钢结构答案 2
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《钢结构基本原理》2在线作业答案《钢结构基本原理》2 在线作业答案一、单选题(共 30 道试题,共 60 分。
)1. 产生焊接残余应力的主要因素之一是()。
A. 钢材的塑性太低B. 钢材的弹性模量太大C. 焊接时热量分布不均匀D. 焊缝的厚度太小正确答案:C 满分:2 分2. 关于建筑结构钢材的优缺点,下列说法中错误的是A. 钢材的强度较高,结构自重轻B. 钢材具有良好的冷加工和热加工性能C. 钢结构的耐腐蚀性能很好,适合在各种恶劣环境中使用D. 钢结构的耐热性很好,但耐火性能很差正确答案:C 满分:2 分3. 腹板屈曲后强度产生的原因是A. 腹板屈曲后产生钢材的弹塑性强化,能够继续承担更大的荷载B. 腹板屈曲后产生薄膜拉力场,牵制了板变形的发展,存在继续承载的潜能C. 腹板屈曲后产生复杂的应力状态,提高了钢材的屈服点D. 由于横向加劲肋的存在,提高了腹板局部稳定承载力正确答案:C 满分:2 分4. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外,还需()指标。
A. 低温屈服强度B. 低温抗拉强度C. 低温冲击韧性D. 疲劳强度正确答案:C 满分:2 分5. 角焊缝的最小焊脚尺寸表示式中tthf,5.1A. 较薄板厚度B. 较厚板厚度C. 任意板厚正确答案:B 满分:2 分6. 与轴心受压构件的稳定系数φ有关的因素是()。
A. 截面类别、钢号、长细比B. 截面类别、计算长度系数、长细比C. 截面类别、两端连接构造、长细比D. 截面类别、两个方向的长度、长细比正确答案:B 满分:2 分7. 钢材中硫的含量超过规定标准A. 将提高钢材的伸长率B. 将提高钢材的抗拉强度C. 将使钢材在低温工作时变脆D. 将使钢材在高温工作时变脆正确答案:D 满分:2 分8. 荷载作用于截面形心的焊接工字形等截面简支梁,最容易发生整体失稳的情况是。
A. 跨中集中荷载作用B. 跨间三分点各有一个集中荷载作用C. 梁两端有使其产生同向曲率、数值相等的端弯矩作用D. 全跨均布荷载作用正确答案:C 满分:2 分9. 处于低温下的焊接结构应选用()。
1.下列情况中,属于正常使用极限状态的情况是 【 D 】A 强度破坏B 丧失稳定C 连接破坏D 动荷载作用下过大的振动2.钢材作为设计依据的强度指标是 【 C 】A 比例极限f pB 弹性极限f eC 屈服强度f yD 极限强度f u3.需要进行疲劳计算条件是:直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于【 A 】A 5×104B 2×104C 5×105D 5×1064.焊接部位的应力幅计算公式为 【 B 】A max min 0.7σσσ∆=-B max min σσσ∆=-C max min 0.7σσσ∆=-D max min σσσ∆=+5.应力循环特征值(应力比)ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。
在其它条件完全相同情况下,下列疲劳强度最低的是 【 A 】A 对称循环ρ=-1B 应力循环特征值ρ=+1C 脉冲循环ρ=0D 以压为主的应力循环6.与侧焊缝相比,端焊缝的 【 B 】A 疲劳强度更高B 静力强度更高C 塑性更好D 韧性更好7.钢材的屈强比是指 【 C 】A 比例极限与极限强度的比值B 弹性极限与极限强度的比值C 屈服强度与极限强度的比值D 极限强度与比例极限的比值.8.钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 B 】A 塑性破坏B 疲劳破坏C 脆性断裂D 反复破坏.9.规范规定:侧焊缝的计算长度不超过60 h f ,这是因为侧焊缝过长 【 C 】A 不经济B 弧坑处应力集中相互影响大C 计算结果不可靠D 不便于施工10.下列施焊方位中,操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 D 】A 平焊B 立焊C 横焊D 仰焊11.有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件,与节点板焊接连接,则肢背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 A 】A 25.0,75.021==k kB 30.0,70.021==k kC 35.0,65.021==k kD 35.0,75.021==k k12.轴心受力构件用侧焊缝连接,侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是【 A 】A.两头大中间小B. 两头小中间大C.均匀分布D.直线分布 .13.焊接残余应力不影响钢构件的 【 B 】A 疲劳强度B 静力强度C 整体稳定D 刚度14.将下图(a )改为(b )是为了防止螺栓连接的 【D 】A 栓杆被剪坏B 杆与孔的挤压破坏C 被连构件端部被剪坏D 杆受弯破坏15.规范规定普通螺栓抗拉强度设计值只取螺栓钢材抗拉强度设计值的 0.8 倍,是因为【 C 】A 偏安全考虑B 考虑实际作用时可能有偏心的影响C 撬力的不利影响D 上述A 、B 、C16.受剪栓钉连接中,就栓钉杆本身而言,不存在疲劳问题的连接是 【 D 】A 普通螺栓B 铆钉连接B 承压型高强度螺栓 D 受剪摩擦型高强度螺栓17.高强度螺栓的预拉力设计值计算公式e u 0.90.90.91.2P A f ⨯⨯=中,三个0.9•不•是 【 D 】A 螺栓材料不均匀性的折减系数B 超张拉系数C 附加安全系数D 考虑拧紧螺栓时扭矩产生的剪力的不利影响。
(单选题)1: 提高轴心受压构件的钢号,能显著提高构件的()
A: 静力强度
B: 整体稳
C: 定局部稳定
D: 刚度
正确答案: A
(单选题)2: 工字形截面轴心受压钢构件局部稳定的验算方法是()
A: 和整体稳定一样验算应力
B: 验算宽厚比,且认为是“细长柱”
C: 验算宽厚比,且认为是“粗短柱”
D: 验算刚度
正确答案: B
(单选题)3: 宽大截面轴心受压钢构件腹板局部稳定的处理方法:当构件的强度、整体稳定、刚度绰绰有余,应采用()
A: 增加腹板厚度以满足宽厚比要求
B: 设置纵向加劲肋
C: 任凭腹板局部失稳
D: 设置纵向加劲肋、横向加劲肋和短加劲肋
正确答案: C
(单选题)4: 当梁上有固定较大集中荷载作用时,其作用点处应()
A: 设置纵向加劲肋
B: 设置支承加劲肋
C: 减少腹板宽度
D: 增加翼缘的厚度
正确答案: B
(单选题)5: 确定梁的经济高度的原则是()
A: 制造时间最短
B: 用钢量最省
C: 最便于施工
D: 免于变截面的麻烦
正确答案: B
(单选题)6: 强度计算时,不考虑截面部分塑性发展的构件是()
A: 轴心受力构件
B: 受弯构件
C: 拉弯构件
D: 压弯构件
正确答案: A
(单选题)7: 型钢构件不需要进行()。
钢结构第二版课后习题答案钢结构第二版课后习题答案钢结构是一门重要的工程学科,它涉及到建筑、桥梁、车辆等领域的设计和施工。
在学习钢结构的过程中,课后习题是非常重要的一部分,它可以帮助学生巩固所学知识,提高解决问题的能力。
本文将为大家提供钢结构第二版课后习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
第一章:钢结构基础知识1. 钢结构的优点有哪些?答:钢结构具有重量轻、强度高、施工周期短、可重复利用等优点。
2. 钢结构的分类有哪些?答:钢结构可以分为工业建筑钢结构、桥梁钢结构和特殊用途钢结构等。
3. 钢结构设计的基本原则是什么?答:钢结构设计的基本原则是满足强度、刚度和稳定性的要求。
第二章:钢结构的材料性能1. 钢材的强度是指什么?答:钢材的强度是指其抵抗外力破坏的能力。
2. 钢材的塑性是指什么?答:钢材的塑性是指其在受力作用下可以发生塑性变形而不断延展。
3. 钢材的屈服点是什么意思?答:钢材的屈服点是指在拉伸过程中,材料开始发生塑性变形的点。
第三章:钢结构的连接方式1. 钢结构的连接方式有哪些?答:钢结构的连接方式包括焊接连接、螺栓连接和铆接连接等。
2. 焊接连接的优点是什么?答:焊接连接具有连接强度高、结构刚度大、施工简便等优点。
3. 螺栓连接的优点是什么?答:螺栓连接具有拆卸方便、可重复利用、施工速度快等优点。
第四章:钢结构的设计原则1. 钢结构的设计原则是什么?答:钢结构的设计原则是满足强度、刚度和稳定性的要求,并考虑施工的可行性和经济性。
2. 钢结构的荷载有哪些?答:钢结构的荷载包括自重、活载、风荷载、地震荷载等。
3. 钢结构的稳定性是指什么?答:钢结构的稳定性是指在受力作用下,结构不发生失稳现象。
第五章:钢结构的施工工艺1. 钢结构的施工工艺包括哪些环节?答:钢结构的施工工艺包括制作、运输、安装和验收等环节。
2. 钢结构的制作工艺有哪些?答:钢结构的制作工艺包括切割、焊接、钻孔和组装等。
3. 钢结构的安装工艺有哪些?答:钢结构的安装工艺包括起吊、定位、连接和调整等。
单元2 钢结构的连接复习思考题2-1钢结构的连接方式有几种?各有何特点?目前常用哪些方法?答:钢结构的连接方法有焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
焊缝连接:1)优点:构造简单,任何形式的构件都可直接相连;用料经济、不削弱截面;制作加工方便,可实现自动化操作;连接的密闭性好,结构刚度大。
2)缺点:在焊缝附近的热影响区内,钢材的金相组织发生改变,导致局部材质变脆;焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低;焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦发生,就容易扩展到整体,低温冷脆现象较为突出。
螺栓连接:1)优点:施工工艺简单、安装方便,特别适用于工地安装连接,工地进度和质量易得到保证;且由于装拆方便,适用于需装拆结构的连接和临时性连接。
2)缺点:螺栓连接需制孔,拼装和安装需对孔,增加了工作量,且对制造的精度要求较高;此外,螺栓连接因开孔对截面有一定的削弱,有时在构造上还须增设辅助连接件,故用料增加,构造较繁。
在钢结构工程中,焊缝连接、螺栓连接是最常用的连接方法。
铆钉连接:1)优点:铆钉连接的塑性和韧性较好,传力可靠,质量易于检查。
2)缺点:构造复杂,费钢费工。
2-2对接焊缝的坡口形式主要由什么条件决定?通常用的坡口形式有哪几种?并绘图示意。
答:对接焊缝的坡口形式取决于焊件厚度t 。
常用对接焊缝的坡口形式有以下6种:(a)直边缝(b)单边V形坡口(c)V形坡口(d)U形坡口(e)K形坡口(f)X形坡口2-3对接焊缝在哪种情况下才需要进行抗拉强度计算?答:由于一、二级质量的焊缝与母材强度相等,故只有三级质量的焊缝才需进行抗拉强度验算。
2-4引弧板起什么作用?答:引弧板可消除焊缝的起灭弧处弧坑等缺陷,避免产生应力集中和裂纹。
2-5焊缝的起弧、落弧对焊缝有何影响?对接焊缝和角焊缝计算中如何考虑? 答:焊缝的起弧、落弧易产生弧坑等缺陷,使焊缝的计算长度减小。
对接焊缝:若未加引弧板,则每条焊缝的引弧及灭弧端各减去t (t 为较薄焊件厚度)后作为焊缝的计算长度。
题目1.01.钢结构的连接按照连接的方法主要分为焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接和销轴连接,其中出现最早的是()
A. 销轴连接
B. 螺栓连接
C. 焊缝连接
D. 铆钉连接
【答案】:铆钉连接
题目2.02.摩擦型高强度螺栓抗剪连接的承载力取决于()
A. 高强度螺栓的预拉力和板件接触面间的摩擦系数的大小
B. 螺栓孔的大小和螺栓直径的大小
C. 连接件的厚度和强度
D. 螺旋强度和螺栓的长度
【答案】:高强度螺栓的预拉力和板件接触面间的摩擦系数的大小
题目3.03.摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接的不同之处体现在()
A. 设计计算方法和孔径方面
B. 材料和预拉力方面
C. 接触面的处理方面
D. 施工要求方面
【答案】:设计计算方法和孔径方面
题目4.04.利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的电弧熔焊方法指的是()A. 手工电弧焊
B. 气体保护焊
C. 自动埋弧焊
D. 半自动埋弧焊
【答案】:气体保护焊。
三、填空1.钢材2.脆性破坏3.塑性破坏4.脆性破坏5.力学性能6.抗拉强度7.屈服点8.韧性9.冷弯性能10.疲劳强度11.概率极限状态12.铆钉13.高强度螺栓连接14.粗制螺栓15.角焊缝16.斜缝17.部分焊透18.斜角角焊缝19.残余变形20.施工要求21.受剪螺栓22.受拉螺栓23.钢梁24.组合梁25.热轧型钢梁26.临界荷载27.局部稳定28.经济条件29.建筑高度30.拼接31.工厂拼接32.工地拼接33.刚接34.滚轴支座35.桁架36.高度37.弯矩38.轴心力39.节点板40.构件详图41.结构布置图42.结构布置图43.构件详图44.施工导流闸门45.弧形闸门46.液压式47.螺杆式48.卷扬式49.水头的大小50.闸门的尺寸四、简答题1.钢材在复杂应力作用下是否仅产生脆性破坏?为什么?答:钢材在复杂应力作用下不仅仅发生脆性破坏。
因为当材料处于三向同号应力场时,它们的绝对值又相差不大时,根据第四强度理论,即使σ1、σ2、σ3的绝对值很大,甚至远远超过屈服点,材料也不易进入塑性状态。
因而,材料处于同号应力场中容易产生脆性破坏。
反之,当其中有异号应力,且同号的两个应力相差又较大时,即使最大的一个应力尚未达到屈服点f y时,材料就已进入塑性工作状态,这说明材料处于异号应力状态时,容易发生塑性破坏。
2.残余应力对压杆的稳定性有何影响?答:由于残余应力的存在,在轴心压力N的作用下,残余应力与截面上的平均应力N/A叠加,将使截面的某些部位提前屈服并发展塑性变形。
因此,轴心受压杆达临界状态时,截面由屈服区和弹性区两部分组成,只有弹性区才能承担继续增加的压力。
这时截面的抗弯刚度降低,由理论分析知,残余应力对构件稳定的不利影响对弱轴要比对强轴严重的多。
3. 钢桁架与梁相比,桁架具有哪些优点?为什么它适合于大跨度?答:钢桁架与梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板,并且杆件主要承受轴心力,应力沿截面分布均匀,能充分利用材料,从而能节省钢材减少自重,所以钢桁架特别适用于跨度或高度较大的结构。
一、名词解释1、门式刚架的跨度:横向刚架柱轴线间的距离C2、钢屋盖中的柔性系杆::只能承受拉力的系杆3、钢屋盖中的刚性系杆:既能受压也能受拉的系杆4、多、高层钢结构中的竖向中心支撑:当支撑斜杆的轴线通过框架梁柱中线的交点时为中心支撑5、多、高层钢结构中的竖向偏心支撑:当支撑斜杆的轴线不通过框架梁柱中线的交点时为偏心支撑6、多、高层钢结构中的耗能梁段:竖向支撑的斜杆至少有一端未通过梁柱的节点,从而在梁端部或中部形成耗能梁段。
7、重型厂房结构中的无檩屋盖体系:将混凝土屋向板直接放在屋檩条连接的屋架或天窗架上所形成的屋盖体系8、厂房结构中的有檩屋盖:屋架之间有檫条连接,屋而材料一般为轻型材料9、压型钢板组合楼盖中的组合板:压型钢板上浇注混凝土形成的组合楼板10、蒙皮效应:建筑物表面的覆盖材料利用本身的刚度和强度,对建筑物整体刚度的加强作用11、门式刚架斜梁的隅撑:在靠边墙角的部位,斜梁与柱之间的支撑杆12、门式刚架结构中的摇摆柱:两边铰接只承受竖向荷载的门式刚架的中柱二、选择题1、一般情况下梯形钢屋架中跨中竖杆的截面形式为(①等边角钢T形相连相连,②不等边角钢长肢相连,③等边角钢十字形相连,④不等边角钢短肢相连)。
2、梯形钢屋架的支座斜杆,采用两个(①不等肢角钢长肢相连,②等肢角钢相连,③不等肢角钢短肢相连)的T形截面比较合理。
3、钢屋架中的下弦杆常采用不等肢角钢短肢相连的截面形式,这是根据(①强度条件,②刚度条件,③等稳条件)的要求而采用的。
4、轻型钢屋架上弦杆的节间距为l,其平面外计算长度应取(①l,②0.8l,③0.9l,④侧向支撑点间距离)。
5、屋盖中设置的刚性系杆(①只能受拉,②可以受拉和受压,③可以受拉和受弯,④可以受压和受弯)。
6、屋架设计中,积灰荷载应与(①屋面活荷载,②雪荷载,③屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值,④屋面活荷载和雪荷载)同时考虑。
7、普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于(①1个,②2个,③3个,④4个)。
第2章钢结构材料1钢材代号Q235D的含义为Q为屈服强度的汉语拼音宇母,235为屈服强度数值、D为质量等级符号。
2钢材的硬化,提高了钢材的强度,降低了钢材的塑性和韧性。
3当用公式厶计算常幅疲劳时,式中表示工作应力幅,对焊接结构的焊接部位=旷“和-巧向,对于非焊接部位= <T,nax一^<T min。
4钢材的两种破坏形式为塑性破坏和脆性破坏。
5钢材的设计强度等于钢材的屈服强度斤除以抗力分项系数冷。
6钢材在复杂应力状态下,由弹性转入塑性状态的条件是折算应力等于或大于钢材单向拉伸的屈服极限。
7按脱氧方法之不同,钢材有镇静钢和沸腾钢之分。
8钢材的0值与温度有关,在-2(尸C或在-4(尸C所测得的Cv值称低温冲击韧性。
9随着时间的增长,钢材强度提高,塑性和韧性下降的现象称为时效硬化。
10通过标准试件的一次拉伸试验,可确定钢材的力学性能指标为:抗拉强度心、和屈服极限fy和伸长率合。
11钢材设计强度F与屈服点fy,之间的关系为_/ =厶/*_。
12韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,亦即钢材抵抗冲击荷载的能力。
13对于焊接结构,除应限制钢材中硫、磷的极限含量外,还应限制C的含量不超过规定值0.2%o14在疲劳设计时,经过统计分析,把各种构件和连接分为_L类,相同应力循环次数下,类别越高,容许应力幅越低。
15衡量钢材抵抗冲击荷载能力的指标称为冲击韧性。
它的值越小,表明击断试件所耗的能量越少,钢材的韧性越差。
16钢中含硫量太多会引起钢材的热;含磷量太多会引起钢材的冷。
17钢材受三向同号拉应力作用时,即使三向应力绝对值很大,甚至大大超过屈服点,但两两应力差值不大时,材料不易进入塑性状态,发生的破坏为脆性破坏。
18如果钢材具有良好的塑性性能,那么钢结构在一般情况下就不会因偶然或局部超载而发生突然断裂。
19应力集中易导致钢材脆性破坏的原闵在于应力集中处輕邂_受到约束。
20随着温度下降,钢材的脆性倾向增加。
钢结构第五版课后答案第二章
1.答(1)强度高,塑性和韧性好(2)钢结构的重量轻(3)材质均匀,和力学计算的假定比较符合(4)钢结构制作简便,施工工期短(5)钢结构密闭性较好(6)钢结构耐腐蚀性差(7)钢材耐热但不耐火(8)钢结构在低温和其他条件下,可能发生脆性断裂,还有厚板的层状撕裂,应引起设计者的特别注意。
2.答:除疲劳计算外,均采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。
3.答:当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定状态就称为该功能的极限状态。
4.(1)承载能力极限状态:包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。
(2)正常使用极限状态:包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括混凝土裂缝)。
5.建筑结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性三项要求。
结构可靠度是结构可靠性的概率度量,其定义是:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构可靠度
6.规定时间:一般指结构设计基准期,一般结构的设计基准期为50年,桥梁工程的设计基准期为100年。
设计基准期为了确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。
※设计使用期与设计使用寿命的关系:当
结构的设计使用年限超过设计基准期时,表明它的失效概率可能会增大,但并不等于结构丧失所要求的功能甚至报废。
规定条件:指正常设计、正常施工、正常使用条件,不考虑人为或过失因素
71.较高的强度。
2.足够的变形能力。
3.良好的加工性能。
广州大学2010~2011 学年第 1 学期考试卷课程钢结构设计原理考试形式(开卷,考试)一、选择题:(每题1分,共10分)1. 承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是(c )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2. 钢材牌号Q235、Q345、Q390是根据材料的___a__进行命名。
a 屈服点b 设计强度c 标准强度d 含碳量3. 在钢材所含化学元素中,均为有害杂质的一组是__ c _。
a 碳磷硅b 硫磷锰c 硫氧氮d 碳锰矾4.轴心压杆整体稳定公式NfAϕ≤的意义为__d____。
a 截面平均应力不超过材料的强度设计值;b 截面最大应力不超过材料的强度设计值;c 截面平均应力不超过构件的欧拉临界应力值;d 构件轴心压力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值。
5. 为提高梁的整体稳定性,从用钢量的角度,经济的做法是( d )a加强两个翼缘b加强受拉翼缘c 加高腹板d受压翼缘设侧向支承6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是__d____。
a 摩擦面处理不同b 材料不同c 预拉力不同d 设计计算不同7.单向受弯梁整体失稳的方式是( d )。
a弯曲失稳 b扭转失稳 c剪切失稳 d弯扭失稳8. 计算梁的( a )时,应该采用净截面的几何参数。
a正应力 b剪应力 c整体稳定 d局部稳定9. 下列梁不必验算整体稳定的是( d )a焊接工字形截面 b 箱形截面梁c型钢梁d有刚性铺板的梁10.格构轴心受压柱设置横隔的目的是( d )a保证柱截面几何形状不变 b 提高柱抗扭刚度c传递必要的剪力 d 上述三种都是二、填空题:(每空1分,共10分)1.焊缝缺陷有多种,其中2.硫和磷是钢材中的有害成分,它们降低钢材的强度、塑性、韧性和可焊性能。
在高温时,含硫量过大能引起钢材的;在低温时,含磷量过大引起钢材的。
345. 普通螺栓是通过来传力的;摩擦型高强螺栓是通过来传力的。
三、判断题:(正确的填“Y”,错误的填“N”;每题1分,共5分)1.钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越弱。
( N )2.荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载小。
( Y ) 3.当其他条件不变时,减少梁受压翼缘的自由长度,可提高梁的整体稳定性。
( Y ) 4. 对于摩擦型高强螺栓的抗剪连接,应进行螺栓抗剪和构件抗挤压的计算。
( N ) 5.两根几何尺寸完全相同的压弯构件,一根端弯矩使之产生反向曲率,一根产生同向曲率,则前者的稳定性比后者的差。
( N )四、名词解释:(每题2.5分,共10分)1.疲劳破坏钢材在循环荷载作用下,经历一定时间的损伤积累,构件和连接部位出现裂纹,直到最后断裂破坏,称为疲劳破坏。
2.应力集中实际上钢结构构件中存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷,此时构件中的应力分布将不再保持均匀,而是在某些区域产生局部高峰应力,在另外一些区域则应力降低,形成应力集中。
3.实际轴心受压构件由于构造、施工和加载等方面的原因,可能产生一定程度的偶然初偏心。
初弯曲和初偏心统称为几何缺陷。
有几何缺陷的的轴心受压构件,其侧向挠度从加载开始就会不断增加,因此构件除轴心作用外,还存在因构件弯曲产生的弯矩,从而降低了构件的稳定承载力。
4.梁的整体失稳梁在弯矩作用下上翼缘受压,下翼缘受拉,使梁犹如受压构件和受拉构件的组合体。
对于受压的上翼缘可延刚度较小的翼缘板平面外方向屈曲,但腹板和稳定的受拉下翼缘对其提供了此方向连续的抗弯和抗剪约束,使它不可能在这个方向上发生屈曲。
当外荷载产生的翼缘压力达到一定的值时,翼缘板只能绕自身的强轴发生平面内的屈曲,对整个梁来说上翼缘发生了侧向位移,同时带动相连的腹板和下翼缘发生侧向位移并伴有整个截面的扭转,这时称梁发生了整体的失稳。
五、简答题:(每题2.5,共10分)1.在选用钢材时应考虑哪些因素?(1)结构的重要性;(2)荷载情况;(3)连接方法;(4)结构所处的温度和环境;(5)钢材厚度。
2.影响梁的整体稳定的主要因素有哪些?(1)梁的抗弯刚度;(2)梁的抗扭刚度;(3)端部约束条件;(4)受压翼缘的自由长度;(5)截面形式。
3.焊接残余应力对结构有哪些不利影响?(1)对静力强度无影响;(2)降低结构的刚度;(3)降低结构的稳定承载力;(4)使结构易产生低温冷脆;(5)降低结构的疲劳强度。
4.格构轴心受压柱绕虚轴的稳定设计为什么要采用换算长细比?写出换算长细比的公式。
1) 格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时,剪力主要由缀材分担,2) 柱的剪切变形较大,剪力造成的附加挠曲影响不能忽略,故对虚轴的失稳计算,3) 常以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响,加大后的长细比称为换算长细比。
4)双肢缀条式柱的换算长细比的计算公式:12027A A x x +=λλ 5)双肢缀板式柱的换算长细比的计算公式:2120λλλ+=x x六、计算题:(任选4题,每题10分,共40分)1、图示角焊缝连接,承受外力kN N 500=的静载,mm h f 8=,2/160mm N f w f =,没有采用引弧板,验算该连接的承载力。
解:kN N kN N y x 3005350040054500=⨯==⨯=, 2365.90)82410(87.0210400mm N l h N w e x f =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑σ2398.67)82410(87.0210300mm N l h N w e yf =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑τw f f f f f m m N ≤=+=+222227.10098.67)22.165.90()(τβσ 图示角焊缝连接承载力满足要求。
2、验算图示普通螺栓连接时的强度,已知螺栓直径mm d 20=,C 级螺栓,螺栓和构件材料为Q235,外力设计值kN F 100=,2140mm N f b v =,2170mm N f b t =,2305mm N f b c =,245.2cm A e =。
解:螺栓群受到剪力和弯矩的联合作用:m kN M kN V ⋅=⨯==2525.0100100,受力最大的螺栓所受的剪力和拉力分别是:kN n V N v 5.128100===kN y m My N i t 78.26)100200300(23001025222321=++⨯⨯⨯==∑ 单个螺栓的承载力设计值为:kN f A N b t e b t 65.41170245=⨯==kN f d n N bvvb v4414042014.31422=⨯⨯⨯==π kN f t d N b c b c 1223052020=⨯⨯==∑1703.0)65.4178.26()445.12()()(2222<=+=+btt b v v N N N N kN N kN N b c v 1225.12=<=该图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度满足要求。
3.试验算图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度(不需验算连接板的强度)是否满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)要求。
图中荷载为静力荷载设计值,高强螺栓采用10.9级M 20(孔0d =21.5mm ),被连接板件钢材Q 235-A• F ,板件摩擦面间作喷砂处理。
解:螺栓群受到剪力和弯矩的联合作用:kN V 100=,()m kN M ⋅=+⨯=6.16016.015.010045.0155==μ,kN PkN P N kN y My N b t it 1248.01.31)40120(4120106.16223211==<=+⨯⨯⨯=∑= kN N N t t 4.10312==()kN Nti834.101.312=+=∑kNkN N nP n N ti f bV 100460)8325.11558(45.019.0)25.1(9.0>=⨯-⨯⨯⨯⨯=-=∑μ图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度符合要求。
4.某实腹式实际轴心受压柱截面如图所示,承受轴向压力设计值为3500kN ,该柱计算长度10000ox l mm =,5000oy l mm =,截面为焊接组合工字型截面,翼缘边为剪切边,钢材采用Q235钢,试验算该实腹式轴心受压柱的整体稳定与局部稳定是否满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)要求。
解:(1)验算整体稳定性2410210400220400mm A ⨯=⨯+⨯⨯=4832310595.7400101212)2102040020400121(mm I x ⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=483310134.210400121240020121mm I y ⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯=mm A Ii x x 87.19410210595.748=⨯⨯==mm AI i yy 30.10310210134.248=⨯⨯==[]15032.510=<==λλx xx i l []15040.480=<==λλiyl y y对x 轴b 类截面,对y 轴为c 类截面,查表得:785.0850.0==y x ϕϕ,2243/205/9.222102785.0103500mm N f mm N A N =>=⨯⨯⨯=ϕ 整体稳定不满足要求。
(2)验算局部稳定13.1532.511.010235)1.010(75.925200=⨯+=+<=-=y f t b λ翼缘:66.5032.515.025235)5.025(40104000=⨯+=+<==yw f t h λ腹板:局部稳定满足要求。
5.如图示某简支梁,不计自重,Q235钢,密铺板牢固连接于上翼缘,均布荷载设计值为50kN/m 。
问该梁的抗弯强度及刚度是否满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)要求。
解:1.正应力强度验算 梁的跨中最大弯矩为:22/8506/8225M ql kN m ==⨯=⋅234215125.50.850/1227841x I cm =⨯⨯⨯+⨯= 32/1071x x W I h cm =⨯=33322max 2251010/1.0510*******.08/215/x xMN mm N mm W σγ==⨯⨯⨯⨯=<(2分) 所以正应力强度满足要求。
2.刚度验算44545/3845(50/1.3)6000/(384 2.06102784110)11.3k x w q l EI mm ==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=[]/25024w l mm <== 刚度满足要求。
七、构造作图题:(15分)试画出一带靴梁的平板式铰接柱脚构造(按比例绘制);并用文字说明轴向受压柱柱脚的计算步骤;从柱头处开始叙述实腹式轴心受压柱的传力路径。