东北大学19年11月考试《钢结构(一)》考核作业(答案).docx

东北大学继续教育学院钢结构（一）试卷（作业考核线下）j一卷（共8页）总分题号三四五7七八九十得分注：请您单面打印，使用黑色或蓝色笔，手写完成作业。杜绝打即，抄蒙作业。一、判断题（每小题1分，共10分）1 .严格来说，正温范围内钢材的屈服强度随温度的提高而连续下降。（错）2 .钢材超过弹性范围内重复加载、卸载，钢材的屈服点提高，塑性韧性降低。（错）3 .轴心受力板件用对接斜焊缝连接时，只要使焊缝轴线与力A的作用线夹角。满足tan>1.5时，对接斜焊缝的强度就不必进行计算。（错）4 .实腹式压弯构件弯矩作用平面外的失稳属于弯扭屈曲。（对）5 .普通螺栓连接，限制端距e22d的目的是为了避免板件发生承压破坏。（错）6 .梁的最小高度是由经济条件控制的。（错）7 .一般来说，有初弯曲的轴心受压构件，其稳定承载力总是大于欧拉临界力。（对）8 .对于压弯构件，正常使用极限状态是控制构件的长细比。（对）9 .Q235AF钢中的A表示是该钢种质量最好的钢材。（对）10 .角焊缝的质量等级一般为三级。（对）二、选择题（每小题1分，共15分）1.在钢结构设计中，应力允许达到的最大限值是（八）oA.屈服点fyB.比例极限fpC.抗拉强度fuD.伸长率S2 .大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B）。A.材质均匀B.强度高、重量轻C.密封性能好D.制造工厂化3 .钢材内部除含有铁、碳外，还含有害元素是（C）oA.硫、磷、镇、铝B.硫、磷、硅、镒C.氧、氮、硫、磷D.银、络、锭、钛4 .焊接构件疲劳强度的大小与下列哪项关系不大。（八）A.残余应力大小B,应力循环次数C.连接的构造D.钢材种类5 .摩擦型高强螺栓连接，受剪破坏是作用剪力超过了（B）。A.螺栓的抗拉强度B.连接板件间的摩擦力C.连接板件间的毛截面强度D.连接板件间的孔壁承压强度6 .图2,1所示截面尺寸为100x8的板件,在端部用两条侧面角焊缝焊在IOmm厚的节点板上,两板件板面平行，焊脚尺寸为6mm,其最小焊缝长度的构造要求为（D）0A. 40mmB. 60mmC. 80mmD.100mm题2.1图7 .高强度螺栓摩擦型连接，预拉力P=125kN,则单螺抗拉承载力设计值为（C）0A.125kNB.90kNC.100kND.HOkN8 .采用普通螺栓连接时，螺栓杆发生剪断破坏是因为（C）。A.栓杆较细B.截面削弱过多C.边距较小D.钢板较薄9 .以下提高工字形截面梁的整体稳定性的方法，效果最小的是（八）。A.增加腹板厚度B,约束梁端扭转C.设置侧向支撑D.加宽梁的受压翼缘10 .在梁中设置横向加劲肋主要防止以下哪项可能引起的腹板局部失稳。（B）A.弯曲压应力和剪应力B.局部压应力和剪应力C.局部压应力和弯曲压应力D.弯曲压应力、剪应力和局部压应力H.梁经济高度he是指（八）。A.强度与稳定承载力相等时梁的截面高度；B.挠度等于规范限值是梁的截面高度；C.用钢量最小时梁的截面高度；D.腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度。12 .对于轴心压杆，在其截面面积不变的情况下，截面形式应使其材料（八）oA.尽可能集中于截面的形心处B.尽可能远离形心C任意分布，无影响D.尽可能集中于截面的剪切中心13 .规范规定，实腹式轴心受压构件确定板件宽（高）厚比的原则是（D）。A.等厚度原则B.等刚度原则C.等强度原则D.等稳定原则14 .规定轴心受压缀条柱的单肢长细比l0.7max（max为柱两主轴方向最大长细比）是为7（c）0A.保证柱的整体稳定B.使两单肢能共同工作C.避免单肢先于整个柱失稳D.构造要求15.实腹式轴心受拉构件计算的内容有：（D）A.强度B.强度、整体稳定、局部稳定C.强度、整体稳定D.强度、刚度三、简答题（每小题5分，共25分）1 .高强度螺栓摩擦型连接与承压型连接有什么区别？强度螺栓摩擦型连接的板件间无滑移，靠板件接触面间的摩擦力来传递剪力，而承压型高强螺栓容许被连接板件间产生滑移，其抗剪连接通过螺栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，所以高强度螺栓承压型连接比摩擦型连接抗剪承载力大，但变形也大。2 .规范给出了几条轴心受压构件的柱子曲线？是依据哪些因素来确定这些柱子曲线的？答、规范给出了4条轴心受压构件的代表曲线。根据不同截面形状、不同加工条件和相应的残余应力大小、不同的弯曲屈曲方向以及0000的初弯曲来制定这些柱子曲线的。3 .简述影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施。答、影响梁整体稳定的因素有荷载的类型；荷载的作用位置；梁的侧向刚度、扭转刚度、翘曲刚度；受压翼缘的自由长度；梁的支座约束程度。增强梁整体稳定的措施有增大受压翼缘的宽度；在受压翼缘设置侧向支撑；当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面；增加梁两端的约束提高其稳定承载力；采取措施使梁端不能发生扭转。4 .计算格构式压杆绕虚轴弯曲的整体稳定性时，为什么要采用换算长细比？答、格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲时，两分肢非实体相连，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件腹板弱，除弯曲变形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。5 .简述规范限制侧面角焊缝最大计算长度的原因。角焊缝焊角尺寸大而长度过小时，将使焊件局部受热严重，且焊缝起落弧的弧坑回相距太近，加上答可能产生的其他缺陷，也使焊缝不够可靠。因此，角焊链的计算长度不宜小于8hf和40mm,即其最小实际长度应为8hf+2hf;当hf小于等于5mm时，则应为50mmo侧面角焊缝沿长度方向的剪应力分布很不均匀，两端大中间小，且随焊缝长度与焊角之比值增大而差别愈大。当此比值过大时，焊缝两端将会首先出现裂纹，而此时焊缝中部还未充分发挥其承载能力。因此，侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf,当大于上述数值时，其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布时，其计算长度不受此限，如工字形截面柱或梁的翼缘与腹板的链接焊缝等。四、计算题（每题10分，共50分）1 .试计算确定图4.1所示角焊缝连接的焊脚尺寸=?（10分）已知：连接承受经历荷载设计值P=210kN,V=250kN,钢材采用Q235B钢，焊条为E43型,不考虑起落弧的缺陷，f；=160/Vmm2o由公式题4.1图Z1.9ZJn*<A三MPl力-k5sO<*W-wxx9v、*J八)【解】、250kN,=P=210kN,210×0.1=21kN.m(1分)vN250×1035952×0.7××300V_6M_6×21×10_1000-2S-2x0.7xfx3002干V_210x1Q3500Ffv72×0.7××300""国+w595+100OY1500丫.02,21399.72-7II+1I160Nmm=160=>hf=8.75mmI1.22¼J(hfJhimin=1.512=5.2mm根据、fmax=1.2×10=12mm取、hf=IOmm2 .如图4.2所示高强度螺栓摩擦型连接，F=400kN,被连接件钢材选用Q235B钢，高强度螺栓采用109级M20,螺栓的设计预拉力P=155kN,接触面喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数"为0.35,试验算此连接的承载力是否满足要求。（10分）比例关系可求得、48kN,叫二32kN,16kN,4二0,贝°ti=(64+48+32+16+0)×2=320kN验算受剪承载力设计值、¢=0.9wf(wP-1.25yti)=0.9×l×0.35(10×155-1.25×160)=362.25kN>F=240kN满足强度要求23娉648£/2000200020003 .如图4.3所示某简支梁跨长为6m,承受静力集中荷载，恒载标准值P=I（X）kN（包括梁自重），活载标准值为F=130kN,钢材为Q345B钢，截面选用150a,梁的容许挠度为300,梁的整体稳定满足要求，试验算该受弯构件设计是否合理。（10分）已知：f=295Nmm2,0=17()Nmm,=46472cmVVx=I858.9cm315x=1084.Icm3,Av=12mm,x=1.05,c=1.2,YQ=I.4,v题4.3图解1.内力计算恒载标准值P=100kNf设计值、1.2X100=120kN图4-3活载标准值丹IlOkN设计值、1.4X110=154kN支座处的最大反力设计值、=120+154=274kN=F（1分）跨巾的最大弯矩标准值、Af=210x3-210xl=42OkRm。分）跨巾的最大弯矩设计值=274x3-274×1=548kN.m。分）2.强度验算弯曲正应力M_548×IO6zfl-1.05×1858.9×IO3=280.76N1mm2</=295Nmm2（2分）274×103×1084.1×10346472×104×12支座处最大剪力=533Nmm2<=170Nm20分)强度满足要求。3.刚度验算M/2_420x1()6600()2aax-IOEZx_10×2.06×105×46472×104=15.79mm<=20mmlj300刚度满足要求。4.题4.4图所示为一轴心受压实腹构件,轴力设计值V=2000kN,钢材为Q345B,>31ONZmm2,力=345Nmn,b类截面，截面无削弱，试验算该构件的整体稳定性和刚度是否满足要求。（10分）已知：x=l1345l8mmty=3.126×107mm4tA=SOOOmrn2,2=150题4.4图解：iM=J=119nuniy=62,5mmt=mix=50.4整体稳定验算:Ne=/-M满足要求局部稳定验算：黑缘:/=I2112=1O.I<(1O+O.l=(10+0.1x50.4)腹板:¼ih=250/8=31.25<(25÷05)J牛=(25+05X50.4)旧I=4143满足要求5.如题4.5图所示偏心受压悬臂柱，钢材选用Q235B,翼缘为火焰切割边（b类截面），柱高6.6m,受压力设计值N=13（X）kN,偏心距400mm。侧向支撑和截面如图示，试验算该柱平面内稳定和刚度是否满足要求（10分）已知：x=1.05,f=215/V/mm2,限=1.0,=150答：题4.5图（1分）y1212（1分）Ax=2x6600=5Q_96<w=150【解】1.构件截面特性J=2×400×162+568×10=18480mm2(0.5分)400×600(400-10)×5681244l0mm122×16×4003568XlO3,64+=171×10mm=3=留”=68.75制=150%96刚度满足要求。2.强度计算跨中最大弯矩M=A=I300x0.4=520kN.m（1分）NM1300×103520×IO6+=+7-AtWlt184801.05×4.15×106=70.35+119.33=189.68Nmm2<f=215Nmm2强度满足要求。3.弯矩平面内稳定计算柱在框架平面内的计算长度为=27=2×6600=13200mm由人师赤=50.96,焰切边属b类，查轴心受力稳定系数表得、Qx=0.852N'zvEx112EA返3.14×206000×18480l.l×50.962=13.2×106悬臂柱Z1.=1.ONIMQAM(l-0.8N/NJ13OO×1O31.0×520×106=10.852×184801.05×4.15×106(l-0.8×13001320)=82.57÷129.57=212Nmm2</=215Nmm2平面内稳定性满足。4.弯矩平面外稳定计算因柱平面外有侧向支撑，故柱平面外的计算长度为、0y=7=6600mm0.759由4折公=6875,焰切边属b类，查轴心受力稳定系数表得、%=1.（）7-.A=i.07-更回=0.9634400023544000（1分）沿柱长均匀弯矩作用，乩=")NtMx13OO×1O311.0×52×1061-n:=FIX7"yAbWx0.759×184800.963×4.15×107（2分）=92.68+130.11223Nmm2>f=215Nmm2223-215215=3.7%平面外稳定性满足。