钢结构试卷及答案。汇编

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简答题:(共25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?(5分)

1、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式:wth0≤ (25+0.5yf235),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。

2.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?(9分) 2、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≥2d0,⑤通过限制板叠厚度≤5d,其中d为螺栓直径,d0为螺栓孔径,①②④通过计算保证。

3、简述影响钢材力学性能的主要因素。(6分) 3、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。

4、简述钢材选用的原则。(5分) 4、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40分) 1、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N=300kN,螺栓M20,孔径21.5mm,10.9级,摩擦面的抗滑移系数μ=0.5,高强螺栓的设计预拉力P=155kN。不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计值的影响。(10分)

1. 解: 螺栓群形心O处的内力有:

轴心拉力3330018055TNkN;(1分)

剪力4430024055VNkN;(1分) 弯矩1807.0/2630MTekNcm (1分) 在N、M作用下,最上排螺栓受力为最不利,一个螺栓所受的拉力为:

11222

180630(6.57.0/2)36.53282[23.52(3.56.5)]iMyTNkNny

(2分)

一个螺栓所受到的剪力为:240308vVNkNn(1分) 一个高强螺栓受拉承载力设计值:0.80.8155124btNPkN(1分) 一个高强螺栓受剪承载力设计值:0.90.910.515569.75bvfNnPkN (1分) 所以高强螺栓同时承受拉剪时:13036.530.72169.75124vbbvtNNNN 此连接安全。(2

分)

燕山大学试卷 密 封 线 共 10页 第 7 页 2、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M=400kN·m、剪力设计值V=580kN时,试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235-B。(10分)

22202501130Acm (0.5分)

3241501222202664496.7xIcm (1分)

32022612512.51352.5xScm (0.5分)

31220261040Scm(0.5分)

3164496.7272388.8xWcm(0.5分)

截面边缘纤维最大正应力: 6322140010/(1.052388.810)159.5/205/xxMWNmmfNmm

满足

要求;(2分) 腹板中央截面最大剪应力: 3322

4

580101352.510121.6/125/64496.71010xvxwVSNmmfNmm

It 满足要求;(2分)

腹板上边缘处: 正应力:621450040010155.1/264496.710xMNmmI(1分)

剪应力:3321145801010401093.5/64496.71010xwVSNmmIt(1分) 折算应力: 222222113155.1393.5224.2/1.11.1215236.5/NmmfNmm

所以此处的折算应力也满足要求。(1分)

燕山大学试卷 密 封 线 共 10页 第 8 页 3、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N=1500kN,Q235-B级钢,f=215N/mm2,截面绕x轴为b类截面、绕y轴为c类截面,截面无任何削弱。(10分)

3. 解: 2250.82251.490Acm;(1分)

3240.825/122251.4(12.50.7)13238.5xIcm;(1分)

334250.8/1221.425/123646.9yIcm;(1分)

13238.59012.13;3646.9906.37xxyyiIAcmiIAcm(1分)

60012.1349.46xoxxli;绕x轴属b类截面,所以查表得0.859x(1分)

3006.3747.10yoyyli;绕y轴属c类截面,所以查表得0.793y(1分) 所以322150010210.22150.7939000yNNmmfNmmA整体稳定满足要求。(1分) 截面无削弱,故强度自然满足。(1分) 0250/831.25250.5250.549.4649.73wht(1分)

1250-8/2/148.64100.1100.149.4614.95bt()(1分) 所以局部稳定也能满足要求。

4、如图所示,该连接承受P=100kN的静力集中荷载设计值作用,钢材为Q235-B,焊条为E43XX型,焊脚尺寸8fhmm,角焊缝强度设计值2160fwfNmm,验算该连接的角焊缝强度是否满足要求。(10分)

燕山大学试卷 密 封 线 共 10 页 第 9 页 燕山大学试题标准答案 一、填空题(每空1分,共10分) 1、塑性破坏; 2、对接;3、刚度(长细比);4、弯曲失稳(屈曲)、扭转失稳(屈

曲)、弯扭失稳(屈曲);5、梁受压翼缘的自由长度,梁受压翼缘宽度;6、60fh

7、80235yf。 二、单项选择题(每题1分,共25分) 1.B 2.A 3. C 4.C 5.A 6. C 7. A 8. C 9. D 10. D 11. B 12. D 13. B 14. D 15.C. 16.A 17. C 18. B 19. B 20. C 21. D 22. D 23.C 24. A 25. C

燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 1 页 四、计算题 2. 解: 22202501130Acm (0.5分)

3241501222202664496.7xIcm (1分)

32022612512.51352.5xScm (0.5分)

31220261040Scm(0.5分)

3164496.7272388.8xWcm(0.5分)

截面边缘纤维最大正应力: 6322140010/(1.052388.810)159.5/205/xxMWNmmfNmm

满足

要求;(2分)

燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 2 页 腹板中央截面最大剪应力: 3322

4

580101352.510121.6/125/64496.71010xvxwVSNmmfNmm

It 满足要求;(2

分) 腹板上边缘处:

正应力:621450040010155.1/264496.710xMNmmI(1分)

剪应力:3321145801010401093.5/64496.71010xwVSNmmIt(1分) 折算应力: 222222113155.1393.5224.2/1.11.1215236.5/NmmfNmm

所以此处的折算应力也满足要求。(1分) 3. 解: 2250.82251.490Acm;(1分)

3240.825/122251.4(12.50.7)13238.5xIcm;(1分)

334250.8/1221.425/123646.9yIcm;(1分)

13238.59012.13;3646.9906.37xxyyiIAcmiIAcm(1分)

60012.1349.46xoxxli;绕x轴属b类截面,所以查表得0.859x(1分)

3006.3747.10yoyyli;绕y轴属c类截面,所以查表得0.793y(1分)

所以322150010210.22150.7939000yNNmmfNmmA整体稳定满足要求。(1分) 截面无削弱,故强度自然满足。(1分)

0250/831.25250.5250.549.4649.73wht(1分)

1250-8/2/148.64100.1100.149.4614.95bt()(1分)

所以局部稳定也能满足要求。

4. 解:

燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 3 页 1分 1分

3分