第二学期钢结构设计原理阶段性作业11

1、（第二学期）钢结构设计原理阶 段性作业11中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院二、简答题中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院钢结构设计原理 课程作业1（共丄 次作业）学习层次：专升本涉及章节：第1章一一第3章填空题1、控制焊接连接或焊接构件疲劳性能的主要应 力变量是 疲劳是_。2、承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接，当应力变化的循环次数n_时，应进行疲劳验算。3、在疲劳设计时，经过统计分折，把各种构件F，类别越咼，容许应力幅越4、 当对接焊缝无法采用引弧板施焊时，每条焊缝轴线的长度计算时应减去_5、 高强螺栓根据螺栓受力性能分为 两种。;而在非焊接结构中控制 主要应力变量和连接分为类

2、，相同应力循环次数中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院二、简答题6、 单个螺栓承受剪力时，螺栓承载力应取 和的较小值。中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院三、计算题1、计算图示轴心拉杆的双盖板连接能安全承受 的最大轴心拉力的设计值。拉杆钢材Q235钢（f=215N/mm），采用高强度螺栓摩擦型连接，高 强度螺栓为8.8级M20（孔径do=21.5mm，连接 处接触面采用喷砂处理，卩=0.45,P=125kN严严 80 80 pojOsO 80 80 50厂厂厂厂 十十0iv 8二二12、如下图连接，尺寸为mm受静载拉力P 130kN,hf10mm，钢材为Q235BF E43焊条，手工焊无引

3、 弧板，ffw160N/mm2。试验算焊缝强度。1 1- -M M 1 11II1 11、2、3、4、钢结构有哪些优缺点？钢结构设计时选择钢材要考虑哪些因素? 试述纵向焊接应力分布形式及原因。焊接残余应力对结构有什么影响？（单位：mmfr *1-1-+ + t tf + fII卜中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院3.块400X 20的钢板用两块拼接板400X 12进行拼接。螺栓孔径22mm,排列如下图。钢 板轴心受拉，N=1350KN(设计值)。钢材为Q235钢，请问：钢板11截面的强度够否?(2)是否还需要验算22截面的强度？假定 均分配，22截面应如(3)拼接板的强度是否需要验算?P*

4、 + 10110N力在13个螺栓 何验算？l=|A/A10a工10中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院5、6、中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院5、6、承压型；摩擦型抗剪承载力；承压承载力1N参考答案1、应力幅;3 II 21 5(1rs 111411415050计算应力幅;2、51043、8;低;4、2t中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院_ . .、1、优点：（1）钢材强度高，韧性、塑性好（2）质量轻, 强重比大，可降低基础造价，方便施工吊装，对 抗震有利（3）材质均匀，符合力学假定，计算 结果比较可靠，安全可靠度高（4）制造简单，工厂化生产 周期短（5）钢结构密闭性好（6）钢材为

5、可持续 发展的材料。缺点有：钢材耐热但不耐火钢材易锈蚀，耐腐蚀性能差，维护费用高性断裂。（4） 钢材价格相对较贵2、选择钢材时要考虑的因素有：结构的重要性、荷载情况、连接方法、结构所处 的温度和环境、钢材厚度。（展开分析）3、施焊时，焊缝附近温度最高。在焊缝区以外， 温度则急剧下降。焊缝区受热而纵向膨胀，但这 种膨胀因变形的平截面规律而受到其相邻较低业化程度高，施工速度快，施（1）（2）度；（3）钢结构在低温和其他条件下，可能发生脆中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院温度区的约束，使焊缝区产生纵向压应力。由于 钢材在600oC以上时呈塑性状态，因而高温区的 这种压应力使焊缝区的钢材产生塑性压

6、缩变形， 这种塑性变形当温度下降、压应力消失时不能恢 复的。在焊后的冷却过程中，如假设焊缝区金属 能自由变形，冷却后钢材因已有塑性变形而不能 恢复其原来的长度。事实上由于焊缝区与其邻近 的钢材是连续的，焊缝区因冷却而产生的收缩变 形又因平截面变形的平截面规律受到附近低温 区钢材的约束，使焊缝区产生拉应力，为残余焊 接应力。因残余应力是构件未受荷载作用而早已 残留在构件截面内的应力，因而截面上的残余应 力必需自相平衡，所以焊缝截面两边区域为压应 力。 图示如4、焊接残余应力对结构性能的影响有：焊接应 力不影响结构的静力强度；构件上的焊接残余应 力会降低结构的刚度；增加钢材在低温下的脆断间为拉应力

7、，两边为压应力中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院的倾向；能降低构件的疲劳强度。1、螺栓能承担的剪力:N1n0.9nfP 9 0.9 2 0.45 125 911.25kN外面第一排螺栓处板件能承担的拉力：N2N 0.5N 30.833N A f (300 3 21.5) 16 215 810.12kN N 972.53kN构件的毛截面能承担的拉力:N3Af 300 16 2151032kN故接头能承受的最大拉力为911.25kN。旦旦130 103103.17N/mm22helw2 0.7 10 90芈芈6 130 103 10 68.78N/mm22helw22 0.7 10 902N M103.17 68.78 171.95N/mm2要求(1)4 -400 x20 -3x22x20-66搜0伽“)2、解：焊缝计算长度:Iw110 2hf110 20 90mm轴心力产生正应力:所以：A点正应力又因为f171.95N/mmfffw1.22 160 195.2N/mm2满足3.解：钢材为Q235,f =215N/mm2截面钢板的中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院所以1-1截面钢板强度足够。6630中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院(2)需要验算22截面强度，因为22的An