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钢结构试卷及答案。

简答题:(共 ?分)

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?( 分)

、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式:

w t h 0≤ ???????y

f 235

) ,当腹板局部稳定不满足要求时,可采取三种措施:①加大腹板厚度;②加加劲肋,减小腹板高度;③计算时取有效截面。

?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?( 分)

、普通螺栓的五种破坏形式:①螺栓杆被剪坏;②螺栓杆或板件挤压破坏;③板件端部剪坏;④板件被拉断;⑤螺栓杆受弯破坏。其中③⑤通过构造保证,③通过限制端距≥ ??,⑤通过限制板叠厚度≤ ?,其中?为螺栓直径,??为螺栓孔径,①②④通过计算保证。

、简述影响钢材力学性能的主要因素。( 分)

、①化学成分的影响:包括碳,硅,锰及一些有害元素硫,磷,氧,氮等。②冶金缺陷的影响:如偏析,非金属夹杂,裂纹,分层。③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。④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。⑤温度的影响:⑥应力集中的影响。

、简述钢材选用的原则。( 分)

、①结构的类型和重要性。重要结构选用质量较高钢材。②荷载性质,动荷载下选用好钢材。③连接方法,焊接选用较好钢材。④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。⑤受力性质。如受较大拉力的结构选用好钢材。

一、 计算题:(共 ?分)

、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?= ???,螺栓 ??,孔径 ???, ? 级,摩擦面的抗滑移系数μ ???,高强螺栓的设计预拉力 ? ???。不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计值的影响。( 分)

解:

螺栓群形心 处的内力有:

轴心拉力33

30018055

T N kN ==?=;( 分)

剪力44

30024055

=

=?=V N kN ;

( 分) 弯矩1807.0/2630M Te kN cm ==?=? ( 分)

在?、 作用下,最上排螺栓受力为最不利,一个螺栓所受的拉力为:

11222180630(6.57.0/2)36.53282[2 3.52(3.5 6.5)]

i My T N kN n y ?+=

+=+=∑??+?+( 分) 一个螺栓所受到的剪力为:240

308

v V N kN n =

==( 分) 一个高强螺栓受拉承载力设计值:0.80.8155124b t N P kN ==?=( 分)

一个高强螺栓受剪承载力设计值:0.90.910.515569.75b

v f N n P kN μ=??=???=

( 分)

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、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 ? ???·?、剪力设计值??? ??时,试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为?? ??。( 分)

2

2202501130

A cm

=??+?= ( ??分)

324

1501222202664496.7

=?+???=

x

I cm ( 分)

3

2022612512.51352.5

x

S cm

=??+??= ( ??分)

3

1

220261040

S cm

=??=( ??分)

3

1

64496.7272388.8

==

x

W cm( ??分)

截面边缘纤维最大正应力:

6322

1

40010/(1.052388.810)159.5/205/ ==???=<=

x x

M W N mm f N mm σγ 满足要求;( 分)

腹板中央截面最大剪应力:

33

22

4

580101352.510

121.6/125/

64496.71010

???

===<=

??

x

v

x w

VS

N mm f N mm

I t

τ 满足要求;( 分)

腹板上边缘处:

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、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?? ????,?? ??级钢,f ? ?/?? ,截面绕?轴为?类截面、绕?轴为?类截面,截面无任何削弱。( 分)

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解:

2

=?+??=;( 分)

A cm

250.8225 1.490

3240.825/12225 1.4(12.50.7)13238.5x I cm =?+???+=;( 分)

334250.8/122 1.425/123646.9=?+??=y I cm ;

( 分) 13238.59012.13;3646.990 6.37======x x y y i I A cm i I A cm ( 分)

60012.1349.46x ox x l i λ===;绕?轴属?类截面,所以查表得0.859x =?( 分)

3006.3747.10===y oy y l i λ;绕?轴属?类截面,所以查表得0.793y ?=( 分) 所以322150010210.22150.7939000y N N mm f N mm A ??==<=?整体稳定满足要求。

( 分)

截面无削弱,故强度自然满足。( 分)

0250/831.25250.5250.549.4649.73w h t λ==<+=+?=( 分) 1250-8/2/148.64100.1100.149.4614.95==<+=+?=b t λ()( 分)

所以局部稳定也能满足要求。

、如图所示,该连接承受 ? ???的静力集中荷载设计值作用,钢材为?? ??,焊条为? ??型,焊脚尺寸8f h mm =,角焊缝强度设计值

2160f w f N mm =,验算该连接的角焊缝强度是否满足要

求。( 分)

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250/831.25250.5250.549.4649.73 w

h tλ

==<+=+?=( 分)

1

250-8/2/148.64100.1100.149.4614.95 ==<+=+?=

b tλ

()( 分)

所以局部稳定也能满足要求。

解:

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分 分

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