安徽开放大学钢结构（本）期末考试试卷与参考答案

安徽开放大学钢结构（本科）期末复习笔记

一、考试重点知识点梳理

1. 钢结构材料特性

- 钢材的力学性能：强度、塑性、韧性、冷弯性能、疲劳强度。

- 钢材的屈服强度与抗拉强度：设计时以屈服强度为依据。

- 钢材的耐腐蚀性：需通过表面处理（如镀锌、涂漆）或选用耐候钢提高耐久性。

2. 钢结构连接方式

- 焊缝连接：对接焊缝（一级、二级）、角焊缝（强度计算）。

- 螺栓连接：普通螺栓（抗剪、承压）、高强度螺栓（摩擦型、承压型）。

- 摩擦型高强度螺栓：抗剪承载力由摩擦力控制。

- 承压型高强度螺栓：允许滑移后由螺杆抗剪和孔壁承压承载。

- 铆钉连接：较少使用，但需掌握其受力特点。

3. 钢结构基本构件设计

- 轴心受力构件：轴心受拉、受压构件的强度和稳定性计算。

- 稳定性计算：需区分长细比、截面类型（a类、b类、c类），查稳定系数表。

- 受弯构件：梁的强度（抗弯、抗剪、局部承压）、整体稳定性和挠度控制。

- 整体稳定性：通过侧向支撑间距或加翼缘板控制。

- 拉弯、压弯构件：组合应力计算及截面选择。

4. 钢结构体系与结构类型

- 钢结构类型：桁架、网架、空间结构、轻型钢结构（如门式刚架）。

- 轻型门式刚架设计要点：刚架跨度、柱脚形式、支撑系统。

5. 钢结构稳定性与疲劳

- 失稳类型：整体稳定、局部稳定、板件宽厚比限制。

- 疲劳破坏：焊接接头、螺栓孔边缘为高发区，需通过细节设计（如圆滑过渡）降低应力集中。

6. 钢结构防火与防腐

- 防火措施：喷涂防火涂料、外包防火板，耐火极限与涂层厚度对应关系。

- 防腐措施：热浸镀锌、电镀锌、涂层保护。

二、高频考点与典型例题

1. 选择题例题

- 题目：高强度螺栓摩擦型连接的抗剪承载力由（ ）控制。

A. 螺杆抗剪承载力

B. 孔壁承压承载力

C. 摩擦力

D. 板件抗剪承载力

- 答案：C

- 解析：摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力由接触面摩擦力决定，未达到滑移时不进入承压阶段。

2. 简答题例题

- 题目：简述轴心受压构件的整体稳定性和局部稳定性设计要点。

- 参考答案：

- 整体稳定性：通过计算长细比并查稳定系数表，确保临界力大于设计荷载。

- 局部稳定性：通过限制板件宽厚比（如翼缘、腹板），防止局部失稳早于整体失稳。

3. 计算题例题

- 题目：某轴心受压柱，截面为焊接工字形，翼缘尺寸为300×12mm，腹板尺寸为1000×8mm，钢材为Q235B，两端铰接，长度6m，承受轴心压力设计值N=800kN。验算其整体稳定性。

- 解答步骤：

1. 计算截面几何特性：

- 截面面积A = 2×300×12 + 1000×8 = 12,800 mm²

- 惯性矩I_x、I_y（需计算具体数值）。

2. 计算长细比λ_x = l_0_x / r_x（r_x为回转半径）。

3. 查稳定系数φ值表，计算φA是否≥N/f_y。

- 答案：通过计算，若φA ≥ N/f_y（如φA=12,800×0.9=11,520 mm²，N/f_y=800,000/(235×1000)=3.4kN，满足条件）。

4. 案例分析题例题

- 题目：某门式刚架轻型钢结构设计中，主梁跨度18m，采用热轧H型钢，支座为铰接。分析其整体稳定性控制措施。

- 参考答案：

- 设置侧向支撑（如刚性系杆或刚性支撑）以限制侧向位移。

- 控制梁的侧向计算长度（如通过中间加设侧向支承）。

- 选择截面时保证截面宽厚比符合局部稳定要求。

三、复习建议

1. 重点章节：

- 第3章（连接设计）、第5章（受弯构件）、第7章（稳定性）。

2. 公式记忆：

- 焊缝与螺栓的强度计算公式、轴心受压稳定系数φ的查表方法、梁的整体稳定性系数φ_b的计算。

3. 做题技巧：

- 计算题需分步骤清晰，标注公式来源（如《钢结构设计标准》GB 50017）。

- 注意单位换算（如N→kN，mm→m）。

4. 高频考点总结：

- 钢结构连接的破坏形式与承载力计算。

- 稳定性设计中的长细比控制与截面选择。

- 防火防腐措施的实际应用。

四、参考答案注意事项

- 选择题：注意题干中的关键词（如“摩擦型”“承压型”“轴心受压”）。

- 简答题：需结合规范条文（如GB 50017）简明扼要回答。

- 计算题：步骤分占比较高，公式应用与数值计算需准确。

- 案例题：结合实际工程问题，体现设计原则与规范应用。

提示：建议结合教材例题、实验报告及课程PPT进行系统复习，重点掌握计算题的解题思路与公式应用。考试时注意审题，合理分配时间！

希望这份笔记能帮助你高效备考！如有具体题目疑问，可结合教材进一步分析。