钢结构考试题及答案 联系客服

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已知条件:1、f=215 N/mm2

2、I22a普通热轧工字钢的有关参数: Wx=309.6cm3 ; Ix=3406 cm4 ; 每米自重: 0.33KN/m 3、γx=1.05

〖解〗1、荷载计算

q = 1.2(2×2.5+0.33)+1.4×4.5×2.5 = 22.146 KN/m

2、内力计算

Mx = ql/8 = 22.146×4 / 8 = 44.292 kN·M 3、强度计算 Mx / γ

x

2

2

Wx = 44.292×106/(1.05×309.6×10)= 136.3 N /mm

2

32

<f=215 N/mm

满足强度条件。

4、稳定性验算。对于型钢截面,只需验算其整体稳定性。 查教材附表2—6 得 φb = 0.93 >0.6 查教材附表2—5 得 φMx /φ

’ b

’ b

= 0.742

3

2

Wx = 44.292×10 /(0.742×309.6×10)= 192.8 N/mm

<f=215 N/mm

2

6

满足整体稳定性条件。 5、刚度验算

qk = 2×2.5+0.33+4.5×2.5 = 16.58 kN/M Mxk= qkl/8 = 16.58×4 = 33.16 kN·M

v/l= Mxk·l/10EIx=33.16×10×4000/(10×2.06×10×3406×10) = 1/529 < [v]/l =1/250 满足刚度条件。

6

5

4

2

2

5、一箱形截面偏心受压柱,钢材为Q235(A3),截面尺寸如图所示,柱的计算

yxx长度为6米,柱中无横向力作用,柱承受轴向内力(设计值)N=3000KN,柱顶截面的弯矩(设计值)M2=450KN·M(绕x—x轴作

y用),柱底截面的弯矩M1=0。柱的上下两端均可视为无侧移的铰节点。试验算该柱的整体稳定性和各板件的局部稳定性。

〖解〗 1、 截面参数:

截面面积:A=2×(14×500+10×500)=24000mm2 截面惯性矩:

Ix=2×5003×10/12 + 2×14×500×2572 + 2×143×500/12 = 1133248000mm4 Iy=2×5003×14/12 + 2×10×500×2052 + 2×103×500/12 = 712000000mm4 截面惯性半径: ix= √Ix/A =217.3 mm iy= √ Iy/A =172.2mm 截面抗弯系数:W1x=Ix/264 = 1133248000 / 264 = 4292606 mm3 2、 构件长细比、稳定系数:(b类) λx = 6000 / 217.3 = 27.6 φx = 0.944 λy = 6000 / 172.2 = 34.8 φy = 0.919 3、 截面内力:

N = 3000 kN M2 = 450 kN·M M1 = 0 4、 强度计算:

N / A + Mx/γx W1x = 3000×103 /24000 + 450×106 /(1.05×4292606) = 125 +99.8 = 224.8 N/mm2 ≈ f = 215 N/mm2 满足强度条件。 5、 整体稳定计算;

平面内整体稳定: 公式:N /(φx A) +β 式中:β

mx =0.65

mx Mx / [γx W1x(1-0.8 N/NEX)]≤

f

22

206×103×24000 / 27.62 = 64056×103 N x = 3.14×

NEX = π2EA /λN /(φx A) +β

3000000

= —————— + ————————————————— = 199.8 N/mm2

0.944×24000 1.05×4292606×(1-3000000×0.8/64056000) < f = 215 N /mm2

满足平面内稳定条件。

平面外整体稳定:

0.65×450000000

mx Mx / [γx W1x(1-0.8 N/NEX)]

公式:N /(φyA) +βtx Mx / φb W1x≤ f 式中:βtx =0.65 φb =1.0(箱形截面)

0.65×450000000

= ————— + ——————— = 204.2 N/mm < f = 215 N /mm

3000000

2

2

N /(φyA) +βtx Mx / φb W1x

0.919×24000 1.0×4292606

满足平面外稳定条件。 6、 局部稳定计算:

W1= Ix /(ho/2)= 1133248000 / 250 = 4532992 σ

max = N / A +Mx / W1

= 3000000 / 24000 + 450000000 / 4532992 =224 N /mm2 σ

min = N / A

-Mx / W1

= 3000000 / 24000 - 450000000 / 4532992 =26 N /mm2

αo = (σ

max-σmin)/σmax =(224-26)/ 224 = 0.88 < 1.6

腹板高厚比:

ho / tw = 500 / 10 = 50 < 0.8(16×0.88+0.5×30+25) = 54 翼缘板: bo / t = 400 / 14 = 29 < 40 b1 / t = 50 / 14 = 3.6 < 15 局部稳定皆能保证。

一、 填空题(每空1分,共20分)

1.钢材五项机械性能指标是 抗拉强度 、 屈服点 、 伸长率 、 180度冷弯 、 冲击韧性。

2. 冷弯性能 是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。 3.薄板的强度比厚板略 高 。

4.承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是 60 hf ,最小计算长度 是 8hf 且≥ 40 mm。

5.在螺栓连接中,最小端距是 2d0 、最小栓距是 3d0 。 6.轴心受压构件的缺陷有 残余应力 、 初弯曲 、 初偏心 。

7.钢材在250oC度附近有 强度 提高 塑性和韧性 降低现象,称之为蓝脆现象。

8.格构式轴心受压构件的等稳条件是 λox = λy 。

9.实腹式压弯构件在弯矩平面内屈曲形式为 弯曲屈曲 ,在弯矩平面外屈曲形式为 弯扭屈曲 。

二、单项选择题(每小题1分,共5分) 1.钢材中硫的含量超过规定标准 d 。

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 2. 抗拉强度与屈服点之比是表示钢材的 c 。 a. 塑性变形能力 b. 极限承载力 c. 强度储备 3. 采用手工电弧焊焊接Q235钢材时应采用 a 焊条。 a.E 43型 b. E 50型 c. E 55型 d.无正确答案 4. 实腹式轴心受拉构件计算的内容有 d 。

a.强度

b.强度和整稳 c. 强度、整稳、局稳

d. 强度和刚度

5. 焊缝质量检查标准分为三级,其中 a 级质量最好。

a.一级

三、简答题(每小题3分,共15分)

1.简述影响钢材性能的主要因素有哪些?

(1)化学成分;(2)冶金缺陷;(3)钢材硬化;(4)温度影响

(5)应力集中;(6)反复荷载作用。

2.简述普通受剪螺栓连接的破坏形式有哪些种类?

(1)螺栓杆被剪断;(2)挤压破坏;(3)板件被拉断;

(4)板件端部剪切破坏。

b.二级 c.三级