单选题
某单层钢结构厂房，钢材均为Q235B。边列单阶柱截面及内力见图1，上段柱为焊接工字形截面实腹柱，下段柱为不对称组合截面格构柱，所有板件均为火焰切割。柱上端与钢屋架形成刚接，无截面削弱。
单选题
假定，厂房平面布置如图2时，试问，柱平面内计算长度系数与下列何项数值最为接近?
提示：格构式下柱惯性矩取为I 2 =0.9×1202083cm 4 。
提示：格构式下柱惯性矩取为I 2 =0.9×1202083cm 4 。
【正确答案】
B
【答案解析】
查《钢规》表D-4，得下柱计算长度系数μ 2 =1.72
根据《钢规》式(5.3.4-1)，得上柱计算长度系数
查《钢规》表D-4，得下柱计算长度系数μ 2 =1.72
根据《钢规》式(5.3.4-1)，得上柱计算长度系数
单选题
假定，上柱长细比λ=41.7，试问，上柱强度设计值(N/mm
2
)与下列何项数值最为接近?
提示：①考虑是否需要采用有效截面；
②取应力梯度
提示：①考虑是否需要采用有效截面；
②取应力梯度
【正确答案】
D
【答案解析】首先考虑是否需要采用有效截面
根据《钢规》式(5.4.2-2)
因此，采用有效截面计算强度
根据《钢规》第5.4.6条，腹板截面两侧考虑20t w =20×8=160mm
有效截面积A e =2×320×14+2×160×8=11520mm 2
考虑到腹板屈曲，取γ x =1.0
本题主要考查实腹柱强度计算，考点是有效截面计算的相关问题。
1．对于工业厂房，阶形柱上柱腹板板厚取值对用钢量有很大的影响，以本题为例，当腹板板件宽厚比取为80时，腹板厚度将达978/80=12.2mm，腹板用钢量增加30%以上。
2．合理选择腹板板件宽厚比是钢结构设计的一项重要内容，当腹板板件宽厚比较大时，《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.4.6条规定或采用纵向加劲肋加强或在计算构件强度和稳定性时将腹板的截面仅考虑计算高度边缘范围内两侧宽度各为20t w
的部分(计算构件的稳定系数时，仍用全部截面)，工程应用多采用按有效截面计算的方法。本题主要考查考生在强度计算时对有效截面的掌握。
另外，当γ x =1.05时，部分腹板将进入塑性，因此，当腹板板件宽厚比大于93
时，取γ
x
=1.0。
3．错误答案分析
1)答案A，按全截面计算。
2)答案B，或计算轴力时未考虑有效截面，计算弯矩时考虑；或计算轴力时考虑有效截面，计算弯矩时未考虑。
3)答案C，同B外，同时未考虑截面塑性发展；
根据《钢规》式(5.4.2-2)
因此，采用有效截面计算强度
根据《钢规》第5.4.6条，腹板截面两侧考虑20t w =20×8=160mm
有效截面积A e =2×320×14+2×160×8=11520mm 2
考虑到腹板屈曲，取γ x =1.0
本题主要考查实腹柱强度计算，考点是有效截面计算的相关问题。
1．对于工业厂房，阶形柱上柱腹板板厚取值对用钢量有很大的影响，以本题为例，当腹板板件宽厚比取为80时，腹板厚度将达978/80=12.2mm，腹板用钢量增加30%以上。
2．合理选择腹板板件宽厚比是钢结构设计的一项重要内容，当腹板板件宽厚比较大时，《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.4.6条规定或采用纵向加劲肋加强或在计算构件强度和稳定性时将腹板的截面仅考虑计算高度边缘范围内两侧宽度各为20t w
的部分(计算构件的稳定系数时，仍用全部截面)，工程应用多采用按有效截面计算的方法。本题主要考查考生在强度计算时对有效截面的掌握。
另外，当γ x =1.05时，部分腹板将进入塑性，因此，当腹板板件宽厚比大于93
时，取γ
x
=1.0。
3．错误答案分析
1)答案A，按全截面计算。
2)答案B，或计算轴力时未考虑有效截面，计算弯矩时考虑；或计算轴力时考虑有效截面，计算弯矩时未考虑。
3)答案C，同B外，同时未考虑截面塑性发展；
单选题
假定，下柱在弯矩作用平面内的计算长度系数为2，由换算长细比确定：φ
x
=0.916，
【正确答案】
C
【答案解析】根据《钢规》式(5.2.3)
屋盖肢受压：
吊车肢受压：
答案为C
本题主要考查格构柱平面内稳定性计算，考点是非对称格构柱截面长细比计算，应根据受力情况按受压肢计算。
1．一般情况下，重型钢结构厂房边下柱采用非对称格构柱截面更为经济，原因自然是由于非对称截面可根据工程具体情况灵活应用，如吊车荷载较大则加大吊车肢截面。采用《钢结构设计规范》GB50017-2003式(5.2.3)计算时，应分别计算吊车肢和屋盖肢受压时的稳定性。
2．错误答案分析
1)答案A
内力按吊车肢受压取值，弹性截面模量W x 按屋盖肢受压取值。
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003式(5.2.3)
2)答案B
按强度计算或仅按吊车肢受压计算稳定性。
按强度计算：
吊车肢受压：
3)答案D
内力按屋盖肢受压取值，弹性截面模量W x 按吊车肢受压取值。
屋盖肢受压：
吊车肢受压：
答案为C
本题主要考查格构柱平面内稳定性计算，考点是非对称格构柱截面长细比计算，应根据受力情况按受压肢计算。
1．一般情况下，重型钢结构厂房边下柱采用非对称格构柱截面更为经济，原因自然是由于非对称截面可根据工程具体情况灵活应用，如吊车荷载较大则加大吊车肢截面。采用《钢结构设计规范》GB50017-2003式(5.2.3)计算时，应分别计算吊车肢和屋盖肢受压时的稳定性。
2．错误答案分析
1)答案A
内力按吊车肢受压取值，弹性截面模量W x 按屋盖肢受压取值。
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003式(5.2.3)
2)答案B
按强度计算或仅按吊车肢受压计算稳定性。
按强度计算：
吊车肢受压：
3)答案D
内力按屋盖肢受压取值，弹性截面模量W x 按吊车肢受压取值。
单选题
假定，缀条采用单角钢
，
截面特性：面积A
1
=1063.7mm
2
，回转半径i
x
=27.9mm，i
u
=35.1mm，i
v
=18.0mm。试问，缀条应力设计值(N/mm
2
)与下列何项数值最为接近?
，
截面特性：面积A
1
=1063.7mm
2
，回转半径i
x
=27.9mm，i
u
=35.1mm，i
v
=18.0mm。试问，缀条应力设计值(N/mm
2
)与下列何项数值最为接近?
【正确答案】
D
【答案解析】根据《钢规》第5.1.6、5.2.7条，
缀条长度
A 1 =1063.7mm 2 ，i v =18.0mm
根据《钢规》表5.3.1
根据《钢规》表C-2，φ=0.621
缀条压力
主要考查轴心受力构件的计算。
1．本题主要考查单角钢回转半径取值。
2．当根据《钢结构设计规范》GB50017-2003第3.4.2条考虑单面连接单角钢强度设计值的折减时，本题的缀条不符合设计要求。
3．错误答案分析
1)答案A
错误选取了u轴的回转半径进行计算。
缀条压力
2)答案B
错误选取了x轴的回转半径进行计算，
缀条压力
3)答案C：直接把剪力当成缀条轴力
缀条压力
缀条长度
A 1 =1063.7mm 2 ，i v =18.0mm
根据《钢规》表5.3.1
根据《钢规》表C-2，φ=0.621
缀条压力
主要考查轴心受力构件的计算。
1．本题主要考查单角钢回转半径取值。
2．当根据《钢结构设计规范》GB50017-2003第3.4.2条考虑单面连接单角钢强度设计值的折减时，本题的缀条不符合设计要求。
3．错误答案分析
1)答案A
错误选取了u轴的回转半径进行计算。
缀条压力
2)答案B
错误选取了x轴的回转半径进行计算，
缀条压力
3)答案C：直接把剪力当成缀条轴力
缀条压力
单选题
假定，抗震设防烈度8度，采用轻屋面，2倍多遇地震作用下水平作用组合值为400kN且为最不利组合，柱间支撑采用双片支撑，布置见图4，单片支撑截面采用槽钢12.6，截面无削弱，槽钢12.6截面特性：面积A
1
=1569mm
2
，回转半径i
x
=49.8mm，i
y
=15.6mm。试问，支撑杆的强度设计值(N/mm
2
)与下列何项数值最为接近?
提示：①按拉杆计算，并计及相交受压杆的影响；
②支撑平面内计算长细比大于平面外计算长细比。
提示：①按拉杆计算，并计及相交受压杆的影响；
②支撑平面内计算长细比大于平面外计算长细比。
【正确答案】
C
【答案解析】根据《抗规》第9.2.10条，
交叉支撑可按受拉构件设计
平面内计算长度为0.5l br =8116mm
长细比
根据λ=163查《钢规》表C-2，得压杆稳定系数φ=0.267
根据《抗规》第9.2.10条
单肢轴力
强度设计值
因此，正确答案为C
本题主要考查柱间支撑的计算，本题考点，对于工业厂房，地震作用下交叉支撑：不需计算压杆的承载力。
1．对于支撑受力而言，当支撑对中的压杆产生屈曲，支撑对仍然具有承载力及延性，因此，《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第9.2.10条规定，支撑考虑拉压杆共同作用，地震作用及验算按拉杆计算。
2．试验研究表明，在往复荷载作用下，成对设置的支撑受压承载力将根据其长细比的不同产生程度不同的折减：
1)当支撑长细比不大于
时，受压承载力基本不折减；
2)当支撑长细比大于
且不大于
时，折减系数大致在0.3～1之间
3)当支撑长细比大于
时，折减系数约为0.3。
大部分交叉支撑的长细比在
至130之间，此时折减系数约为0.3。
3．《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第9.2.10条规定，计算拉杆内力时，支撑压杆卸载系数宜取0.3，值得注意的是，规范计算拉杆内力时采用内力分配模式，此时假定的压杆内力可能比受压承载力大，以本题为例，支撑受压承载力为0.3φ i A br f y =0.3×0.267×1569×215=27kN，而按力分配压杆得到的力为
400000=43kN，由于压杆承载力与拉杆相比很小(大部分不超过10%)，因此，虽然内力与承载力概念不同，但对拉杆内力计算结果影响可忽略不计。
4．另外，《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第9.2.10条规定受拉支撑在地震作用下应力比不宜大于0.75，其本质是考虑由于支撑结构延性较差，按小震计算的承载力要求增加了25%。
5．错误答案分析
1)答案A
直接进行强度计算
单肢轴力
强度设计值
2)答案B
没有计算换算斜杆内力
单肢轴力
强度设计值
3)答案D
计算压杆稳定应力：
交叉支撑可按受拉构件设计
平面内计算长度为0.5l br =8116mm
长细比
根据λ=163查《钢规》表C-2，得压杆稳定系数φ=0.267
根据《抗规》第9.2.10条
单肢轴力
强度设计值
因此，正确答案为C
本题主要考查柱间支撑的计算，本题考点，对于工业厂房，地震作用下交叉支撑：不需计算压杆的承载力。
1．对于支撑受力而言，当支撑对中的压杆产生屈曲，支撑对仍然具有承载力及延性，因此，《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第9.2.10条规定，支撑考虑拉压杆共同作用，地震作用及验算按拉杆计算。
2．试验研究表明，在往复荷载作用下，成对设置的支撑受压承载力将根据其长细比的不同产生程度不同的折减：
1)当支撑长细比不大于
时，受压承载力基本不折减；
2)当支撑长细比大于
且不大于
时，折减系数大致在0.3～1之间
3)当支撑长细比大于
时，折减系数约为0.3。
大部分交叉支撑的长细比在
至130之间，此时折减系数约为0.3。
3．《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第9.2.10条规定，计算拉杆内力时，支撑压杆卸载系数宜取0.3，值得注意的是，规范计算拉杆内力时采用内力分配模式，此时假定的压杆内力可能比受压承载力大，以本题为例，支撑受压承载力为0.3φ i A br f y =0.3×0.267×1569×215=27kN，而按力分配压杆得到的力为
400000=43kN，由于压杆承载力与拉杆相比很小(大部分不超过10%)，因此，虽然内力与承载力概念不同，但对拉杆内力计算结果影响可忽略不计。
4．另外，《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第9.2.10条规定受拉支撑在地震作用下应力比不宜大于0.75，其本质是考虑由于支撑结构延性较差，按小震计算的承载力要求增加了25%。
5．错误答案分析
1)答案A
直接进行强度计算
单肢轴力
强度设计值
2)答案B
没有计算换算斜杆内力
单肢轴力
强度设计值
3)答案D
计算压杆稳定应力：
单选题
假定，吊车肢柱间支撑截面采用
，其所承受最不利荷载组合值为120kN。支撑与柱采用高强螺栓摩擦型连接，如图5所示。试问，单个高强螺栓承受的最大剪力设计值(kN)与下列何项数值最为接近?
，其所承受最不利荷载组合值为120kN。支撑与柱采用高强螺栓摩擦型连接，如图5所示。试问，单个高强螺栓承受的最大剪力设计值(kN)与下列何项数值最为接近?
【正确答案】
B
【答案解析】按力计算
螺栓中心与构件形心偏差产生的弯矩
120×10 3 ×(50-24.4)=120×10 3 ×25.6=3.07×10 6 N·mm
高强螺栓承受的最大剪力
因此，正确答案为B
本题主要考查高强螺栓连接计算，本题考点为高强螺栓偏心连接计算。
1．本题主要根据构件内力直接进行内力计算，只要正确考虑偏心引起的剪力增加即可，由于弯矩产生的剪力方向垂直于构件方向，因此最大剪力为
。
2．实际工程中，进行抗震设计时，支撑高强螺栓连接仅按内力计算是不够的，应该根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第9.2.11条4款进行极限承载力验算。以本题为例，支撑杆件塑性承载力为：A br f y =2128×215=457.5kN
首先考虑螺栓出现剪切破坏，
一个M22高强螺栓极限承载力
由此可知，本连接不满足抗震要求。
取n v =4时，高强度螺栓连接是否满足抗震设计要求(假定孔径=22+4=26mm，螺栓中心距为90mm，A eff =303mm 2 )。
3．高强度螺栓连接进入极限状态产生的破坏模式有两种：
1)摩擦面滑移后螺栓螺杆和螺纹部分进入承压状态下螺栓出现剪切破坏；
当n v =4时，验算摩擦面滑移后螺栓螺杆和螺纹部分进入承压状态下螺栓出现剪切破坏
螺栓不会进入剪切破坏。
2)连接板破坏。
连接板件的极限承载力计算：
连接板件计算略
因此，计算显示，当n v =4时，高强度螺栓连接满足抗震要求。
4．错误答案分析
1)答案A，未考虑偏心。
2)答案C，考虑偏心弯矩产生的剪力与轴力产生的剪力直接叠加。
螺栓中心与构件形心偏差产生的弯矩
120×10 3 ×(50-24.4)=120×10 3 ×25.6=3.07×10 6 N·mm
高强螺栓承受的最大剪力
因此，正确答案为B
本题主要考查高强螺栓连接计算，本题考点为高强螺栓偏心连接计算。
1．本题主要根据构件内力直接进行内力计算，只要正确考虑偏心引起的剪力增加即可，由于弯矩产生的剪力方向垂直于构件方向，因此最大剪力为
。
2．实际工程中，进行抗震设计时，支撑高强螺栓连接仅按内力计算是不够的，应该根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第9.2.11条4款进行极限承载力验算。以本题为例，支撑杆件塑性承载力为：A br f y =2128×215=457.5kN
首先考虑螺栓出现剪切破坏，
一个M22高强螺栓极限承载力
由此可知，本连接不满足抗震要求。
取n v =4时，高强度螺栓连接是否满足抗震设计要求(假定孔径=22+4=26mm，螺栓中心距为90mm，A eff =303mm 2 )。
3．高强度螺栓连接进入极限状态产生的破坏模式有两种：
1)摩擦面滑移后螺栓螺杆和螺纹部分进入承压状态下螺栓出现剪切破坏；
当n v =4时，验算摩擦面滑移后螺栓螺杆和螺纹部分进入承压状态下螺栓出现剪切破坏
螺栓不会进入剪切破坏。
2)连接板破坏。
连接板件的极限承载力计算：
连接板件计算略
因此，计算显示，当n v =4时，高强度螺栓连接满足抗震要求。
4．错误答案分析
1)答案A，未考虑偏心。
2)答案C，考虑偏心弯矩产生的剪力与轴力产生的剪力直接叠加。
单选题
假定，吊车梁需进行疲劳计算，试问，吊车梁设计时下列说法何项正确?
A．疲劳计算部位主要是受压板件及焊缝
B．尽量使腹板板件高厚比不大于
A．疲劳计算部位主要是受压板件及焊缝
B．尽量使腹板板件高厚比不大于
【正确答案】
【答案解析】根据《钢规》第6.1.3条可知A错误
根据《钢规》第4.3.2条可知B错误
根据《钢规》第8.5.11条可知C正确
根据《钢规》第8.5.11条可知D错误
本题主要考查有关吊车梁设计的基本概念。
1．本题为概念题。
2．虽然按应力幅概念计算，承受压应力循环与承受拉应力循环完全相同，但鉴于裂缝形成后，残余应力即自行释放，在全压力循环中裂缝不会继续扩展，因此《钢结构设计规范》GB50017-2003第6.1.3规定，在应力循环中不出现拉应力的部位可不计算疲劳。
3．一般吊车梁腹板板件高厚比越大，经济性越好，但超过
根据《钢规》第4.3.2条可知B错误
根据《钢规》第8.5.11条可知C正确
根据《钢规》第8.5.11条可知D错误
本题主要考查有关吊车梁设计的基本概念。
1．本题为概念题。
2．虽然按应力幅概念计算，承受压应力循环与承受拉应力循环完全相同，但鉴于裂缝形成后，残余应力即自行释放，在全压力循环中裂缝不会继续扩展，因此《钢结构设计规范》GB50017-2003第6.1.3规定，在应力循环中不出现拉应力的部位可不计算疲劳。
3．一般吊车梁腹板板件高厚比越大，经济性越好，但超过