水工鋼結(jié)構(gòu)平時(shí)作業(yè)

1、平時(shí)作業(yè)（一）注：本次作業(yè)對(duì)應(yīng)于文字教材1至2章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。問(wèn)答題：1.試述鋼結(jié)構(gòu)工程的特點(diǎn)。2.結(jié)合所在地區(qū)使用鋼結(jié)構(gòu)的情況，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣合理選擇鋼結(jié)構(gòu)？3.試述鋼結(jié)構(gòu)在水工結(jié)構(gòu)中的合理應(yīng)用范圍。4.水工鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展主要有哪些方面？5.鋼材的塑性破壞和脆性破壞各有何特點(diǎn)？如何防止脆性破壞？應(yīng)變曲線各階段的特征。7.建筑鋼材的主要機(jī)械性能指標(biāo)有哪些？各反映材料的什么性質(zhì)？8.應(yīng)力場(chǎng)對(duì)鋼材的破壞形式有何影響？為什么？9.什么叫鋼材的疲勞？它屬于什么性質(zhì)的破壞？其主要影響因素和防止措施有哪些？10.影響鋼材性能的因素有哪些？各有何影響？11.簡(jiǎn)述鋼材的牌號(hào)表示方法。12.選擇建筑鋼材

2、時(shí)主要考慮哪些因素的影響？13.鋼結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法與容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法有何不同？分別代表什么？應(yīng)如何取值？15.什么是極限狀態(tài)？承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)有什么區(qū)別？16.說(shuō)明常幅和變幅疲勞驗(yàn)算公式的意義。平時(shí)作業(yè)（二）注：本次作業(yè)對(duì)應(yīng)于文字教材3至4章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、問(wèn)答題1.常用的連接有哪幾類？各類的特點(diǎn)是什么？2.角焊縫的尺寸在構(gòu)造上有哪些要求？為什么？3.扭矩作用下焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本假定是什么？如何求得焊縫最大應(yīng)力？4.焊接殘余應(yīng)力與殘余變形的成因是什么？焊接殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響是什么？如何減少焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形？5.普通螺栓與高強(qiáng)度螺栓在受力特性方面有

3、什么區(qū)別？單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值是如何確定的？6.螺栓群在扭矩作用下，在彈性受力階段受力最大的螺栓其內(nèi)力值是在什么假定下求得的？7.為什么要控制高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力？8.常用的鋼梁形式有哪幾種？工字梁和槽鋼梁的受力性能有什么特點(diǎn)？9.梁的強(qiáng)度計(jì)算包括哪幾項(xiàng)內(nèi)容？畫(huà)出彈性階段以及截面部分發(fā)展塑性時(shí)，截面彎曲正應(yīng)力的分布。10.什么條件下簡(jiǎn)支鋼梁可按部分截面發(fā)展塑性計(jì)算抗彎強(qiáng)度？11.寫(xiě)出彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)力以及折算應(yīng)力的計(jì)算公式。12.組合梁在什么情況下需進(jìn)行折算應(yīng)力計(jì)算？計(jì)算公式中的符號(hào)分別代表什么意義？13.鋼梁?jiǎn)适дw穩(wěn)定性的原因是什么？整體穩(wěn)定臨界應(yīng)力與哪些因素有關(guān)？如何提高和保證梁的整

4、體穩(wěn)定性？提高梁的整體穩(wěn)定性最有效的方法是什么？14.鋼梁的整體穩(wěn)定如何驗(yàn)算？公式中代表什么意義？代替？15.什么是梁的局部失穩(wěn)？梁的整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)在概念上有何不同？16.組合梁的截面高度由哪些條件確定？是否都必須滿足？當(dāng)時(shí)，梁高如何確定？17.選擇組合梁腹板的高度和厚度時(shí)應(yīng)考慮哪些要求？腹板選擇太厚或太薄會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題？18.選擇組合梁的翼緣尺寸時(shí)應(yīng)考慮哪些要求？什么是主要的？在確定翼緣截面積公式中，右端兩項(xiàng)各自表示什么意義？翼緣選擇太窄太厚，或太寬太薄，各會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題？19.組合梁為什么要沿跨度改變截面？改變方式和應(yīng)用情況如何？梁高改變的位置和端部梁高如何確定？若剪切強(qiáng)度不足，在構(gòu)造

5、上應(yīng)如何處理？20.組合梁的翼緣焊縫承受什么力的作用？這種力是怎樣產(chǎn)生的？焊縫長(zhǎng)度有無(wú)限制？21.組合梁的翼緣不滿足局部穩(wěn)定要求時(shí)，應(yīng)如何處理？22.畫(huà)出腹板三種局部失穩(wěn)現(xiàn)象的草圖并分析其原因，說(shuō)明保證腹板在純剪、彎曲及局部壓應(yīng)力作用下局部穩(wěn)定的原則和措施，以及設(shè)置橫向、縱向加勁肋的梁腹板高厚比的界限。23.試從薄板失穩(wěn)時(shí)的屈曲形狀和臨界應(yīng)力公式兩方面來(lái)闡明橫向加勁肋和縱向加勁肋的作用。24.組合梁腹板橫向加勁肋和縱向加勁肋設(shè)置時(shí)，應(yīng)注意哪些問(wèn)題？縱向加勁肋沿縱向?yàn)楹尾辉O(shè)在中和軸附近？25.簡(jiǎn)述橫向加勁肋的間距和加勁肋尺寸的構(gòu)造要求。26.支承加勁肋的作用、傳力途徑和受力情況如何？在驗(yàn)算其穩(wěn)定

6、性和承壓強(qiáng)度時(shí)所取的面積有何區(qū)別？27.梁的支座有哪幾種形式？如何進(jìn)行計(jì)算？二、計(jì)算題1.驗(yàn)算圖3.46所示牛腿與柱連接的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度。已知外力F=180kN，鋼材為Q235-A.F，焊縫尺寸如圖3.46（b）所示，手工焊，焊條為E43型，無(wú)引弧板、采用三級(jí)質(zhì)量檢驗(yàn)（假定剪力僅由腹板上的焊縫平均承受）。2.現(xiàn)將圖3.35的鋼板拼接，改用Q345鋼M22摩擦型高強(qiáng)度螺栓（孔徑24mm），拼接板與主鋼板接觸面噴砂處理，使設(shè)計(jì)此連接。3.如圖3.41所示，當(dāng)角鋼軸心拉力為N=400kN時(shí)，試設(shè)計(jì)端板與柱的普通螺栓連接，鋼材均為Q235，設(shè)螺栓總數(shù)為10，間距為10mm，N通過(guò)螺栓群中心。.39所示

7、雙軸對(duì)稱工字形截面簡(jiǎn)支梁的整體穩(wěn)定性。已知梁跨度，在梁跨中央作用一集中荷載，其設(shè)計(jì)值為600kN，跨中無(wú)側(cè)向支承，鋼材為Q235鋼。已知：雙軸對(duì)稱，跨中無(wú)側(cè)向支承，集中荷載作用在上翼緣，腹板選用-800×8，翼緣選用-280×12，。6.一平臺(tái)梁格布置如圖4.40所示，鋪板為預(yù)制鋼筋混凝土板。設(shè)平臺(tái)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（包括鋪板自重）為6，活荷載標(biāo)準(zhǔn)為18，鋼材為Q235鋼，用E43型焊條，試計(jì)算：（1）若鋪板與次梁焊接，次梁的整體穩(wěn)定現(xiàn)有保證時(shí)，選擇次梁的截面（采用軋制工字型鋼）；又若次梁的整體穩(wěn)定不能保證時(shí)，重新選擇其截面，并比較之。（2）選擇中間主梁截面（焊接工字形組合梁）

8、，包括梁截面沿長(zhǎng)度的改變，計(jì)算翼緣焊縫，并進(jìn)行加勁肋的設(shè)計(jì)。7.一工字形截面組合梁，其尺寸和受力如圖4.41所示。已知其腹板的高厚比，為保證腹板的局部穩(wěn)定，試在支座處及梁段內(nèi)布置加勁肋。8.圖4.42為承受均布荷載的簡(jiǎn)支梁。梁截面幾何尺寸及荷載大小如圖所示，鋼材為Q235鋼，若梁支承加勁肋端面承壓強(qiáng)度滿足要求，是驗(yàn)算其穩(wěn)定性是否滿足要求。9.圖4.43為加強(qiáng)受壓翼緣的梁截面，跨度6m，跨中無(wú)側(cè)向支承，試計(jì)算梁的整體穩(wěn)定系數(shù)。10.根據(jù)本部分第5題所選定的主次梁截面，設(shè)計(jì)次梁與主梁的連接（采用平接），并按1：10比例尺繪制構(gòu)造連接圖。平時(shí)作業(yè)（三）注：本次作業(yè)對(duì)應(yīng)于文字教材5至6章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)

9、進(jìn)度完成。一、問(wèn)答題1.軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件滿足承載能力極限狀態(tài)的要求有何區(qū)別？2.軸心受壓構(gòu)件整體失穩(wěn)時(shí)有哪幾種屈曲形式？雙軸對(duì)稱截面的屈曲形式是怎樣的？3.理想軸心壓桿與實(shí)際壓桿有何區(qū)別？4.軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)承載力和哪些因素有關(guān)？其中哪些因素被稱為初始缺陷？5.提高軸心壓桿的抗壓強(qiáng)度能否提高其穩(wěn)定承載能力？為什么？6.初彎曲、初偏心和殘余應(yīng)力對(duì)軸心受壓構(gòu)件承載力的主要影響有哪些？為什么殘余應(yīng)力在截面兩個(gè)主軸方向?qū)Τ休d能力的影響不同？為什么要按截面形式和對(duì)應(yīng)軸分成四類？同一截面關(guān)于兩個(gè)主軸的截面類別是否一定相同？為什么？8.影響軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力的因素有哪些？提高穩(wěn)定承載力的

10、措施有哪些？9.實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定驗(yàn)算公式中，長(zhǎng)軸比為什么取兩方向長(zhǎng)細(xì)比的較大值？10.型鋼制作的軸心受壓構(gòu)件是否要進(jìn)行局部穩(wěn)定驗(yàn)算？11.試寫(xiě)出實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式，并說(shuō)明公式中符號(hào)的意義。對(duì)虛軸的整體穩(wěn)定驗(yàn)算為什么要用換算長(zhǎng)細(xì)比，綴條式和綴板式雙肢柱的換算長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算公式有何不同？分肢的穩(wěn)定怎樣保證？13.軸心受力構(gòu)件為什么要進(jìn)行剛度計(jì)算？計(jì)算公式是怎樣的？14.軸心受壓構(gòu)件滿足整體穩(wěn)定要求時(shí)，是否還需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算？為什么？15.寫(xiě)出格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算的主要步驟和公式。16.實(shí)腹式拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式是什么？格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算又有何不同？它們

11、是依據(jù)怎樣的工作狀態(tài)制定的？17.計(jì)算式復(fù)式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定和平面外穩(wěn)定的公式中的彎矩取值是否一樣？若平面外設(shè)有側(cè)向支承，取值是否又一樣？中的意義。19.實(shí)腹式壓彎構(gòu)件中，翼緣板寬厚比的限值如何？20.在壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算公式中，為什么要引入和？在哪些情況下它們的值較大？又在哪些情況下它們的值較?。?1.對(duì)實(shí)腹式單軸對(duì)稱截面的壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對(duì)稱軸平面內(nèi)且使較大翼緣受壓時(shí)，其整體穩(wěn)定性如何驗(yàn)算？22.試比較工字形、箱形截面的壓彎構(gòu)件與軸心受壓構(gòu)件腹板高厚比限值計(jì)算公式各有哪些不同？的物理意義。24.工字形截面壓彎構(gòu)件中，翼緣板寬厚比的限值如何？25.格構(gòu)式壓彎構(gòu)件當(dāng)彎矩繞虛

12、軸作用時(shí)，為什么不需要計(jì)算構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性？26.軸心受壓構(gòu)件、拉彎和壓彎構(gòu)件、鋼梁的剛度應(yīng)如何計(jì)算？27.在進(jìn)行實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，若近似公式求出的0.6，是否應(yīng)換算成后再代入穩(wěn)定計(jì)算公式？為什么？28.梁與柱的鉸接和剛接以及柱腳的鉸接和剛接各適用于哪些情況？它們的基本構(gòu)造形式有哪些特點(diǎn)？29.壓彎構(gòu)件的剛接柱腳傳遞哪些內(nèi)力？二、計(jì)算題Q235鋼做成的軸心受拉構(gòu)件，長(zhǎng)9m，截面為2100×8組成的肢尖向下的T形截面。試計(jì)算其所能承受的拉力設(shè)計(jì)值。2.試驗(yàn)算圖5.25所示焊接工字形截面柱（翼緣為焰切邊）。軸心受壓設(shè)計(jì)值N=4500kN，柱的計(jì)算長(zhǎng)度=6

13、m，鋼材為Q235鋼，截面無(wú)削弱。3.圖5.26（a），（b）所示兩種截面（翼緣為焰切邊）的截面面積相等，鋼材為Q235鋼，柱高9m，兩端鉸接，截面無(wú)削弱。試分別計(jì)算這兩種截面所能承受的最大軸心壓力設(shè)計(jì)值，并加以比較。4.設(shè)計(jì)某工作臺(tái)軸心受壓柱的截面尺寸。朱采用焊接工字形截面。翼緣為軋制邊，柱高，兩端鉸接，承受軸心受壓設(shè)計(jì)值N=3000kN，鋼材為Q345鋼，截面無(wú)削弱。5.設(shè)計(jì)條件同上題，但在繞弱軸方向柱中點(diǎn)處設(shè)置一側(cè)向支撐點(diǎn)。試設(shè)計(jì)其截面尺寸。6.試設(shè)計(jì)一雙肢格構(gòu)柱的截面，分肢采用槽鋼，柱高，下端固定，上端鉸接，承受軸心受壓設(shè)計(jì)值N=1600kN，鋼材為Q235鋼，截面無(wú)削弱。（1）綴板柱

14、；（2）綴條柱。7.同上題條件，分肢采用H型鋼，綴材采用角鋼。8.一軸心受壓綴條格構(gòu)柱，柱高6m，兩個(gè)斜綴條面積，截面對(duì)虛軸的慣性矩，鋼材為Q235鋼，試計(jì)算虛軸穩(wěn)定承載力。9.試驗(yàn)算圖6.18所示壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度。鋼材為Q235鋼。10.某兩端鉸接的拉彎構(gòu)件，采用I22a工字鋼，Q235鋼，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=450kN，構(gòu)件長(zhǎng)6m。試問(wèn)繞強(qiáng)軸能承受多大的橫向均布荷載？繞弱軸又能承受多少？11.圖6.19所示為一兩端鉸支焊接工字形截面壓彎構(gòu)件，翼緣為焰切邊，桿長(zhǎng)9m，鋼材為Q235鋼，作用在桿上的軸向壓力設(shè)計(jì)值N=800kN。試由彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性確定該桿所承受的最大彎矩M。某壓彎構(gòu)件的

15、截面，荷載使較大翼緣受壓，試計(jì)算下列各式中的抵抗矩。（1）強(qiáng)度計(jì)算：； （2）強(qiáng)度計(jì)算：（3）彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算：（4）彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算（受拉區(qū)）：13.圖6.21所示結(jié)構(gòu)承受靜力設(shè)計(jì)值P=16kN，橫梁采用I10工字鋼，Q235鋼。問(wèn)在橫梁側(cè)向穩(wěn)定有保證的情況下，橫梁的承載力是否滿足要求？14.設(shè)計(jì)某雙軸對(duì)稱焊接工字形截面柱的截面尺寸，翼緣為焰切邊。柱上端作用一軸心壓力設(shè)計(jì)值N=2000kN和水平力設(shè)計(jì)值H=200kN。在彎矩作用平面內(nèi)柱的下端固定，上端自由。在側(cè)向有如圖6.22所示的支撐體系。材料用Q235鋼。15.將上題的壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)成綴條式雙肢格構(gòu)柱，彎矩作用在實(shí)軸平面內(nèi)，分

16、肢采用Q235普通熱軋工字鋼。16.已知某柱的截面和綴條布置如圖6.23所示，柱的計(jì)算長(zhǎng)度，鋼材為Q235鋼，最不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值為N=1700kN，kN·m。試驗(yàn)算該柱是否滿足要求。4所示為某壓彎構(gòu)件的截面，構(gòu)件長(zhǎng)為12m，兩端鉸支。壓力在截面的腹板平面內(nèi)的偏心距為78cm，鋼材為Q235鋼，翼緣為焰切邊。試計(jì)算此壓彎構(gòu)件所能承受的最大壓力設(shè)計(jì)值；若材料改用Q345鋼，壓力設(shè)計(jì)值又為多少？翼緣與腹板是否滿足局部穩(wěn)定的要求？18.試設(shè)計(jì)本部分第2題的柱腳?；A(chǔ)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C15。平時(shí)作業(yè)（四）注：本次作業(yè)對(duì)應(yīng)于文字教材7至8章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、問(wèn)答題1.鋼桁架與鋼梁相比，

17、桁架具有哪些特點(diǎn)？為什么它適合于大跨度結(jié)構(gòu)？2.三角形、梯形屋架各適用于哪種情況？有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？3.腹桿布置的原則是什么？4.桁架支撐的作用是什么？屋架支撐如何布置？5.在桁架平面內(nèi)與平面外的桿件計(jì)算長(zhǎng)度是如何確定的？如何取值？6.屋架內(nèi)力計(jì)算時(shí)考慮了幾種荷載組合，為什么？7.鋼桁架桿件內(nèi)力按鉸接點(diǎn)計(jì)算帶來(lái)的誤差是什么？什么情況下可以忽略這一誤差的影響？8.由雙腳鋼組成的桿件截面，一對(duì)等肢的、一對(duì)長(zhǎng)肢相靠的和一對(duì)短肢相靠的各適合于什么情況？9.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的步驟及要點(diǎn)是什么？10.試述桁架節(jié)點(diǎn)施工圖繪制的步驟。11.桁架桿件與節(jié)點(diǎn)板之間的連接焊縫如何計(jì)算？構(gòu)造上應(yīng)注意些什么？12.平面鋼閘門(mén)根據(jù)其

18、工作性質(zhì)分為哪幾種類型？它們的啟閉方式有何區(qū)別？13.平面鋼閘門(mén)由哪幾部分組成？門(mén)葉結(jié)構(gòu)又由哪些構(gòu)件和部件組成？各組成構(gòu)（部）件的作用是什么？作用在閘門(mén)上的水壓力是通過(guò)什么途徑傳至閘墩的？14.平面鋼閘門(mén)主梁的數(shù)目和位置如何確定？試推導(dǎo)公式（8.1）和公式（8.2）。15.梁格的布置形式有幾種？各適用于什么情況？16.梁格齊平（等高）連接和降低連接各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？17.閘門(mén)面板的厚度如何確定？其強(qiáng)度如何驗(yàn)算？18.如何確定不同梁格連接形式下的次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖和計(jì)算荷載？19.面板參加主（次）梁截面工作的有效寬度是根據(jù)什么條件確定的？20.平面鋼閘門(mén)主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖和荷載如何確定？有什么設(shè)計(jì)特點(diǎn)？21.閘門(mén)聯(lián)結(jié)系有哪幾種？各自有什么作用？如何進(jìn)行布置和計(jì)算？22.邊梁的受力情況和工作特點(diǎn)如何？怎樣確定其截面尺寸及進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算？單腹式和雙腹式邊梁各適用于什么情況？23.平面閘門(mén)行走支承有哪兩大類？它們的構(gòu)造形式和計(jì)算特點(diǎn)有何區(qū)別？24.平面閘門(mén)的主軌如何計(jì)算？25.閘門(mén)的止水有何作用？