中南大學(xué)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》-文庫吧
2025-07-21 01:38 本頁面
【正文】 最大長細比。 注： 一個I32a的截面面積 A=67cm2 慣性矩 Iy=11080cm4 IX1=460cm4 ，其截面面積大小相同，跨度均為12m，跨間無側(cè)向支承點，均布荷載大小亦相同，均作用在梁的上翼緣，鋼材為Q235，試比較梁的穩(wěn)定系數(shù)，說明何者的穩(wěn)定性更好？13. 一簡支梁的計算簡圖如下，截面采用普通工字鋼I50a，材料為Q235，除兩端支承處能阻止梁端截面的扭轉(zhuǎn)外，跨中無任何側(cè)向支承點，試按整體穩(wěn)定確定荷載P的大?。ㄔO(shè)計值，不計自重）已知：①鋼材強度設(shè)計值f＝215N/mm2②I50a的Ix＝46470cm4，Wx＝1860cm3， Iy＝1120cm4，Wy＝142cm3③整體穩(wěn)定系數(shù)：集中荷載作用于上翼緣 均布荷載作用于上翼緣 14. 求圖示鋼梁所能承受的最大均布荷載設(shè)計值（含自重），已知梁截面為熱軋普通工字鋼I45a,其截面特性為： A=102cm2 IX=32240cm4 wx=1430cm3 Iy=855cm4 wy=114cm3材料為Q235,強度設(shè)計值?=215 N/mm2，梁兩端不能扭轉(zhuǎn)，跨中無側(cè)向支撐點，撓度不起控制作用，截面無削弱。整體穩(wěn)定系數(shù)b=.15. 如圖所示的拉彎構(gòu)件，間接承受動力荷載。橫向均布荷載的設(shè)計值為8kN/m。截面為I22a，無削弱。試確定桿能承受的最大軸心拉力設(shè)計值。已知：, ?=215 N/mm2 。均布荷載作用下的最大彎矩設(shè)計值：應(yīng)用拉彎構(gòu)件強度計算公式 剛度驗算： 16. 用軋制工字鋼I36a（材料Q235）作成的10m長兩端鉸接柱，軸心壓力的設(shè)計值為650kN,在腹板平面承受均布荷載設(shè)計值q＝。試計算此壓彎柱在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定有無保證？為保證彎矩作用平面外的穩(wěn)定需設(shè)置幾個側(cè)向中間支承點？已知：, ?=215 N/mm2 。 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》復(fù)習(xí)題參考答案 二、問答題1． 鋼結(jié)構(gòu)具有的特點：鋼材強度高，結(jié)構(gòu)重量輕鋼材內(nèi)部組織比較均勻，有良好的塑性和韌性鋼結(jié)構(gòu)裝配化程度高，施工周期短鋼材能制造密閉性要求較高的結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)耐熱，但不耐火鋼結(jié)構(gòu)易銹蝕，維護費用大。2． 鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍：重型廠房結(jié)構(gòu)大跨度房屋的屋蓋結(jié)構(gòu)高層及多層建筑輕型鋼結(jié)構(gòu)塔桅結(jié)構(gòu)板殼結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)移動式結(jié)構(gòu)3． 鋼結(jié)構(gòu)對材料性能的要求：較高的抗拉強度fu和屈服點fy較好的塑性、韌性及耐疲勞性能良好的加工性能4． 鋼材的主要機械性能指標(biāo)是屈服點、抗拉強度、伸長率、沖擊韌性、冷彎性能。其中屈服點、抗拉強度和伸長率由一次靜力單向均勻拉伸試驗得到；冷彎性能是由冷彎試驗顯示出來；沖擊韌性是由沖擊試驗使試件斷裂來測定。5． 影響鋼材性能的主要因素有：化學(xué)成分鋼材缺陷冶煉，澆注，軋制鋼材硬化溫度應(yīng)力集中殘余應(yīng)力重復(fù)荷載作用6． 鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，當(dāng)應(yīng)力還低于鋼材的抗拉強度，甚至還低于屈服點時也會發(fā)生斷裂破壞，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。影響鋼材疲勞的主要因素是應(yīng)力集中、應(yīng)力幅（對焊接結(jié)構(gòu)）或應(yīng)力比（對非焊接結(jié)構(gòu)）以及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。7． 選用鋼材通常考慮的因素有：結(jié)構(gòu)的重要性荷載特征連接方法結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境溫度結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)8． 鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法有：焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接三種。焊接的優(yōu)點：不需打孔，省工省時；任何形狀的構(gòu)件可直接連接，連接構(gòu)造方便；氣密性、水密性好，結(jié)構(gòu)剛度較大，整體性能較好。焊接的缺點: 焊縫附近有熱影響區(qū)，材質(zhì)變脆；焊接的殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞，殘余變形使結(jié)構(gòu)形狀、尺寸發(fā)生變化；焊接裂縫一經(jīng)發(fā)生，便容易擴展。鉚釘連接的優(yōu)點:塑性、韌性較好，傳力可靠，連接質(zhì)量易于檢查。 鉚釘連接的缺點:因在構(gòu)件上需打孔，削弱構(gòu)件截面；且鉚接工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高。螺栓連接的優(yōu)點：具備鉚釘連接塑性、韌性好，傳力可靠的優(yōu)點，又兼?zhèn)浒惭b拆卸方便，可以多次重復(fù)使用的優(yōu)點，且連接變形小。9． 焊縫可能存在的缺陷有裂紋、氣孔、夾碴、燒穿、咬邊、未焊透、弧坑和焊瘤。10． 焊縫質(zhì)量分為三個等級。三級質(zhì)量檢查只對全部焊縫進行外觀缺陷及幾何尺寸檢查，其外觀可見缺陷及幾何尺寸偏差必須符合三級合格標(biāo)準(zhǔn)要求；二級質(zhì)量檢查除對外觀進行檢查并達到二級質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線探傷20％焊縫，達到B級檢驗Ⅲ級合格要求；一級質(zhì)量檢查除外觀進行檢查并符合一級合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線對焊縫100％探傷，達到B級檢驗Ⅱ級合格要求；（見《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB502052001）11. 對接焊縫的構(gòu)造要求有：一般的對接焊多采用焊透縫，只有當(dāng)板件較厚，內(nèi)力較小，且受靜載作用時，可采用未焊透的對接縫。為保證對接焊縫的質(zhì)量，可按焊件厚度不同，將焊口邊緣加工成不同形式的坡口。起落弧處易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，因此除承受動力荷載外，一般不用引弧板，而是計算時為對接焊縫將焊縫長度減2t（t為較小焊件厚度）。對于變厚度（或變寬度）板的對接，在板的一面（一側(cè)）或兩面（兩側(cè)）切成坡度不大于1:，避免應(yīng)力集中。當(dāng)鋼板在縱橫兩方向進行對接焊時，焊縫可采用十字形或T形交叉對接，當(dāng)用T形交叉時，交叉點的間距不得小于200mm。12. 角焊縫的計算假定是：破壞沿有效載面；破壞面上應(yīng)力均勻分布。 13. 鋼材在施焊過程中會在焊縫及附近區(qū)域內(nèi)形成不均勻的溫度場，在高溫區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，低溫區(qū)產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力。在無外界約束的情況下，焊件內(nèi)的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力自相平衡。這種應(yīng)力稱焊接殘余應(yīng)力。隨焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，同時也會出現(xiàn)不同方向的不均勻收縮變形，稱為焊接殘余變形。焊接殘余應(yīng)力的影響：對塑性較好的材料，對靜力強度無影響；降低構(gòu)件的剛度；降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力；降低結(jié)構(gòu)的疲勞強度；在低溫條件下承載，加速構(gòu)件的脆性破壞。焊接殘余變形的影響：變形若超出了施工驗收規(guī)范所容許的范圍，將會影響結(jié)構(gòu)的安裝、正常使用和安全承載；所以，對過大的殘余變形必須加以矯正。減少焊接殘余應(yīng)力和變形的方法：合理設(shè)計:選擇適當(dāng)?shù)暮改_尺寸、焊縫布置應(yīng)盡可能對稱、進行合理的焊接工藝設(shè)計，選擇合理的施焊順序。正確施工：在制造工藝上，采用反變形和局部加熱法；按焊接工藝嚴(yán)格施焊，避免隨意性；盡量采用自動焊或半自動焊，手工焊時避免仰焊。14． 普通螺栓連接中的抗剪螺栓連接是依靠螺栓抗剪和孔壁承壓來傳遞外力。當(dāng)受剪螺栓連接在達到極限承載力時，可能出現(xiàn)五種破壞形式，即螺栓被剪斷、孔壁被擠壓壞、構(gòu)件被拉斷、構(gòu)件端部被剪壞和螺栓彎曲破壞。 高強螺栓連接中的抗剪螺栓連接時，通過擰緊螺帽使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力，同時也使被連接件接觸面相互壓緊而產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦力，依靠摩擦力來傳遞外力。它是以摩擦力剛被克服，構(gòu)件開始產(chǎn)生滑移做為承載能力的極限狀態(tài)。15. 螺栓排列的構(gòu)造要求： 受力要求:端距限制—－防止孔端鋼板剪斷，≥2do；螺孔中距限制—限制下限以防止孔間板破裂即保證≥3do，限制上限以防止板間翹曲。構(gòu)造要求:防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕，限制螺孔中距最大值。施工要求:為便于擰緊螺栓
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