钢结构一注（2008年）试题及解答.doc

一级注册结构工程师钢结构专业历年试题一级注册结构工程师钢结构专业历年试题2008 年试题与解答年试题与解答题题 1620某皮带运输通廊为钢平台结构，采用钢支架支承平台，固定支架未示出。钢材 采用 Q235-B，焊条为 E43 型，焊接工字钢翼缘为火焰切割边，平面布置及构件如图 1620 所示，图中长度单位为 mm。图图 162016梁 1 的最大弯矩设计值 Mmax=507.4kN·m，考虑截面削弱，取 Wnx=0.9Wx。试问，强度计算时，梁 1 最大弯曲应力设计值(Nmm2)，与下列何项 数值最为接近? A149 B157 C166 D174解解 题目中看不到需要进行疲劳验算的任何条件，故按照不必验算疲劳对待。根据钢结构设计规范钢板 50017-2003 第 4.1.1 条：4.1.1 在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第 4.4.1 条)， 其抗弯强度应按下列规定计算：f (4.1.1)nyyynxxx WMWM 式中 Mx、My 同一截面处绕 x 轴和 y 轴的弯矩(对工字形截面：x 轴为强轴，y 轴为弱轴)： Wnx 、Wny对 x 轴和 y 轴的净截面模量；x、y截面塑性发展系数；对工字形截面，x =1.05，y =1.20：对箱形 截面，x =y =1.05；对其他截面可按表 5.2.1 采用；f钢材的抗弯强度设计值。当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于 13 而不超 15 yf235/时，应取 x =1.0。fy为钢材牌号所指屈服点。yf235/对需要计算疲劳的梁,宜取 x =y =1.0。今=9.10.8b 类b 类长细比：x= y=7212993009648.54650H 形截面，bh=200300=0.6624mm 或 l=>10d 或 l>150mm(按较小值)的螺栓。d 为公称直径，l 为螺杆公称长度2 A、B 级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C 级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度。均应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB 50205 的要求。7.2.1 普通螺栓、锚栓和铆钉连接应按下列规定计算：1 在普通螺栓或铆钉受剪的连接中，每个普通螺栓或铆钉的承载力设计值 应取受剪和承压承载力设计值中的较小者。 受剪承载力设计值：普通螺栓 (7.2.1-1)b vvb vfndnN42 承压承载力设计值：普通螺栓 =dt· (7.2.1-3)b cNb cf7.2.4在构件的节点处或拼接接头的一端，当螺栓或铆钉沿轴向受力方向的 连接长度 l1大于 15d0时，应将螺栓或铆钉的承载力设计值乘以折减系数(1.1)。当 l1大于 60 d0时，折减系数为 0.7，d0为孔径。01 150dl一个 5.6 级 M24 普通螺栓的抗剪承载力为：根据规范表 3.4.1-4; 5.6 级N/mm2190b vfN/mm2510b cfN322 1017219042424b vvb vfdnNN3103065102524b cb CftdN取二者较小者， kN。172min,b vN翼缘净截面可承受的拉力设计值为：N=25×(6506×24)×295=3731.75×103N一侧所需螺栓数 6 .21217731.753min,b vNNn今按照 2 4 个螺栓考虑，连接长度为：3×80=240 mm15 d0=15×24=360，不必考虑折减， 故 24 个螺栓可以满足要求 故选择 C 题题 2427 某一支架为单向压弯格构式双肢缀条柱结构，如图 2427 所示。截面无削弱， 材料为 Q235-B，E43 焊条，手工焊接。柱肢采用 HA300×200×6×10(翼缘为焰切 割边)，缀条采用63×6。该柱承受的荷载设计值为：轴心压力 N=960kN，弯矩Mx=210kN·m，剪力 V=25kN。柱在弯矩作用平面内有侧移，计算长度 l0x=17.5m； 柱在弯矩作用平面外计算长度 loy=8m。提示：双肢缀条柱组合截面 Ix=104900×104 mm4，ix=304mm图图 242724试问，强度计算时，该格构式双肢缀条柱柱肢翼缘外侧最大压应力设计值 (Nmm2)，与下列何项数值最为接近？提示：Wx=2622.5×103 mm3bIb2A165 B173 C178 D183解解 依据钢结构设计规范GB 50017-20035.2.1 弯矩作用在主平面内的拉弯构件和压弯构件，其强度应按下列规定计算：f (5.2.1)nyyynxxxnWMWM AN 式中 x、y与截面模量相应的截面塑性发展系数，应按表 5.2.1 采用。表表 5.2.1 截面塑性发展系数截面塑性发展系数 x、y项次截 面 形 式xy71.01.05柱肢翼缘外侧最大压应力设计值为Nmm2 164105 .26221.010210 108 .562109603623 nxxxnWM AN 上式中，依据表 5.2.1，取 x=1.0 故选择 A 25试验算该格构式双肢缀条柱弯矩作用平面内的稳定性，并指出最大压应力 设计值(Nmm2)，与下列何项数值最为接近?提示：=0.131；W1x= 3497×103 mm3；有侧移时，mx=1.0ExxNN/02 bIxA165 B173 C178 D183解解 依据钢结构设计规范GB 50017-2005.2.3 弯矩绕虚轴(x 轴)作用的格构式压弯构件，其弯矩作用平面内的整体稳定性 应按下式计算：f (5.2.3) Exxxxmxx NNWM AN 11式中 W1x=Ix/y0；Ix为对 x 轴的毛截面惯性矩; y0为由 x 轴到压力较大分肢的轴线距离或者到压力较大分肢腹板外边缘的距离,二者取较大者；x、由换算长细比确定。ExN 5.1.3 格构式轴心受压构件的稳定性仍应按公式(5.1.2-1)计算，但对虚轴(图 5.1.3 a 的 x 轴和图 5.1.3 b、c 的 z 轴和 y 轴)的长细比应取换算长细比。换算长细比应 按下列公式计算： 1 双肢组合构件(图 5.1.3 a)： 当缀件为缀板时：ox = (5.1.3-1)2 12x当缀件为缀条时：ox = (5.1.3-2)xxAA1227式中 x整个构件对 x 轴的长细比；1分肢对最小刚度轴 1-1 的长细比，其计算长度取为：焊接时，为相 邻两缀板的净距离；螺栓连接时，为相邻两缀板边缘螺栓的距离；1x构件截面中垂直于 x 轴的各斜缀条毛截面面积之和。今已知 ix=304 mm，于是 6 .57304105 .173 0xx xil换算长细比 59272925680276 .5727212 0xxxAA表表 5.1.2-1 轴心受压构件的截面分类轴心受压构件的截面分类(板厚板厚 t<40mm)截 面 形 式对 x 轴对 y轴格构式焊接 、板件边缘焰切b 类b 类焊接，翼缘为轧制或剪切边b 类c 类按照 b 类截面查表，得到 x=0.813，于是Nmm217369.1104.30.131-1103497102101.0 1056.820.813109603623 故选择 B26试验算格构式柱分肢的稳定性，并指出最大压应力设计值(Nmm2)，与下 列何项数值最为接近? A1 65 B1 69 C1 73 D183解解 受力较大分肢所受压力为：kN8306 . 0 210 2960 20bMNx分肢绕 y 轴的计算长度为 8 m，长细比为621291083 0yx yil注意，整个组合截面的 y 轴实际上是工字形截面的 x 轴，所以上式中 ix=129 mm。 按照 b 类截面查表，得 =0.797。于是Nmm2 故选择 D 1835680797. 0108303 AN 27试验算格构式柱缀条的稳定性，并指出最大压应力设计值(Nmm2)，与下 列何项数值最为接近?提示：计算缀条时，应取实际剪力和按规范公式（5.1.6）计算的剪力二者中的较大者A29 B35 C41 D45解解 依据钢结构设计规范GB 50017-2003：5.1.6 轴心受压构件应按下式计算剪力：V= (5.1.6)23585Ayff剪力 V 值可认为沿构件全长不变。对格构式轴心受压构件，剪力 V 应由承受该剪力的缀材面(包括用整体板连接 的面)分担。N25kN2873485215108 .562 235852 yfAfV所以，取剪力为 28734 N 计算。 每一根缀条所受压力为 Nb=20318 N45cos28734/2由题图可知，缀条与节点的连接应该判断为使用节点板（斜平面） ， 缀条计算长度取为几何长度 l0=848.560060022注意：采用 y0 =12.4mm 计算缀条的长细比1.664 .12848.50.9b表表 5.1.2-1 轴心受压构件的截面分类轴心受压构件的截面分类(板厚板厚 t<40mm)截 面 形 式对 x 轴对 y轴轧制热轧等边角钢b 类b 类按照 b 类截面查表，得到 =0.80。于是Nmm2 故选择 B 5.0372980. 020318AN 28试问，计算吊车梁疲劳时，作用在跨间内的下列何种吊车荷载取值是正确 的?A荷载效应最大的相邻两台吊车荷载标准值B荷载效应最大的一台吊车荷载设计值乘以动力系数C荷载效应最大的一台吊车荷载设计值D荷载效应最大的一台吊车荷载标准值 解解 依据钢结构设计规范GB 50017-20033.1.5 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值(荷载荷载 标准值乘以荷载分项系数标准值乘以荷载分项系数)；计算疲劳时，应采用；计算疲劳时，应采用荷载标准值荷载标准值。3.1.6 对于直接承受动力荷载的结构：在计算强度和稳定性时，动力荷载设计值应 乘动力系数；在计算疲劳和变形时，动力荷载标准值不乘动力系数。计算吊车梁或吊车桁架及其制动结构的疲劳和挠度时，吊车荷载应按作用在 跨间内荷载效应最大的一台吊车确定。选项 D29与节点板单面连接的等边角钢轴心压杆，长细比 =100，工地高空安装采 用焊接，施工条件较差。试问，计算连接时，焊缝强度的折减系数，与下列何项数 值最为接近？ A0.63 B0.675 C0.765 D0.9解解 依据钢结构设计规范GB 50017-2003 3.4.2 计算下列情况的结构构件或连接时，第计算下列情况的结构构件或连接时，第 3.4.1 条规定的强度设计值应乘以相应条规定的强度设计值应乘以相应 的折减系数。的折减系数。 l 单面连接的单角钢：单面连接的单角钢： 1)按轴心受力按轴心受力计算强度和连接乘以系数计算强度和连接乘以系数 0.85； 2)按轴心受压计算稳定性：按轴心受压计算稳定性： 等边角钢乘以系数等边角钢乘以系数 0.6+0.0015，但不大于，但不大于 1.0； 短边相连的不等边角钢乘以系数短边相连的不等边角钢乘以系数 0.5+0.0025，但不大于，但不大于 1.0； 长边相连的不等边角钢乘以系数长边相连的不等边角钢乘以系数 0.70； 为长细比为长细比。对中间无联系的单角钢压杆，应按最小回转半径计算，当。对中间无联系的单角钢压杆，应按最小回转半径计算，当 <20 时，取时，取 =20； 2 无垫板的单面施焊对接焊缝乘以系数无垫板的单面施焊对接焊缝乘以系数 0.853 3 施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接乘以系数施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接乘以系数 0.90； 4 沉头和半沉头铆钉连接乘以系数沉头和半沉头铆钉连接乘以系数 0.80。注：当几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。注：当几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。施工条件较差，折减系数为 0.9；计算连接时，折减系数为 0.85，因此，折减 系数连乘，为 0.9×0.85=0.765，选择 C。 点评：考试时审题很重要，一定注意一字一字来读，一目十行有可能会由于思 维惯性而产生错误。例如本题，题目所问是“焊缝”的强度折减系数，而不是“压 杆”计算稳定性时的强度折减系数，若未注意到二者的区别，因为看到给出了 =l00 考虑取折减系数 0.6+0.0015=0.6 40.0015×100=0.5，从而 0.9×0.75=0.675，会错选 B。