工商钢结构设计原理试卷AB标准答案和评分标准格式2012

1、 装 订 线 20112012学年第二学期期末考试钢结构设计原理试卷（B）标准答案和评分标准一、选择题（10分， 每题1分）：1. B 2. B 3. A 4. D 5. B 6. C 7. D 8. B 9. A 10. D 二. 填空题（10分，每空1分）：1、80； 2、截面验算；3、纵向残余应力，构件的初弯曲，端部约束条件；4、框架横梁的刚度，柱脚于基础的连接形式；5、局部屈曲不先于整体屈曲的原则；6、等效弯矩系数，在弯矩作用平面内，不计弯矩作用时的轴心受压构件的稳定系数三、简答题（25分）： 1、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式： (25+0.5，（2） 当腹板局部稳定不满足要求时，

2、可采取三种措施：加大腹板厚度；加加劲肋，减小腹板高度；计算时取有效截面。（3）2、 普通螺栓的五种破坏形式：螺栓杆被剪坏；螺栓杆或板件挤压破坏；板件端部剪坏；板件被拉断；螺栓杆受弯破坏。（5） 其中通过构造保证，通过限制端距2d0，（2） 通过限制板叠厚度5d，其中d为螺栓直径，d0为螺栓孔径，通过计算保证。（2）3、 化学成分的影响：包括碳，硅，锰及一些有害元素硫，磷，氧，氮等。（1） 冶金缺陷的影响：如偏析，非金属夹杂，裂纹，分层。（1） 浇注和轧制过程的影响：脱氧程度不同制成的钢材质量不同，轧制程度也影响钢材的力学性能。（1） 钢材硬化的影响：钢材硬化会降低其塑性和韧性，对钢材不利，硬化

3、可有三种：时效硬化，应变硬化（冷加工硬化），应变时效。（1） 温度的影响：（1）应力集中的影响。（1）4、 结构的类型和重要性。重要结构选用质量较高钢材。（1） 荷载性质，动荷载下选用好钢材。（1） 连接方法，焊接选用较好钢材。 （1） 结构的工作温度和环境，低温，腐蚀性强的情况下选用质量好钢材。（1） 受力性质。如受较大拉力的结构选用好钢材。（1）四、计算题（55分）：1、（10分）解：肢背焊缝受力：N1 = K1 N = 0.70780 = 546 kN = N （2）所需角焊缝的长度：l w1 = N1 / ( 2 he ffw ) + 2 h f1 = / (20.78160) +28

4、 =304.69+16=320.69mm320.69cm （2） 实际长度取：l 1 =330mm （1） 肢尖焊缝受力：N2 = K2 N = 0.30780= 234kN = N （2）所需角焊缝的长度：l w2 = N2 / ( 2 he ffw ) + 2 h f2 = / (20.76160) +26 =174.11+12=186.11mm =18.61cm （2）实际长度取：l 2 =190mm （1）2、（20分）解：集中荷载P产生的跨中最大弯矩设计值为：Mmax = Pl/3=4507.2/ 3 = 1080106 N*mm ( 1 )集中荷载P产生的支座处最大剪力设计值为：V

5、max = P =450 kN=450103 N ( 1 )梁自重产生的最大弯矩设计值为:Mg,max =gk l 2 / 8 =0.897.22 / 8 =6.998KN*m =5.77106 N*mm ( 1 ) 装 订 线 20112012学年第二学期期末考试钢结构设计原理试卷（B）标准答案和评分标准梁自重产生的支座处最大剪力设计值为:Vg,max = gkl / 2 =0.897.2/ 2 =3.2KN=3.2103 N ( 1 )最大总弯矩设计值为：Mx = Mmax + Mg,max =1080106 +5.77106 =1085.77106 N*mm ( 1 )支座处最大总剪力设

6、计值为:V = Vmax + Vg,max =450103+3.2103=453.2103N ( 1 )梁的最大弯曲正应力: ( 2 )= Mx / (x Wnx ) =1085.77106/(1.052.48106 )=416.96N/mm2 f=310N/mm2 ( 2 ) 不满足要求梁的最大剪应力:=V/ ( hw tw) =453.2103/(6008)=94.4 N/mm2 fv=180 N/mm2 ( 2 ) 满足要求校核折算应力W1x=Ix/(hw/2)=7.74108 /300=258104 mm3 ( 1 )1=M/ W1x =1085.77106/(258104)=420.

7、84N/mm2 ( 2 )V1= V-1.2gkl1 =453.2103-0.891032.4=451.1103 N ( 1 )=V1S/ (IX tw) = 451.1 10312280306/(7.741088)=74.9N/mm2 fv=180 N/mm2 ( 2 ) ( 2 ) 梁的强度不满足要求。 3、（10分）解：(1) 计算截面特性=2x280x12+300x8=6720+2400=9120mm2 ； ( 1 )=3003x8/12+2x280x12x(150+6)2=18 x106+164 x106=182 x106; ( 1 ) ( 1 )=2x2803x12/12=43.9

8、 x106; ( 1 ) （1）(2) : 柱子长细比计算 ( 2 ); （3）整体稳定验算 因强轴、弱轴均为B类截面，取 ；由附表得到=0.8475 ( 2 ) N /（ A）=/（0.8475x9120）=187.6N/mm2 f =215N/mm2 ( 1 )经验算截面后可知，此柱满足整体稳定要求。 ( 1 )4、（15分）解：Ntb = Ae ftb=245170= 41650N=41.65 kN （2）Nvb = nv A fvb = 1314140 = 43960N=43.96 kN （2）Ncb = dt fcb = 2012305 = 73200N=73.2 kN （2）Nv=

9、P/8=200/8=25kNy 绕x轴失稳 弯扭失稳 （2）xy 弯扭失稳 绕y轴失稳 （2）5. (5分) 答： （1）受力要求，为避免钢板端部不被剪断，螺栓的端距不应小于两倍的螺栓孔径。（2） （2）构造要求，如果栓距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易于侵入缝隙而发生锈蚀。（2） （3）施工要求，要保证有一定的空间，便于转动螺栓扳手。（1） 四、计算题（55分）：1、（15分）解：Ntb = Ae ftb=303170= 51510N=51.5 kN ( 2 ) Nvb = nv A fvb = 1380140 = 53200N=53.2 kN ( 2 )Ncb = dt fcb = 22

10、12305 = 80520N=80.5 kN ( 2 ) Nv=P/8=200/8=25kN f=310N/mm2 ( 2 ) 强度不满足梁的最大剪应力:=V/ ( hw tw) =353.645103/(6008)=73.676N/mm2 fv=180 N/mm2 ( 2 ) 强度满足校核折算应力W1x=Ix/(hw/2)=7.74108 /300=258104 mm3 ( 1 )1=M/ W1x =952.38106/(258104)=369.14 N/mm2 ( 2 )V1= V-1.2gkl1 =353.645103-0.91032.7=351.2103 N ( 1 )=V1S/ (I

11、X tw) =351.2 10312280306/(7.741088)=58.32N/mm2 fv=180 N/mm2 ( 2 ) ( 2 ) 不满足要求3、（10分）解： (1) 计算截面特性=2x280x12+300x8=6720+2400=9120mm2 ； ( 1 )=3003x8/12+2x280x12x(150+6)2=18 x106+164 x106=182 x106; ( 1 ) ( 1 )=2x2803x12/12=43.9 x106; ( 1 ) （1）(2) 柱子长细比计算 ( 2); （3）整体稳定验算 因强轴、弱轴均为B类截面，取 ；由附表得到=0.7504 (1) N /（ A）=/（0.7504x9120）=212N/mm2 f =215N/mm2 ( 2 ) 整体稳定满足要求4、（10分）解：肢背焊缝受力：N1 = K1 N = 0.70450 = 315kN = N ( 2 )所需角焊缝的长度：l w1 = N1 / ( 2 he ffw ) + 2 h f1 = / (20.78160) +28 =191.78mm ( 2 )实际长度取：l 1 =250mm ( 1 )肢尖焊缝受力：N2 = K2 N = 0