鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)考試復(fù)習(xí)題

1、一、填空題1. 鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算的兩種極限狀態(tài)是承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。2. 鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、材質(zhì)均勻，韌性和塑性良好、裝配程度高，施工周期短、密閉性好、耐熱不耐火和易銹蝕等特點(diǎn)。3. 鋼材的破壞形式有塑性破壞和脆性破壞。4. 影響鋼材性能的主要因素有化學(xué)成分、冶煉，澆注，軋制、鋼材硬化、溫度、應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力、重復(fù)荷載作用和鋼材缺陷。5. 影響鋼材疲勞的主要因素有應(yīng)力集中、應(yīng)力幅（對焊接結(jié)構(gòu)）或應(yīng)力比（對非焊接結(jié)構(gòu)）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)6. 建筑鋼材的主要機(jī)械性能指標(biāo)是屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率、沖擊韌性、和冷彎性能。7. 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接。8. 角焊縫的計(jì)算

2、長度不得小于8hf，也不得小于40mm。側(cè)面角焊縫承受靜載時(shí)，其計(jì)算長度不宜大于60hf。9. 普通螺栓抗剪連接中，其破壞有五種可能的形式，即螺栓剪壞、孔壁擠壓壞、構(gòu)件被拉斷、端部鋼板被剪壞和螺栓彎曲破壞。10. 高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值與螺栓材質(zhì)和螺栓有效面積有關(guān)。11. 軸心壓桿可能的屈曲形式有彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲。12. 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)與殘余應(yīng)力、初彎曲和初偏心和長細(xì)比有關(guān)。13. 提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效途徑是加強(qiáng)受壓翼緣和增加側(cè)向支承點(diǎn)。14. 影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有荷載類型、荷載作用點(diǎn)位置、梁的截面形式、側(cè)向支承點(diǎn)的位置和距離和梁端支承條件。15. 焊接組合工字

3、梁，翼緣的局部穩(wěn)定常采用限制寬厚比的方法來保證，而腹板的局部穩(wěn)定則常采用設(shè)置加勁肋的方法來解決。二、問答題1. 鋼結(jié)構(gòu)具有哪些特點(diǎn)？答：鋼結(jié)構(gòu)具有的特點(diǎn)：oi岡材強(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)5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。2. 鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍是什么？答：鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍：重型廠房結(jié)構(gòu)2大跨度房屋的屋蓋結(jié)構(gòu)高層及多層建筑輕型鋼結(jié)構(gòu)5塔桅結(jié)構(gòu)6板殼結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)8移動式結(jié)構(gòu)3. 鋼結(jié)構(gòu)對材料性能有哪些要求？答：鋼結(jié)構(gòu)對材料性能的要求：1較高的抗拉強(qiáng)度fu和屈服點(diǎn)fyO較好的

4、塑性、韌性及耐疲勞性能3良好的加工性能4. 鋼材的主要機(jī)械性能指標(biāo)是什么？各由什么試驗(yàn)得到？答：鋼材的主要機(jī)械性能指標(biāo)是屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率、沖擊韌性、冷彎性能。其中屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長率由一次靜力單向均勻拉伸試驗(yàn)得到；冷彎性能是由冷彎試驗(yàn)顯示出來；沖擊韌性是由沖擊試驗(yàn)使試件斷裂來測定。5. 影響鋼材性能的主要因素是什么？答：影響鋼材性能的主要因素有：O化學(xué)成分2鋼材缺陷冶煉，澆注，軋制43鋼材硬化5溫度應(yīng)力集中殘余應(yīng)力O重復(fù)荷載作用6. 什么是鋼材的疲勞？影響鋼材疲勞的主要因素有哪些？答：鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，當(dāng)應(yīng)力還低于鋼材的抗拉強(qiáng)度，甚至還低于屈服點(diǎn)時(shí)也會發(fā)生斷裂破壞，這種現(xiàn)象

5、稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。影響鋼材疲勞的主要因素是應(yīng)力集中、應(yīng)力幅（對焊接結(jié)構(gòu)）或應(yīng)力比（對非焊接結(jié)構(gòu)）以及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。7. 選用鋼材通常應(yīng)考慮哪些因素？答：選用鋼材通?？紤]的因素有：1結(jié)構(gòu)的重要性2荷載特征連接方法結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境溫度結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)8. 鋼結(jié)構(gòu)有哪些連接方法？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法有：焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接三種。焊接的優(yōu)點(diǎn)：1不需打孔，省工省時(shí)；0任何形狀的構(gòu)件可直接連接，連接構(gòu)造方便；©氣密性、水密性好，結(jié)構(gòu)剛度較大，整體性能較好9. 焊縫可能存在的缺陷有哪些？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。10.

6、 焊縫的質(zhì)量級別有幾級？各有哪些具體檢驗(yàn)要求？答：焊縫質(zhì)量分為三個(gè)等級。三級質(zhì)量檢查只對全部焊縫進(jìn)行外觀缺陷及幾何尺寸檢查，其外觀可見缺陷及幾何尺寸偏差必須符合三級合格標(biāo)準(zhǔn)要求；二級質(zhì)量檢查除對外觀進(jìn)行檢查并達(dá)到二級質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線探傷20%焊縫，達(dá)到B級檢驗(yàn)III級合格要求；一級質(zhì)量檢查除外觀進(jìn)行檢查并符合一級合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線對焊縫100%探傷，達(dá)到B級檢驗(yàn)II級合格要求；11. 對接焊縫的構(gòu)造要求有哪些？答：對接焊縫的構(gòu)造要求有：一般的對接焊多采用焊透縫，只有當(dāng)板件較厚，內(nèi)力較小，且受靜載作用時(shí)，可采用未焊透的對接縫。©為保證對接焊縫的質(zhì)量，可按焊

7、件厚度不同，將焊口邊緣加工成不同形式的坡口。起落弧處易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，因此除承受動力荷載外，一般不用引弧板，而是計(jì)算時(shí)為對接焊縫將焊縫長度減2t（t為較小焊件厚度）。對于變厚度（或變寬度）板的對接，在板的一面（一側(cè)）或兩面（兩側(cè)）切成坡度不大于1：2.5的斜面，避免應(yīng)力集中。商當(dāng)鋼板在縱橫兩方向進(jìn)行對接焊時(shí)，焊縫可采用十字形或T形交叉對接，當(dāng)用T形交叉時(shí)，交叉點(diǎn)的間距不得小于200mm。12. 角焊縫的計(jì)算假定是什么？角焊縫有哪些主要構(gòu)造要求？答：角焊縫的計(jì)算假定是：1破壞沿有效載面；2破壞面上應(yīng)力均勻分布。a6-1謝焊繾的樹造要求部位頊目構(gòu)遺要求毎性焊腳尺寸

8、上険前軽嚴(yán)時(shí)g片為裁薄焊伴厚鷹川為板邊處憚堆的扳牌耳世下限町為較厚坤件厚庚+時(shí)創(chuàng)韻焊Ay可減llUTUf對單面T形烽hf應(yīng)力1Immo衛(wèi)為焊件厚度。上痕內(nèi)力沿腐軌全快均勻井布音不限下眼引tf和4Grant桿端與節(jié)點(diǎn)扳用兩側(cè)面彌悍婕違接如右區(qū)度1,r111111|*11111r1111時(shí)人鮎盂JMombi12mm時(shí)比為較薄焊件隠庚搭捲連接O*小隹度5(1及25mm珂為枕棹焊揶厚度13. 焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形是如何產(chǎn)生的？焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形對結(jié)構(gòu)性能有何影響？減少焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形的方法有哪些？答：鋼材在施焊過程中會在焊縫及附近區(qū)域內(nèi)形成不均勻的溫度場，在高溫區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，低

9、溫區(qū)產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力。在無外界約束的情況下，焊件內(nèi)的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力自相平衡。這種應(yīng)力稱焊接殘余應(yīng)力。隨焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，同時(shí)也會出現(xiàn)不同方向的不均勻收縮變形，稱為焊接殘余變形。焊接殘余應(yīng)力的影響：對塑性較好的材料，對靜力強(qiáng)度無影響；©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。焊接殘余變形的影響：變形若超出了施工驗(yàn)收規(guī)范所容許的范圍，將會影響結(jié)構(gòu)的安裝、正常使用和安全承載；所以，對過大的殘余變形必須加以矯正。減少焊接殘余應(yīng)力和變形的方法：1 合理設(shè)計(jì)：選擇適當(dāng)?shù)暮改_尺寸、焊縫布置應(yīng)盡可能對稱、進(jìn)行合理的焊接工藝設(shè)計(jì)，選擇合理的施焊

10、順序。2 正確施工：在制造工藝上，采用反變形和局部加熱法；按焊接工藝嚴(yán)格施焊，避免隨意性；盡量采用自動焊或半自動焊，手工焊時(shí)避免仰焊。14. 普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，在抗剪連接中，它們的傳力方式和破壞形式有何不同？答：普通螺栓連接中的抗剪螺栓連接是依靠螺栓抗剪和孔壁承壓來傳遞外力。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。高強(qiáng)螺栓連接中的抗剪螺栓連接時(shí)，通過擰緊螺帽使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力，同時(shí)也使被連接件接觸面相互壓緊而產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦力，依靠摩擦力來傳遞外力。它是以摩擦力剛被克服，構(gòu)件開始產(chǎn)生滑移做為承載

11、能力的極限狀態(tài)。15.螺栓的排列有哪些構(gòu)造要求？答：螺栓排列的構(gòu)造要求：受力要求:端距限制一一防止孔端鋼板剪斷，22do；螺孔中距限制一限制下限以防止孔間板破裂即保證23do,限制上限以防止板間翹曲。2構(gòu)造要求:防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕，限制螺孔中距最大值。2施工要求:為便于擰緊螺栓，宜留適當(dāng)間距。16.普通螺栓抗剪連接中，有可能出現(xiàn)哪幾種破壞形式？具體設(shè)計(jì)時(shí)，哪些破壞形式是通過計(jì)算來防止的？哪些是通過構(gòu)造措施來防止的？如何防止？答：普通螺栓抗剪連接中的五種破壞形式：螺栓被剪斷、孔壁被擠壓壞、構(gòu)件被拉斷、構(gòu)件端部被剪壞表&*4蟻性或釧釘?shù)膶掖?、聶小容許距離位骨.和方向最犬容許距離（取

12、兩苦的較小偵就小容許中心間外排（垂自丙力方向我順內(nèi)力方向）他或121:叫.中間排垂宜內(nèi).力療向16業(yè)，我24r順內(nèi)力方向構(gòu)件受壓力住心或18?構(gòu)力16%或24(皆對莆線方向中心至構(gòu)件邊順內(nèi)力方向利；垂直內(nèi)力方向聊切邊或于匸氣割邊4%或8i亂制邊、自勃?dú)飧罨蜾徃钸咉{強(qiáng)度螺栓其他螺栓或聊釘一曲:：汴：1%為嗥栓或聊釘?shù)目姿娠w為外層較薄板件閤耳度“2鋼板邊塚與剛性構(gòu)件VII箱鋼.帝鋼尊i相淫旳螺栓或樹釘?shù)淖畲箝偖T町按中間排的數(shù)值釆用.和螺栓彎曲破壞。以上五種可能破壞形式的前三種，可通過相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算來防止，后兩種可采取相應(yīng)的構(gòu)件措施來保證。一般當(dāng)構(gòu)件上螺孔的端距大于2d0時(shí)，可以避免端部沖剪破壞；當(dāng)

13、螺栓夾緊長度不超過其直徑的五倍，則可防止螺桿產(chǎn)生過大的彎曲變形。17. 高強(qiáng)度螺栓的8.8級和10.9級代表什么含義？答：級別代號中，小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字是螺栓材料經(jīng)熱處理后的最低抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字是材料的屈強(qiáng)比（y/fu）。8.8級為：fu±800N/mm2,fy/fu=0.810.9級為：fu三1000N/mm2,fy/fu=0.918. 軸心壓桿有哪些屈曲形式？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)，會發(fā)生有直線平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢胶鉅顟B(tài)變形分枝現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為壓桿屈曲或整體穩(wěn)定，發(fā)生變形分枝的失穩(wěn)問題稱為第一類穩(wěn)定問題。由于壓桿截面形式和桿端支承條件不同，在軸心壓力

14、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。19. 在考慮實(shí)際軸心壓桿的臨界力時(shí)應(yīng)考慮哪些初始缺陷的影響？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。20. 在計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定時(shí)，對虛軸為什么要采用換算長細(xì)比？答：格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件一旦繞虛軸失穩(wěn)，截面上的橫向剪力必須通過綴材來傳遞。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。所以在計(jì)算整體穩(wěn)定時(shí)，對虛軸要采用換算長細(xì)比（通過加大長細(xì)比的方法來考慮綴材變形對降低穩(wěn)定臨界力的影響）21. 什么叫鋼梁喪失整體

15、穩(wěn)定？影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素是什么？提高鋼梁整體穩(wěn)定的有效措施是什么？答：鋼梁在彎矩較小時(shí)，梁的側(cè)向保持平直而無側(cè)向變形；即使受到偶然的側(cè)向干擾力，其側(cè)向變形也只是在一定的限度內(nèi)，并隨著干擾力的除去而消失。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)向干擾力作用下會突然離開最大剛度平面向側(cè)向彎曲，并同時(shí)伴隨著扭轉(zhuǎn)。這時(shí)即使除去側(cè)向干擾力，側(cè)向彎扭變形也不再消失，如彎矩再稍許增大，則側(cè)向彎扭變形迅速增大，產(chǎn)生彎扭屈曲，梁失去繼續(xù)承受荷載的能力，這種現(xiàn)象稱為鋼梁喪失整體穩(wěn)定。影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有：荷載類型、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

16、承條件。提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效措施是加強(qiáng)受壓翼緣、增加側(cè)向支承點(diǎn)22. 什么叫鋼梁喪失局部穩(wěn)定？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^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)偏離其原來平面位置的波狀屈曲，這種現(xiàn)象稱為鋼梁的局部失穩(wěn)。23. 壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？答：可見，壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算比軸心受壓構(gòu)件要復(fù)雜。軸心受壓構(gòu)件在確定整體穩(wěn)定承載能力時(shí)，雖然也考慮了初彎曲、初偏心等初始缺陷的影響，將其做為壓彎構(gòu)件，但主要還是承受軸心壓力，彎矩的作用帶有一定的偶然性。對壓彎構(gòu)件而言，彎矩卻是和軸心

17、壓力一樣，同屬于主要荷載。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)定性屬于第二類穩(wěn)定問題，其極限承載力應(yīng)按最大強(qiáng)度理論進(jìn)行分析。24. 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？答：局部穩(wěn)定性屬于平板穩(wěn)定問題，應(yīng)應(yīng)用薄板穩(wěn)定理論，通過限制翼緣和腹板的寬厚比所保證的。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)。軸心受壓構(gòu)件中，板件處于均勻受壓狀態(tài)；壓彎構(gòu)件中，板件處于多種應(yīng)力狀態(tài)下，其影響因素有板件的形狀和尺寸

18、、支承情況和應(yīng)力狀況（彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力等的單獨(dú)作用和各種應(yīng)力的聯(lián)合作用），彈性或彈塑性性能，同時(shí)還有在腹板屈曲后強(qiáng)度的利用問題三、計(jì)算題1. 試驗(yàn)算如圖所示牛腿與柱連接的對接焊縫的強(qiáng)度。荷載設(shè)計(jì)值F=220kN。鋼材Q235,焊條E43,手工焊，無fwfw引弧板，焊縫質(zhì)量三級。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=215N/mm2，ft=185N/mm2。（假定剪力全部由腹板上的焊縫承受）O1.1計(jì)算中和軸的位置（對水平焊縫的形心位置取矩）（30-1）x1x15.5y=a（30-1）x1+（20-1）x12. 焊縫計(jì)算截面的幾何特性解：一、確定對接焊縫計(jì)算截面的幾何特性+0.5=9.9cmy=31

19、-9.9=21.1cmb全部焊縫計(jì)算截面的慣性矩全部焊縫計(jì)算截面的抵抗矩WI=x1x(30-1)3+(30-1)x1x6.12+(20-1)x1x9.42=4790cm4w12I4790心=f=484cm39.9wyaAw=(30-1)x1=29cm2wWbw=L=4790=227cm3y21.1b腹板焊縫計(jì)算截面的面積二、驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度M220x20x104=90.9N/mm2<fw=185N/mm2（滿足）l.a點(diǎn)ba2.b點(diǎn)WawM220x20x104=193.8N/mm2<fw=185N/mm2(滿足)Wb227x103fwF220x103t=75.9N/mm2Aw29x10

20、2w484x103折算應(yīng)力b2+3t2=x.193.82+3x75.92=234.2N/mm2<1.1fw=236.5N/mm2c2. 試計(jì)算如圖所示鋼板與柱翼緣的連接角焊縫的強(qiáng)度。已知N=390kN（設(shè)計(jì)值），與焊縫之間的夾角。=60°。fw鋼材Q235,焊條E43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=160N/mm2。解：N二Nsin0二390xsin60°=337.7kNxN-Ncos0=390xcos60°=195kNyN337.7x103=158.7N/mm2f2hl2x0.7x8（200-10）ewN195x103=91.6N/mm2f2hl2x0.7x8

21、（200-10）ew"b,587.（匚）2+t2=.（1££ii）2+91.62=159MPa<fw=160MPa（滿足）pf1.22f3.f設(shè)計(jì)雙角鋼拉桿與節(jié)點(diǎn)板之間的連接角焊縫計(jì)算長度L=?,L2=?已知：采用三面圍焊：hf=6mm,fwf=160N/mm2,N=529kN（靜載設(shè)計(jì)值）犀Oil2Z80X8解：N=0.7hL-p-fw=0.7x6x160x1.22x160x10-3=131.2kN3fw3ffNN=KN-3=0.7x529-131.2/2=304.7kN112NN=KN-亠=0.3x529-131.2/2=93.1kN222N304.7x

22、103l=1=227mm12x0.7hfw2x0.7x6x160ffN93.1x1031 =2=69mm2 2x0.7hfw2x0.7x6x160ff4設(shè)計(jì)矩形拼接板與板件用三面圍焊連接的平接接頭。軸心拉力N=1250kN,（靜載設(shè)計(jì)值），鋼材Q235,焊條E43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值/=215N/mm2,fwf=160N/mm2。圖示尺寸單位mm.（焊縫LW2實(shí)際長度取cm整數(shù)）解:解:側(cè)向:NN->11IIIIIIoII0IIIbozII*II0;II端縫.N=2bxhxpxfw=2x320x0.7x6x1.22x160x10-3=524.7kN1effN=N-N=1250-524

23、.7=725.3kN21N：725.3x1032+5=+5=275mm=28cm4x0.7xhxfw4x0.7x6x160蓋板全長L=2L+1cm=2x28+1=57cmw25.設(shè)計(jì)矩形拼接板與板件用普通螺栓連接的平接接頭。（如圖所示，單位mm）。已知軸心拉力設(shè)計(jì)值N=600KN,有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：_A=130N/mm2,/b=305N/mm2,/=215N/mm2。粗制螺栓d=20mm，孔徑d=21.5mm。vc0na)b)排列CDIIIIIIIIII0IIgIIIIIIa1兀d2兀-fb=2xx202x130x10-3=81.7kN4v4-工tfb=20x18x305x10-3=109.8k

24、Nc=81.7KNNbmin中距c)端距邊距凈截面驗(yàn)算A船=7-3KN3d02d二43.001.5d二32.250二64.5取80取50取40二(160-2x21.5)x18二2106mm2nN600x103b二二二285MPa>215MPaA2106n說明凈截面強(qiáng)度不夠，接頭不能承受600kN的拉力，經(jīng)驗(yàn)算，蓋板應(yīng)采用12mm厚鋼板，被連接板應(yīng)采用25mm鋼板。2x12x50+3x80)+10=690mmd)拼接板長6圖示一用M20普通螺栓的鋼板拼接接頭，鋼材為Q235,/=215N/mm2。試計(jì)算接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值。螺栓M20,孔徑21.5mm,/b=130N/mm2,八

25、=305N/mm2。vc啟CM+70TTIIIIIIII111«CD:-t1":1280OD10解：螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值兀d2兀x221單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值Nb=nfb=2xx130x=81.6kN(Nb)vv4v410min單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值Nb=d工t-fb=2x1.4x305x=85.4kNcc10連接螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值N二nNb二9x81.6二734.4kNminI- I截面凈截面面積為A1=(b-nd)t二(25-1x2.15)x1.4二32cm2n10II- II截面凈截面面積為An=2e+(n一1)va2+e2一ndt=2x5+

26、(3一1)%4.52+7.52一3x2.15x1.4=29.46cm2III-III截面凈截面面n1110積為Am=(bnd)t=(252x2.15)x1.4=28.98cm2nIII0三個(gè)截面的承載設(shè)計(jì)值分別為I-I截面：N二Aif二32x102x215二688000N二688kNnIIII截面：N二Aiif二29.46x102x215二633400N二633.4kNnn截面：因前面II截面已有q個(gè)螺栓傳走了(n/n)N的力，故有(1)N=Anf11nnAIIfN=n(1-佇)n28.98x102x215(11/9)=701000N=701kN構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值按IIII截面N=

27、633.4kN二、連接蓋板所能承受的軸心力設(shè)計(jì)值(按V-V截面確定)Av=(bnd)t=(253x2.15)x2x0.8=29.68cm2nV0N=Avf=29.68x102x215=638100N=638.1kNn通過比較可見，接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值應(yīng)按構(gòu)件IIII截面的承載能力取值，即N=633.4kN。max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，則會因開孔最多其承載力最小。7.若上題的拼接接頭改用10.9級M20磨擦型高強(qiáng)度螺栓，接觸面處理采用鋼絲刷清除浮銹。接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值能增大多少？已知高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值P=155kN，接觸面抗滑

28、移系數(shù)卩=0.3。解：一、摩擦型高強(qiáng)度螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值Nb=0.9n卩P=0.9x2x0.3x155=83.7kNvf連接一側(cè)螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值N=nNb=9x83.7=753.3kNmin二、構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值毛截面：N=Af=250x14x215=752500N=752.5kNII截面凈截面面積為AI=(b-n1d0)t=(25-1x2.15)x1.4=32cm2n1=1，n=9根據(jù)nN(10.5j)<fnA1nN=-=32x102x215=728500N=728.5kNn110.5-110.5x-n9II-II截面凈截面

29、面積為An=2e+(n一1)<a2+e2一ndt=2x5+(3一1)v4.52+7.52一3x2.15x1.4=29.46cm2n1110AIIf29.46x102x215N=n=760100N=760.1kNn110.5-u10.5x-n9III-III截面凈截面面積為Am=(bnd)t=(252x2.15)x1.4=28.98cm2nIII0<fnnN因前面II截面已有3個(gè)螺栓傳走了(n/n)N的力，故有(105十匕11nnAIIIN=Am/n(1佇0.5h)nn28.98x102x215(11/90.5x|)=801100N=801.1kN構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值按II

30、II截面N=728.5kN三、連接蓋板所能承受的軸心力設(shè)計(jì)值(按V-V截面確定)Av=(bnd)t=(253x2.15)x2x0.8=29.68cm2n=3，n=9nV0vAvf29.68x102x215=n=n310.510.5xn9=765700N=765.7kN通過比較可見，接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值為N=728.5kNmaxAN=728.5633.4=95.1kN。8.計(jì)算圖示連接的承載力設(shè)計(jì)值N。螺栓M20，孔21.5mm,材料Q235A與上題比較增大已知i/hZlSN/mm?,fbv=130N/mm2,/化=305N/mm2。fiOJJpo1pc-*d-,-4,.f<10

31、/200J200ia2LJ80解：單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值Nb=v單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值Nb=d工cn空fb=2x比竺x130x=81.7kNv4v410t-fb=2x1.0x305x=61kNc10N=nNb=4x61=244kNmin連接螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值節(jié)點(diǎn)板凈截面抗拉承載力：N=10x(400-4x21.5)x215=675kN故連接的承載力為N=244kN9試計(jì)算下圖所示連接中C級螺栓的強(qiáng)度。已知荷載設(shè)計(jì)值F=60KN,螺栓M20，孔徑21.5mm,b=305N/mm2.cfb=130N/mm2,fvuin卜卜iK-解：單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值Nb=vn型fb=1x比蘭

32、x130x=40.8kNv4v410單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值Nb=dYtfb=2x2.0x305x=122kNc10故應(yīng)按Nb二Nb二40.8kN進(jìn)行驗(yàn)算minv偏心力F的水平及豎直分力和對螺栓群轉(zhuǎn)動中心的距離分別為:4N=x60=48kN,e=18cm5 x3V=x60=36kN,e=7.5cm5yT=N+V=48x7.5+36x18=1008kN-cmeyex扭矩T作用下螺栓“1”承受的剪力在x，y兩方向的分力:TyNt1x1008x7.5Nt1yx2+iTx=23.26kN4x52+4x7.521008x51=15.51kNx2+乙y24x52+4x7.52ii軸心力N、剪力V作用下每個(gè)

33、螺栓承受的水平和豎直剪力：“N48“V36Nn=12kNNv=9kN1xn41yn4螺栓“1”N=；(Nt+Nn)2+(Nt+Nv)2max1x1x620x九7273747576777879800.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.6940.688穩(wěn)定系數(shù)P:'(23.26+12)2+(15.51+9)2=42.94kN>Nb=40.8kN(不滿足)min10.兩端鉸接軸心受壓柱，高9.6m，鋼材為Q235，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值/=215N/mm2，采用圖示截面，尺寸單位mm，計(jì)算可承受外荷載設(shè)計(jì)值N=?注：不計(jì)自重ogrr-A=2(20x500)+50

34、0x8=24000mm21I=x8x5003+2x20x500x2602=1435x106mm412T'1435x106L9600245=392=廠=245mm九=A24000解：I=2xx20x5003=416.7x106mm4y129600=72.7i132y匸珀4167x106二132mm入二A24000x0.7九0.739-(0.739-0.732)=0.734y1N<p-A-f=0.734x24000x215=3787440N=3787.44kN12如圖所示為二簡支梁截面，其截面面積大小相同，跨度均為12m,跨間無側(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

35、為Q235,試比較梁的穩(wěn)定系數(shù)9，說明何者的穩(wěn)定性更好？ba)b)16X300lOX1200K16X3Q0解：一、第一截面：1.截面幾何特征：A=2(16x300)+1200x10=21600mm2V20X2-W10X1200'-20X240=右x10x12003+2x16x300x6082=499x109mm4=2x£x16x3003=72x107mm4W=4'99x109=8.1x106mm3=8100cm3x616;7.2x10721600=57.7mm=5.77cm235=0.76x竺208221600x12328.1x1061+(208x16)2+04.4x1232235235l12000=亠=208i57.7y梁的穩(wěn)定系數(shù)：卩b=J69+0.13x鈴=O'69+0.13x黑當(dāng)=0764320=Pb九2y1截面幾何特征：=0.29、第二截面：A=2(20x24