支承板应比三边支承板更厚些
D. 底板不能太薄，否则刚度不够，将使基础反力分布不均匀
11. 一简支梁受均布荷载作用，其中永久荷载标准值为15kN/m，仅一个可变荷载，其标准值为20kN/m，则强度计算时的设计荷载为( ) 。 A. q =1.2×15+1.4×20 B. q =15+20
C. q =1.2×15+0.85×1.4×20 D. q =1.2×15+0.6×1.4×20
12. 受均布荷载作用的工字形截面悬臂梁，为了提高其整体稳定承载力，需要在梁的侧向加设支撑，此支撑应加在梁的( ) 。
A. 上翼缘处 B. 下翼缘处
C. 中和轴处 D. 距上翼缘h 0/4～h 0/5的腹板处
13. 梁的整体失稳属于第一类稳定问题，其失稳形式为( ) 。 A. 弯曲失稳 B. 扭转失稳 C. 弯扭失稳 D. 局部失稳
14. 如图所示的四边简支薄板，在各种应力分布情况下的临界应力关系是( ) 。
A. σ01>σ02>σ03 B. σ01σ03>σ02 D. σ03>σ01>σ02
15. 偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式( ) 。
βmx M x N
+≤f ϕx A γx W 1x (1-0. 8N /N Ex )
中，W 1x 代表
A. 受压较大纤维的毛截面抵抗矩 B. 受压较小纤维的毛截面抵抗矩 C. 受压较大纤维的净截面抵抗矩 D. 受压较小纤维的净截面抵抗矩
16. 双轴对称焊接组合工字形截面偏心受压柱，偏心荷载作用在腹板平面内。若两个方向支
2
撑情况相同，可能发生的失稳形式为( ) 。 A. 在弯矩作用平面内的弯曲失稳 B. 在弯矩作用平面外的弯扭失稳 C. 在弯矩作用平面外的弯曲失稳
D. 在弯矩作用平面内的弯曲失稳或弯矩作用平面外的弯扭失稳
17. 截面为两型钢组成的格构式钢柱，当偏心在虚轴上时，强度计算公式中的塑性发展系数γ取( ) 。
A. 大于1，与实腹式截面一样
B. 大于1，但小于实腹式截面的塑性发展系数 C. 等于1，因为不允许发展塑性 D. 等于1，这是偏于安全考虑
18. 梯形屋架支座处的斜腹杆(端斜杆) 的几何长度(节点中心间距) 为l ，则其平面内和平面外的计算长度l 0x 和l 0y 分别为( ) 。
A. l 0x =0.8l , l 0y =0.9l B. l 0x =l , l 0y =l C. l 0x =0.8l , l 0y =l D. l 0x =0.9l , l 0y =l
19. 为了保证两个角钢组成的T 形截面共同工作，在两个角钢肢背之间应设置垫板，压杆的垫板间距应不大于40i 1, 拉杆的垫板间距应不大于80i 1，其中单肢角钢绕自身1-1轴的回转半径为i 1, 这里的1-1轴指的是下列哪种情况( ) 。
20. 梯形钢屋架节点板的厚度是根据下列哪一项来确定的( ) 。 A. 上弦杆的最大杆力 B. 下弦杆的最大杆力
C. 腹杆的最大杆力 D. 屋架各杆件中的最大杆力 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
21. 碳对钢材性能的影响很大，一般来说随着含碳量的提高，钢材的塑性和韧性逐渐___________。
22. 试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次数有关，而与钢材的___________并无明显关系。
23. 在不同质量等级的同一类钢材(如Q235 A ，B ，C ，D 四个等级的钢材) ，它们的屈服点、强度和伸长率都一样，只是它们的化学成分和___________指标有所不同。 24. 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___________现象。
25. 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N 力之间的夹角θ满足___________条件时，对接斜焊缝的强度就不会低于母材的强度，因而也就不必再进行计算。 26. 普通螺栓连接受剪时，限制端距e ≥2d , 是为了避免钢板被___________破坏。
27. 格构式轴心受压杆采用换算长细比λo x =μλx
计算绕虚轴的整体稳定，这里的系数
3
μ=1+
π2EI x
2l x
γ1，式中γ
1代表___________，它和所采用的缀材体系有关。
28. 承受向下均布荷载作用的简支梁，当荷载作用位置在梁的___________翼缘时，梁整体稳定性较高。
29. 梁的整体稳定系数φb 大于0.6时，需用φb ′代替φb ，它表明此时梁已经进入___________阶段。
30. 当钢屋架上弦作用有非节点荷载时，上弦杆应按___________进行设计。 三、计算题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）
31. 验算如图所示摩擦型高强螺栓连接是否安全，已知：荷载N=300kN,螺栓M20,10.9级，μ=0.5,预紧力P=155kN。
32. 图示连接中，焊脚尺寸h f =8mm,钢材为Q 235B , f =215N /mm2, 手工焊，焊条为E 4303,
2
f f w =160N /mm, 盖板厚10mm ，主板厚18mm, 试计算此连接的承载能力。
33. 图示活动式工作架由4根钢管组成。设G 作用于刚性工作平台中心，架的整体稳定能够保证，试验算钢管的稳定性是否足够。已知钢材Q 235，钢管规格Φ50×3.5, A =5.11cm2, i =1.65cm, f =215N /mm2。(提示：所有交叉支撑、横撑与钢管的连接均可视为铰接，整个结构在两个水平
4
34. 一工字形截面梁绕强轴受力，截面尺寸如图，当梁某一截面所受弯矩M =400kN·m 、剪力V =580kN时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q 235B ，f =215N /mm2, f v =125N /mm2。
35. 如图所示，偏心压杆由2L180×110×10组成，单肢截面积A =28.4cm2。试验算柱强度是否能够满足要求。已知：f =215N /mm2, γx 1=1.05（肢背）, γx 2=1.2(肢尖) ，I x =1940cm4(单肢) ，N =1000kN, q =3.5kN/m。
四、分析题（8分）
36. 某焊接组合截面钢梁，其尺寸、受力和支座条件如图示，已知钢材Q 235B 。请验算此梁腹板的局部稳定是否能够满足要求；若不能满足，应如何配置加劲肋(不必计算，把合理的配置形式在图中示意性画出即可) 。
五、综合题（12分）
37. 某承受静力荷载设计值N 的悬吊节点构造及有关尺寸如图所示。为便于安装用板I 插入钢管端部刻槽内用焊缝①连接，为便于安装和焊缝②施焊，采用安装螺栓作临时固定。孔径d
、
5
钢材强度f 、焊缝强度f f w 、焊脚高度h f 1、h f 2、h f 3均已知。要求：(1)分析此节点的传力途径；(2)保证此节点安全传力，需进行哪些计算(据图中标注写出各验算表达式即可；梁的强度不必验算；焊缝②可忽略坡度，按平行管轴计算) 。
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全国2004年4月高等教育自学考试
钢结构试题
课程代码：02442
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1. 在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为( ) 。
A. P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B. P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C. P f 越大，β越小，结构越可靠 D. P f 越大，β越大，结构越可靠 2. 钢材的伸长率ε用来反映材料的( ) 。
A. 承载能力 B. 弹性变形能力 C. 塑性变形能力 D. 抗冲击荷载能力 3. 以下关于应力集中的说法中正确的是( ) 。 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 D. 应力集中可以提高构件的疲劳强度
4. 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 5. 图示焊接连接中，最大焊缝应力发生在( ) 。
A.a 点 B.b 点 C.c 点 D.d 点 6. 如图所示普通螺栓连接中，受力最大的螺栓为( ) 。
A.a B.b C.c D.d
7. 轴压杆的轴心力分布及支承情况如图所示，验算此杆整体稳定性时，计算长度应取( ) 。 A. l 0x =l /2,l 0y =l B. l 0x =l , l 0y =l
C. l 0x =l /2,l 0y =l (0.75+0.25N 2/N 1) D. l 0x =l (0.75+0.25N 2/N 1), l0y =l
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8. 焊接组合工字形轴心受压柱的翼缘与腹板的焊缝承受( ) 。 A. 压力 B. 压杆屈曲时的剪力 C. 同时承受压力与压杆屈曲时的剪力 D. 不受力
9. 轴压柱腹板局部稳定的保证条件是h 0/tw 不大于某一限值，此限值( ) 。 A. 与钢材强度和柱的长细比无关
B. 与钢材强度有关，而与柱的长细比无关 C. 与钢材强度无关，而与柱的长细比有关 D. 与钢材强度和柱的长细比均有关
10. 在下列关于柱脚底板厚度的说法中，错误的是( ) 。 A. 底板厚度至少应满足公式t ≥6M max /f
B. 底板厚度与支座反力和底板的支承条件有关
C. 其它条件相同时，四边支承板应比三边支承板更厚些
D. 底板不能太薄，否则刚度不够，将使基础反力分布不均匀
11. 一简支梁受均布荷载作用，其中永久荷载标准值为15kN/m，仅一个可变荷载，其标准值为20kN/m，则强度计算时的设计荷载为( ) 。 A. q =1.2×15+1.4×20 B. q =15+20
C. q =1.2×15+0.85×1.4×20 D. q =1.2×15+0.6×1.4×20
12. 受均布荷载作用的工字形截面悬臂梁，为了提高其整体稳定承载力，需要在梁的侧向加设支撑，此支撑应加在梁的( ) 。
A. 上翼缘处 B. 下翼缘处
C. 中和轴处 D. 距上翼缘h 0/4～h 0/5的腹板处
13. 梁的整体失稳属于第一类稳定问题，其失稳形式为( ) 。 A. 弯曲失稳 B. 扭转失稳 C. 弯扭失稳 D. 局部失稳
14. 如图所示的四边简支薄板，在各种应力分布情况下的临界应力关系是( ) 。
A. σ01>σ02>σ03 B. σ01σ03>σ02 D. σ03>σ01>σ02
15. 偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式( ) 。
βmx M x N
+≤f ϕx A γx W 1x (1-0. 8N /N Ex )
中，W 1x 代表
A. 受压较大纤维的毛截面抵抗矩 B. 受压较小纤维的毛截面抵抗矩 C. 受压较大纤维的净截面抵抗矩 D. 受压较小纤维的净截面抵抗矩
16. 双轴对称焊接组合工字形截面偏心受压柱，偏心荷载作用在腹板平面内。若两个方向支
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撑情况相同，可能发生的失稳形式为( ) 。 A. 在弯矩作用平面内的弯曲失稳 B. 在弯矩作用平面外的弯扭失稳 C. 在弯矩作用平面外的弯曲失稳
D. 在弯矩作用平面内的弯曲失稳或弯矩作用平面外的弯扭失稳
17. 截面为两型钢组成的格构式钢柱，当偏心在虚轴上时，强度计算公式中的塑性发展系数γ取( ) 。
A. 大于1，与实腹式截面一样
B. 大于1，但小于实腹式截面的塑性发展系数 C. 等于1，因为不允许发展塑性 D. 等于1，这是偏于安全考虑
18. 梯形屋架支座处的斜腹杆(端斜杆) 的几何长度(节点中心间距) 为l ，则其平面内和平面外的计算长度l 0x 和l 0y 分别为( ) 。
A. l 0x =0.8l , l 0y =0.9l B. l 0x =l , l 0y =l C. l 0x =0.8l , l 0y =l D. l 0x =0.9l , l 0y =l
19. 为了保证两个角钢组成的T 形截面共同工作，在两个角钢肢背之间应设置垫板，压杆的垫板间距应不大于40i 1, 拉杆的垫板间距应不大于80i 1，其中单肢角钢绕自身1-1轴的回转半径为i 1, 这里的1-1轴指的是下列哪种情况( ) 。
20. 梯形钢屋架节点板的厚度是根据下列哪一项来确定的( ) 。 A. 上弦杆的最大杆力 B. 下弦杆的最大杆力
C. 腹杆的最大杆力 D. 屋架各杆件中的最大杆力 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
21. 碳对钢材性能的影响很大，一般来说随着含碳量的提高，钢材的塑性和韧性逐渐___________。
22. 试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次数有关，而与钢材的___________并无明显关系。
23. 在不同质量等级的同一类钢材(如Q235 A ，B ，C ，D 四个等级的钢材) ，它们的屈服点、强度和伸长率都一样，只是它们的化学成分和___________指标有所不同。 24. 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___________现象。
25. 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N 力之间的夹角θ满足___________条件时，对接斜焊缝的强度就不会低于母材的强度，因而也就不必再进行计算。 26. 普通螺栓连接受剪时，限制端距e ≥2d , 是为了避免钢板被___________破坏。
27. 格构式轴心受压杆采用换算长细比λo x =μλx
计算绕虚轴的整体稳定，这里的系数
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μ=1+
π2EI x
2l x
γ1，式中γ
1代表___________，它和所采用的缀材体系有关。
28. 承受向下均布荷载作用的简支梁，当荷载作用位置在梁的___________翼缘时，梁整体稳定性较高。
29. 梁的整体稳定系数φb 大于0.6时，需用φb ′代替φb ，它表明此时梁已经进入___________阶段。
30. 当钢屋架上弦作用有非节点荷载时，上弦杆应按___________进行设计。 三、计算题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）
31. 验算如图所示摩擦型高强螺栓连接是否安全，已知：荷载N=300kN,螺栓M20,10.9级，μ=0.5,预紧力P=155kN。
32. 图示连接中，焊脚尺寸h f =8mm,钢材为Q 235B , f =215N /mm2, 手工焊，焊条为E 4303,
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f f w =160N /mm, 盖板厚10mm ，主板厚18mm, 试计算此连接的承载能力。
33. 图示活动式工作架由4根钢管组成。设G 作用于刚性工作平台中心，架的整体稳定能够保证，试验算钢管的稳定性是否足够。已知钢材Q 235，钢管规格Φ50×3.5, A =5.11cm2, i =1.65cm, f =215N /mm2。(提示：所有交叉支撑、横撑与钢管的连接均可视为铰接，整个结构在两个水平
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35. 如图所示，偏心压杆由2L180×110×10组成，单肢截面积A =28.4cm2。试验算柱强度是否能够满足要求。已知：f =215N /mm2, γx 1=1.05（肢背）, γx 2=1.2(肢尖) ，I x =1940cm4(单肢) ，N =1000kN, q =3.5kN/m。
四、分析题（8分）
36. 某焊接组合截面钢梁，其尺寸、受力和支座条件如图示，已知钢材Q 235B 。请验算此梁腹板的局部稳定是否能够满足要求；若不能满足，应如何配置加劲肋(不必计算，把合理的配置形式在图中示意性画出即可) 。
五、综合题（12分）
37. 某承受静力荷载设计值N 的悬吊节点构造及有关尺寸如图所示。为便于安装用板I 插入钢管端部刻槽内用焊缝①连接，为便于安装和焊缝②施焊，采用安装螺栓作临时固定。孔径d
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钢材强度f 、焊缝强度f f w 、焊脚高度h f 1、h f 2、h f 3均已知。要求：(1)分析此节点的传力途径；(2)保证此节点安全传力，需进行哪些计算(据图中标注写出各验算表达式即可；梁的强度不必验算；焊缝②可忽略坡度，按平行管轴计算) 。
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