《水工钢结构(水工钢筋混凝土)》模拟试题及答案

 

一、名词解释

1.蜂窝梁：是将工字钢或H型钢的腹板沿折线切割成两部分，然后错开，齿尖对齿尖的焊起来，就形成腹板有孔洞的梁。

2.平面钢桁架：是指由直杆在端部互相连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。

3.事故闸门：是指当闸门的上游或下游水道或其设备发生故障时，能在动水中关闭的闸门。

4.拉弯构件：是指同时受轴心拉力N以及弯矩M的构件。

5.最大梁高：是指建筑物净空要求所允许采用的梁截面高度的最大尺寸。

6.闸门埋固部分：是指埋设与水工建筑物的接触表面而与闸门的门体或支承相配合的部分。

7.平面闸门：是指挡水面板为平面的闸门，包括一块平面的整板及梁格式的平面闸门。

8.柱脚：柱下端与基础相连的部分称为柱脚

二、填空题

1.钢结构的连接往往是传力的关键部位，连接的__构造________和___计算

_______是钢结构设计的重要组成部分。

2.钢梁分为  型钢梁 和 组合梁 两大类。

3.闸门门型的选择应与配套的__启闭设备_______、_埋固构件________以及整个水工建筑物的方案比较结合起来，力求技术经济综合指标____最优_____。

4.平面桁架能保证桁架_平面内________的几何稳定性，支撑系统则保证桁架__平面外的几何稳定性。

5.实腹式压弯构件的截面形式可根据弯矩的___大小______和_方向________、构件的计算长度选用___双轴______对称或____单轴_____对称实腹式截面。

6.铰接连接按构造可分为____叠接_____和____平接_____两种。

7.通过标准试件的拉伸试验得到建筑钢材的三个重要机械性能指标是：_抗拉强度fu _、____伸长率δ10或δ5  及____屈服点fy __。

8.螺栓有___普通_______螺栓、高强螺栓和__锚固____螺栓三大类。

9.闸门一般由__门叶结构_______、___埋固部分____、__启闭设备___三个主要部分组成。

10.桁架的基本尺寸是指桁架的__跨度L ___和___高度H ___。

11.桁架所受的荷载一般是通过___次梁  ______、___檩条______或其他构件传递作用于桁架节点上，这时桁架各干基本上只受轴心力作用。

12.轴心压杆的失稳形式主要有:弯曲屈曲  __、_扭转屈曲________和___弯扭屈曲

______三种形式。

三、单项选择题（每题2分，共计6分）

1.大、中型工程的工作闸门及重要的事故闸门的调整系数为（  A  ）。

A.0.9~0.95    B.0.85~0.9   C.0.8~0.85

2.对中等跨度（5m~10m）的闸门常采用（ B   ）

A. 型钢梁   B.组合梁   C.桁架

3.梁与轴心受压柱的连接应采用（ A   ）。

A.铰接   B.刚接

4.最小梁高是指在正常使用时，梁的挠度（  A  ）容许挠度的最小梁高。

A. 不超过    B. 超过    C.等于

5.（ B   ）闸门结构简单，受力明确，制造和安装也比较方便，在大跨度露顶式闸门中经常采用。

A.多梁式闸门   B.双梁式闸门

6.梯形和平行弦桁架的高度常采用H≈（  A  ）L。

A.1/5~1/10    B.1/4~1/6    C.1/1.5~1/2.5

四、问答题（每题8分，共计40分）

1.为什么选择屈服点作为建筑钢材静力强度承载力极限的依据？

（1）钢材屈服后，塑性变形很大，从屈服到断裂的塑性变形约等于弹性变形的200倍，这样大的塑性变形已使结构失去正常使用功能而达到极限状态，因而无法利用强化阶段。（2）屈服后塑性变形很大，险情极易被察觉，可以及时采取适当补救措施，以免突然发生破坏。

（3）抗拉强度和屈服点的比值较大，成为结构极大的后背强度，符合结构多级抗震设防的准则，使钢结构从来不会发生真正的塑性破坏。

2.实腹式轴心受压柱有哪些设计原则？

（1）截面面积的分布应尽量远离主轴线，以增大截面的惯性矩和回转半径，从而提高柱的整体稳定性和刚度；（2）使两个轴方向的稳定性相等；（3）构造简单，便于制作；（4）便于与其他构件连接；（5）选用便于供应的钢材规格。

3.简述平面钢闸门主梁设计的特点。

 当主梁所承受的最大弯矩值不超过500kNm时，可考虑使用型钢作为主梁。若型钢强度不足，可在其上翼缘加焊扁钢予以加强。采用型钢可以简化制造，降低成本。当型钢不能满足要求时，可采用由钢板焊接而成的主梁组合梁。当跨度较大时，采用变截面组合梁较为经济合理。4.说明格构式压弯构件的设计步骤。

（1）初选截面尺寸；（2）计算截面的几何特征；（3）刚度验算；（4）弯矩作用平面内的整体稳定验算；（5）分肢稳定验算；（6）缀材设计。

5.梁的支座构造应满足什么原则？

（1）支座与墩台间应有足够的承压面积；（2）尽可能使反力通过支座中心，承压应力分布比较均匀；（3）对于简支梁，特别是大跨度梁，应保证梁沿纵向移动的可能，减少因温度变化梁胀缩时产生的附加压力。

6.焊接连接有哪些优点？

1. 优点是不削弱构件截面，可省去拼接板，结构简单，节约钢材，制造加工方便，密封性能好，易于自动化作业，生产效率高。 2.桁架外形的选择应考虑哪些因素？

7. 应充分考虑使用要求、受力合理、节约钢材、桁架与柱或其他构件的连接方法（铰接或钢接），以及整个桁架的刚度等问题。此外，为了便于制造和安装，应尽量使桁架的杆件及节点统一化。

8.平行弦桁架的最大优点是什么？怎样提高整体结构的刚度？

（1）它的最大优点是弦杆和腹杆长度均能一致，节点的构造可以统一，上下弦杆的拼接数量较少。（2）平行弦桁架两端可以和钢柱做成刚性连接，共同形成承重刚架，这样可以提高整体结构的刚度。

9.简述实腹式轴心受压柱截面设计的步骤。

（1）假定柱子的长细比，求出所需的截面面积A。（2）求两个主轴所需的回转半径ix，iy。（3）根据截面面积A和回转半径ix iy优先选用轧制型钢，如普通工字钢、H型钢等。（4）根据A，h，b，并考虑构造要求和局部稳定等，初拟截面尺寸。（5）计算截面的几何特征并验算柱子的强度、整体稳定、局部稳定和刚度。

10.减小或消除焊接残余应力有哪些措施？

（1）在构造设计方面应着重避免能引起三向拉应力的情况；（2）在制造方面应选用适当的焊接方法、合理的装配及焊接次序，尽量使各焊接件能自由收缩。

五、判断题（每题2分，共计12分）（答√或×）

1.焊接连接是目前钢结构最主要的连接方法。        （  √  ）

2.轴心受力构件包括轴心受拉构件和轴心受压构件。  （  √  ）

3.闸门是水工建筑物中活动的挡水结构。            （  √  ）

4.桁架主要承受竖向荷载。                        （  ×  ）

5.压弯构件的截面都是格构式。                    （  ×  ）

6.格构式轴心受压柱的截面一般采用双轴对称截面。  （ √   ）

7.同一种钢材在不同的工作条件下，只能发生塑性破坏，不能发生脆性破坏。（  √  ）

8.型钢梁的实际步骤是：（1）计算内力，（2）选择截面。                  （ ×）

9.临界应力σcr是能保持梁整体稳定相应截面的最大弯曲压应力。          （ √  ）

10.吊耳虽小，但关系到闸门的安全运行。                               （  √ ）

11.约束节点转动的主要因素是拉杆。                                   （√   ）

12.偏心受压柱一般设计成铰接柱脚。                                  （  ×）