中南大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(已修改)
2025-08-17 01:38 本頁面
【正文】 中南大學(xué)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》一、 問答題1. 鋼結(jié)構(gòu)具有哪些特點(diǎn)？2. 鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍是什么？3. 鋼結(jié)構(gòu)對材料性能有哪些要求？4. 鋼材的主要機(jī)械性能指標(biāo)是什么？各由什么試驗(yàn)得到？5. 影響鋼材性能的主要因素是什么？6. 什么是鋼材的疲勞？影響鋼材疲勞的主要因素有哪些？7. 選用鋼材通常應(yīng)考慮哪些因素？8. 鋼結(jié)構(gòu)有哪些連接方法？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？9. 焊縫可能存在的缺陷有哪些？10. 焊縫的質(zhì)量級(jí)別有幾級(jí)？各有哪些具體檢驗(yàn)要求？11. 對接焊縫的構(gòu)造要求有哪些？12. 角焊縫的計(jì)算假定是什么？角焊縫有哪些主要構(gòu)造要求？13. 焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形是如何產(chǎn)生的？焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形對結(jié)構(gòu)性能有何影響？減少焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形的方法有哪些？14. 普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，在抗剪連接中，它們的傳力方式和破壞形式有何不同？15. 螺栓的排列有哪些構(gòu)造要求？16. 普通螺栓抗剪連接中，有可能出現(xiàn)哪幾種破壞形式？具體設(shè)計(jì)時(shí)，哪些破壞形式是通過計(jì)算來防止的？哪些是通過構(gòu)造措施來防止的？如何防止？17. ？18. 軸心壓桿有哪些屈曲形式？19. 在考慮實(shí)際軸心壓桿的臨界力時(shí)應(yīng)考慮哪些初始缺陷的影響？20. 在計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定時(shí)，對虛軸為什么要采用換算長細(xì)比？21. 什么叫鋼梁喪失整體穩(wěn)定？影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素是什么？提高鋼梁整體穩(wěn)定的有效措施是什么？22. 什么叫鋼梁喪失局部穩(wěn)定？怎樣驗(yàn)算組合鋼梁翼緣和腹板的局部穩(wěn)定？23. 壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？24. 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？二、 計(jì)算題1. 試驗(yàn)算如圖所示牛腿與柱連接的對接焊縫的強(qiáng)度。荷載設(shè)計(jì)值F=220kN。鋼材Q235，焊條E43,手工焊，無引弧板，焊縫質(zhì)量三級(jí)。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=215 N/mm2，=185 N/mm2 。（假定剪力全部由腹板上的焊縫承受）解：一、確定對接焊縫計(jì)算截面的幾何特性 （對水平焊縫的形心位置取矩） 全部焊縫計(jì)算截面的慣性矩 全部焊縫計(jì)算截面的抵抗矩 腹板焊縫計(jì)算截面的面積 二、驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度 折算應(yīng)力 2. 試計(jì)算如圖所示鋼板與柱翼緣的連接角焊縫的強(qiáng)度。已知N=390kN（設(shè)計(jì)值），與焊縫之間的夾角。鋼材Q235，焊條E43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=160 N/mm2 。 3. 設(shè)計(jì)雙角鋼拉桿與節(jié)點(diǎn)板之間的連接角焊縫計(jì)算長度L1=?,L2=?已知：采用三面圍焊：hf=6mm,fwf=160N/mm2,N=529kN(靜載設(shè)計(jì)值) 解： 。軸心拉力N＝1250kN，（靜載設(shè)計(jì)值），鋼材Q235，焊條E43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值? =215 N/mm2， fwf=160N/mm2。圖示尺寸單位mm.(焊縫LW2實(shí)際長度取cm整數(shù))端縫： 側(cè)向： 蓋板全長 5. 設(shè)計(jì)矩形拼接板與板件用普通螺栓連接的平接接頭。（如圖所示，單位mm）。已知軸心拉力設(shè)計(jì)值N=600KN,有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：?bv=130N/mm2, ?bc=305 N/mm2,? =215 N/mm2。粗制螺栓d=20mm,孔徑d0=。a) b) 取8個(gè) c) 排列 中距 取80 端距 取50 邊距 取40 d) 凈截面驗(yàn)算 215MPa說明凈截面強(qiáng)度不夠，接頭不能承受600kN的拉力,經(jīng)驗(yàn)算，蓋板應(yīng)采用12mm厚鋼板，被連接板應(yīng)采用25mm鋼板。e) 拼接板長，鋼材為Q235，?＝215 N/mm2。試計(jì)算接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值。螺栓M20, ?bv=130N/mm2, ?bc=305 N/mm2。一、 螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值 單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值 連接螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值 二、 構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值 II截面凈截面面積為 IIII截面凈截面面積為 IIIIII截面凈截面面積為 三個(gè)截面的承載設(shè)計(jì)值分別為I－I截面：II－II截面：III－III截面：因前面I－I截面已有n1個(gè)螺栓傳走了（n1/n）N的力，故有構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值按II－II截面三、 連接蓋板所能承受的軸心力設(shè)計(jì)值（按VV截面確定） 通過比較可見，接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值應(yīng)按構(gòu)件II－II截面的承載能力取值，即。再者，若連接蓋板不取2塊8mm厚鋼板而去2塊7mm，即與構(gòu)件等厚，則會(huì)因開孔最多其承載力最小。四、 螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值 單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值 連接螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值 五、 構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值 II截面凈截面面積為 IIII截面凈截面面積為 IIIIII截面凈截面面積為 三個(gè)截面的承載設(shè)計(jì)值分別為I－I截面：II－II截面：III－III截面：因前面I－I截面已有n1個(gè)螺栓傳走了（n1/n）N的力，故有構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值按II－II截面六、 連接蓋板所能承受的軸心力設(shè)計(jì)值（按VV截面確定） 通過比較可見，接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值應(yīng)按構(gòu)件II－II截面的承載能力取值，即。再者，若連接蓋板不取2塊8mm厚鋼板而去2塊7mm，即與構(gòu)件等厚，則會(huì)因開孔最多其承載力最小。，接觸面處理采用鋼絲刷清除浮銹。接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值能增大多少？已知高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值P＝155kN,接觸面抗滑移系數(shù)。8. 計(jì)算圖示連接的承載力設(shè)計(jì)值N。螺栓M20，,材料Q235A已知：?＝215N/mm2, ?bv=130 N/mm2, ? bc=305 N/mm2 。單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值 單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值 連接螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值 節(jié)點(diǎn)板凈截面抗拉承載力：故連接的承載力為。已知荷載設(shè)計(jì)值F=60KN,螺栓M20, ?bv=130N/mm2, ?bc=305 N/mm2.單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值 單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值 故應(yīng)按進(jìn)行驗(yàn)算偏心力F的水平及豎直分力和對螺栓群轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離分別為：扭矩T作用下螺栓“1”承受的剪力在x，y兩方向的分力：軸心力N、剪力V作用下每個(gè)螺栓承受的水平和豎直剪力：螺栓“1”承受的合力：，,鋼材為Q235，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?=215 N/mm2，采用圖示截面，尺寸單位mm,計(jì)算可承受外荷載設(shè)計(jì)值N=？ 注：①不計(jì)自重 ②穩(wěn)定系數(shù) ：727374757677787980 ，截面由2I32a組成，兩肢件之間的距離300cm,如圖所示，尺寸單位mm。試求該柱
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