華科土木鋼結(jié)構(gòu)試卷B標(biāo)答

華中科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》參考答案（B卷）2011?2012學(xué)年度第一學(xué)期一、問(wèn)答題。（每問(wèn)分，共分）1、選擇屈服強(qiáng)度作為鋼材靜力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的依據(jù)是什么？答：選擇屈服強(qiáng)度f(wàn)作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的依據(jù)是：f是剛才彈性與塑性的分界點(diǎn)，且鋼材屈服y y后，塑性變形很大（2%~3%），可以避免突然破壞；從屈服開(kāi)始到斷裂，塑性工作區(qū)域很大，鋼材有很大的強(qiáng)度儲(chǔ)備。2、承壓性高強(qiáng)螺栓可能的破壞形態(tài)有哪些？怎樣防止這些可能的破壞形態(tài)的發(fā)生？答：承壓性高強(qiáng)螺栓可能的破壞形態(tài)有桿身剪壞，彎曲破壞；被連接構(gòu)件擠壓破壞，端部沖減破壞及凈截面強(qiáng)度不足破壞，對(duì)這5種破壞形態(tài)，應(yīng)該分別通過(guò)構(gòu)造措施或計(jì)算來(lái)放置防止。桿身彎曲破壞通過(guò)桿件長(zhǎng)度小于5倍螺栓直徑來(lái)防止；構(gòu)件端部沖剪破壞通過(guò)限制端距來(lái)防止；其他三種破壞通過(guò)高強(qiáng)螺栓抗剪計(jì)算、承壓計(jì)算、凈截面強(qiáng)度計(jì)算來(lái)防止。3、請(qǐng)解釋什么是疲勞破壞？什么是疲勞壽命？影響焊接結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的因素有哪些？答：疲勞破壞：在名義應(yīng)力低于屈服點(diǎn)的高周循環(huán)荷載作用下，鋼材內(nèi)部缺陷導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展,使鋼材在尚未達(dá)到極限強(qiáng)度甚至低于屈服點(diǎn)時(shí)，發(fā)生突然的脆性破壞的現(xiàn)象。疲勞壽命：在達(dá)到疲勞破壞前所允許的最高應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。影響焊接結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的因素有：應(yīng)力幅，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（疲勞壽命），構(gòu)件和連接的類(lèi)型。4、當(dāng)計(jì)算軸心受壓綴條柱時(shí)，如何考慮柱剪切變形的影響？此時(shí)柱的等穩(wěn)定條件是什么？答：對(duì)格構(gòu)式綴條柱的虛軸，單位剪切角較大，剪力產(chǎn)生的剪切變形不能忽略，它將降低構(gòu)件的整體穩(wěn)定臨界力，計(jì)算中采用換算長(zhǎng)細(xì)比考慮這一不利影響，綴條柱λ=:λ2+274。，OxylxAA此時(shí)柱的等穩(wěn)定條件為λ=λ。oxy5、理想軸心受壓構(gòu)件有幾種可能的失穩(wěn)形式？普通最常見(jiàn)的是哪一種？答：理想的軸心壓桿可能的失穩(wěn)形式是：彎曲屈曲；扭轉(zhuǎn)屈曲；彎扭屈曲。普通最常見(jiàn)的是彎曲屈曲。6、《規(guī)范》給出了幾條軸心受壓構(gòu)件的代表曲線？是依據(jù)哪些情況來(lái)制定這些柱子曲線的？答：《規(guī)范》給出了4條軸心受壓構(gòu)件的代表曲線。根據(jù)不同截面形狀、不同加工條件和相應(yīng)的殘余應(yīng)力大小、不同的彎曲屈曲方向以及1/1000的初彎曲來(lái)制定這些柱子曲線的。二、計(jì)算題（共4題，64分）1、圖示板與柱翼緣用直角角焊縫連接，鋼材采用Q235鋼，焊條為E43系列焊條焊，焊腳尺寸為h=10mm，fw=160N/ ，受靜力荷載作用，已知F=250kN,P=150kN。試驗(yàn)算此焊f f /mm2縫是否安全。（17分）【解】8h=80mm<1=300mm-20mm=280mm≤60h=600mm（1分）4 3 3 '.一V=-P=120kN;N=F+-P=250+-x150=340kN（2分）\o"CurrentDocument"5 5 54 4M=5Pe=5x150x100=120x103kNmmQ分）6M

σM=—

fh乙1eN6x12x103x103一= =65.6Njmm2（3分）120.7x10x2x（280）2 ：WON=T

fhieV340X1031 0.7x10x2x280W=86.7N；mm2（3分）120X103h乙1 0.7x10x2x280ew=30.6N；mm2（3分）fWfTVfoM+σN 、（f]?2f）2+（tv）2=128.5Nmm2≤160N;mm2（3分）2、如圖所示螺栓連接采用Q235-B級(jí)鋼,C級(jí)螺栓直徑d=22mm,試問(wèn)此連接所能承受的最大外力F設(shè)計(jì)max值為多少？（13）÷+÷

++

+十+

÷十+++

+十

÷+÷

+十

+十+Nb=n吧fb=2×'14x222義140=106.4（分）VV4V 4Nb=dEt?fb=22×20×305=1342N（2分）N]=106.4N（WVF≤106.4×13=13832Na分）1A=20×400-20×3×23.5=659加9（2分）nlA=20×∣^50×2+√752+7θ2×4^∣-20×5×23.5=785加9（2分）n2F O二一≤f=20MPa分）AnlF≤205×A=135kN（W因此F=Imin{F,F}=135kN（1分）max 1 23、某建筑物采用如圖所示的梁格布置，次梁間距2.1m,主梁間距6m,柱截面高0.5m。采用普通工字鋼作為次梁。梁上鋪設(shè)鋼筋混凝土預(yù)制板，并與主次梁有可靠的連接，能夠保證其整體穩(wěn)定。均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.5kN∕m2，樓板自重標(biāo)準(zhǔn)值為3kN∕m2。主梁和次梁、主梁和柱子均采用構(gòu)造為鉸接的連接方法，次梁選用I25a,重量為38.1kg∕m,主梁選用I50a,試驗(yàn)算邊主梁截面。（19'）I50a的Ix=46472cm4,重量為93.6kg∕m,υ=1/400,f=205N∕mm2解：梁的計(jì)算跨度為：2.1×5m-0.5m=10m（1分）次梁重量為：38.1×6=228.6kg（0.5分）次梁傳來(lái)的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：19.5kN,設(shè)計(jì)值為：23.4kN（2分）次梁傳來(lái)的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：15.8kN,設(shè)計(jì)值為：22.1kN（2分）次梁傳來(lái)的總荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：35.3kN，設(shè)計(jì)值為：45.5kN（2分）設(shè)計(jì)荷載產(chǎn)生的支座處最大剪力為：V=45.5kN×4Z2=91kN（2分）工50a的I=46472Cm4，重量為93.6kgZm（0.5分）跨中最大彎矩為:M =91×10/2—45.5X2.1/2—45.5x2.1×3/2max1936+—×--6×102=275.6kN?m8100（3分）梁的強(qiáng)度驗(yàn)算:M 275.6×106×250 x = γW-1.05×46472×104xx=141.2MPa≤f=205MPa（2分）由荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的最大彎矩為:M=70.6×10∕2—35.3×2.1/2—35.3×2.1X3/2+k產(chǎn)生的最大撓度為：93.6100×102∕8=216.4kN?m（2分）Ml2 216.4×102×1012 「］10000”V =——k—= =22.6mm<LvJ= =25mm（3分）max10EI 10X2.06×105X46472×104 T400x該邊梁的強(qiáng)度與剛度均滿(mǎn)足要求。（3分）4、試驗(yàn)算圖示壓彎構(gòu)件平面外的穩(wěn)定性，鋼材為，F(xiàn)=100kN，N=900kN，M λ2f P=0.65+0.352，φ=1.07——JXU，跨中有一側(cè)向支撐，f=215Nmm2，比 Mb 44000 2351A=16700mm2，I=792.4X106mm4，I=160X106mm4X y（分）【解】W=L=792.4X106X2=3.17×106mm3（3分）X h/2 500;I1—xAAix「92.4X106=217.8mm（1分）T16700L 16000,=—0x-= Xi 217.8x=73.5（1.5分）M 畫(huà)亞=97.9mmy?A116700（1分）λ= =8000=S].7查表φ_0.677（1.5分）yi97.9 yyλ2 f 81.72f ,八、φ=1.07——義U=1.07- 義U=0.918（1分）b44000235 44000235P=0.65+0.35M=