2021年中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案

中南大学当代远程敬诲课程考试复习题及参照答案

《钢构造设计原理》

问答题

1.钢构造具备哪些特点？

2.钢构造合理应用范畴是什么？

3.钢构造对材料性能有哪些规定？

4.钢材重要机械性能指标是什么？各由什么实验得到？

5.影响钢材性能重要因素是什么？

6.什么是钢材疲劳？影响钢材疲劳重要因素有哪些？

7.选用钢材普通应考虑哪些因素？

8.钢构造有哪些连接办法？各有什么优缺陷？

9.焊缝也许存在缺陷有哪些？

10.焊缝质量级别有几级？各有哪些详细检查规定？

11.对接焊缝构造规定有哪些？

12.角焊缝计算假定是什么？角焊缝有哪些重要构造规定？

13.焊接残存应力和焊接残存变形是如何产生？焊接残存应力和

焊接残存变形对构造性能有何影响？减少焊接残存应力和焊

接残存变形办法有哪些？

14.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们

传力方式和破坏形式有何不同？

15.螺栓排列有哪些构造规定？

16.普通螺栓抗剪连接中，有也许浮现哪几种破坏形式？详细设计

时，哪些破坏形式是通过计算来防止？哪些是通过构造办法来

防止？如何防止？

17.高强度螺栓8.8级和10.9级代表什么含义？

18.轴心压杆有哪些屈曲形式？

19.在考虑实际轴心压杆临界力时应考虑哪些初始缺陷影响？

20.在计算格构式轴心受压构件整体稳定期，对虚轴为什么要采用

换算长细比？

21.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定重要因素是什

么？提高钢梁整体稳定有效办法是什么？

22.什么叫钢梁丧失局部稳定？如何验算组合钢梁翼缘和腹板局

部稳定？

23.压弯构件整体稳定计算与轴心受压构件有何不同？

24.压弯构件局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？

计算题

1.实验算如图所示牛腿与柱连接对接焊缝强度。荷载设计值

F=220kNo钢材Q235,焊条E43,手工焊，无引弧板，焊缝质量

22

三级。关于强度设计值//=215N/mm,力』185N/mmo（假

定剪力所有由腹板上焊缝承受）

11o

Tl：

2.试计算如图所示钢板与柱翼缘连接角焊缝强度。已知N=390kN

（设计值），与焊缝之间夹角。=60。。钢材Q235,焊条E43,手

2

工焊。关于强度设计值//-160N/mm0

O

3.设计双角钢拉杆与节点板之间连接角焊缝计算长度LI=?,L2=?

w

已知：采用三面围焊：hf=6mm,fk160N/mm：N=529kN（静载设

计值）

4.设计矩形拼接板与板件用三面围焊连接平接接头。轴心拉力N

=1250kN,（静载设计值），钢材Q235,焊条E43,手工焊。关于

强度设计值/=215N/mm2,

f^lGON/mn?。图示尺寸单位mm.（焊缝Lw2实际长度取cm整数）

5.设计矩形拼接板与板件用普通螺栓连接平接接头。（如图所示,

单位mm)o已知轴心拉力设计值N=6OOKN,关于强度设计值:

b2b22

/v=130N/mm,/c=305N/mm,f-215N/mmo粗制螺栓d=20mm,

孔径d0=21.5mmo

6.图示一用M20普通螺栓钢板拼接接头，钢材为Q235,/=215

2

N/mmo试计算接头所能承受最大轴心力设计值。螺栓M20,孔径

b2b2

21.5mm,/v=130N/mm,/c=305N/mm□

7.若上题拼接接头改用10.9级M20磨擦型高强度螺栓,接触面解

决采用钢丝刷清除浮锈。接头所能承受最大轴心力设计值能增大

多少？已知高强度螺栓预拉力设计值P=155kN,接触面抗滑移系

数〃=0.3□

8.计算图示连接承载力设计值N。

螺栓M20,孔21.5mm,材料Q235A

2b2b2

已知：/=215N/mm,/v=130N/mm,fc=305N/mm。

9.试计算下图所示连接中C级螺栓强度。已知荷载设计值F=60KN,

b2b2

螺栓M20,孔径2L5mm,/v=130N/mm,/c=305N/mm.

10.两端较接轴心受压柱，高9.6m,钢材为Q235,强度设计值六215

N/mm2,采用图示截面，尺寸单位mm,计算可承受外荷载设计

值N=?

注：①不计自重

②稳定系数（p:

2

727374757677787980

(p

0.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.6940.688

g

69

11.已知一两端较支轴心受压缀板式格构柱，长10.0m,截面由

2132a构成，两肢件之间距离300cm,如图所示，尺寸单位

mm。试求该柱最大长细比。

注：一种132a截面面积A=67cm2

惯性矩Iy=n080cm4

Ixi=460cm4

12.如图所示为二简支梁截面，其截面面积大小相似，跨度均为12m,

跨间无侧向支承点，均布荷载大小亦相似，均作用在梁上翼缘，钢材

为Q235,试比较梁稳定系数处,阐明何者稳定性更好？

13.一简支梁计算简图如下,截面采用普通工字钢150a,材料为Q235,

除两端支承处能制止梁端截面扭转外，跨中无任何侧向支承点，试按

整体稳定拟定荷载P大小（设计值，不计自重）

已知：①钢材强度设计值/=215初加/

②I50a，=46470c/,Wx=1860cm,Iy=1120crn,Wy=142cm

③整体稳定系数：死

集中荷载作用于上翼缘Q5

均布荷载作用于上翼缘0.44

14.求图示钢梁所能承受最大均布荷载设计值（含自重），已知梁截

面为热轧普通工字钢145a,其截面特性为：

243

A=102cmIx=32240cmwx-1430cm

13

Iy=855cmwy=114cm

材料为Q235,强度设计值/=215N/mnA梁两端不能扭转，跨中无侧向

支撑点，挠度不起控制作用，截面无削弱。整体稳定系数0b=0.44.

9000

15.如图所示拉弯构件，间接承受动力荷载。横向均布荷载设计值

为8kN/m。截面为122a,无削弱。试拟定杆能承受最大轴心拉力设

22

计值。已知：A=42cm,=3OW,ix=8.99cm,/=215N/mm。

q=8kN/m

16.用轧制工字钢136a（材料Q235）作成10m长两端较接柱，轴心

压力设计值为650kN,在腹板平面承受均布荷载设计值q=

6.24kN/mo试计算此压弯柱在弯矩作用平面内稳定有无保证？为保

证弯矩作用平面外稳定需设立几种侧向中间支承点？已知：

232

A=76.3cm,W,.=87±m,ix=14.4cm,iy=2.69cm,/=215N/mm□

q=6.24kN/m

10000

《钢构造设计原理》复习题参照答案

一、填空题

1.承载能力极限状态、正常使用极限状态

2.轻质高强、材质均匀，韧性和塑性良好、装配限度高，施工周期短、密闭性好、耐热不

耐火、易锈蚀。

3.塑性破坏、脆性破坏

4.化学成分、钢材缺陷、冶炼，浇注，轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残存应力、重

复荷载作用

5.应力集中、应力幅（对焊接构造）或应力比（对非焊接构造）、应力循环次数

6.屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能

7.焊接连接、钏钉连接、螺栓连接

8.8hf、40mm60hf

9.螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏

10.螺栓材质、螺栓有效面积

11.弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲

12.残存应力、初弯曲和初偏心、长细比

13.加强受压翼缘、增长侧向支承点

14.荷载类型、荷载作用点位置、梁截面形式、侧向支承点位置和距离、梁端支承条件

15.限制宽厚比、设立加劲肋

二、问答题

1.钢构造具备特点：①钢材强度高，构造重量轻②钢材内部组织比较均匀，有良好塑

性和韧性③钢构造装配化限度高，施工周期短④钢材能制造密闭性规定较高构造⑤钢构

造耐热，但不耐火⑥钢构造易锈蚀，维护费用大。

2.钢构造合理应用范畴：①重型厂房构造②大跨度房屋屋盖构造③高层及多层建筑④

轻型钢构造⑤塔桅构造⑥板壳构造⑦桥梁构造⑧移动式构造

3.钢构造对材料性能规定：①较高抗拉强度人和屈服点力②较好塑性、韧性及耐疲劳

性能③良好加工性能

4.钢材重要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈

服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸实验得到；冷弯性能是由冷弯实验显示出

来；冲击韧性是由冲击实验使试件断裂来测定。

5.影响钢材性能重要因素有：①化学成分②钢材缺陷③冶炼，浇注，轧制④钢材硬

化⑤温度⑥应力集中⑦残存应力⑧重复荷载作用

6.钢材在持续重复荷载作用下，当应力还低于钢材抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会

发生断裂破坏，这种现象称为钢材疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳重要因素是应力集中、应

力幅（对焊接构造）或应力比（对非焊接构造）以及应力循环次数。

7.选用钢材普通考虑因素有：①构造重要性②荷载特性③连接办法④构造工作环境

温度⑤构造受力性质

8.钢构造惯用连接办法有：焊接连接、钏钉连接和螺栓连接三种。

焊接长处：①不需打孔，省工省时；②任何形状构件可直接连接，连接构造以便；③

气密性、水密性好，构造刚度较大，整体性能较好。

焊接缺陷：①焊缝附近有热影响区，材质变脆；②焊接残存应力使构造易发生脆性破

坏，残存变形使构造形状、尺寸发生变化；③焊接裂缝一经发生，便容易扩展。

钾钉连接长处:塑性、韧性较好，传力可靠，连接质量易于检查。

钾钉连接缺陷：因在构件上需打孔，削弱构件截面；且解接工艺复杂，技术规定高。

螺栓连接长处：具备钾钉连接塑性、韧性好，传力可靠长处，又兼备安装拆卸以便，可

以多次重复使用长处，且连接变形小。

9.焊缝也许存在缺陷有裂纹、气孔、夹硝、烧穿、咬边、未焊透、弧坑和焊瘤。

10.焊缝质量分为三个级别。三级质量检查只对所有焊缝进行外观缺陷及几何尺寸检查，

其外观可见缺陷及几何尺寸偏差必要符合三级合格原则规定；二级质量检查除对外观进行检

查并达到二级质量合格原则外，还需用超声波或射线探伤20%焊缝，达到B级检查III级合

格规定；一级质量检查除外观进行检查并符合一级合格原则外，还需用超声波或射线对焊缝

100%探伤，达到B级检查II级合格规定；（见《钢构造工程施工质量验收规范》GB50205-）

11.对接焊缝构造规定有:

①普通对接焊多采用焊透缝，只有当板件较厚，内力较小，且受静载作用时，可采用未焊

透对接缝。

②为保证对接焊缝质量，可按焊件厚度不同，将焊口边沿加工成不同形式坡口。

③起落弧处易有焊接缺陷，因此要用引弧板。但采用引弧板施工复杂，因而除承受动力荷

载外，普通不用引弧板，而是计算时为对接焊缝将焊缝长度减2t。为较小焊件厚度力

④对于变厚度（或变宽度）板对接，在板一面（一侧）或两面（两侧）切成坡度不不不大

于1:2.5斜面，避免应力集中。⑤当钢板在纵横两方向进行对接焊时，焊缝可采用十字形

或T形交叉对接，当用T形交叉时，交叉点间距不得不大于次协处。

12.角焊缝计算假定是：①破坏沿有效载面；②破坏面上应力均匀分布。

表6-1角焊缱的构造要求

部位项目构造要求备注

力41.24（钢管结构除外）；

h为较薄焊件厚度“为

上限C46时,

对板边।,板边角焊缝的板件厚度

焊脚尺寸46时,与《£—

kfS为较厚煤件厚度，对自

动惇与可减ImEF对单

下限八/》1.5%当W4时,A/f

面T形焊hj应加1mm.

£为焊件厚度.

60打内力沿偏缝全长均匀分布

上限

焊缝长度者不限

1”

下阳8A,和40mm

1，111111«.

杆端与节点板j1q

长度1.

用两侧而角焊

缝连接，如右1

图

4416〃（£|>12mm时以

距离4“为较薄焊件厚度

如加n时）

搭接连接搭接眼小长度5”及25mmn为较薄焊件厚度

13.钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域内形成不均匀温度场，在高温区产生拉应力，

低温区产生相应压应力。在无外界约束状况下，焊件内拉应力和压应力自相平衡。这种应力

称焊接残存应力。随焊接残存应力产生，同步也会浮现不同方向不均匀收缩变形，称为焊接

残存变形。

焊接残存应力影响：①对塑性较好材料，对静力强度无影响；②减少构件刚度；③减

少构件稳定承载力；④减少构造疲劳强度；⑤在低温条件下承载，加速构件脆性破坏。

焊接残存变形影响：变形若超过了施工验收规范所容许范畴，将会影响构造安装、正常

使用和安全承载；因此，对过大残存变形必要加以矫正。

减少焊接残存应力和变形办法：

①合理设计:选取恰当焊脚尺寸、焊缝布置应尽量对称、进行合理焊接工艺设计，选取合理

施焊顺序。②对的施工：在制造工艺上，采用反变形和局部加热法；按焊接工艺严格施焊,

避免随意性；尽量采用自动焊或半自动焊，手工焊时避免仰焊。

14.普通螺栓连接中抗剪螺栓连接是依托螺栓抗剪和孔壁承压来传递外力。当受剪螺栓连

接在达到极限承载力时，也许浮现五种破坏形式，即螺栓被剪断、孔壁被挤压坏、构件被拉

断、构件端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。

高强螺栓连接中抗剪螺栓连接时，通过拧紧螺帽使螺杆产生预拉力，同步也使被连接件

接触面互相压紧而产生相应摩擦力，依托摩擦力来传递外力。它是以摩擦力刚被克服，构件

开始产生滑移做为承载能力极限状态。

15.螺栓排列构造规定：

①受力规定:端距限制一一防止孔端钢板剪断，＞2do；螺孔中距限制一限制下限以防止孔

间板破裂即保证》3do,限制上限以防止板间翘曲。

②构造规定:防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀，限制螺孔中距最大值。

③施工规定:为便于拧紧螺栓，宜留恰当间距。

表8.3.4螺栓或聊钉的最大、最小容许距离

最大容许距离最小容许

名称位置和方向

（取两者的较小值）距离

外排（垂直内力方向或顺内力方向）8do或⑵

中16do或24，

中垂直内力方向

心

间构件受压力12do或18t3%

间顺内力方向

排构件受拉力16ao或24t

距

沿对角线方向—

顺内力方向2do

中心至

垂直剪切边或手工气割边

构件边4do或81.5d0

内力轧制边、自动气割高强度螺栓

缘距离

方向或锯割边其他螺栓或钏钉1.2%

注：14。为螺栓或钏钉的孔径”为外层较薄板件的厚度。

2钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的螺栓或聊钉的最大间距，可

按中间排的数值采用。

16.普通螺栓抗剪连接中五种破坏形式：螺栓被剪断、孔壁被挤压坏、构件被拉断、构件

端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。以上五种也许破坏形式前三种，可通过相应强度计算来防止,

后两种可采用相应构件办法来保证。普通当构件上螺孔端距不不大于24时，可以避免端部

冲剪破坏；当螺栓夹紧长度不超过其直径五倍，则可防止螺杆产生过大弯曲变形。17.级

别代号中，小数点前数字是螺栓材料经热解决后最低抗拉强度，小数点后数字是材料屈强比

Cfy/fu）»

8.8级为：fu^800N/mm2,fy/fu=O.8

10.9级为：fu21000N/mm2,fy/fu=O.9

18.受轴心压力作用直杆或柱，当压力达到临界值时，会发生有直线平衡状态转变为弯曲

平衡状态变形分枝现象，这种现象称为压杆屈曲或整体稳定，发生变形分枝失稳问题称为第

一类稳定问题。由于压杆截面形式和杆端支承条件不同，在轴心压力作用下也许发生屈曲变

形有三种形式，即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。

19.在考虑实际轴心压杆临界力时应考虑残存应力影响、初弯曲和初偏心影响、杆端约束

影响。

20.格构式轴心受压构件一旦绕虚轴失稳，截面上横向剪力必要通过缀材来传递。但因缀

材自身比较柔细，传递剪力时所产生变形较大，从而使构件产生较大附加变形，并减少稳定

临界力。因此在计算整体稳定期，对虚轴要采用换算长细比(通过加大长细比办法来考虑缀

材变形对减少稳定临界力影响)。

21.钢梁在弯矩较小时，梁侧向保持平直而无侧向变形；虽然受到偶尔侧向干扰力，其侧

向变形也只是在一定限度内，并随着干扰力除去而消失。但当弯矩增长使受压翼缘弯曲压应

力达到某一数值时，钢梁在偶尔侧向干扰力作用下会突然离开最大刚度平面向侧向弯曲，并

同步随着着扭转。这时虽然除去侧向干扰力，侧向弯扭变形也不再消失，如弯矩再稍许增大,

则侧向弯扭变形迅速增大，产生弯扭屈曲，梁失去继续承受荷载能力，这种现象称为钢梁丧

失整体稳定。

影响钢梁整体稳定重要因素有：荷载类型、荷载作用点位置、梁截面形式、侧向支承点

位置和距离、梁端支承条件。

提高钢梁整体稳定性有效办法是加强受压翼缘、增长侧向支承点。

22.在钢梁中，当腹板或翼缘高厚比或宽厚比过大时，就有也许在梁发生强度破坏或丧失

整体稳定之前，构成梁腹板或翼缘浮现偏离其本来平面位置波状屈曲，这种现象称为钢梁局

部失稳。

组合钢梁翼缘局部稳定性计算:

梁受压翼缘自由外伸宽度b,与其厚度t之比限值：与＜15235

箱形截面受压翼缘板在两腹板之间宽度b。与其厚度t之比限值：%V40235

组合钢梁腹板局部稳定计算

①仅用横向加劲肋加强腹板:尸+一

(2)同步用横向加劲肋和纵向加劲肋加强腹板:

a.受压翼缘与纵向加劲肋之间区格（区格I）：—+-^+（—）2<1

cr\bgcrlcr\

b.受拉翼缘与纵向加劲肋之间区格（区格H）:（区+上—）2+（工）2<1

\°"c,cr2。cr2

③同步用横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋加强腹板：

a.受压翼缘与纵向加劲肋之间区格（区格I）：—+-^+（—）2<1

cr\bgcrlcr\

b.受拉翼缘与纵向加劲肋之间区格（区格H）:（区+上—）2+（工）2<1

，bcr2。c,cr2。cr2

23.轴心受压构件中整体稳定性涉及构件几何形状和尺寸（长度和截面几何特性）、杆端

约束限度和与之有关屈曲形式（弯曲屈曲、扭转屈曲或弯扭屈曲）及屈曲方向等。此外，构

件初始缺陷（残存应力、初弯曲、初偏心）和弹性、塑性等不同工作阶段性能，在计算整体

稳定期，都需要考虑到。因而，在对轴心受压构件计算整体稳定性时，引入了整体稳定系数

N

（P，计算公式为：a=—<f.在计算时，依照截面形式、屈曲方向（相应轴）和加工条

（pA

件，即可依照A对的地查取夕值计算。

压弯构件整体失稳也许为弯矩作用平面内（弯矩普通绕截面强轴作用）时弯曲屈曲，但

当构件在垂直于弯矩作用平面内刚度局限性时，也可发生因侧向弯曲和扭转使构件发生弯扭

屈曲，即弯矩作用平面外失稳。在计算其稳定性计算时，除要考虑轴心受压时所需考虑因素

外，还需考虑荷载类型及其在截面上作用点位置、端部及侧向支承约束状况等。平面内失稳

计算中，引入等效弯矩系数以砍，截面考虑塑性发展，对于实腹式压弯构件，计算公式为

—+------&J--------</o平面外失稳计算，同样引入等效弯矩系数月X，计算

0.8N/NEX）‘X

公式为“匕+冬必〈了。

化M0Mx

可见，压弯构件整体稳定计算比轴心受压构件要复杂。轴心受压构件在拟定整体稳定承载

能力时，虽然也考虑了初弯曲、初偏心等初始缺陷影响，将其做为压弯构件，但重要还是承

受轴心压力，弯矩作用带有一定偶尔性。对压弯构件而言，弯矩却是和轴心压力同样，同属

于重要荷载。弯矩作用不但减少了构件承载能力，同步使构件一经荷载作用，及时产生挠曲，

但其在失稳前只保持这种弯曲平衡状态，不存在达临界力时才突然由直变弯平衡分枝现象，

故压弯构件在弯矩作用平面内稳定性属于第二类稳定问题，其极限承载力应按最大强度理论

进行分析。

24.局部稳定性属于平板稳定问题，应应用薄板稳定理论，通过限制翼缘和腹板宽厚比所

保证。拟定限值原则：构成构件板件局部失稳应不先于构件整体稳定失稳，或者两者等稳。

轴心受压构件中，板件处在均匀受压状态；压弯构件中，板件处在各种应力状态下，其影响

因素有板件形状和尺寸、支承状况和应力状况(弯曲正应力、剪应力、局部压应力等单独作

用和各种应力联合伙用)，弹性或弹塑性性能，同步尚有在腹板屈曲后强度运用问题。

三、计算题：

1.解：

一、拟定对接焊缝计算截面几何特性

1.计算中和轴位置(对水平焊缝形心位置取矩)

(30-1)x1x15.5

y=+0.5=9.9cmyb=31-9.9=21.1cm

a(30-l)xl+(20-l)xl

2.焊缝计算截面几何特性

所有焊缝计算截面惯性矩

3224

Iw=^-xlx(30-l)+(30-l)xlx6.1+(20-l)xlx9.4=4790az?

所有焊缝计算截面抵抗矩

w”I4790...3儿4790

此=——w=----=484cm=——=------=22/cm3

ya9.9%21.1

腹板焊缝计算截面面积C=(30-1)X1=29cm2

二、验算焊缝强度

1.a点

M220x20x1()4

cr==------------；—=90.9N/mn/</：'=185N/M笳(满足)

c484x103f

2.b点

220x20x2

ab=2L=^0=193.8iV/mm<=185N/M〃(满足)

阅227x103f

F220x103

=75.9A^/mm2

w2

Aw29xl0

折算应力

A/CT2+3r2=7193.82+3x75.92=234.2N/mn~<1.If=236.5N/mm?

2.解:

Nx=Nsin8=390xsin6伊=337.7兑V

P

Ny=Ncosd=390xcos60=195fcN

N,337.7xlQ3

=1581NIm品

%2x0.7x8(200-10)

195x1()3

=91.6N/mnr

2x0.7x8(200-10)

I158.7

)2+91.62=159MPa</；=160Mpa(满足)

V1.22

3.解:

N3=0.7%W43•乃仁=。7X6X160X1.22X160X10-3=13L2AN

$=&N—/=0.7x529—131.2/2=304.7左N

N?=K2N—B=0.3x529—131.2/2=93.1左N

，一_M__304.7x103_22为〃，

12x0.7%/；2x0.7x6x160

,2=M=93.1X103=69,n，n

2x0.7%/；2x0.7x6x160

4.解：

3

端缝：N[=2Z;x7iex/7/x/7=2x320x0.7x6xl.22xl60xW=5247左N

侧向：N2=N-N,=1250-524.7=725.3左N

rMU725.3X103<MUC。

4=--------------1-5=-------------1-5=275mm=28cm

迎4x0.7x%x/；'4x0.7x6x160

盖板全长

L=2LW2+1cm=2x28+1=57cm

5.解:

a)[«〃]=《,打=2x£x2O2xl3OxlO_3=81.7kN

即]==20x18x305x10-3於kN

RI=2\口KN

L-hnin

N600

b)y.3KN取8个

81.7

c)排列中距3d°=64.5取80

端距2do=43.0取50

边星巨1.540=32.25取40

d)净截面验算

1-14=(160-2x21.5)xl8=2106W

(y=—=GQl'=28®P(>215MPa

A,2106

阐明净截面强度不够，接头不能承受600kN拉力，经验算，盖板应采用12mm

厚钢板，被连接板应采用25mm钢板。

e)拼接板长

I=2x(2x50+3x80)+10=69。7177t

6.解:

一、螺栓所能承受最大轴心力设计值

TTX21

单个螺栓受剪承载力设计值=nv=2x-^―x130x—=81.6kN(N^in)

单个螺栓承压承载力设计值N：=2xL4x305xj=85.4M

连接螺栓所能承受最大轴心力设计值N=nN黑=9x81.6=734.4左N

二、构件所能承受最大轴心力设计值

2

I-I截面净截面面积为黑=(Z?-n1Joy=(25-1x2.15)x1.4=32cm

II-II截面净截面面积为

22222

A"=[2弓+(々-1)V«+e-nAd0]r=[2x5+(3-1)A/4.5+7.5-3x2.15]x1.4=29.46an

112

in-III截面净截面面积为A'=(b-nnid0X=(25-2x2.15)x1.4=28.98cm

三个截面承载设计值分别为

IT截面：N=A"=32x102*215=688000V=68/N

H—H截面：N=怨f=29.46x1o2x215=633400V=633.4kN

HI-HI截面：因前面I—I截面已有以个螺栓传走了(力/n)N力，故有(1—以)N=A，/

n

N=人廿

=28.98x102x215=7O1oOav=7oW

"当d-1/9)

n

构件所能承受最大轴心力设计值按II-II截面N=633.4雨

三、连接盖板所能承受轴心力设计值(按V-V截面拟定)

2

A：=(b-nvd0)t=(25-3x2.15)x2x0.8=29.68cm

N=A；；/=29.68x102x215=638100V=6381W

通过比较可见，接头所能承受最大轴心力设计值应按构件n—n截面承载能力取值，即

=633.4左N。再者，若连接盖板不取2块8mm厚钢板而去2块7mm，即与构件等厚，

则会因开孔最多其承载力最小。

7.解:

一、摩擦型高强度螺栓所能承受最大轴心力设计值

单个螺栓受剪承载力设计值=0.9%W=0.9x2x0.3x155=83.74N

连接一侧螺栓所能承受最大轴心力设计值N=〃4n=9x83.7=753.3依V

二、构件所能承受最大轴心力设计值

毛截面：N=Af=250x14x215=752500V=7525左N

I-I截面净截面面积为=(Z?—)?=(25—1x2.15)x1.4=32cm2=1,n=9

N=4"=32x10-x；15=7285OQV=7285左N

即

1-0.5^l-0.5x

n9

II-II截面净截面面积为

A"=[2e,+(%-l)^a2+e2-]r=[2x5+(3-1)V4.52+7.52-3x2.15]x1.4=29.46cm2

N=4"=29.46xlC)2：215=760100v=76QW

nI

1—0.5」l-0.5x-

n9

2

III-III截面净截面面积为缙=(b—nnid0)/=(25—2x2.15)x1.4=28.98cm

因前面I—I截面已有以个螺栓传走了(MN力,故有(1—2―0.5皿)3r

nnA；

N=------------=28.98x10,x2；5=8。1100V=801.KN

(1』-0.5叼(l-l/9-0.5x2)

nn9

构件所能承受最大轴心力设计值按II-II截面N=728.5M

三、连接盖板所能承受轴心力设计值(按V-V截面拟定)

2

A：=(b-nvd^t-(25-3x2.15)x2x0.8=29.68cmnv=3,〃=9

N=A"=29.68x102；15=755700V=765.7kN

1-0.5^l-0.5x3

n9

通过比较可见，接头所能承受最大轴心力设计值为Nmax=7285左N。与上题比较增大

AA^=728.5-633.4=95.W=

8.解：

打〃7FX?21

单个螺栓受剪承载力设计值N：=%上一于：=2义士——xl30x—=81.7^

vV4410

单个螺栓承压承载力设计值N?=0t•于:=2xl.0x305x^=6W

连接螺栓所能承受最大轴心力设计值N=nN]=4x61=244WV

节点板净截面抗拉承载力：N=1Ox(400-4x21.5)x215=675/tN

故连接承载力为N=244M

9.解:

77z/277"X921

单个螺栓受剪承载力设计值="—于：=lx-----xl30x—=40.8W

vV4V410

单个螺栓承压承载力设计值N：=2x2.0x305x：=122M

故应按N鼠=N：=4Q8左N进行验算

偏心力F水平及竖直分力和对螺栓群转动中心距离分别为:

4

N=—x60=48左N,e=18cm

5xr

3

V=—x60=36kN,e=7.5cm

5yv

7=+匕％=48x7.5+36xl8=100&N

扭矩T作用下螺栓“1”承受剪力在x,y两方向分力:

—1008*7-5=23.264N

C4x52+4x7.52

Tx1008x5

x=15.5W

4x52+4x7.52

轴心力N、剪力V作用下每个螺栓承受水平和竖直剪力:

V

n

螺栓“1”承受合力:

Nmax=7«+<)2+(<+<)2

=7(23.26+12)2+(15.51+9)2=42.94左N>N鼠=40.84N(不满足)

10.解:

A=2(20x500)+500x8=24000nm2

-=—x8x50tf+2x20x500x260?=1435xl06mm4

*12

1435x106年45mmLU39.2

24000x245

I=2x—X2OX5OO3=4167xl06/T7/n4

,12

4167x106L9600…

----------二132mm4=—=-------=72.7

24000*iyv132

07

Ay.0=0.739---(0.739-0.732)=0.734

N<(p-A-f=0.734x24000215=378744%=378744女N

L1000

=77.78

12.86

224

Ix=2(41+AX15)=2X(460+67x15)=3107ftm

I31070ye.,L1000公，，

1——J---------15.23CT71===65.66

2AV2x67

*iyv15.23

77[460cL80

4=ol==3U.33

AV67%2.62

力=若=A/65.662+30.532=72.41

・/max=4=77.78

12.解:

一、第一截面：

1.截面几何特性：

A=2(16x300)+1200x10=21600nm2

I=—X1OX12OO5+2x16x300x6082=4.99xl09mm4

“12

J=2x—X16X3OO3=1.2X1G1mm

y12

3

=4.99x10=8.1义106-病=810Cb7n

616

7.2xlO7……

-----------=5/./mm=JJ]icm

21600

迹=208

57.7

2.梁稳定系数:

/3.=0.69+0.13义必=0.69+0.13义120031，=076

bbh300x