结构工程师

不直接承受动力荷载且钢材的各项性能满足塑性设计要求的下列钢结构:Ⅰ.符合计算简图2-7a,材料采用Q345钢,截面均采用焊接H型钢H300x200x8x12;Ⅱ.符合计算简图2-7b,材料采用Q345钢,截面均采用焊接H型钢H300x200x8xl2;Ⅲ.符合计算简图2-7c,材料采用Q235钢,截面均采用焊接H型钢H300x200x8x12;Ⅳ.符合计算筒图2-7d,材料采用Q235钢,截面均采用焊接H型钢H300x200x8x12。试问,根据《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)的有关规定,

题目
不直接承受动力荷载且钢材的各项性能满足塑性设计要求的下列钢结构:Ⅰ.符合计算简图2-7a,材料采用Q345钢,截面均采用焊接H型钢H300x200x8x12;Ⅱ.符合计算简图2-7b,材料采用Q345钢,截面均采用焊接H型钢H300x200x8xl2;Ⅲ.符合计算简图2-7c,材料采用Q235钢,截面均采用焊接H型钢H300x200x8x12;Ⅳ.符合计算筒图2-7d,材料采用Q235钢,截面均采用焊接H型钢H300x200x8x12。

试问,根据《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)的有关规定,针对上述结构是否可 采用塑性设计的判断,下列何项正确?
(A)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可采用,Ⅰ不可采用 (B)Ⅳ可采用,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ不可采用(C)Ⅲ、Ⅳ可采用,Ⅰ、Ⅱ不可采用(D)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ可采用,Ⅲ不可采用

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相似问题和答案

第1题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

假定,钢柱BE为弯矩作用在主平面内的实腹式压弯构件,最大弯矩设计值Mx=74kN·m,轴心压力设计值N=190kN;计算截面无削弱。试问,钢柱BE进行强度计算时,其最大压应力计算值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )

A. 95
B. 105
C. 120
D. 140

答案:C
解析:
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)表8.1.1,截面塑性发展系数为:γx=1.05。
  根据《钢标》式(8.1.1-1),钢柱BE的截面强度为:N/An+Mx/(γxWnx)=190×103/(71.05×102)+74×106/(1.05×756×103)=26.7+93.2=119.9N/mm2。
  选项中与结果最接近的是120,因此答案选C项。
  【考点分析】
  本题主要考查压弯构件的强度计算。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①根据《钢标》表8.1.1,查出截面塑性发展系数γx;
  ②根据《钢标》式(8.1.1-1),计算钢柱BE的截面强度,应注意进行强度计算时,应取该构件的净截面面积和净截面模量。

第2题:

某支挡结构采用钢支撑,其计算简图如题19~20图所示,两端均为铰接支座。钢支撑采用热轧H型钢H400×400×13×21,毛截面面积A=218.7×102mm2,净截面面积An=183.5×102mm2,对x轴的回转半径ix=175mm,对y轴的回转半径iy=101mm。
  钢材采用Q235钢。假定,忽略施工安装偏差及钢支撑自重的影响,该支撑视为轴心受压构件,所承受的轴心压力设计值N=1000kN,计算长度l0x=l0y=10000mm。
  提示:按一般钢结构考虑γ0=1.0。



试问,该支撑按应力形式表达的稳定性计算值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )

A. 56
B. 66
C. 82
D. 97

答案:C
解析:
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)式(7.2.2-1)和式(7.2.2-2),截面x轴、y轴长细比为:λx=l0x/ix=10000/175=57.1;λy=l0y/iy=10000/101=99.0。
  根据《钢标》表7.2.1-1,该构件对x轴及对y轴的轴心受压构件的截面分类均为b类。
  根据《钢标》附录D表D.0.2-2,可得截面x轴、y轴的稳定系数为:φy=0.561<φx=0.823。因此该支撑按应力形式表达的稳定性计算值为:N/(φA)=1000×103/(0.561×218.7×102)=81.5N/mm2。
  选项中与结果最接近的是82,因此答案选C项。
  【考点分析】
  本题主要考查实腹式轴心受压构件的稳定性计算。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①根据《钢标》式(7.2.2-1)和式(7.2.2-2),计算轴心受压构件的稳定系数,取截面两主轴稳定系数中的较小值;
  ②根据《钢标》表7.2.1-1,热轧H型钢对y轴的轴心受压构件的截面分类为b类;
  ③根据《钢标》附录D表D.0.2-2所对应的φy值;
  ④根据《钢标》式(7.2.1),求出该支撑按应力形式表达的稳定性计算值。

第3题:

某非抗震设计的单层钢结构平台,钢材均为Q235B,梁柱均采用轧制H型钢,X向采用梁柱刚接的框架结构,Y向采用梁柱铰接的支撑结构,平行满铺t=6mm的花纹钢板,见题图。假定,平台自重(含梁自重)折算为1kN/m2(标准值),活荷载为4kN/m2(标准值),梁均采用H300×150×6.5×9,柱均采用H250×250×9×14,所有截面均无削弱。不考虑楼板对梁的影响。
说明:HWOCRTEMP_ROC00



截面特性:



假定,以用钢量最低作为目标,题中的轴心受压铰接柱采用下列何种截面最为合理?(  )

A. 轧制H型截面
B. 钢管截面
C. 焊接H形截面
D. 焊接十字形截面

答案:B
解析:
双向计算长度相同的轴心受压柱稳定控制时,从用钢量考虑,选择X、Y向回转半径相近的截面最为合理。根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)第7.2.1条可知,轴心受压构件长细比越大,其稳定承载力越低,焊接十字形截面明显不合理,而H形截面强弱轴回转半径相差较多。采用钢管截面较H形截面更为合理。
答案选B项。
【考点分析】
本题主要考点为钢结构设计的基本概念。
【解题思路】
本题解题分析步骤如下:
①同样用钢量下,轴心受压铰接柱采用钢管截面回转半径最大,长细比最小;
②轴心受压构件长细比越大,其稳定承载力越低,焊接十字形截面明显不合理,而H形截面强弱轴回转半径相差较多,故采用钢管截面较H形截面更为合理。

第4题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

框架钢梁DE与钢柱AF在D点的刚性连接节点详图如题29图所示。假定,钢梁DE在D点的梁端弯矩设计值M=109kN·m。试问,在D点由柱翼缘与横向加劲肋包围的柱腹板节点域的剪应力计算值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )
  提示:按《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)作答。

A. 75
B. 105
C. 135
D. 165

答案:C
解析:
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)第12.3.3-2条式(12.3.3-3),D点由柱翼缘与横向加劲肋包围的柱腹板节点域的承载力为:
  (Mb1+Mb2)/Vp=(Mb1+Mb2)/(hbhctw)=(109×106+0)/[(400-2×13)×(294-2×12)×8]=134.9N/mm2。
  选项中与结果最接近的是135,因此答案选C项。
  【考点分析】
  本题主要考查由柱翼缘与横向加劲肋包围的柱腹板节点域的抗剪强度计算。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  本题为非抗震设计,可根据《钢标》式(12.3.3-3)计算节点域的承载力。

第5题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

假定,如题29图所示,梁翼缘与柱翼缘间采用全熔透坡口焊缝,其质量等级为二级。试问,该焊缝采用超声波探伤进行内部缺陷的检验时,探伤比例应采用下列何项数值(  )

A. 20%
B. 50%
C. 75%
D. 100%

答案:A
解析:
根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205—2001)第5.2.4条表5.2.4,采用超声波探伤对焊缝进行内部缺陷的检验时,探伤比例采用20%。
  答案选A项。
  【考点分析】
  本题主要考查以下内容:
  ①采用超声波探伤进行内部缺陷的检验;
  ②探伤比例的选取。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①仔细审题,找出关键字“焊接”、“质量等级”;
  ②查找《钢结构工程施工质量验收规范》第5章“钢结构焊接工程”,搜寻对应条款作答即可。

第6题:

某工程悬臂钢梁AB的计算简图所示,支承端A视为固定支座。钢梁AB采用热轧H型钢H294×200×8×12,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢,焊条采用E43型。假定,忽略钢梁自重,钢梁AB自由端B点的悬挂集中荷载设计值F=50kN。



假定,计算截面无削弱。试问,悬臂钢梁AB作为在主平面内受弯的实腹构件,在“A”点的弯曲应力计算值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )

A. 95
B. 105
C. 130
D. 145

答案:A
解析:
悬臂钢梁AB在“A”点的弯矩设计值为:M=Fl=50×1.5=75kN·m。
  根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)第6.1.2-1条第1项,截面塑性发展系数为:γx=1.05。
  根据《钢标》式(6.1.1),受弯强度为:Mx/(γxWnx)=75×106/(1.05×756×103)=94.5N/mm2。
  选项中与结果最接近的是95,因此答案选A项。
  【考点分析】
  本题主要考查主平面内受弯实腹构件的抗弯强度计算。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①计算悬臂钢梁AB在集中荷载设计值F作用下“A”点的弯矩设计值;
  ②根据《钢标》第6.1.2-1条第1项,查出截面x轴的塑性发展系数;
  ③根据《钢标》式(6.1.1),计算“A”点的受弯强度。

第7题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

假定,钢柱BE在框架平面外的计算长度l0y=4000mm,等效弯矩系数βtx=1.0,其余条件同题26。试问,钢柱BE在弯矩作用平面外按应力形式表达的稳定性计算值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )

A. 110
B. 125
C. 150
D. 180

答案:C
解析:
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)表7.2.1-1,对y轴的轴心受压构件的截面分类为b类。
  根据《钢标》附录D表D.0.2,由于构件的平面内长细比为:λy=l0y/iy=4000/47.4=84.4,因此b类截面轴心受压构件的稳定系数为:φy=0.659。
  根据《钢标》式(C.0.5-1),对于双轴对称的工字型截面,其整体稳定系数为:
  φb=1.07-λ2yfy/(44000×235)=1.07-84.42×235/(44000×235)=0.908
  根据《钢标》第8.2.1条式(8.2.1-3),弯矩作用平面外的稳定性应按下式计算:
  N/(φyA)+ηβtxMx/(φbW1x)
  =190×103/(0.659×71.05×102)+1.0×1.0×74×106/(0.908×756×103)=40.6+107.8=148.4N/mm2。
  选项中与结果最接近的是150,因此答案选C项。
  【考点分析】
  本题主要考查弯矩作用在对称轴平面内的实腹式压弯构件,其弯矩作用平面外的稳定性计算。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①根据《钢标》附录D表D.0.2,计算该构件弯矩作用平面外的轴心受压构件的稳定系数φy;
  ②根据《钢标》式(C.0.5-1),计算工字形截面的压弯构件的整体稳定系数φb;
  ③根据《钢标》第8.2.1条式(8.2.1-3),计算弯矩作用平面外的稳定性。

第8题:

某非抗震设计的钢柱采用焊接工字型截面H900×350×10×20,钢材采用Q235钢。假定,该钢柱作为受压构件,其腹板高厚比不符合《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)关于受压构件腹板局部稳定的要求。试问,若腹板不能采用加劲肋加强,在计算该钢柱的强度和稳定性时,其截面面积(mm2)应采用下列何项数值?(  )
提示:计算截面无削弱。

A. 86×10^2mm2
B. 140×10^2mm2
C. 180×10^2mm2
D. 226×10^2mm2

答案:C
解析:
首先根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)第7.3.1条进行钢柱翼缘板的局部稳定计算为:



再根据《钢标》第7.3.3条及其条文说明可得:



答案选C项。
【考点分析】
本题主要考点为钢柱有效截面的计算。
【解题思路】
本题解题分析步骤如下:
①首先根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)第7.3.1条进行钢柱翼缘板的局部稳定计算;
②再根据《钢标》第7.3.3条求出有效截面面积,同时需要进行翼缘局部稳定验算。

第9题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

假定,支撑MN采用双角钢十字形组合截面构件,截面由容许长细比控制,不考虑扭转效应。试问,支撑MN至少应采用所示的何种角钢型号(  )
  提示:计算长度取节点中心距离,回转半径取最小值。




答案:B
解析:
支撑MN应按压杆进行设计,



根据《钢规》第7.4.6条表7.4.6(见题31解表),支撑构件的容许长细比为200,则支撑最小回转半径imin=5000/200=25mm。
  根据,回转半径iu取27.1mm。
  答案选B项。
题31解表 受压构件的长细比容许值



【考点分析】
  本题主要考查轴心受力构件的计算长度和容许长细比。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①分析得出支撑MN应按压杆进行设计,计算受压构件的计算长度l0;
  ②查阅《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)表7.4.6,确定构件的容许长细比;
  ③计算最小回转半径;
  ④查表选取角钢型号。

第10题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

假定,钢柱BE在框架平面内的计算长度l0x=7240mm,参数NEx′=3900kN,等效弯矩系数βmx=1.0,其余条件同题26。试问,钢柱BE在弯矩作用平面内按应力形式表达的稳定性计算值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )

A. 105
B. 127
C. 154
D. 177

答案:B
解析:
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)表(7.2.1-1),b/h=200/294=0.68<0.80,对x轴的轴心受压构件的截面分类为a类。
  根据《钢标》附录D表D.0.1,由于构件的平面内长细比为:λx=l0x/ix=7240/125=57.92,因此a类截面轴心受压构件的稳定系数为:φx=0.890。
  根据《钢标》第8.2.1条式(8.2.1-1),弯矩作用平面内的稳定性应按下式计算:
  N/(φxA)+βmxMx/[γxW1x(1-0.8N/NEx′)]=190×103/(0.890×71.05×102)+1.0×74×106/[1.05×756×103×(1-0.8×190/3900)]=30.05+97.00=127.05N/mm2。
  选项中与结果最接近的是127,因此答案选B项。
  【考点分析】
  本题主要考查弯矩作用在对称轴平面内的实腹式压弯构件,其弯矩作用平面内的稳定性计算。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①根据《钢标》表(7.2.1-1),可知该构件平面内(对x轴的)轴心受压构件的截面分类为a类;
  ②根据《钢标》附录D表D.0.1,由构件平面内长细比λx,计算该构件弯矩作用平面内的轴心受压构件的稳定系数φx;
  ③根据《钢标》第8.2.1条式(8.2.1-1),计算弯矩作用平面内的稳定性。

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