钢结构辅导资料七
主题：第三章钢结构的连接
第四节角焊缝构造及计算
第五节焊接残余应力和残余变形
学习时间：2014年5月12日－5月18日
内容：
这周我们将学习本门课的第三章钢结构的连接。
第三章钢结构的连接
第四节角焊缝构造及计算
第五节焊接残余应力和残余变形
一、学习要求
1、掌握角焊缝构造及计算；
2、熟悉焊接残余应力和残余变形。
二、主要内容
基本概念：角焊缝，残余应力和残余变形。
知识点：角焊缝连接的方法、构造要求、设计和计算；焊接残余应力和残余变形的影响与防止的措施。
（一）角焊缝构造及计算
1、角焊缝的工作性能与特点
（1）角焊缝不是焊件截面的延续，而是焊在焊件的边缘。分直角角焊缝和斜角角焊缝，前者用于相互成正交的两个焊件之间的连接，后者用于斜交的两个焊件之间的连接，如钢管结构。
（2）按受力方向不同，角焊缝分正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝三种。角焊缝的受力很复杂，正面角焊缝受拉、弯和剪，以受拉为主，因而承载力和弹性模量都较高。侧面角焊缝也受拉、弯和剪，但以受剪为主，因而承载力和弹性模量都较低。
图7.1 正面角焊缝的应力分析
图7.2 侧面角焊缝的应力分析
直角角焊缝的截面形式：
① 普通式：同于一般情况。
② 平坦式：常用于动荷结构中的端焊缝。 ③ 凹面式：常用于动荷结构中的侧焊缝。 应力状态分析和破坏位臵：
① 侧焊缝：侧焊缝受轴心力作用，主要承受剪力。
破坏源：两端焊口缺陷处。 破坏截面：在最小截面上。
② 端焊缝：端焊缝受轴心力作用，应力状态复杂，两焊脚边均有拉力、应力、剪力作用。
破坏源：在焊根应力集中处。
2、角焊缝的构造要求
（1）最小焊脚尺寸min f h ——防止焊缝冷却过快产生裂缝。
①手工焊：min f h =
②自动焊：min 1f h mm =
③T 形单面焊缝：min 1f h mm = ④当 4t mm ≤时：min f h t =
注：max t 为较厚焊件的厚度(单位为mm)。
（2）最大焊脚尺寸max f h ——避免焊件产生脆裂、烧穿。 ①一般情况：max min 1.2f h t =
②搭接连接：max (6)
(12)(6)f t t mm h t mm t mm ≤?=?--??
注：min t 为较薄焊件的厚度(单位为mm)。
（3）最小计算长度min w l ——防止弧坑缺陷所占比重太大，焊缝连接不够可靠min 8w f l h =且40mm ≥
（4）最大计算长度max w l ——防止应力分布不均匀 （5）搭接长度：min 5l t ≥ ，且25mm ≥。
（6）两板搭接仅用侧焊缝时要求 l b ≥（避免应力过分弯折）
图7.3 角焊缝的搭接宽度要求 图7.4 搭接长度要求
（7）转角处应作绕角焊——防止应力集中 （8）采用断续角焊缝时 焊缝之间的净距：受压构件中：≤min l 15t
受拉构件中：≤min l 30t
3、角焊缝的连接计算
（1）角焊缝的基本计算公式： 基本计算公式：
当作用力N 平行于焊缝长度方向时：
w f f e w
N f h l τ=
≤∑
当作用力N 垂直于焊缝长度方向时：
w f f f e w
N
f h l σβ=
≤∑
当平行和垂直于焊缝长度方向均有作用力时：
w f f 其中 1.0()
0.71.22()f e f h h β?==??
动荷静荷
（2）在轴心力N 作用下角焊缝的计算：
轴心力的性质：
①力通过焊缝群形心；
②认为焊缝的应力是均匀分布。 用双盖板连接时，选盖板：
①盖板宽小于被连接的构件宽；
②双盖板截面面积大于被连接构件的截面面积。 a.仅用侧焊缝连接：
4w f f e w
N
f h l τ=
≤ 设计时，通常先假定焊脚尺寸f h ，求得每条焊缝计算长度为
440.7w w w
e f f f
N N
l h f h f ≥
=? 每条焊缝实际长度为10w l l mm =+ (未用引弧板)。 b.仅用端缝连接：
2w f f f e w
N
f h l σβ=
≤ c.采用三面围焊：
①先确定f h ；
②计算端焊缝的承载力：
''
20.7w w e w f f f f f N h l f h b f ββ==?∑
③侧缝受力为N-N'，按'
4w f e w
N N f h l -≤
计算每条侧焊缝计算长度'
40.7w w
f f
N N l h f -≥?。 侧缝实际长度：5w l l mm =+ (一侧一个弧坑缺陷)。 d.菱形拼接板连接：
传力焊缝有端焊缝、侧焊缝和斜焊缝。 简化计算：
()
w f f
e w N
f h l β
≤∑
f β 取值：
①承受静荷或间接动荷：
1.0()1.22())
f β?
???
??侧焊缝端焊缝斜焊缝 ②直接承受动荷： 1.0f β=
（3）在弯矩M 、剪力V 和轴心力N 共同作用下的顶接角焊缝计算
①受力分析：将外力N 和F 向焊缝群形心O 简化，则焊缝同时受轴心力N 、剪力V=F 和弯矩M=Fe 的作用。
②应力计算：
22N f
e w
V f e w M f e
N
h l V
h l M W στσ==
=
式中 e h ——焊缝有效厚度；
w l ——焊缝的计算长度；
e W ——焊缝有效截面对中和轴的抵抗矩。 ③验算危险点A ：
w f f ≤
（4）在扭矩T 、剪力V 和轴力N 共同作用下搭接连接计算
①受力分析：将外力N 和F 向焊缝群形心0简化，则焊缝同时受轴心力N 、剪力V=F 和扭矩T=Fe 的作用。
②应力计算：
N f e V f e
N
A V A τσ==
e A ——焊缝有效截面总面积 扭矩T 作用下，A 、A'应力最大。
00T A x y
T r
I I I I τ?=
=+——极惯性矩将T
A τ沿x,y 轴分解
y T fx x y T x
fy x y
r T I I r T
I I τσ=+=+
x r ，y r ——r 在x 、y 轴上的投影长度
x I ，y I ——分别为角焊缝计算截面对x 轴和y 轴的惯性矩
③验算危险点A ：
w f f
4、角焊缝计算之特点 角焊缝的计算具有如下特点：
①不论角焊受力多么复杂及属于何种角焊缝，其设计强度均取w f f 。 ②国内外大量的实验表明，不论何种角焊缝，其破坏均是沿其最小厚度截面发生破坏，因此对直角角焊缝的计算厚度均取有效厚度0.7e f h h =进行计算，其计算面积为0.7e f w A h l =∑。
③对于复杂受力情况下，角焊缝的计算公式均可采用“向量求和”方法来建立。首先利用材料力学方法计算出危险点上沿焊缝轴线和垂直于轴线两个方向上
的应力分量，在扭矩作用下的应力分量T fy σ和T fx τ，在V 作用下的应力分量T fy σ，
在N 作用下的应力分量T fx τ（一般情况下，沿轴线方向上的应力分量用τ来表示，垂直于轴线方向上的应力分量用σ来表示），再求出两个方向上的应力分量的代
数和，如V T f fy σσ+和N T f fx ττ+；由于两个方向相互正交，因此危险点上的应力应该
是这两个方向上应力代数和的向量和，求和时，因垂直于轴线方向的应力分量相当于端焊缝的受力情况，在静力荷载作用时，要考虑其强度的提高除以系数f β；最后与设计强度w f f 比较即可。
（二）焊接残余应力和残余变形
1、焊接残余应力的成因及影响
焊接残余应力：指焊缝金属冷却后残留焊缝和构件内的自平衡的内应力。 焊接残余应力的形式有以下三种：
（1）纵向焊接残余应力，残余应力方向平行于焊缝长度方向。
原因：焊接时，焊缝及邻近区温度最高，(可达1600℃以上)，产生沿焊缝方向的纵向伸长，但伸长量会因钢板的整体性而受到焊缝两侧未加热区域的限制，由于这时焊缝金属是熔融塑性状态（钢材达到600℃时软化），伸长虽受限制，却
不产生应力。随后焊缝金属冷却恢复弹性，收缩受两侧钢板限制而导致焊缝金属受拉，两侧钢板则因焊缝收缩倾向牵制而受压，形成纵向焊接残余应力。
（2）横向残余应力，残余应力方向垂直于焊缝长度方向。 原因：
①焊缝纵向收缩将使两块钢板有相向弯曲的趋势。但钢板已焊成一体，弯曲变形将受到一定的约束，因此在焊缝 中段产生横向拉应力，在焊缝两端产生横向压应力。
②横向残余应力的产生与施焊顺序有关。先焊好的部分冷却凝固恢复弹性较早，将阻碍后焊部分自由收缩，因此先焊部分横向受压，而后焊部分横向受拉，形成所示的应力分布。
（3）厚度方向的残余应力。
原因：较厚钢材焊接时，厚度中部冷却此表面缓慢，会引起厚度方向的焊接残余应力Z σ，外部为压应力，内部为拉应力。且纵向和横向残余应力Y σ、X σ在厚度方向为不均匀分布。
焊接残余应力对结构发承载能力的影响是多方面的，一般情况下，当结构受静力荷载时，不影响其静力强度，但却会降低构件的刚度和稳定性。焊接残余应力还会降低材料的抗疲劳性能，尤其对低温冷脆性影响很大，因此提高结构抵抗低温冷脆能力的重要措施之一是降低消除焊缝中的残余应力。
2、焊接残余变形
焊件在焊接和冷却过程中受热和冷却都不均匀，除产生焊接残余应力外，还将产生焊接残余变形。一般情况下,如果焊接时严格限制和约束变形，则残余变形小，而残余应力增大；反之如果允许焊件自由变形，则残余应力较小，而残余变形增大。
焊接变形包括纵向收缩、横向收缩、角变形、波浪变形和扭曲变形等。 3、减少和消除焊接残余应力和残余变形的措施 （1）设计方面：
①选用适宜的焊脚尺寸和焊缝长度。最好采用细长焊缝,不用粗短焊缝。 ②焊缝应尽可能地对称布臵。
③尽量避免焊缝过度集中和多方向相交。 ④连接过渡尽量平缓。
⑤焊缝布臵应尽可能考虑施焊方便，尽量避免仰焊。 （2）制造加工方面：
①焊件预热法：在可能条件下(例如焊件尺寸较小),在焊接前将构件预热至200-300℃，以便减小焊缝的均匀收缩和冷却速度，从而减少焊接应力。
②锤击法：焊接后，用铁锤轻击焊缝，可减少焊缝中部的约束，从而达到减小厚度方向的焊接应力。
③退火法：对不太大的构件，焊成后加热至600-650℃,然后慢慢冷却, 可有效地消除焊接应力。
④选择适当的施焊顺序：对于长焊缝可采有分段退焊法跳焊；对于厚焊缝可采用分层施焊；对于工字形截面采用交错焊等。目的是减小焊接应力变形。
⑤反变形法：施焊前使构件有一个和焊接变形相反的变形，冷却后产生的焊接变形与预变形正好抵消。
⑥用机械方法校正变形：当构件的焊接变形超过规定限值时，可进行局部加
热，然后校正。 三、典型习题
计算题
如下图所示为一拼接盖板的对接连接。已知钢板宽度240B mm =，厚度16mm ，拼接盖板宽度190b mm =，厚度12mm 。承受计算轴心力800N kN =（静力荷载），钢材为235Q ，焊条43E 型，手工焊。试设计角焊缝的焊脚尺寸f h 和
焊缝的实际长度l 。（2
1
60/w
t f N m m =）
解：根据对接钢板和盖板厚度确定角焊缝的焊脚尺寸f h
,max (1~2)12(1~2)(11~10)f h t mm mm mm mm =-=-=
且,min 1.56f h mm === 取8f h mm =。
（1）采用侧面角焊缝连接如下图（a ）所示
所需焊缝总计算长度
32800108930.78160/w w e t N N
l mm
h f mm N mm ?===??∑ 共有4条侧焊缝，一条焊缝的需要长度为
893228239.34
4w
f l
mm
l h mm mm =
+=
+?=∑
实际长度取为240l mm =。l d >，
且22402822460480w f f l l h mm mm mm h mm =-=-?=<=，
又864w f l h mm >=。满足构造要求。两块连接钢板间距离10mm ，所需盖板长度
210224010490w L l mm mm mm mm =+=?+= （2）采用三面围焊（如下图（b ）所示） 双面正面角焊缝长度32190380w l mm mm =?=
233 1.220.78380160/415.4w f e w t N h l f mm mm N mm kN
β==????=
所需侧面角焊缝的总计算长度为
3
32(800415.4)104290.78160/w w e t N N l mm
h f mm N mm --?===??∑ 一条侧面角焊缝所需实际长度为
42981154
4w
f l
mm
l h mm mm =
+=
+=∑
所需盖板长度为
210211510240L l mm mm mm mm =+=?+=
题目一：钢板用高强度螺栓摩擦型连接的承载力 如下图所示，双盖板拼接的钢板连接。钢板钢材为Q235号钢。采用摩擦型高 强度螺栓连接，螺栓性能等级为10.9级，M20螺栓孔径d 。为21.5mm 。构件接 触面经喷砂后涂无机富锌漆， J =0.35。作用在螺栓群重心处的轴向拉力 N 二800kN 。 要求：验算承载力。 解：根据钢结构规范7.2.2 忧=0.9g ” p=0.9 X 2X 0.35 X 155=97.65KN 螺栓群可承受拉力验算： N=10X 97.65=976.5KN > 800KN 螺栓群承载力符合要求; 无栓孔削弱的钢板承载力验算： N=Af=14X 370X 215=1113.7KN > 800KN 无削弱截面满足; 栓孔处净截面验算(考虑孔前传力)： _ AJ 14X(370-5X21^)X215 證 l-0-SX^ 削弱截面满足； 故承载力满足要求。 a 0141 9 二 1053.5KN>800KN
题目三：轴心受压柱整体稳定计算 一重型厂房轴心受压柱，截面为双轴对称焊接工字钢，如图所示，翼缘为轧制, 钢材为Q390该柱对两个主轴的计算长度分别为l °x "5m , l °y =5m 要求：试计算其最大稳定承载 力N max 。 解： （1）截面特性计算: A =2 80 40 120 -2 4 3 = 976cm 2 1 80 1203 -77 1123 A 2.51 106cm 4 12 A =2 — 4 803 =3.41 105cm 4 12 976 （2）稳定承载力计算： 查表得，x =0.851, \ =0.811 2 7 N max 二 y Af =0.811 976 10 315 = 2.49 1 07N 题目四：摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接有何差异？ 答：高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别 高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧， 足以 产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，当受剪力时，按照设计和受 力要求的不同，可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种， 两者的 本质区别是极限状态不同，虽然是同一种螺栓，但是在计算方法、要求、适用范 围等方面都有很大的不同。 在抗剪设计时，高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达 到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态， 也即是保 Ix iy i y 5 3 ?41 10 =18.69cm A i x I 5 2.51 10 0.71cm
大连理工大学《钢结构》大作业 学习中心： 姓名： 学号： 题目一：（必答的题目）螺栓连接。 试设计如下图所示的焊接工字形截面梁的工地拼接接头。其截面为：翼缘—380mm×20mm，腹板—1000mm×10mm，钢号Q345。采用摩擦型连接高强度螺栓，接触面喷砂处理，接头处的弯矩和剪力设计值为M=800KN·m，V=600KN。验算，上、下翼缘的拼接接头需要的螺栓数目。螺栓要求为10.9级M22螺栓。
n 1000 解：受力最大的为最上排螺栓，所受剪力和拉力为： kN n N N v 1540 600=== kN y m y M N 5.67) 160*280*2(*2160*10*8002 232 1 1 1=+==∑ 单个螺栓的抗剪承载力： kN P n N f b v 75.69155*5.0*1*9.09.0===μ kN P N b C 124155*8.08.0=== 拉剪共同作用：1759.0124 5 .6775.6915＜=+= +b i i b v v N N N N 所以上、下的拼接接头需要的螺栓数目如图所示40颗是安全的
题目三：双角钢屋架端斜杆截面整体稳定性验算 已知钢屋架的端斜杆，截面为双角钢2∟125×80×10，长肢相连，如下图所示，承受 的轴心拉力设计值 y y x x 12 2∟125×80×10 ，两主轴方向计算长度分别为 y y x x 12 2∟125×80×10 ，试验算此 截面的整体稳定性。钢材为Q235。 y y x x 12 2∟125×80×10 解：本题为双角钢轴压构件整体稳定验算，由于截面为单轴对称的构件，因此， 绕非对称轴x 轴的长细比用0x x x l i λ=计算，但绕对称轴y 轴应取计及扭转效 应的换算长细比yz λ代替 y λ。 （1）计算用数据 由附表可得： 2 215/f N mm =， 2 39.4A cm =， 3.98x i cm =， 3.39y i cm = （2）计算长细比 0240 60.303.98 x x x l i λ=== 0240 70.803.39 y y y l i λ===
大连理工大学《钢结构》大作业 学习中心：XXXX学习中心 姓名：XXX 学号：123456
题目一： 试设计一双盖板的角焊缝对接接头。已知钢板截面为300mm ×14mm ，承受轴心力设计值N=800KN （静力荷载）。钢材Q235-B ，手工焊，焊条E43型，如图（a ）所示。 若改成如图（b ）所示的菱形盖板，验算连接强度。 N 图a N 图b 解： 根据和母材等强度原则，取2-260×8盖板，钢材Q235，其界面面积为： A=2×26×0.8=41.6cm 2≈30×1.4=42cm 2，
确定焊缝高度： mm t mm h f 7~6)2~1(8)2~1(＜h 6fmax =-=-== ＜mm t h f 6.982.12.1min max =?== ＜mm t h f 6.5145.15.1max min =?== 因为t=8mm ＜ 12mm ，且b=260mm ＞200mm ，为防止因仅用侧面角焊缝引起板件扭曲过大，故采用三面围焊。 正面角焊缝能承受的内力为 1N =2×0.7 w f f w f f l h β1=2×0.7×6×100×1.22× 160 =164000 N=164 kN 焊接缝能承受的内力为： 03.1) 197 80(3111 3sin 112=-=-= θβθf w f f w f f l h N θβ227.022??==2×2×0.7×6×197×1.03×160 =545000 N=545 kN 侧面角焊缝能承受的内力为： w f f w f f l N θβ33h 7.022??===2×2×0.7×6×（50-6）×160 =118000 N=118kN 接头一侧能承受的内力为： ∑N= 321N N N ++=164+545+118=827 KN ＞N=800 kN （满足要求） 改用菱形后盖板长度有所增加，但焊缝受力情况有较大改善。 题目二：强度验算 如下图所示的两端简支的焊接组合截面H 型钢梁，受静力荷载作用， 200P kN =，钢材为Q235B 级钢2215/f N mm =，2125/v f N mm =，试验算跨中荷载P 作用位置的强度是否能够满足要求？
大连理工大学《钢结构》大作业 题目一：压弯杆计算 如下图所示的偏心受压柱，压力kN F 900=（设计值）。静力荷载，偏心距m m 150e 1=，m m 100e 2=。焊接T 形截面，翼缘为焰切边。压力作用于对称轴平面内翼缘一侧。杆长8m ，两端铰接，杆中央在侧向（垂直于对称轴平面）有一支点。钢材Q235。 试问，试求出压弯杆件的‘ EX N 。 解：（1）截面几何特性 2124802030036018mm A =?+?= 368 11068.1109 1083.1mm W x ?=?= 35821075.6271 1083.1mm W x ?=?= mm i x 1.121124801083.18=?=mm i y 18.6012480 1052.47 =?= （2）荷载计算 KN F N 900== mm N M .1035.115010900831?=??=mm N M .10910010900732?=??= （3）弯矩作用平面内整体稳定验算 m l ox 8= 9.654 .1218000==x λ 查b 类775.0=x ? 883.010 35.110935.065.087=??+=mx β05.11=x r 2.12=x r
（按塑性设计∴=?-=1305.720 2183001＜t b ）N N Ex 52 521006.539.651.1124801006.2?=????='π 对受压侧： ) 8.01(11Ex x x x mx x N N W r M A N '-+βφ 2255683 2053.1712 .781.93)1006.531098.01(1068.105.11035.1883.012480 775.010900mm N ＜f mm N ==+=???-????+??= 对受拉侧： 2 25 5 58 512220567.11477.1861.72)1006.5310925.11(1075.62.11035.1883.012480109) 25.11(mm N ＜f mm N N N W r M A N Ex x x x mx ==-=???-????-?=--β （4）弯矩作用平面外的整体稳定验算 9.13218 .6080008===y oy m l λ 查b 类374.0=y ? 883.010 35.110935.065.087 =???+=tx β 708 .09.1320022.01235 0022.01=?-=-=y y b f λ? 2 26 8 5120505.29323 .10082.1921068.1708.01035.1883.0112480374.0109mm N ＞f mm N W M A N x b x tx y ==+=?????+??=+?βη?
1: 单选题(6分) 钢结构计算结构或构件的强度、稳定性以及连接强度时，应采用（）。A: 荷载最大值 B: 荷载标准值 C: 荷载设计值 D: 荷载组合值 正确答案:C 2: 单选题(6分) 垂直于受力方向，螺栓中心至板件(构件)边缘的距离为（）。 A: 栓距 B: 端距 C: 边距 D: 以上均不对 正确答案:C 3: 单选题(6分) 结构在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的能力称为（）。A: 安全性 B: 适用性 C: 耐久性 D: 可靠性 正确答案:D 4: 单选题(6分) 钢材的设计强度是根据（）确定的。 A: 比例极限 B: 弹性极限 C: 屈服强度 D: 极限强度 正确答案:C 5: 单选题(6分) 当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性()。 A: 下降 B: 升高 C: 不变 D: 升高不多 正确答案:A 6: 多选题(9分) 钢结构主要可应用于（）。 A: 大跨度结构 B: 重型工业厂房结构
C: 多、高层建筑结构 D: 桥梁结构 E: 水利、港口、海洋工程结构 正确答案:A,B,C,D,E 7: 多选题(9分) 螺栓连接的缺点有（）。 A: 螺栓孔使构件截面削弱 B: 需要在板件上开孔，拼装时对孔，增加工作量 C: 板件连接需要辅助连接件，用料增加 D: 安装、拆卸较方便 E: 制造方便，易于采用自动化生产，效率高 正确答案:A,B,C 8: 判断题(4分) 结构的极限状态是指满足某项功能要求的临界状态。 A: 错误 B: 正确 正确答案:B 9: 判断题(4分) 受剪螺栓在破坏时，若栓杆细而连接板较厚时易发生构件受拉破坏。 A: 错误 B: 正确 正确答案:B 10: 判断题(4分) 钢材经过冷加工(冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切)所产生的应变硬化后，其塑性基本保持不变。 A: 错误 B: 正确 正确答案:A 11: 判断题(4分) 钢结构材质均匀、各向同性，且耐腐蚀性要优于混凝土结构。 A: 错误 B: 正确 正确答案:A 12: 判断题(4分) 进行钢结构疲劳计算时，应力循环中不出现拉应力的部位，也需要计算疲劳强度。A: 错误 B: 正确 正确答案:A
大工15秋《钢结构》大作业 题目一：（必答的题目）螺栓连接。 试设计如下图所示的焊接工字形截面梁的工地拼接接头。其截面为：翼缘—380mm ×20mm ，腹板—1000mm ×10mm ，钢号Q345。采用摩擦型连接高强度螺栓，接触面喷砂处理，接头处的弯矩和剪力设计值为M=800KN ·m ，V=600KN 。验算，上、下翼缘的拼接接头需要的螺栓数目。螺栓要求为10.9级M22螺栓。 n 1000 题目二和题目三中，选一道计算题作答，二选一即可。 题目二：轴心拉杆截面设计 某焊接桁架的下弦杆，承受轴心拉力设计值kN 600=N （静载），在桁架平面内的计算长度m 0.60=x l ，桁架平面外的计算长度m 0.90=y l ，采用双角钢组成的T 形截面，两角钢连接边背与背的距离为10mm ，Q235-BF 钢。试设计此拉杆的截面尺寸。
题目三：双角钢屋架端斜杆截面整体稳定性验算 已知钢屋架的端斜杆，截面为双角钢2∟125×80×10，长肢相连，如下图所示，承受的轴心拉力设计值kN 550=N ，两主轴方向计算长度分别为cm 240y 00==l l x ，试验算此截面的整体稳定性。钢材为Q235。 y y x x 12 2∟125×80×10 题目四：如何设计单向受弯型钢梁？ 题目五：什么是疲劳破坏？它与塑性破坏、脆性破坏相比有什么特点？
大连理工大学《钢结构》大作业 学习中心：厦门理工奥鹏学习中心 姓名：吴生彦 学号：151540303847
题目一：螺栓连接 试设计如下图所示的焊接工字形截面梁的工地拼接接头。其截面为：翼缘—380mm×20mm，腹板—1000mm×10mm，钢号Q345。采用摩擦型连接高强度螺栓，接触面喷砂处理，接头处的弯矩和剪力设计值为M=800KN·m，V=600KN。验算，上、下翼缘的拼接接头需要的螺栓数目。螺栓要求为10.9级M22螺栓。 n 1000 解： 受力最大的为最上排螺栓，所受剪力和拉力为： N V = N/n=600/32=18.75KN N t =My1/mΣy12=800*103*160/2*（2*802+2*1602）=67.5KN 单个螺栓的抗剪承载力： N V b =0.9nμ P=0.9*1*0.5*190=85.5KN N t b =0.8P=0.8*190=152KN 拉剪共同作用： N V/N V b+N t/N t b=18.75/85.5+67.5/152=0.663<1 所以上、下拼接接头需要的螺栓数目如图所示32颗是安全的
【关键字】大学 大连理工大学《钢结构》大作业 学习中心： 姓名： 学号： 大工17秋《钢结构》高文业及要求 题目一：压弯杆计算 如下图所示的偏心受压柱，压力（设计值）。静力荷载，偏心距，。焊接T形截面，翼缘为焰切边。压力作用于对称轴平面内翼缘一侧。杆长8m，两端铰接，杆中央在侧向（垂直于对称轴平面）有一支点。钢材Q235。 试问，试求出压弯杆件的。 解：（1）截面几何特性 （2）荷载计算 （3）弯矩作用平面内整体稳定验算 查b类 （） 对受压侧： 对受拉侧： （4）弯矩作用平面外的整体稳定验算 查b类 题目二：角焊缝连接计算。 试设计一双盖板的角焊缝对接接头。已知钢板截面为300mm×14mm，承受轴心力设计值N=800KN（静力荷载）。钢材Q235-B，手工焊，焊条E43型，如图（a）所示。若改成如 图（b）所示的菱形盖板，验算连接强度。 图a 图b 解：正面角焊缝能承受的内力为（按式4.11） N1＝2×0.7 =2×0.7×6×100×1.22×160 =164000N =164kN 焊接缝能承受的内力为（（按式4.14）和(按式4.15）） N2=2×2×0.7=2×2×0.7×6×197×1.03×160 =545000N =545kN 侧面角焊缝能承受的内力为（（按式4.12））
N3=2×2×0.7 =2×2×0.7×6×(50-6) ×160 =118000 N =118kN 接头一侧能承受的内力为 ∑N= N1+N2+N3=164+545+118=827Kn＞N=800kN （满足） 改用菱形后盖板长度有所增加，但焊缝受力情况有较大改善。 题目四：钢结构中，实腹式压弯构件截面选择的具体步骤？ 答：（1）计算构件的内力设计值；（2）选择截面形式；（3）确定钢材和强度设计值；（4）确定弯矩作用平面内和平面外的计算长度；（5）根据经验或已有资料初选截面尺寸；（6）演算初选截面强度、刚度、稳定性是否符合要求 此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本！
大工秋《钢结构》大作业答案
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大连理工大学《钢结构》大作业 学习中心： 姓名： 学号：
大工17秋《钢结构》大作业及要求 题目一：压弯杆计算 如下图所示的偏心受压柱，压力kN F 900=（设计值）。静力荷载，偏心距m m 150e 1=， m m 100e 2=。焊接T 形截面，翼缘为焰切边。压力作用于对称轴平面内翼缘一侧。杆长 8m ，两端铰接，杆中央在侧向（垂直于对称轴平面）有一支点。钢材Q235。 试问，试求出压弯杆件的‘ EX N 。 1 e 2 e 8000 2 1 -18×340-20×300 259101 解：（1）截面几何特性 2124802030036018mm A =?+?= 36811068.11091083.1mm W x ?=?= 35821075.6271 1083.1mm W x ?=?= mm i x 1.121124801083.18=?=mm i y 18.60124801052.47 =?= （2）荷载计算 KN F N 900== mm N M .1035.115010900831?=??=mm N M .10910010900732?=??= （3）弯矩作用平面内整体稳定验算 m l ox 8=
9.654 .1218000 == x λ 查b 类775.0=x ? 883.010 35.110935.065.08 7 =??+=mx β05.11=x r 2.12=x r （按塑性设计 ∴=?-=1305.720 2183001＜t b Θ ） N N Ex 52 521006.539.651.112480 1006.2?=????='π 对受压侧： )8.01(11Ex x x x mx x N N W r M A N '-+βφ 2 25 5 6 8 3 2053.1712 .781.93)10 06.531098.01(1068.105.11035.1883.012480775.010900mm N ＜f mm N ==+=???-????+??= 对受拉侧： 2 25 5 5 8 5 12220567.11477 .1861.72) 1006.5310925.11(1075.62.110 35.1883.012480 10 9) 25.11(mm N ＜f mm N N N W r M A N Ex x x x mx ==-=???-????- ?= --β （4）弯矩作用平面外的整体稳定验算 9.13218 .608000 8== =y oy m l λ 查b 类374.0=y ? 883.010 35.110935.065.08 7 =???+=tx β 708 .09.1320022.01235 0022.01=?-=-=y y b f λ?
大工18秋《结构设计原理》在线作业1 在施工中，（）措施在增加锚固方面是无效的。 A.促使钢筋表面生锈 B.在钢筋端部设置弯钩 C.在钢筋端部焊接绑条 D.钢筋端部加设特殊构造 正确答案:A 混凝土的强度等级是按（）强度标准值确定的。 A.立方体抗压强度 B.轴心抗拉强度 C.棱柱体抗压强度 D.三轴抗压强度 正确答案:A 下面属于永久作用的是（）。 A.风荷载 B.雪荷载 C.水位变化的水压力 D.土压力 正确答案:D 材料所能承受的最大拉应力为（）。 A.抗拉强度 B.抗压强度 C.疲劳强度 D.最大动应力 正确答案:A 由于偏心的作用，结构中的柱子除了受压之外还会（）。 A.受拉 B.受剪 C.受扭 D.受弯 正确答案:D 对于基本风压，下面理解正确的是（）。 A.该值为一个地区最常见的风力 B.该值为一个地区风荷载设计的基本指标 C.一个地区的风力一般不会大于该指标 D.该指标是夏季主导风向 正确答案:BC 在规定的设计使用年限内，结构必须满足的功能要求有（）。 A.安全性 B.适用性 C.耐久性 D.经济性 正确答案:ABC
建筑结构中的梁、板等构件组成了竖向承重结构体系。 A.错误 B.正确 正确答案:A 荷载效应是指荷载在结构内产生的内力与变形的统称。 A.错误 B.正确 正确答案:B 不使结构产生加速度或所产生的加速度可以忽略不计的荷载为静态荷载。 A.错误 B.正确 正确答案:B 材料的抗拉强度是指材料所能承受的最大拉应力。 A.错误 B.正确 正确答案:B 恒载标准值按结构构件的设计尺寸构造做法的材料的自重值计算确定。 A.错误 B.正确 正确答案:B 结构选型原则是满足建筑特点、使用功能要求，受力合理，技术可行，尽可能达到经济和技术指标先进的要求。 A.错误 B.正确 正确答案:B 结构的安全性之一是要求在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保证必需的整体稳定性。 A.错误 B.正确 正确答案:B 建筑结构设计是指在结构的可靠与经济之间，选择一种合理的平衡使所建造的结构能满足各种预定功能要求的过程。 A.错误 B.正确 正确答案:B 构件中的受拉钢筋和受压混凝土的性能都得到比较充分的发挥，构件破坏前有较大的变形和较宽的裂缝为预兆，此种破坏为适筋破坏。 A.错误 B.正确 正确答案:B 框架结构与剪力墙结构相比，前者的抗震性能更好。 A.错误 B.正确 正确答案:A
大工16春《钢结构》大作业及要求 注意：以下五个题目中有三个题目需要回答，题目一是必答的题目， 其余计算题和问答题中各选一道题进行回答（注意：从题目二、三中选择一道计算题，并从题目四、五中选择一道问答题，分别进行解答，不可同时选择两道计算题或者问答题）；解答前，需将所选题目复制（使老师明确你所选的题目）。 题目一：（必答的题目）钢板用高强度螺栓摩擦型连接的承载力。 如下图所示，双盖板拼接的钢板连接。钢板钢材为Q235号钢。采用摩擦型高强度螺栓连接，螺栓性能等级为10.9级，M20。螺栓孔径0d 为mm 5.21。构件接触面经喷砂后涂无机富锌漆，35.0=μ。作用在螺栓群重心处的轴向拉力 kN N 800=。 要求：验算承载力。 45704510457045 101410
题目二和题目三中，选一道计算题作答。 题目二：对接焊缝连接。 某承受轴心拉力的钢材，采用Q235钢，宽度mm b 200=，如图所示。钢板所受轴心拉力设计值为kN N 492=。钢板上有一垂直于钢板轴线的对接焊缝，焊条为43E 型，手工焊。取V 形坡口焊缝。采用有垫板的单面施焊的对接焊缝。
要求：求下列三种情况下该钢板所需的厚度t 。 （1）焊缝质量为二级，用引弧板和引出板施焊； （2）焊缝质量为三级，用引弧板和引出板施焊； （3）焊缝质量为三级，不用引弧板和引出板施焊。 题目三：轴心受压柱整体稳定计算 一重型厂房轴心受压柱，截面为双轴对称焊接工字钢，如图所示，翼缘为轧制，钢材为Q390。该柱对两个主轴的计算长度分别为m l x 150=，m l y 50=。 要求：试计算其最大稳定承载力max N 。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (单选题) 1: 高强螺栓受力形式主要是（）。 A: 剪切 B: 挤压 C: 张拉 D: 弯曲 正确答案: (单选题) 2: 梁的翼缘和腹板出现局部失稳时，梁的（）。 A: 刚度增大 B: 强度提高 C: 整体稳定性提高 D: 承载力不会立即丧失 正确答案: (单选题) 3: 缀条式轴心受压格构柱，计算单角钢缀条与柱肢连接时，其连接强度设计值应乘以系数0.85，以考虑（）。 A: 剪力影响 B: 杆件的变形和焊缝缺陷的影响 C: 节点构造偏差的影响 D: 单角钢单面连接偏心的影响 正确答案: (单选题) 4: 屋盖支撑作用保证屋盖空间刚度、减少弦杆平面外计算长度等，对于垂直支承其作用是（）。 A: 减少下弦杆平面外计算长度 B: 减少上弦杆平面外计算长度 C: 保证结构在安装和架设过程中的稳定性 D: 传递悬挂吊车荷载 正确答案: (单选题) 5: 如果砖混结构两面1/3处出现正八字裂缝，其原因可能是（）。 A: 结构中间部位地基沉降 B: 结构两侧部位地基沉降 C: 屋面受热膨胀 D: 结构受震动过大 正确答案: (多选题) 1: 对于砌体结构房屋的结构计算体系影响较大的是（）。 A: 屋面（楼板）的厚度 B: 屋面（楼板）的平面内刚度 C: 横墙的厚度 D: 横墙的刚度 正确答案: (多选题) 2: 挑梁的破坏形式主要有（）。 A: 倾覆破坏 B: 挑梁下砌体局部受压破坏 C: 正截面受弯破坏 D: 斜截面受剪破坏
大工15春《钢结构》大作业及要求 注意：以下五个题目中有三个题目需要回答，题目一是必答的题目， 其余计算题和问答题中各选一道题进行回答（注意：从题目二、三中选择一道计算题，并从题目四、五中选择一道问答题，分别进行解答，不可同时选择两道计算题或者问答题）；解答前，需将所选题目复制（使老师明确你所选的题目）。 题目一：（必答的题目）角焊缝连接。此题目所占分值较高，请大家 注意，一定要回答的题目。 试设计一双盖板的角焊缝对接接头。已知钢板截面为300mm ×14mm ，承受轴心力设计值N=800KN （静力荷载）。钢材Q235-B ，手工焊，焊条E43型，如图（a ）所示。 若改成如图（b ）所示的菱形盖板，验算连接强度。 N 图a
N 图b 解：(1)根据与母材等强的原则，取盖板尺寸为2-260×8，钢材Q235，其截面面积为： A=2×26×0.8=41.6cm 2≈30×1.4=42 cm 2 确定焊缝高度： max 6mm (12)8(12)67f f h h t mm =<=-=-= max min 1.2 1.289.6f h t mm <==?= min 1.5 5.6f h mm >=== 因t=8mm<12mm ，且b=260mm>200mm ，为防止因仅用侧面角焊缝引起板件拱曲过大，故采用三面围焊。 正面角焊缝能承受的内力为： N 1=2×0.7 h f l w1βf f f w =2×0.7×6×260×1.22×160 =426000 N=426 kN 接头一侧需要角焊缝的计算长度为： ''' 3(800426) 1013940.740.76160 w w f f N N l mm h f --==?=???? N 1=2×0.7 h f l w1βf f f w =2×0.7×6×260×1.22×160 =426000 N=426 kN
大工19秋《钢结构》在线作业1 下列关于引弧板的说法不正确的是()。 A.材质与母材相同 B.坡口形式应与焊缝相同 C.手工焊时，焊缝引出长度＞80mm D.用火焰切割去除，并修磨平整 正确答案:C 下列哪一项不属于结构上的作用()。 A.荷载 B.温度变化 C.支座沉降 D.内力 正确答案:D 钢材的屈服强度是()的标志。 A.强度承载能力极限 B.抗冲击能力极限状态 C.耐腐蚀性极限 D.低温冷脆性极限状态 正确答案:A 下列关于焊缝优点的说法中,不正确的是()。 A.构造简单 B.焊件间一般不需要连接板 C.不易于采用自动化生产 D.密封性能好 正确答案:C 钢结构中随着含碳量的增加,下列性能变化叙述不正确的是()。 A.塑性降低 B.冷弯性能提高 C.冲击韧性降低 D.焊接性能降低 正确答案:B 下列属于钢材脆性破坏特点的是()。 A.断口平齐 B.破坏前变形很小 C.属于无征兆突然断裂 D.难以察觉和采取补救措施 正确答案:ABCD 碳元素是钢材中除铁以外最主要的元素,直接影响钢材的()。 A.强度 B.塑性 C.韧性 D.可焊性 正确答案:ABCD 平焊施焊条件最差,焊缝质量不易保证,应从设计构造上尽量避免。
T.对 F.错 正确答案:B 在《钢结构设计规范》中,屈服强度、抗拉强度和伸长率三项力学性能是作为材料合格保证的指标。 T.对 F.错 正确答案:A 结构的极限状态是指满足某项功能要求的临界状态。 T.对 F.错 正确答案:A 钢结构材质均匀、各向同性,且耐腐蚀性要优于混凝土结构。 T.对 F.错 正确答案:B 在承载力极限状态设计时,永久荷载分项系数在由永久荷载控制时取1.2。 T.对 F.错 正确答案:B 结构在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的概率称为可靠度,是可靠性的度量指标。T.对 F.错 正确答案:A 安全等级为一级的结构延性破坏时,其目标可靠指标为4.2。 T.对 F.错 正确答案:B 钢结构发生的脆性破坏大多是由于某些裂纹缺陷的发展而发生的。 T.对 F.错 正确答案:A 焊缝连接方法是通过电弧产生热量使焊条和局部焊熔化,经冷却凝结成焊缝,从而使焊件连接成为整体。 T.对 F.错 正确答案:A 钢结构的连接包括焊接连接、螺栓连接和铆钉连接。 T.对 F.错 正确答案:A 目前我国钢结构设计采用半经验半概率的极限状态设计法。 T.对 F.错
1.扭剪型高强螺栓预拉力的施加方法为()。 A.扭矩法 B.转角法 C.扭掉螺栓尾部梅花卡头法 D.以上都不是 答案：C 2.当缀条采用单角钢时，按轴心压杆验算其承载能力，但必须将设计强度按规范规定乘以折减系数，原因是()。 A.格构式柱所给的剪力值是近似的 B.缀条很重要，应提高其安全程度 C.缀条破坏将引起绕虚轴的整体失稳 D.单角钢缀条实际为偏心受压构件 答案：D 3.实际轴心受压构件临界力低于理想轴心受压构件临界力的主要原因有初弯曲和();而且()对轴心受压构件临界力的影响是最主要的。 A.残余应力;初弯曲 B.残余应力;残余应力 C.初偏心;初弯曲 D.初偏心;初偏心 答案：B 4.格构式轴心受压柱缀材的计算内力随()的变化而变化。 A.缀材的横截面积 B.缀材的种类 C.柱的横截面面积 D.柱的计算长度 答案：C
5.格构式轴心受压构件的斜缀条一般采用单角钢截面形式，与构件肢件单轴连接缀条截面按()设计。 A.轴心受拉构件 B.轴心受压构件 C.拉弯构件 D.压弯构件 答案：B 6.梁的设计中，需要满足下列()要求。 A.强度 B.刚度 C.整体稳定 D.局部稳定 答案：ABCD 7.截面无削弱的轴心受压构件，需进行()计算。 A.强度 B.整体稳定 C.刚度 D.局部稳定 答案：BCD 8.在梁的抗剪强度计算公式中，S表示的是计算剪应力处以上净截面对中和轴的面积矩。() A.正确 B.错误 答案：B
9.轴心受力构件的强度要求是控制净截面积的平均应力不超过屈服强度，可不考虑抗力分项系数。() A.正确 B.错误 答案：B 10.梁的应力有：弯曲正应力，剪应力，局部压应力，折算应力。() A.正确 B.错误 答案：A 11.轴心受力构件主要应用在屋架、托架、塔架和网架、工作平台和其它结构的支柱等。() A.正确 B.错误 答案：A 12.角焊缝的最大焊脚尺寸不宜超过较薄焊件厚度的1.2倍。() A.正确 B.错误 答案：A 13.沿两直交焊件的交线焊接的焊缝称为斜角角焊缝。() A.正确 B.错误 答案：B 14.梁的刚度验算中，挠度容许值与构件的类别及梁的跨度有关。()
试设计如下图所示的焊接工字形截面梁的工地拼接接头。其截面为：翼缘—380mm×20mm，腹板—1000mm×10mm，钢号Q345。采用摩擦型连接高强度螺栓，接触面喷砂处理，接头处的弯矩和剪力设计值为M=800KN·m，V=600KN。验算，上、下翼缘的拼接接头需要的螺栓数目。螺栓要求为10.9级M22螺栓。 n 1000 解： N v = N/n=600/40=15KN N 1=MY1/mΣ y1 2=800*103*160/2*（2*802+2*1602）=67.5KN N V b=0.9nμ P=0.9*1*0.5*155=69.75KN N C B=0.8P=0.5*155=124KN 拉剪共同作用：N V /N V B+N T /N T B=15/69.75+67.5/124=0.759小于1 所以上、下拼接接头需要的螺栓数目如图所示40颗是安全的 题目三：双角钢屋架端斜杆截面整体稳定性验算 已知钢屋架的端斜杆，截面为双角钢2∟125×80×10，长肢相连，如下图
所示，承受的轴心拉力设计值kN 550=N ，两主轴方向计算长度分别为cm 240y 00==l l x ，试验算此截面的整体稳定性。钢材为Q235。 y y x x 12 2∟125×80×10 解： （1）计算用数据 由附表可得：f=215N/mm 2,A=39.4cm i x =3.98cm, i y =3.39cm 2计算长细比 λx = l 0x /i x =240/3.98=60.30 λy = l 0y /i y =240/3.39=70.80 绕y 轴的长细比采用换算长细比λyz 代替λy B 2/t=8/1=8<0.48 * l oy /b 2=0.48*240/8=14.4 λyz=λy (1+1.09b 24)=70.80*(1.09*84/2402*12)=76.29 3) （3）验算整体稳定性 对x 、y 轴均属于b 类截面,且λyz 大于λx ,由附表得： Φyz =0.712 N/ΦYZ A=500*103/0.712*39.4*102=196.06N/M M 小于215N/M M 满足整体稳定性要求。 题目五：什么是疲劳破坏？它与塑性破坏、脆性破坏相比有什么特点 答：在远低于材料强度极限的交变应力作用下，材料发生破坏的现象。任何材料都会发生疲劳破坏，因此在设计零部件及工程结构等时必须考虑到材料遭受疲劳破坏的时限，以免造成不必要的财产损失和人身伤亡事故。 1、疲劳断裂时并没有明显的宏观塑性变形，断裂前没有预兆，而是突然破坏； 2、引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点；
大连理工大学《钢结构》大作业 学习中心： XXXX学习中心 姓名： XXX 学号： 123456
题目一： 试设计一双盖板的角焊缝对接接头。已知钢板截面为300mm ×14mm ，承受轴心力设计值N=800KN （静力荷载）。钢材Q235-B ，手工焊，焊条E43型，如图（a ）所示。 若改成如图（b ）所示的菱形盖板，验算连接强度。 N 图a N 图b 解： 根据和母材等强度原则，取2-260×8盖板，钢材Q235，其界面面积 为：
A=2×26×=2≈30×=42cm 2， 确定焊缝高度： mm t mm h f 7~6)2~1(8)2~1(＜h 6fmax =-=-== ＜mm t h f 6.982.12.1min max =?== ＜mm t h f 6.5145.15.1max min =?== 因为t=8mm ＜ 12mm ，且b=260mm ＞200mm ，为防止因仅用侧面角焊缝引起板件扭曲过大，故采用三面围焊。 正面角焊缝能承受的内力为 1N =2× w f f w f f l h β1=2××6×100×× 160 =164000 N=164 kN 焊接缝能承受的内力为： 03.1) 197 80(3111 3sin 112=-=-= θβθf w f f w f f l h N θβ227.022??==2×2××6×197××160 =545000 N=545 kN 侧面角焊缝能承受的内力为： w f f w f f l N θβ33h 7.022??===2×2××6×（50-6）×160 =118000 N=118kN 接头一侧能承受的内力为： ∑N= 321N N N ++=164+545+118=827 KN ＞N=800 kN （满足要求） 改用菱形后盖板长度有所增加，但焊缝受力情况有较大改善。 题目二：强度验算 如下图所示的两端简支的焊接组合截面H 型钢梁，受静力荷载作用， 200P kN =，钢材为Q235B 级钢2215/f N mm =，2125/v f N mm =，试验算跨中
大工14秋《钢结构》大作业及要求 注意：以下五个题目中有三个题目需要回答，题目一是必答的题目， 其余计算题和问答题中各选一道题进行回答（注意：从题目二、三中选择一道计算题，并从题目四、五中选择一道问答题，分别进行解答，不可同时选择两道计算题或者问答题）；解答前，需将所选题目复制（使老师明确你所选的题目）。 题目一：（必答的题目）对接焊缝连接。 某承受轴心拉力的钢材，采用Q235钢，宽度mm b 200=，如图所示。钢板所受轴心拉力设计值为kN N 492=。钢板上有一垂直于钢板轴线的对接焊缝，焊条为43E 型，手工焊。取V 形坡口焊缝。采用无垫板的单面施焊的对接焊缝，焊缝质量为三级，不用引弧板和引出板施焊。 要求：该钢板所需的厚度t 。 题目二和题目三中，选一道计算题作答。 题目二：连接计算。 下图所示的连接中，焊脚尺寸为8f h mm =，钢材Q235B 级，板厚小于16mm 时， 2215/f N mm =，板厚大于16mm 时，2205/f N mm =，手工焊，焊条为E43， 2160/w f f N mm =， 1.22f β=，试计算此连接承受静力荷载时的设计承载能力？
题目三：轴心受压柱整体稳定和局部稳定验算 验算下图所示的轴心受压柱的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1500 =，Q235B级钢2 N kN f N mm =，截面绕x轴为b类截面，绕y轴为c类截面， 215/ 轴心压杆稳定系数?可查下表。 14 ? 8 ? 14
题目四和题目五中，选一道问答题作答。 题目四：什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类？其含义各是什么？ 题目五：角焊缝的焊脚尺寸都有哪些要求？（主要考虑焊脚的最小和最大尺寸） 作业具体要求： 1. 封面格式（见文件最后部分） 封面名称：大连理工大学《钢结构》大作业，字体为宋体加黑，字号为小一； 姓名、学号、学习中心等字体为宋体，字号为小三号。 2. 文件名 大作业上交时文件名写法为：[姓名奥鹏卡号（学号）学习中心]（如：戴卫东101410013979浙江台州奥鹏学习中心[1]VIP）； 离线作业需用word文档写作，不要提交除word文档以外的文件，word文档无需压缩。 以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业（注意命名），点提交即可。如下图所示。 截止时间：2015年3月10日前。 3. 正文格式 作业正文内容统一采用宋体，字号为小四。 注意：
大连理工大学《钢结构》大作业 学习中心：奥鹏xx学习中心 姓名：XXXX 学号：XXXXXXXXXXXX
题目一：（必答的题目）对接焊缝连接。 某承受轴心拉力的钢材，采用Q235钢，宽度mm b 200=，如图所示。钢板所受轴心拉力设计值为kN N 492=。钢板上有一垂直于钢板轴线的对接焊缝，焊条为43E 型，手工焊。取V 形坡口焊缝。采用无垫板的单面施焊的对接焊缝，焊缝质量为三级，不用引弧板和引出板施焊。 要求：该钢板所需的厚度t 。 解：轴力作用下，钢板最小厚度应满足： t w w t l f N ≥，三级E43焊条w t f 为母材的85%，假设板厚mm 16t ≤，则 w t f =0.85X215=185N/mm 2 不用引弧板和引出板施焊，计算长度w l =b=200mm 则t ≥ mm 3.13200 185104923 =??，即板厚≤mm 3.13mm 16t ≤ 显然t ＞16mm 亦满足，即t ≥13.3mm
题目三：轴心受压柱整体稳定和局部稳定验算 验算下图所示的轴心受压柱的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1500N kN =，Q235B 级钢2215/f N mm =，截面绕x 轴为b 类截面，绕y 轴为c 类截面，轴心压杆稳定系数?可查下表。 14 8 ?14 ? 解：已知N=1500KN,对强轴m l m l oy ox 3,6==对弱轴,2215/f N mm = 截面特性：cm i cm I cm i cm I cm A y y x x 38.590 2604,260425212141.10909754,97542.13252258.0121908.0254.1252434232 ===??= ===??+??= =?+??=
1.下列关于焊缝优点的说法中，不正确的是()。 A.构造简单 B.焊件间一般不需要连接板 C.不易于采用自动化生产 D.密封性能好 答案：C 2.下列哪一项不属于结构上的作用?() A.荷载 B.温度变化 C.支座沉降 D.内力 答案：D 3.钢结构中随着含碳量的增加，下列性能变化叙述不正确的是()。 A.塑性降低 B.冷弯性能提高 C.冲击韧性降低 D.焊接性能降低 答案：B 4.钢材的屈服强度是()的标志。 A.强度承载能力极限 B.抗冲击能力极限状态 C.耐腐蚀性极限 D.低温冷脆性极限状态 答案：A 5.下列关于引弧板的说法不正确的是()。
A.材质与母材相同 B.坡口形式应与焊缝相同 C.手工焊时，焊缝引出长度>80mm D.用火焰切割去除，并修磨平整 答案：C 6.碳元素是钢材中除铁以外最主要的元素，直接影响钢材的()。 A.强度 B.塑性 C.韧性 D.可焊性 答案：ABCD 7.下列属于钢材脆性破坏特点的是()。 A.断口平齐 B.破坏前变形很小 C.属于无征兆突然断裂 D.难以察觉和采取补救措施 答案：ABCD 8.结构的极限状态是指满足某项功能要求的临界状态。() A.正确 B.错误 答案：A 9.安全等级为一级的结构延性破坏时，其目标可靠指标为4.2。() A.正确 B.错误
答案：B 10.结构在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的概率称为可靠度，是可靠性的度量指标。() A.正确 B.错误 答案：A 11.在承载力极限状态设计时，永久荷载分项系数在由永久荷载控制时取1.2。() A.正确 B.错误 答案：B 12.钢结构的连接包括焊接连接、螺栓连接和铆钉连接。() A.正确 B.错误 答案：A 13.焊接结构对裂纹敏感，在低温下易出现脆裂。() A.正确 B.错误 答案：A 14.钢结构材质均匀、各向同性，且耐腐蚀性要优于混凝土结构。() A.正确 B.错误 答案：B