2013华工钢结构理论与设计大作业1

1、大作业一 一、判断题1 .高耸钢结构的结构形式多为空间桁架，其特点是高跨比较大，以垂直荷载作用为主。（X）2 .在构件发生断裂破坏前，有明显的先兆是脆性破坏的典型特征。（X ）3 .在焊缝设计时要尽量避免采用俯焊，因为其工艺难以操作，焊缝质量也差。（x ）4 .普通螺栓连接受剪时，限制端距en2d,是为了避免钢板被剪切破坏。（V ）5 . 在对接焊缝的应力计算时，焊缝中最大应力或者折算应力不能超过焊缝的强度设计值。（V ）二、单项选择题1 大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B ）A.密闭性好B.自重轻C.制造工厂化D.便于拆装2钢材的标准应力- 应变曲线是通过下列哪项试验得到的？（B

2、）A.冷弯试验B.单向拉伸试验C.冲击韧性试验 D.疲劳试验3 .钢号Q345A中的345表示钢材的（C ）A fp 值B fu 值C fy 值D fvy 值4 现行钢结构设计规范所采用的结构设计方法是下列哪种（C ）A.半概率、半经验的极限状态设计法；B.容许应力法；C.以概率理论为基础的极限状态设计法；D.全概率设计法。5下列钢结构计算所取荷载设计值和标准值，哪一组为正确的？（ C ）I .计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值；n .计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值；m.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值； 钢结构理

3、论与设计 第 1 页 （共 6 页）W.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。a. I、出 b. n、出 c. I、 W d. n、 W6产生纵向焊接残余应力的主要原因是（D ） 。A.冷却速度太快B.焊接各纤维能自由变形C.钢材弹性模量太大，使构件刚度很大D.施焊时焊件上出现冷塑和热塑区7为了提高梁的整体稳定性，下列哪项是最经济有效的办法。（ B ） 、A.增大截面B.增加侧向支撑点，减少C.设置横向加劲肋D.改变荷载作用的位置8防止梁腹板发生局部失稳，常采取加劲措施，这是为了（D ）A.增加梁截面的惯性矩B.增加截面面积C.改变构件的应力分布状态D.改变边界约束板件的宽厚比

4、9下面关于压弯构件截面塑性发展系数的规定，哪种说法不正确？（A ）A.对间接承受动力荷载的构彳应按弹性考虑，取 x= y=1.0B.对格构式截面构件的虚轴x=1.0C.对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的构件，取 x= y=1.0D.截面塑性发展系数只考虑了截面发展部分塑性而不是全截面塑性。10 屋架上弦承受有较大节间荷载时，上弦杆合理的截面形式是（c ）A. 两等边角钢组成的T 形截面B. 两等边角钢组成的十字形截面c. 两不等边角钢长边相连的T 形截面D. 两不等边角钢短边相连的T 形截面三、简答题1. 如何减小焊接应力和焊接变形？ 答：焊接应力，是焊接构件由于焊接而产生的应力。焊接过程中焊

5、件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时，焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形；焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。在没有外力作用的条件下，焊接应力在焊件内部是平衡的。焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，因此是设计和制造中必须考虑的问题。钢构件在未受荷载前，由于施焊电弧高温引起的变形为焊接变形。包括缩短、角度改变、弯曲变形等。减小变形的主要方法有，（ 1 ）选择合理的焊接顺序；（ 2）尽可能用对称焊缝（如工字形截

6、面）； （ 3）采用反变形法。焊接过程中控制变形的主要措施：1、采用反变形2、采用小锤锤击中间焊道3、采用合理的焊接顺序4、利用工卡具刚性固定5、分析回弹常数。2. 为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料？答：从钢材拉伸时的应力应变曲线可以看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达2%3%,这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。3. 如何提高梁的整体稳定性？其最有效而经济的方法是什么？答：加大梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度和抗翘曲刚度，设侧向支撑，加强受压翼缘其中设侧向支撑最经济.4. 说明钢屋盖

7、横向水平支撑的作用？答： a 增加屋盖的整体刚度b 减少弦杆出平面的计算长度，节约钢材c 增加弦杆侧向稳定性钢结构理论与设计第 3 页 （共 6 页）四、计算题1 . 一块400X20的钢板用两块拼接板400X 12进行拼接。螺栓孔径 22mm排列 如图。钢 板轴心受拉，N= 1350KN (设计值)。钢材为Q235IW,请问：(1)钢板1 1截面的强度够否？(2)是否还需要验算22截面的强度？假定 N力在13个螺栓中平均分配，22截面应如何验 算？(3)拼接板的强度是否需要验算?«钢结构理论与设计 第 5 页(共6页)解：钢材为Q23a f215Nmm1-1 截面钢板的 Ax=40

8、0x20-3x22x20=6680(mm)1350 1036680202N mm f所以H截面钢板强度足够。(2)需要验算2-2截面强度，因为2-2的An小于1-1.假定N在13个螺栓中平均 分配，则2-2截面传递的拉力N'为：133N'-3-3 13501038, 5( KN)132-2 的截面为 Ax(400 5 22) 205800( mn2)N'1038.5 103AX'5800179N mrn(3)两块拼接板厚度之和大于原钢板厚，所以钢板抗拉强度足够，拼接板就无需 验算。2.简支焊接钢梁的尺寸及荷载（均为静力荷载设计值）如图所示，钢材为Q235，加劲肋

9、设置如图，不考虑局部压应力，要求：验算区格I腹板的局部稳定性。TM1-20X420解:a715(*)2h715 (100 81260)2288.2 N 2mm(100w)2图为25001260123)293h1232500支座反力12601)293(10025008)259. 1 N 2 mm间点处）相应的MyIx424424 V423. 2151.253. 24004003. 221.251031260 8527. 5 1068. 2110424KN ,区格I平均弯矩、平均剪力分别为（中1. 252527. 5KN.m420KN39.70. 812638. 215 410 cm630940.5(39. 7)2(59. 140. 5288. 2)20. 69所以局部稳定满足要求«钢结构理论与设计第 8页（共6页）3. 8.8 级高强度螺栓摩擦型的双盖板连接如图所示，构件钢材为Q345钢，承受的轴心拉力N=1200kN,螺栓直径d=24mm孔径d0=26mm连接处采用口砂处理，科=0.50 ,试验算此连接是否安全？答：（1） 8.8级M24高强螺栓白预拉力P=175kN,每 个高强 螺栓的 承载力 设计值 Nb=0.9nf 11 p,nf=2,仙=0.5,Nb=0.9x2x0.5x