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

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。

根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）表B.1.1和注1，可得：l＝2×1500＝3000mm。
　　答案选C项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查受弯钢梁跨度的合理取值。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　根据《钢标》表B.1.1和注1即可直接作答即可。

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。

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。

由节点弯矩产生的梁上翼缘正面角焊缝所承受的水平拉力设计值为：N＝M/h≈50×1.5/（0.294－0.012）＝266kN。
　　根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）式（11.2.1-1），梁上翼缘正面角焊缝强度为：σf＝N/（helw）＝266×103/[0.7×8×（180＋2×65）]＝153.2N/mm2。
　　选项中与结果最接近的是150，因此答案选D项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查直角正面角焊缝的强度计算。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　①正确计算梁上、下翼缘的连接焊缝所承担的垂直于焊缝长度方向的作用力；
　　②根据《钢标》式（11.2.1-1），计算其正面角焊缝的强度，应注意计算长度的正确取值。

该梁上受对称荷载，因此可求出支座反力RA＝（Q＋G）×2＝（55＋12）×2＝140kN。
跨中弯矩为：Mmax＝140×3－（55＋15）×（1.8＋0.6）＝252kN·m
或Mmax＝140×2.4－（55＋15）×1.2＝252kN·m
根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第6.1.1条规定，在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度应按下列公式计算



式中，截面塑性发展系数γx＝1.05，My＝0。
代入数据计算得

（B）

截面双向受弯时，适合采用箱型截面；轴心受压时，适合采用圆管截面；单向受弯时，适合采用强轴承受弯矩的H形截面。另外，箱形截面相对于H形截面来说，节点构造复杂，加工费用高。故当仅考虑结构经济性时，柱应采用H型截面。

弯矩作用平面外柱的长细比：λy＝5000/43.6＝115＜120，



根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）附录C公式（C.0.5-1），工字型截面，双轴对称时，计算整体稳定系数φb为



根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第8.2.1条规定，弯矩作用平面外的稳定性，按下式计算



式中，截面影响系数η＝1.0，βtx＝1.0（已知条件），不考虑轴力产生的应力值。
代入数据计算得

根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）式（7.2.1-1）、（7.2.1-2），计算构件的长细比：
主轴平面内：λx＝l0x/ix＝15000/184＝82，查附录D表D.0.1，a类截面，得：φx＝0.77。
主轴平面外：λy＝l0y/iy＝5000/43.6＝115，查附录D表D.0.2，b类截面，得：φy＝0.464。
由此可知，主轴平面外的截面为危险截面。
作用于主轴平面外的应力为：



即最大应力为：σmax＝σy＝85.7N/mm2。

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。

根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第7.1.1条式（7.1.1-2），受压应力计算值为：σ＝N/An＝1000×103/（183.5×102）＝54.5N/mm2。
　　选项中与结果最接近的是55，因此答案选B项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查轴心受压构件的强度计算。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　根据《钢标》第7.1.1条式（7.1.1-2）计算受压应力，应注意取该支撑构件的净截面面积。

已知，腹板侧面角焊缝所承受的剪力设计值为：V＝F＝50kN。
　　根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）式（11.2.2-2），侧面角焊缝的强度为：τf＝N/（helw）＝50×103/[0.7×6×（2×200）]＝29.8N/mm2。
　　选项中与结果最接近的是30，因此答案选A项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查直角侧面角焊缝的强度计算。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　①正确计算腹板的连接焊缝所承担的平行于焊缝长度方向的作用力；
　　②根据《钢标》式（11.2.2-2），计算其侧面角焊缝的强度，应注意计算长度的正确取值。

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。

根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）附录E第E.0.2-2条，对低层框架柱，当柱与基础铰接时，应取K2＝0；当柱与基础刚接时，应取K2＝10；平板支座可取K2＝0.1。K1、K2分别为相交于柱上端、柱下端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值。
　　本题中，支座为平板支座，因此K2取0.1，K1计算如下：



根据《钢标》附录E表E.0.2，计算有侧移框架柱的计算长度系数μ为：
　　μ＝2.11－（2.11－1.90）/（1－0.5）×（0.847－0.5）＝1.96
　　因此钢柱AD在框架平面内的计算长度l0x＝1.96×4000＝7840mm。
　　选项中与结果最接近的是7850，因此答案选D项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查等截面框架柱在框架平面内的计算长度的正确计算。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　①根据结构特征确定采用一阶弹性分析方法计算内力；
　　②根据《钢标》附录E第E.0.2-2条，计算线刚度比值K1、K2；
　　③根据《钢标》附录E表E.0.2，计算有侧移框架柱的计算长度系数μ；
　　④计算钢柱AD在框架平面内的计算长度l0x。

弯矩作用平面外柱的长细比：λy＝l0y/iy＝6000/43.6＝138。
双轴对称截面ηb＝0，根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）附录C式（C.0.1-1），计算整体稳定系数为



故需要按式（C.0.1-7）进行替换



取φb＝φb′＝0.68。
根据式（6.2.2）计算，得最大弯矩设计值为