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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3330018055
T N kN ==⨯=;( 分) 剪力4430024055
==⨯=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:240308
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)
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 =ϕ( 分)
3006.3747.10===y oy y l i λ;绕⍓轴属♍类截面,所以查表得0.793y ϕ=( 分)
所以3
22150010210.22150.7939000
y N N mm f N mm A ϕ⨯==<=⨯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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