《钢结构》样卷

共 5 页 1 时量 时量 120 分钟 总分分钟 总分 100 分分 一 填空 每空 1 分 共 20 分 1 钢材的破坏形式有 和 两种 2 残余应力在构件内部 而与 无关 残余应力的存在易使钢 材发生 破坏 3 梁截面高度的确定应考虑三种参考高度 分别是 4 我国钢结构设计规范在制定轴心受压构件整体稳定系数时 主要考虑了 两种降低其整体稳定承载能力的因素 5 实腹式偏心受压构件的整体稳定 包括弯矩 和稳定和弯矩 的稳 定 6 承受动力荷载的角焊缝连接中 可采用 焊缝或 焊缝 7 剪力螺栓的破坏形式有 和 8 垂直于屋面坡度方向放置的檩条 按 构件计算 二 判断 每小题 1 分 共 10 分 1 钢材的强度指标比塑性指标更为重要 2 对钢结构构件进行疲劳计算时 应采用荷载标准值 3 在充分发挥材料强度的前提下 钢梁的最小高度小于钢235Q min h345Q 梁的 其它条件相同 min h 4 对直接承受动力荷载的轻 中级工作制吊车梁进行强度计算时 应取 不考虑动力系数 0 1 yx 5 材料的屈服点变化对压杆的弹性屈曲承载力影响不大 共 5 页 2 6 弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行弯矩作用平面内稳定性 弯矩作用平面外稳定性和缀材的计算 7 未焊透的对接焊缝计算应按角焊缝计算 8 承压型高强度螺栓抗剪连接 其变形与普通螺栓连接基本相同 9 屋盖中设置的刚性系杆可以受压 10 梯形屋架采用再分式腹杆 主要为了减小上弦压力 三 选择题 每小题 2 分 共 18 分 1 钢材应力应变关系的理想弹性模型是 2 下列因素中 与钢构件发生脆性破坏无直接关系 A 负温环境 B 钢材含碳量 C 钢材屈服点的大小 D 应力集 中 3 防止梁腹板发生局部失稳 常采取加劲措施 这是为了 A 增加梁截面的惯性矩 B 增加截面面积 C 改变构件的应力分布状态 D 改变边界约束板件的宽厚比 4 双轴对称工字形截面梁 截面形状如图所示 在弯矩和剪力共同作用下 关于 截面中应力的说法正确的是 A 弯曲正应力最大的点是 3 点 B 剪应力最大的点是 2 点 共 5 页 3 C 折算应力最大的点是 1 点 D 折算应力最大的点是 2 点 5 计算格构式压杆对虚轴 x 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 6 当最大应力相等 构件其他条件均相同的情况下 图中腹板局部稳定监界 1 应力最低的是 7 图示 T 形截面拉弯构件强度计算的最不利点为 A 截面上边缘 1 点 B 截面下边缘 2 点 C 截面中和轴处 3 点 D 可能是 1 点 也可能是 2 点 8 摩擦型高强螺栓的计算公式中符号的意义 下述 25 1 9 0 tf b v NPnN 何项为正确 A 对同一种直径的螺栓 P 值应根据连接要求计算确定 B 0 9 是考虑连接可能存在偏心 承载力的降低系数 C 1 25 是拉力的分项系数 D 1 25 是用来提高拉力 Nt 以考虑摩擦系数在预压力减小时变小使承载 力降低的不利因素 9 屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的 共 5 页 4 A 端竖杆处 B 下弦中间 C 下弦端节间 D 斜腹杆处 四 简答题 每小题 4 分 共 12 分 1 影响梁弯扭屈曲临界弯矩的主要因素有哪些 2 比较摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓的传力特点 3 简述屋盖支撑的主要作用 五 计算题 共 40 分 1 选择工字形钢 I32a 用于跨度 L 6m 均布荷载作用的简支梁 不AFQ235 计梁自重 允许挠度 荷载分项系数为 1 4 求满足正应力强度 250 lw 和挠度条件时 梁所能承受的最大设计荷载是多少 已知 x y EI ql wmmNfmmNf 384 5 215 235 4 22 I32a 弯矩绕 x 轴 1006 2 11080 254 mmNEcmIx 2 实腹式轴心受压柱 承受轴心压力 3500kN 设计值 计算长度 10mlox 截面为组合工字形 5mloy 尺寸如图所示 翼缘为剪切边 钢材为镇静钢 容许235Q 长细比 要求 150 1 验算整体稳定性 2 验算局部稳定性 3 号钢 b 类截面轴心受压构件稳定系数 0123456789 400 8990 8950 8910 8870 8820 8780 8740 8700 8650 861 500 8560 8520 8470 8420 8380 8330 8280 8230 8180 813 600 8070 8020 7970 7910 7860 7800 7740 7690 7630 757 3 号钢 c 类截面轴心受压构件稳定系数 0123456789 共 5 页 5 400 8390 8330 8260 8200 8140 8070 8010 7940 7880 781 500 7750 7680 7620 7550 7480 7420 7350 7290 7220 715 3 如图所示角钢和节点板采用两面侧焊缝连接 N 667kN 静载设计值 角钢 为 2 节点板厚度为 10mm 钢材为 焊条为 E43 型 手工10100 235Q 焊 角焊缝强度设计值 肢类肢背焊缝厚度均取 8mm 2 160mmNf w f 试确定所需焊缝的厚度和施焊长度 4 两钢板截面为 两面用盖板连接 钢材 承受轴心力设计值40018 235Q N 1181kN 采用 M22 普通 C 级螺栓连接 按下图连接 试mmd 5 23 0 验算节点是否安全 已知 222 215 305 130mmNfmmNfmmNf b c b v 共 5 页 6 参考答案 一 1 塑性破坏 脆性破坏 2 自相平衡 外力 脆性 3 最大高度 最小高度 经济高度 4 初弯曲 残余应力 5 作用平面内 作用平面外 6 平坡 深熔 7 栓杆剪断 构件挤压破坏 构件受拉破坏 构件冲剪破坏 栓杆受弯破坏 8 双向受弯 二 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 三 1 A 2 C 3 D 4 D 5 B 6 D 7 B 8 D 9 C 四 1 梁的侧向刚度 抗扭刚度和抗翘曲刚度 梁的侧向支撑点间的距离 荷载作用 的形式和位置 支座的约束情况 梁的截面形状等 2 摩擦型高强螺栓完全靠摩擦力传递荷载 而承压型高强螺栓仅保证在正常使用 情况下 剪力不超过摩擦力 当荷载再增大时 连接板间将发生相对滑移 连接 靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力 共 5 页 7 3 保证屋盖结构的整体稳定 增强屋盖的刚度 增强屋架的侧向稳定 承担并传 递屋盖的水平荷载 便于屋盖的安装与施工 五 1 解 1 按满足正应力条件求最大荷载设计值 设为 1 q 根据公式 3 分 f W M x max 2 h I W x x 2 max 8 1 qlM 已知 I32 截面高度 4 11080cmIx cmh32 2 215mmNf 可求得 2 分 3 5 692 32 211080 cmWx 将 代入式中 2 max 8 1 qlM x Wf W M x max 可得 2 分 f W lq x 2 1 8 1 2 2 1 09 33 60006000 69250021588 mmN l Wf q x 2 按满足刚度要求确定最大荷载设计值 设为 2 q 根据刚度条件 式中 2 分 250384 5 4 l w EI ql w x 4 1 2 q q 将已知数据代入上式 24 250 6000 10110801006 2 3844 1 60005 45 4 2 q 可得 2 分 2 4 9 2 45 45 60005 101108006 2 3844 124 mmNq 最大设计荷载值应为 1 分 2 09 33mmN 2 解 1 验算整体稳定 共 5 页 8 1 分 2 2000010400220400mmA 48323 10595 7 40010 12 1 2 2102040020400 12 1 mmIx 2 分 4833 10134 2 10400 12 1 240020 12 1 mmIy mm A I i x x 87 194 20000 10595 7 8 1 分 mm A I i y y 3 103 20000 10134 2 8 15032 51 87 194 10000 x ox x i l 1 分 150 4 48 3 103 5000 y oy y i l 该截面对 x 轴为 b 类截面 对 y 轴为 c 类截面 查表得 2 分 850 0 x 785 0 y yx 根据稳定计算公式进行整体稳定验算得 f A N 22 3 7 22521505 1 93 222 20000785 0 103500 mmNfmmN A N 整体稳定满足要求 2 分 2 验算局部稳定 翼缘13 1532 511 010 235 1 010 75 9 20 2 10400 y ft b 腹板 66 5032 515 025 235 5 025 40 10 400 yw o ft h 局部稳定满足要求 3 分 共 5 页 9 3 解 1 求肢背 肢尖内力 根据公式 对等肢角钢 NKN 11 NKN 22 7 0 1 K3 0 2 K 4 分 kNN 9 4666677 0 1 kNN 1 2006673 0 2 2 求焊缝的计算长度 根据公式 可得 w ff w fh N l 7 02 mm fh N l w ff w 261 16084 1 10 9 466 7 02 3 1 1 3 分 mm fh N l w ff w 112 16084 1 10 1 200 7 02 3 2 2 焊缝实际施焊长度计算 取mmll w 2711026110 11 mm275 取 1 分 mmll w 1221011210 22 mm125 4 解 1 螺栓强度验算 单个螺栓抗剪承载力设计值 2 分 kNNf d nN b vv b v 8 9898800130 4 2214 3 2 4 22 单个螺栓承压承载力设