水工钢结构
一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)
1.水平次梁和竖直次梁直接与面板相连，主梁放在竖直次梁后面的梁格连接形式称为
（C ）
A. 齐平连接
B. 降低连接
C. 层叠连接
D. 竖直连接
2.下列关于单腹式边梁叙述正确的是（D）
A. 抗扭刚度强
B. 广泛用于定轮闸门中
C. 便于设置滚轮和吊轴
D. 主要用于滑道式支承的闸门
3.对于大跨度的闸门，宜采用（ B ）
A. 型钢梁
B. 桁架式主梁
C. 实腹式组合梁
D. 变高度的主梁
4.吊车梁的疲劳破坏是指( C )
A.因荷载冲击效应而发生的脆性破坏
B.经过应力多次超过屈服点而发生的塑性破坏
C.在循环荷载作用下，当循环次数达到某值时发生的脆性破坏
D.在循环荷载作用下，当循环次数达到某值时发生的塑性破坏
5.钢材中磷的含量过高时会使钢材( A )
A.冷脆
B.热脆
C.强度降低
D.伸长率提高
6.在以下各级钢材中，冲击韧性保证温度最低的是( D )
A.Q345B
B.Q345C
C.Q345D
D.Q345E
7.冲击韧性值较高的钢材( C )
A.设计强度值较高
B.弹性模量值较高
C.抗脆性破坏的能力较强
D.可焊性较好
8.相同连接形式，当采用高强度螺栓摩擦型连接时，( A )
A.承载力一定高于普通螺栓连接
B.承载力可能低于普通螺栓连接
C.变形可能大于普通螺栓连接
D.变形一定大于高强螺栓承压型连接
9.对接焊缝采用引弧板的目的是( A )
A.消除焊缝端部的焊接缺陷
B.提高焊缝的设计强度
C.增加焊缝的变形能力
D.降低焊接的施工难度
10.图示连接，角钢肢背、肢尖处角焊缝的最大焊脚尺寸分别为( B )
A.9mm，9mm
B.6mm，5mm
C.9mm，5mm
D.6mm，6mm
11.轴心受拉构件采用全焊透对接焊缝拼接，当焊缝质量等级为何级时，必须进行焊缝
强度验算?( C )
A.一级
B.二级
C.三级
D.一级和二级
12.普通螺栓连接中，防止构件端部发生冲剪破坏的方法是( D )
A.验算螺栓抗剪承载力
B.验算螺栓承压承载力
C.限制端距不小于栓杆直径的2倍
D.限制端距不小于螺栓孔径的2倍
13. 工字形截面轴心受压柱，经验算翼缘的局部稳定不满足要求，可采取的合理措施是
( B )
A.将钢材由Q235改为Q345
B.增加翼缘厚度，宽度不变
C.增加翼缘宽度，厚度不变
D.利用翼缘的屈曲后强度
14. 焊接工字形截面钢梁的折算应力计算部位在梁截面( B )
A.受压翼缘的外边缘
B.翼缘和腹板相交位置
C.中性轴位置
D.受拉翼缘的外边缘
15. 通用宽度比λs 是反映腹板剪切失稳性质的指标，当λs =1.5时，说明腹板可能
( B )
A.发生弹塑性屈曲
B.发生弹性屈曲
C.发生剪切屈服破坏
D.不会发生失稳
16. 采用Q235钢的工字形截面梁的腹板高厚比h 0／t w =140，为使腹板不发生剪切失稳，
应按要求( C )
A.设置短加劲肋
B.设置横向加劲肋
C.设置纵向加劲肋
D.不设置加劲肋
17. 为达到节约钢材的目的，利用屈曲后强度，可以减小梁( D )
A.翼缘的宽度
B.翼缘的厚度
C.腹板的高度
D.腹板的厚度 18. 压弯构件计算整体稳定，可以考虑截面塑性发展的是( D )
A.翼缘外伸宽度与厚度的比11/b t
B.直接承受动力作用的实腹构件
C.槽口相向的双槽钢格构构件
D.间接承受动力作用的实腹构件
19.屋盖结构的垂直支撑( C )
A.必须布置在房屋两端或温度区段两端的第一柱间
B.必须沿房屋长度方向通长设置
C.应布置在设有横向水平支撑的柱间
D.仅需设置在有横向水平支撑的屋架的跨中位置
20.普通梯形钢屋架跨中区段的单系斜腹杆，构件几何长度为l，其在桁架平面内的计
算长度为( B )
A.l
B.0.8l
C.0.7l
D.l1(0.75+0.25N2／N1)
二、简答题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)
1.焊接残余应力和焊接残余变形产生的原因是什么？
答：横向残余应力产生的原因有：1由于焊缝纵向收缩，两块钢板趋向于外弯成弓形的趋势，但在实际上焊缝将两块钢板连成整体，不能分开，于是在焊缝中部将产生横向拉应力，而在两端产生横向压应力。
2焊缝在施焊过程中，先后冷却的时间不同，先焊的焊缝已经凝固，且具有一定的强度，会阻止后焊焊缝在横向的自由膨胀，使其产生横向的塑性压缩变形。
当焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受到已凝固焊缝的限制而产生横向拉应力，同时在先焊部分的焊缝内产生横向压应力。
横向收缩引起的横向应力与施焊方向及先后次序有关，焊缝的横向残余应力是上述两种原因产生的应力的合成.。
2.屋盖支撑有什么作用？
答：1保证结构的空间整体作用。
2避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动。
3承担和传递水平荷载。
4保证结构安装时的稳定与方便。
3.简述轴心受压实腹式柱的设计方法和步骤（包括公式）
答：轴心受压实腹式柱的设计方法和步骤：
（1）初选截面
首先根据截面设计原则和使用要求、轴心压力的大小、两主轴方向上杆件的计算长度和等条件确定截面形式和钢材料标号，然后按以下程序选择型钢或确定组合截面尺寸：
①初定截面所需面积A、回转半径ix和iy以及高度h和宽度b，可按以下顺序：
假定长细比λ。
假定长细比应小于杆件的容许长细比，根据经验一般可在60～100之间选用。
当N较大而L0较小时，取小值；当N较小而L0较大时，取大值。
②判断类型→查ȹx，ȹy → A=N/ ȹminf,
ȹmin为ȹx、ȹy 的小值；
③计算截面对X轴所需回转半径→ix=l0x/λ（按等稳定性λ=λx → h=ix/a1 ；
④计算对Y轴所需回转半径iy=l0y/λ（按等稳定性λy=λ ）→b=iy/a2
（2）确定型钢型号或组合截面各板尺寸
对型钢，根据A、ix、iy查型钢表中相近数值，即可选择到合适型钢号。
对组合截面，应以A、h、b为基础，并考虑到制造、焊接工艺的需要，以及宽肢薄壁、连接方便等到原则，结合钢材规格和局部稳定的需要，可确定截面的初选尺寸。
如利用焊接H型钢截面，为便于自动焊接宜取，为用料合理，（t为翼缘厚度），且不小于6mm；截面b、h宜按10mm进级，而tw、t宜按2mm进级。
（3）截面验算
1强度验算σ=N/A≤f
2刚度验算λmax=L0/i≤[λ]
3整体稳定性验算σ=N/A≤ȹ.f
三、计算题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)
1．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，钢材Q235，承受轴心力设计值N＝1181kN，采用M22普通C级螺柱连接，0d＝23.5mm，按下图连接。
试验算该连接节点是否满足《钢结构设计规范》要求。
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
kN f d n N b
v
v
b
v
4.1061404
2214.3242
2
=⨯⨯⨯==π 单个螺栓抗压承载力设计值
kN f t d N b c b c 8.1203051822=⨯⨯==∑
故取kN N b
4.106min
=。
每侧12个螺栓，承载力为
kN N kN 11818.12764.10612=>=⨯ （2）验算被连接钢板的净截面强度
21040 1.84 2.35 1.855.08n A A n d t cm =-=⨯-⨯⨯=
3
222
118110214.4/215/55.0810
n N N mm f N mm A σ⨯===<=⨯
节点安全
2． 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》要求。
解：1 正应力强度验算 梁的跨中最大弯矩为 ：
22/8506/8225M ql kN m ==⨯=⋅
234215125.50.850/1227841x I cm =⨯⨯⨯+⨯= 32/1071x x W I h cm =⨯=
33322max 2251010/1.0510*******.08/215/x x
M
N mm N mm W σγ=
=⨯⨯⨯⨯=<(2分) 所以正应力强度满足要求。
2.刚度验算
44545/3845(50/1.3)6000/(384 2.06102784110)11.3k x w q l EI mm ==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
[]/25024w l mm <==
刚度满足要求。
3．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 ox=7m, L oy=3.5m,A=275cm2,I x=150892cm4,I y=41667cm4，钢材为Q235-BF，
f=215N/mm2。
试验算该柱的刚度和整体稳定性是否满足设计要求。
λ102030405060
φ0.9920.9700.9360.8990.8560.807。