哈工程（《钢结构设计原理》期末考试题及答案），，一、选择题（每题2分，共10分），1. 在钢结构设计中，下列哪项不是影响结构受力的主要因素？（C）， A. 材料的强度， B. 构件的刚度， C. 构件的形状， D. 荷载的大小，，2. 在钢结构设计中，下列哪一项不是常用的连接方式？（B）， A. 焊接连接， B. 螺栓连接， C. 铆接连接， D. 胶接连接，，3. 以下哪种材料不适用于承受动载荷的钢结构？（B）， A. 钢材， B. 木材， C. 混凝土， D. 金属，，4. 钢结构的疲劳破坏主要发生在哪个阶段？（D）， A. 弹性阶段， B. 塑性阶段， C. 疲劳裂纹形成阶段， D. 疲劳断裂阶段，，5. 下列哪种方法不适合用于计算钢结构的局部稳定性？（D）， A. 弯矩图法， B. 应力分析法， C. 能量等效法， D. 极限状态法，，二、填空题（每空1分，共10分），1. 钢材的屈服点是其___________。，2. 钢结构中的焊缝应进行___________。，3. 钢结构的承载力计算公式为：σ=K*fy*A/b*h。，4. 钢结构的腐蚀主要发生在___________。，5. 钢结构的设计寿命一般为___________年。，，三、简答题（每题10分，共40分），1. 简述钢结构设计的基本原则。，2. 描述钢结构中常见的几种连接方式及其优缺点。，3. 解释什么是钢结构的疲劳破坏，并举例说明。，4. 钢结构在地震作用下的响应包括哪些内容？，5. 简述钢结构防腐措施的重要性和常用方法。

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一、常见题型

1. 填空题
   • 示例考点：钢结构计算的两种极限状态是承载能力极限状态和正常使用极限状态。
   • 知识点：承载能力极限状态包括结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形；正常使用极限状态主要是结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
2. 选择题
   • 示例考点：同类钢种的钢板，厚度越大，强度越低。
   • 知识点：钢材的强度会受到厚度等因素影响，厚板在轧制过程中可能存在内部缺陷等情况，导致强度相对薄板降低。
3. 判断题
   • 示例考点：钢结构的优点是强度高，质量轻（正确）。
   • 知识点：钢结构相比其他结构形式（如混凝土结构），钢材的强度较高，而且钢结构自重较轻，适用于大跨度、高层等结构。
4. 简答题
   • 示例考点：简述直角焊缝的构造要求要满足最小焊角尺寸（1.5$t_2$）的道理。
   • 知识点：
     • 保证焊缝的最小焊角尺寸是为了防止焊缝因尺寸过小而无法承受设计荷载。如果焊角尺寸过小，焊缝处的应力集中现象会更加明显，容易导致焊缝过早破坏。
     • 较小的焊角尺寸可能无法提供足够的连接强度，难以保证被连接构件之间的可靠连接，满足不了结构的受力要求。
5. 计算题
   • 示例考点：轴心受拉构件、轴心受压构件、受弯构件的强度、稳定计算等。
   • 知识点：
     • 对于轴心受拉构件，需根据拉力设计值、构件的净截面面积等计算其强度是否满足要求（$\sigma = N/A_n\leq f$，其中$\sigma$为拉应力，$N$为轴心拉力设计值，$A_n$为净截面面积，$f$为钢材的抗拉强度设计值）。
     • 轴心受压构件要考虑整体稳定（$N /(\varphi A)\leq f$，$N$为轴心压力设计值，$\varphi$为稳定系数，$A$为构件的毛截面面积），稳定系数与构件的截面类别、钢材钢号、长细比等有关。

二、复习重点

1. 钢材性能
   • 力学性能
     • 屈服强度$f_y$是确定钢材设计强度的依据，钢材受力达到屈服强度时会产生较大的塑性变形。抗拉强度$f_u$与屈服强度之比（强屈比）反映钢材的安全储备，强屈比越大，安全储备越大。
     • 钢材的伸长率反映其塑性变形能力，钢材中的碳、硫、氧、氮等元素会影响钢材的性能，如硫和氧过高会导致钢材的热脆，磷过高会导致冷脆。
2. 钢结构的连接
   • 焊接连接
     • 直角焊缝有不同的类型，如正面角焊缝、侧面角焊缝等。角焊缝的计算长度不得小于$8hf$（$hf$为焊脚尺寸），也不得小于$40mm$；侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于$60hf$ 。
   • 螺栓连接
     • 高强度螺栓预拉力设计值与螺栓的性能等级、螺栓公称直径等有关。普通螺栓受剪连接的破坏形式有螺栓杆被剪断、孔壁挤压破坏、螺栓杆弯曲、板端被冲剪破坏、钢板被拉断等，其中需通过计算保证的有螺栓杆的抗剪承载力和被连接构件（板）的承压承载力两者中的较小值。
3. 构件设计
   • 轴心受力构件
     • 轴心受压构件的稳定系数$\varphi$与构件截面类别、钢材钢号、长细比有关。对于轴心受拉构件，主要进行强度和刚度计算；对于轴心受压构件，除强度、刚度计算外，还要进行整体稳定和局部稳定计算。
   • 受弯构件
     • 提高钢梁整体稳定性的有效途径有增加侧向支撑点、增大受压翼缘宽度等。焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用限制宽厚比的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用设置加劲肋的方法来解决。
   • 压弯构件
     • 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，若两个方向支撑情况相同，可能发生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。

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