建筑结构习题：钢结构的连接试题

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第16章钢结构的连接试题

一、选择题（单项选择）

1、进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按（C）

A、标准荷载计算 B、设计荷载计算

C、考虑动力系数的标准荷载计算 D、考虑动力系数的设计荷载计算

2、下列钢结构计算所取荷载设计值和标准值，哪一组为正确的？（ C ）

Ⅰ. 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；

Ⅱ. 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值；

Ⅲ. 计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值；

Ⅳ. 计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。

A 、Ⅰ、Ⅲ B、 Ⅱ、Ⅲ C、 Ⅰ、Ⅳ D、 Ⅱ、Ⅳ

3、焊接残余应力不影响构件的（ B ）

A、整体稳定 B、静力强度 C、刚度 D、局部稳定

4、反应钢材的最大抗拉能力的是（ D ）。

A、比例极限 B、弹性极限 C、屈服强度 D、极限强度

5、在钢材的力学性能指标中，既能反应钢材塑性又能反应钢材冶金缺陷的指标是（ C ）。

A、屈服强度 B、冲击韧性 C、冷弯性能 D、伸长率

6、焊接承重结构的钢材应具有（ D）。

A、抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证；

B、抗拉强度、伸长率、屈服强度和碳、硫、磷含量的合格保证；

C、抗拉强度、伸长率、屈服强度和碳、硫、磷含量和冷弯试的合格保证；

D、抗拉强度、伸长率、屈服强度，冷弯试验和冲击韧性的合格保证。

7、钢材的冷弯试验是判别钢材（ C）的指标。

A、强度 B、塑性 C、塑性及冶金质量 D、韧性及可焊性

8、钢材的韧性是反映的（C ）的指标。

A、耐腐性及可焊性 B、强度及塑性 C、塑性及可焊性 D、韧性及耐腐性

9、在碳素结构钢中，A、B、C、D为按质量划分的级别。除（ A ）钢冲击韧性不作为要求条件，其余的都要求保证冲击韧性合格。

A、 A级 B、 B级 C、 C级 D、 D级

10、为保证承重结构的承载力和防止在一定条件下出现能脆性破坏，应根据（ C ）等综合因素考虑，选用合适的钢材牌号和材性。

A、结构形式、应力状态，钢材厚度和工作温度；

B、荷载特征、连接方法、计算方法、工作环境及重要性；

C、重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境；

D、重要性、跨度大小、连接方法、工作环境和加工方法。

11、钢材经过冷加工冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切所产生的冷作硬化应变硬化后，其（ D ）基本保持不变。

A、抗拉强度和屈服强度 B、塑性 C、韧性 D、弹性模量

12、钢材经历了应变硬化应变强化之后（ A ）。

A 、强度提高 B、塑性提高 C、冷弯性能提高 D、可焊性提高

13、钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由（ D ）等于单向拉伸时的屈服点决定的。

A、最大主拉应力σ1 B、最大剪应力τ1

C、最大主压应力σ3 D、折算应力σeq

14、钢材的力学性能指标，最基本、最主要的是（ C ）时的力学性能指标。

A 、承受剪切 B、承受弯曲 C、单向拉伸 D、两向和三向受力

15、在进行第二种极限状态计算时，计算用的荷载（ D ）。

A 、需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数；

B 、需要将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数；

C 、永久荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数；

D 、永久荷载和可变荷载都用标准值，不必乘荷载分项系数；

16、钢结构第一极限状态的设计表达式为：

，式中是（ C ）。

A、结构重要性系数 B、荷载分项系数

C、可变荷载组合系数 D、材料的抗力分项系数

17、钢结构的承载能力极限状态是指（ C ）

A、结构发生剧烈振动 B、结构的变形已不能满足使用需要

C、结构达到最大承载力产生破坏 D、使用已达五十年

18、规范按照钢材的厚度将钢材分为三组，不同组分的钢材主要是下列哪项指标不同（ A ）

A、强度设计值 B、钢材规格 C、硫磷含量 D、延伸率

19、在钢构件中产生应力集中的因素是（ D ）

A、构件环境温度的变化 B、荷载的不均匀分布

C、加载的时间长短 D、构件截面的突变

20、钢材中碳元素含量提高对钢材性能的影响是（ A ）

A、可提高钢材的强度 B、可增强钢材的塑性性能

C、将提高钢材的韧性 D、提高钢材的耐腐蚀性

21、下列钢结构的破坏属于脆性破坏的是（ B ）

A、轴压柱的失稳破坏 B、疲劳破坏

C、钢板受拉破坏 D、螺栓杆被拉断

23、下列情况属于正常使用极限验算的是（ B ）

A、受压构件的稳定计算 B、梁的挠度验算

C、受弯构件的弯曲强度验算 D、螺栓连接的强度验算

24.为提高对接焊缝的容许应力幅应采取下列哪项措施（ A ）

A、对焊缝进行加工，磨平处理 B、提高钢材强度

C、提高焊条抗拉强度 D、改变作用的应力幅

25、摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠（ A ）

A、栓杆的预拉力 B、栓杆的抗剪能力

C、被连接板件间的摩擦力 D、栓杆被连接板件间的挤压力

26、在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（ A ）

A、 60 B、40 C、80 D、120

27、在钢结构连接中，常取焊条型号与焊件强度相适应，对Q345钢构件，焊条宜采用（ B ）。

A、 E43型 B、 E50型 C、 E55型 D、前三种均可

28、承压型螺栓连接比摩擦型螺栓连接（ 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

29、摩擦型高强度螺栓抗拉连接，其承载力（ A ）。

A、比承压型高强螺栓连接小 B、比承压型高强螺栓连接大

C、与承压型高强螺栓连接相同 D 、比普通螺栓连接小

30、某角焊缝T形连接的两块钢板厚度分别为8mm和10mm，合适的焊角尺寸为（ B ）。

A、 4mm B、 6 mm C、 10mm D、 12mm

31、下列螺栓破坏属于构造破坏的是（ C ）。

A、钢板被拉坏 B、钢板被剪坏 C、螺栓被剪坏 D、螺栓被拉坏

32、排列螺栓时，若螺栓孔直径为，螺栓的最小端距应为（ C ）。

A、 1.5 B、 2 C、 3 D、 8

33、采用手工电弧焊焊接Q235钢材时应采用（ A ）焊条。

A、 E43型 B、 E50型 C、 E55型 D、无正确答案

34、在承担静力荷载时，正面角焊缝强度比侧面角焊缝强度（ A ）。

A、高 B、低 C、相等 D、无法判断

35、对于对接焊缝，当焊缝与作用力间的夹角满足（ B ）时，

该对接焊缝的可不进行验算。

A、 1 B、 1.5 C、 2 D、 0.5

36．可不进行验算对接焊缝是（ B ）。

A、 I级焊缝 B、当焊缝与作用力间的夹角满足1.5时的焊缝

C、 II级焊缝 D 、 A、B、C都正确

37、产生纵向焊接残余应力的主要原因是（ D ）。

A、冷却速度太快 B 焊件各纤维能自由变形

C、钢材弹性模量太大，使构件刚度很大

D、施焊时焊件上出现冷塑和热塑区

38、角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，（ A ）。

A、角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等；
B、角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝；
C、角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝；
D、由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用

39、对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时（ D ）。

A、要考虑正面角焊缝强度的提高
B、要考虑焊缝刚度影响
C、与侧面角焊缝的计算式相同
D、取

40、未焊透的对接焊缝计算应按（ C ）计算。

A、对接焊缝 B、角焊缝 C、断续焊缝 D、斜焊缝

41、角焊缝的最小焊脚尺寸

A、较薄板厚度 B、较厚板厚度 C、任意板厚

42、某角焊缝的焊脚尺寸为8mm，该焊缝的最小长度应为下列哪项数值（ B ）

A、40 mm B、64 mm C、80 mm D、90 mm

43、某侧面角焊缝长度为600 mm，焊脚为8 mm，该焊缝的计算长度应为下列哪项（ B ）

A、600 mm B、584 mm C、496 mm D、480 mm

44、下列哪项属于螺栓连接的受力破坏（C ）

A、钢板被剪断 B、螺栓杆弯曲 C、螺栓杆被拉 D、C级螺栓连接滑移

45、对于高强度螺栓摩擦型连接，由于栓杆中有较大的预应力，所以高强度螺栓摩擦型连接（A ）

A、不能再承担外应力，以免栓杆被拉断；

B、不能再承担外拉力，以免降低连接的抗剪承载力；

C、可以承载外应力，因为栓杆中的拉力并未增加；

D、可以承担外应力，但需限制栓杆拉力的增加值；

46、某承受轴向力的侧面角焊缝的焊缝长度为300mm，焊脚尺寸为6mm，，该焊缝能承受的最大动荷载为（ C ）。

A．100.8KN B. 151.2KN C. 201.6KN D. 245.9KN

47.普通螺栓抗剪工作时，要求被连接构件的总厚度小于螺栓直径的5倍，

是防止（ D ）

A、螺栓杆剪切破坏 B、钢板被切坏 C、板件挤压破坏 D、栓杆弯曲破坏

二、简答题

1、钢结构的连接方式有几种？各有何特点？

答：根据连接方式分类如下表所示：

钢结构的连接方法

连接方法

优点

缺点

焊接

对几何形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，工效高

对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大

铆接

传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好

费钢．费工

普通螺栓连接

装卸便利，设备简单

螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大

高强螺栓连接

加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性．韧性好

摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高

射钉．自攻螺栓连接

灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢．薄板结构

不能受较大集中力

2、焊条牌号应根据什么选择？Q235钢材和Q345钢材需要用什么牌号焊条焊接？

答：选择焊条时，应与主体金属的强度相适应。一般情况下，对Q235钢采用E43型焊条，对Q345钢材采用E50型焊条。当不同强度的钢材焊接时，宜采用与低强度钢材想适应的焊条。

3、角焊缝的形式和尺寸有哪些构造要求？

答：1.截面形式：（ 1 ）直角焊缝

（ a ）普通焊缝（ b ）平坡焊缝（ c ）深熔焊缝

一般采用（ a ）。但（ a ）应力集中较严重，在承受动力荷载时采用（ b ）、（ c ）。

（ 2 ）斜角角焊缝

（ d ）斜锐角焊缝（ e ）斜钝角焊缝（ f ）斜凹面角焊缝

主要用于钢管连接中。

2 、构造要求

部位

项目

构造要求

备注

焊脚尺寸 hf

上限

；对板边：

t1为较薄焊件厚

下限

；当

t2为较厚焊件厚对自动焊可减1mm；对单面T型焊应加1mm

焊缝长度 lw

上限

（受动力荷载）；（其他情况）；

内力沿侧缝全长均匀分布者不限

下限

8 hf或 40mm，取两者最大值

端部仅有两侧面角焊缝连接

长度 lw

距离 l0

t为较薄焊件厚

端部

转角

转角处加焊一段长度 2hf （两面侧缝时）或用三面围焊

转角处焊缝须连续施焊

搭接连接

搭接最小长度

5 t1或 25mm，取两者最大值

t1 为较薄焊件厚度

其它构造要求：

(1)承受动力荷载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用不焊透的对接焊缝。

(2)在直接承受动力荷载的结构中，角焊缝表面应做成直线形或凹形，焊脚尺寸的比例：对正面角焊缝宜为 1:1.5, 长边顺内力方向；对侧面角焊缝可为 1:1 。

(3) 在次要构件或次要焊接连接中，可采用断续角焊缝。断续角焊缝之间的净距，不应大于 15 t （对受压构件）或 30 t （对受拉构件）， t 为较薄焊件的厚度。

3 、端焊缝和侧焊缝

（ 1 ）端缝：焊缝垂直于受力方向，其特点为受力后应力状态较复杂，应力集中严重，焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。端缝破坏强度要高一些，但塑性差。

（ 2 ）侧缝：焊缝长度方向与受力方向平行，其特点为应力分布简单些，但分布并不均匀，剪应力两端大，中间小。侧缝强度低，但塑性较好。

4 、有效厚度

——两焊脚边的夹角，

——焊脚尺寸

4、螺栓在钢板和型钢上的允许距离都有哪些规定？它们是根据什么原因规定的？

答：1.排列

螺接在构件上的排列应简单．统一．整齐而紧凑，通常分为并列和错列两种形式。并列比较简单整齐，所用连接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，对构件截面的削弱较大。错列可以减小螺栓孔对截面的削弱，但螺栓孔错列排列不如并列紧凑，连接板尺寸较大。

螺栓在构件上的排列应考虑以下要求：

(1) 受力要求

在垂直于受力方向：对于受拉构件，各排螺栓的中距及边距不能过小，以免使蜕栓周围应力集中相互影响．且使钢板的截面削弱过多，降低其承载能力。在顺力作用方向：端距应按被连接件材料的抗挤压及抗剪切等强度条件确定，以便钢板在端部不致被螺栓撕裂，规范规定端距不应小于 2do ；受压构件上的中距不宜过大，否则在被连接板件间容易发生鼓曲现象。

(2) 构造要求

螺栓的中距及边距不宜过大，否则钢板间不能紧密贴合，潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。

(3) 施工要求

要保证有一定空间，便于用扳手拧紧螺帽。根据扳手尺寸和工人的施工经验。

2、构造

螺栓连接除了满足上述螺栓排列的容许距离外，根据不同情况尚应满足下列构造要求：

(1) 为了使连接可靠，每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性螺拴数不宜少于两个。但根据实践经验，对于组合构件的线条，其端部连接可采用一个螺栓。

(2) 对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其他防止螺帽松动的有效措施。例如采用弹簧垫困，或将螺帽和螺杆焊死等方法。

(3) 由于C级螺栓与孔壁有较大间隙，只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接。承受静力荷载结构的次要连接．可拆卸结构的连接和临时固定构件用的安装连接中，也可用 C 级螺栓受剪。但在重要的连接中，例如：制动梁或吊车梁上冀绿与校的连接，由于传递制动粱的水平支承反力，同时受到反复动力荷载作用，不得采用c 级螺栓。校间文撑与柱的连接，以及在柱间文撑处吊车梁下翼绿的连接，承受着反复的水平制动力和卡轨力，应优先采用高强度螺栓。

(4) 当型钢构件的拼接采用高强度螺拴

5、在受剪连接中使用普通螺栓或摩擦型连接高强度螺栓，验算开孔对构件截面消弱的影响时，哪一种较大？

答：高强度螺栓连接的净截面强度计算与普通螺栓连接不同。被连接的钢板最危险截面在第一列螺栓孔处，但在这个截面上，每个螺栓所传递的一部分已由摩擦作用在孔前传走（称为孔前传力）。实验结果表明，每个高强度螺栓孔前传力为50%，即孔前传力系数0.5.通过以上的分析可以看出：采用高强度螺栓摩擦型连接时，开孔对截面的消弱影响较普通螺栓连接小，有时可能无影响。

6、普通螺栓与高强度螺栓有哪些不同之处？

答：高强螺栓与普通螺栓区别高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大。普通螺栓的材料是Q235（即A3）制造的。高强度螺栓的材料35＃钢或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度。两者的区别是材料强度的不同。

从原材料看：

高强度螺栓采用高强度材料制造。高强螺栓的螺杆．螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用 45号钢．40硼钢．20锰钛硼钢。普通螺栓常用Q235钢制造。

从强度等级上看：

高强螺栓，使用日益广泛。常用8.8s和10.9s两个强度等级，其中10.9级居多。普通螺栓强度等级要低，一般为4.4级．4.8级．5.6级和8.8级。

从受力特点来看：

高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力．抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。

三、计算题

1、设计值为N=926KN。钢筋为Q235，手工焊，焊条为E43型三级检验标准的焊缝，施焊个加引弧板。

解：直接连接其计算长度，焊缝正应力为

试验算图所示钢板的对接焊缝的强度，图中B=430mm，T=10mm，轴心力的

不采用引弧板

不满足要求，改用斜对焊缝，取截割斜度为1.5：1，即焊缝长度。

故此时焊缝得正应力为

剪应力为

这就说明时，焊缝强度能够支持。

2、计算如图所示的由三块钢板焊成的工字型截面的对接焊缝连接，截面尺寸为翼缘宽度B=100mm，厚度T1=12mm，腹板高度厚度计算轴心拉力N=200KN，作用在焊缝上的设计弯矩M=36KN/m ，计算剪力V=250KN，钢筋为Q235焊条E43型，采用手工焊，施焊时采用引弧板，焊缝检验质量标准为三级。

解：①焊缝计算截面的几何特征值计算

翼缘对轴和轴的面积矩

中和轴以上截面对中和轴的面积矩

②验算最大正应力在截面上下边缘，最大剪应力在中和轴处

③验算折算应力

满足要求

3、图所示双盖板连接，钢板截面250*14mm。盖板截面为200*10mm。承受轴向力设计值N=700KN，钢材为Q235,采用手工焊E43型焊条，角尺寸hf=8mm。试分别按侧面角焊缝和三面围焊缝连接确定盖板长度。

解：由表查得

1、采用侧面角焊缝连接拼接焊缝一侧共4条，每条焊缝所需要计算长度为

考虑拼接缝隙宽度10mm和引弧，盖板总长为

㎜取440mm

满足要求