钢结构设计原理(答案)

精品文档 1欢迎下载 一 填空题 每空 1 分 共 10 分 1 钢材的两种破坏形式分别为脆性破坏和 2 焊接的连接形式按构件的相对位置分为 搭接 角接和 T 形连接 3 钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛 其中轴心受拉构件需进行钢结构 强度和 的验算 4 轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 和 5 梁整体稳定判别式中 是 11 l b 1 l 1 b 6 静力荷载作用下 若内力沿侧面角焊缝没有均匀分布 那么侧面角焊缝的 计算长度不宜大于 7 当组合梁腹板高厚比 时 对一般梁可不配置加劲肋 0w h t 二 单项选择题 每题 2 分 共 40 分 1 有两个材料分别为 Q235 和 Q345 钢的构件需焊接 采用手工电弧焊 采用 E43 焊条 A 不得 B 可以 C 不宜 D 必须 2 工字形轴心受压构件 翼缘的局部稳定条件为 其 y f tb 235 1 010 1 中的含义为 A 构件最大长细比 且不小于 30 不大于 100 B 构件最小长细比 C 最大长细比与最小长细比的平均值 D 30 或 100 3 偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式 精品文档 2欢迎下载 中 其中 代表 x1 1 0 8 mxx xxEx M f AWN N 1x W A 受压较大纤维的净截面抵抗矩 B 受压较小纤维的净截面抵抗矩 C 受压较大纤维的毛截面抵抗矩 D 受压较小纤维的毛截面抵抗矩 4 承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是 A 抗拉强度 伸长率 B 抗拉强度 屈服强度 冷弯性能 C 抗拉强度 屈服强度 伸长率 D 屈服强度 伸长率 冷弯性能 5 随着钢材厚度的增加 下列说法正确的是 A 钢材的抗拉 抗压 抗弯 抗剪强度均下降 B 钢材的抗拉 抗压 抗弯 抗剪强度均有所提高 C 钢材的抗拉 抗压 抗弯强度提高 而抗剪强度下降 D 视钢号而定 6 在低温工作 20 C 的钢结构选择钢材除强度 塑性 冷弯性能指标外 还需要 的指标是 A 低温屈服强度 B 低温抗拉强度 C 低温冲击韧性 D 疲劳强度 7 直角角焊缝的有效厚度的取值为 e h A 0 7 B 4mm C 1 2 D 1 5 f h f h f h 8 对于直接承受动力荷载的结构 计算正面直角焊缝时 A 要考虑正面角焊缝强度的提高 B 要考虑焊缝刚度影响 C 与侧面角焊缝的计算式相同 D 取 1 22 f 9 单个螺栓的承压承载力中 其中 t 为 bb cc Ndtf A a c e B b d C max a c e b d D min a c e b d 精品文档 3欢迎下载 10 承压型高强度螺栓可用于 A 直接承受动力荷载 B 承受反复荷载作用的结构的连接 C 冷弯薄壁型钢结构的连接 D 承受静力荷载或间接承受动力荷载的连接 11 计算格构式压杆对虚轴 x 轴的整体稳定性时 其稳定系数应根据 查表确定 A B C D x ox y oy 12 实腹式轴压杆绕 x y 轴的长细比分别为 对应的稳定系数分别为 x y x 若 则 y x y A B C D 需要根据稳定性分类判 x y x y x y 13 轴心受力构件的正常使用极限状态是 A 构件的变形规定 B 构件的强度规定 C 构件的刚度规定 D 构件的挠度规定 14 对长细比很大的轴压构件 提高其整体稳定性最有效的措施是 A 增加支座约束 B 提高钢材强度 C 加大回转半径 D 减少荷载 15 梁的最小高度是由 控制的 A 强度 B 建筑要求 C 刚度 D 整体稳定 16 为了提高梁的整体稳定性 是最经济有效的办法 A 增大截面 B 增加侧向支撑点 减少 1 l C 设置横向加劲肋 D 改变荷载作用的位置 17 在梁的整体稳定计算中 l 说明所设计梁 b A 处于弹性工作阶段 B 不会丧失整体稳定 C 梁的局部稳定必定满足要求 D 梁不会发生强度破坏 18 工字形截面压弯构件中腹板局部稳定验算公式为 A 25 0 1 B 80 C 170 w t h0 y f235 w t h0 y f235 w t h0 y f235 D 当 0 1 6 时 16 0 5 25 0 a w t h0 0 a y f235 精品文档 4欢迎下载 当 1 6 2 0 时 48 0 5 26 2 0 a w t h0 0 a y f235 其中 max minmax 0 a 19 弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行 和缀材的 计算 A 强度 刚度 弯矩作用平面内稳定性 弯矩作用平面外的稳定性 单肢 稳定性 B 弯矩作用平面内稳定性 单肢稳定性 C 弯矩作用平面内稳定性 弯矩作用平面外稳定性 D 强度 刚度 弯矩作用平面内稳定性 单肢稳定性 20 算梁的整体稳定性时 当整体稳定性系数大于 时 应以 b b 弹塑性工作阶段整体稳定系数 代替 b A 0 8 B 0 7 C 0 6 D 0 5 三 简答题 共 20 分 1 写出实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式 当腹板局部稳定不满足要求时 可采取哪些措施 5 分 2 简述普通螺栓的五种破坏形式 其中哪几种破坏形式通过构造保证 如何 保证 哪几种破坏形式通过计算保证 5 分 3 简述影响钢材力学性能的主要因素 5 分 4 简述钢材选用的原则 5 分 四 计算题 共 30 分 1 验算柱与牛腿间高强螺栓摩擦型连接是否安全 已知 荷载设计值 N 300kN 螺栓 M20 孔径 21 5mm 10 9 级 摩擦面的抗滑移系数 0 5 高强螺栓的设计预拉力 P 155kN 不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计 精品文档 5欢迎下载 值的影响 10 分 2 一工字形截面梁绕强轴承受静力荷载 截面尺寸如图 无削弱 当梁某一 截面所受弯矩设计值 M 400kN m 剪力设计值 V 580kN 时 试验算梁在该截 面处的强度是否满足要求 已知钢材为 Q235 B 10 分 3 验算如图所示轴心受压柱的强度 整体稳定性和局部稳定性能否满足要求 已知轴向荷载设计值为 N 1500kN Q235 B 级钢 215N mm2 截面绕 x 轴f 为 b 类截面 绕 y 轴为 c 类截面 截面无任何削弱 10 分 精品文档 6欢迎下载 一 填空题 每空 1 分 共 10 分 1 塑性破坏 2 对接 3 刚度 长细比 4 弯曲失稳 屈曲 扭转 失稳 屈曲 弯扭失稳 屈曲 5 梁受压翼缘的自由长度 梁受压翼缘 宽度 6 60 7 80 f h235 y f 二 单项选择题 每题 1 分 共 25 分 1 B 2 A 3 C 4 C 5 A 6 C 7 A 8 C 9 D 10 D 11 B 12 D 13 C 14 A 15 C 16 B 17 B 18 D 19 D 20 C 三 简答 共 25 分 1 实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式 25 0 5 当腹板局 w t h0 y f 235 部稳定不满足要求时 可采取三种措施 加大腹板厚度 加加劲 w t 肋 减小腹板高度 计算时取有效截面 0 h 精品文档 7欢迎下载 2 普通螺栓的五种破坏形式 螺栓杆被剪坏 螺栓杆或板件挤压破坏 板件端部剪坏 板件被拉断 螺栓杆受弯破坏 其中 通过构造保 证 通过限制端距 2d0 通过限制板叠厚度 5d 其中 d 为螺栓直径 d0为螺栓孔径 通过计算保证 3 化学成分的影响 包括碳 硅 锰及一些有害元素硫 磷 氧 氮等 冶金缺陷的影响 如偏析 非金属夹杂 裂纹 分层 浇注和轧制 过程的影响 脱氧程度不同制成的钢材质量不同 轧制程度也影响钢材 的力学性能 钢材硬化的影响 钢材硬化会降低其塑性和韧性 对钢 材不利 硬化可有三种 时效硬化 应变硬化 冷加工硬化 应变时 效 温度的影响 应力集中的影响 4 结构的类型和重要性 重要结构选用质量较高钢材 荷载性质 动荷 载下选用好钢材 连接方法 焊接选用较好钢材 结构的工作温度和 环境 低温 腐蚀性强的情况下选用质量好钢材 受力性质 如受较大 拉力的结构选用好钢材 四 计算题 1 解 螺栓群形心O处的内力有 轴心拉力 1 分 33 300180 55 TNkN 剪力 1 分 44 300240 55 VNkN 弯矩 1 分 180 7 0 2630MTekN cm 在N M作用下 最上排螺栓受力为最不利 一个螺栓所受的拉力为 精品文档 8欢迎下载 2 分 1 1 222 180630 6 57 0 2 36 53 282 2 3 52 3 56 5 i MyT NkN ny 一个螺栓所受到的剪力为 1 分 240 30 8 v V NkN n 一个高强螺栓受拉承载力设计值 1 分 0 80 8 155124 b t NPkN 一个高强螺栓受剪承载力设计值 0 90 9 1 0 5 15569 75 b vf NnPkN 1 分 所以高强螺栓同时承受拉剪时 此连接安 1 3036 53 0 721 69 75124 v bb vt NN NN 全 2 分 2 解 0 5 分 2 2 20 250 1130Acm 1 分 324 1 50 122 2 20 2664496 7 x Icm 0 5 分 3 20 2 26 1 25 12 51352 5 x Scm 0 5 分 3 1 2 20 261040Scm 0 5 分 3 1 64496 7 272388 8 x Wcm 截面边缘纤维最大正应力 6322 1 400 10 1 05 2388 8 10 159 5 205 xx MWN mmfN mm 满足要求 2 分 腹板中央截面最大剪应力 满足要 33 22 4 580 101352 5 10 121 6 125 64496 7 1010 x v x w VS N mmfN mm I t 求 2 分 腹板上边缘处 精品文档 9欢迎下载 正应力 1 分 6 2 1 4 500400 10 155 1 264496 7 10 x M N mm I 剪应力 1 分 33 2 1 1 4 580 101040 10 93 5 64496 7 1010 x w VS N mm I t 折算应力 222222 11 3155 13 93 5224 2 1 11 1 215236 5 N mmfN mm 所以此处的折算应力也满足要求 1 分 3 解 1 分 2 25 0 82 25 1 490Acm 1 分 324 0 8 25 122 25 1 4 12 50 7 13238 5 x Icm 1 分 334 25 0 8 122 1 4 25 123646 9 y Icm 1 分 13238 5 9012 13 3646 9 906 37 xxyy iIAcm iIAcm 绕x轴属b类截面 所以查表得 1600 12 1349 46 xoxx li 0 859 x 分 绕y轴属c类截面 所以查表得 1300 6 3747 10 yoyy li 0 793 y 分 所以整体稳定满足要求 1 3 22 1500 10 210 2215 0