【正文】 截面為I22a，無(wú)削弱。8. 計(jì)算圖示連接的承載力設(shè)計(jì)值N。試計(jì)算接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值。軸心拉力N＝1250kN，（靜載設(shè)計(jì)值），鋼材Q235，焊條E43,手工焊。荷載設(shè)計(jì)值F=220kN。鋼材Q235，焊條E43,手工焊。粗制螺栓d=20mm,孔徑d0=。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(kāi)孔最多其承載力最小。 注： 一個(gè)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(wú)側(cè)向支承點(diǎn)，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(shuō)明何者的穩(wěn)定性更好？13. 一簡(jiǎn)支梁的計(jì)算簡(jiǎn)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(wú)任何側(cè)向支承點(diǎn)，試按整體穩(wěn)定確定荷載P的大小（設(shè)計(jì)值，不計(jì)自重）已知：①鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值?=215 N/mm2，梁兩端不能扭轉(zhuǎn)，跨中無(wú)側(cè)向支撐點(diǎn)，撓度不起控制作用，截面無(wú)削弱。 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》復(fù)習(xí)題參考答案 二、問(wèn)答題1． 鋼結(jié)構(gòu)具有的特點(diǎn)：鋼材強(qiáng)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(hù)費(fèi)用大。鉚釘連接的優(yōu)點(diǎn):塑性、韌性較好，傳力可靠，連接質(zhì)量易于檢查。但采用引弧板施工復(fù)雜，因此除承受動(dòng)力荷載外，一般不用引弧板，而是計(jì)算時(shí)為對(duì)接焊縫將焊縫長(zhǎng)度減2t（t為較小焊件厚度）。焊接殘余應(yīng)力的影響：對(duì)塑性較好的材料，對(duì)靜力強(qiáng)度無(wú)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(qiáng)度；在低溫條件下承載，加速構(gòu)件的脆性破壞。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。fy/fu=：fu ≥ 1000N/mm178。但當(dāng)彎矩增加使受壓翼緣的彎曲壓應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，鋼梁在偶然的側(cè)向干擾力作用下會(huì)突然離開(kāi)最大剛度平面向側(cè)向彎曲，并同時(shí)伴隨著扭轉(zhuǎn)。在計(jì)算時(shí)，根據(jù)截面形式、屈曲方向（對(duì)應(yīng)軸）和加工條件，即可根據(jù)正確地查取值計(jì)算。彎矩的作用不僅降低了構(gòu)件的承載能力，同時(shí)使構(gòu)件一經(jīng)荷載作用，立即產(chǎn)生撓曲，但其在失穩(wěn)前只保持這種彎曲平衡狀態(tài)，不存在達(dá)臨界力時(shí)才突然由直變彎的平衡分枝現(xiàn)象，故壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性屬于第二類(lèi)穩(wěn)定問(wèn)題，其極限承載力應(yīng)按最大強(qiáng)度理論進(jìn)行分析。梁的截面選用I36a軋制型鋼，其幾何性質(zhì)為：Wx=875cm3，tw=10mm，I / S=，截面塑性發(fā)展系數(shù)gx=。m，V=500kN，鋼材為Q235鋼，焊條為E43型，手工焊，二級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。已知=160N/mm2。螺栓M20，=130N/mm2，=305 N/mm2。已知：f = 215N/mm2，截面對(duì)x軸和y軸均為b類(lèi)截面。fy /fu =；：fu≥1000N/mm178。？答：在考慮實(shí)際軸心壓桿的臨界力時(shí)應(yīng)考慮殘余應(yīng)力的影響、初彎曲和初偏心的影響、桿端約束的影響。但因綴材本身比較柔細(xì)，傳遞剪力時(shí)所產(chǎn)生的變形較大，從而使構(gòu)件產(chǎn)生較大的附加變形，并降低穩(wěn)定臨界力。當(dāng)受剪螺栓連接在達(dá)到極限承載力時(shí)，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。螺栓連接的優(yōu)點(diǎn)：具備鉚釘連接塑性、韌性好，傳力可靠的優(yōu)點(diǎn)，又兼?zhèn)浒惭b拆卸方便，可以多次重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，且連接變形小。在無(wú)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。但當(dāng)彎矩增加使受壓翼緣的彎曲壓應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，鋼梁在偶然的側(cè)向干擾力作用下會(huì)突然離開(kāi)最大剛度平面向側(cè)向彎曲，并同時(shí)伴隨著扭轉(zhuǎn)。？怎樣驗(yàn)算組合鋼梁翼緣和腹板的局部穩(wěn)定？答：在鋼梁中，當(dāng)腹板或翼緣的高厚比或?qū)捄癖冗^(guò)大時(shí)，就有可能在梁發(fā)生強(qiáng)度破壞或喪失整體穩(wěn)定之前，組成梁的腹板或翼緣出現(xiàn)偏離其原來(lái)平面位置的波狀屈曲，這種現(xiàn)象稱(chēng)為鋼梁的局部失穩(wěn)。影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有：荷載類(lèi)型、荷載作用點(diǎn)位置、梁的截面形式、側(cè)向支承點(diǎn)的位置和距離、梁端支承條件。隨焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)不同方向的不均勻收縮變形，稱(chēng)為焊接殘余變形。②為保證對(duì)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。它是以摩擦力剛被克服，構(gòu)件開(kāi)始產(chǎn)生滑移做為承載能力的極限狀態(tài)。？答：受軸心壓力作用的直桿或柱，當(dāng)壓力達(dá)到臨界值時(shí)，會(huì)發(fā)生有直線(xiàn)平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢胶鉅顟B(tài)變形分枝現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓桿屈曲或整體穩(wěn)定，發(fā)生變形分枝的失穩(wěn)問(wèn)題稱(chēng)為第一類(lèi)穩(wěn)定問(wèn)題。三級(jí)質(zhì)量檢查只對(duì)全部焊縫進(jìn)行外觀缺陷及幾何尺寸檢查，其外觀可見(jiàn)缺陷及幾何尺寸偏差必須符合三級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)要求；二級(jí)質(zhì)量檢查除對(duì)外觀進(jìn)行檢查并達(dá)到二級(jí)質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線(xiàn)探傷20％焊縫，達(dá)到B級(jí)檢驗(yàn)Ⅲ級(jí)合格要求；一級(jí)質(zhì)量檢查除外觀進(jìn)行檢查并符合一級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線(xiàn)對(duì)焊縫100％探傷，達(dá)到B級(jí)檢驗(yàn)Ⅱ級(jí)合格要求（見(jiàn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB502052001）。？答：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。（2）驗(yàn)算局部穩(wěn)定：翼緣寬厚比： 翼緣滿(mǎn)足局部穩(wěn)定。（材料Q235）做成的10m長(zhǎng)兩端鉸接柱，軸心壓力的設(shè)計(jì)值為650kN，在腹板平面承受均布荷載設(shè)計(jì)值q＝。②節(jié)點(diǎn)板與端板用兩條角焊縫相連，試驗(yàn)算該連接焊縫強(qiáng)度。提示：剪力V可假定全部由腹板承擔(dān)，彎矩按剛度比分配，即。試對(duì)此梁進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算并指明計(jì)算位置。確定限值的原則：組成構(gòu)件的板件的局部失穩(wěn)應(yīng)不先于構(gòu)件的整體穩(wěn)定失穩(wěn)，或者兩者等穩(wěn)。在計(jì)算其穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，除要考慮軸心受壓時(shí)所需考慮的因素外，還需考慮荷載類(lèi)型及其在截面上的作用點(diǎn)位置、端部及側(cè)向支承的約束情況等。影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有：荷載類(lèi)型、荷載作用點(diǎn)位置、梁的截面形式、側(cè)向支承點(diǎn)的位置和距離、梁端支承條件。由于壓桿截面形式和桿端支承條件不同，在軸心壓力作用下可能發(fā)生的屈曲變形有三種形式，即彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲。施工要求:為便于擰緊螺栓，宜留適當(dāng)間距。減少焊接殘余應(yīng)力和變形的方法：合理設(shè)計(jì):選擇適當(dāng)?shù)暮改_尺寸、焊縫布置應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)、進(jìn)行合理的焊接工藝設(shè)計(jì)，選擇合理的施焊順序。當(dāng)鋼板在縱橫兩方向進(jìn)行對(duì)接焊時(shí)，焊縫可采用十字形或T形交叉對(duì)接，當(dāng)用T形交叉時(shí)，交叉點(diǎn)的間距不得小于200mm。螺栓連接的優(yōu)點(diǎn)：具備鉚釘連接塑性、韌性好，傳力可靠的優(yōu)點(diǎn)，又兼?zhèn)浒惭b拆卸方便，可以多次重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，且連接變形小