大工15秋《鋼結(jié)構(gòu)》大作業(yè)題目及要求和答案

大工15秋《鋼結(jié)構(gòu)》大作業(yè)題目一：〔必答的題目〕螺栓連接。試設(shè)計如下列圖所示的焊接工字形截面梁的工地拼接接頭。其截面為：翼緣—380mm×20mm，腹板—1000mm×10mm，鋼號Q345。采用摩擦型連接高強度螺栓，接觸面噴砂處理，接頭處的彎矩和剪力設(shè)計值為M=800KN·m，V=600KN。驗算，上、下翼緣的拼接接頭需要的螺栓數(shù)目。螺栓要求為10.9級M22螺栓。題目二和題目三中，選一道計算題作答，二選一即可。題目二：軸心拉桿截面設(shè)計某焊接桁架的下弦桿，承受軸心拉力設(shè)計值〔靜載〕，在桁架平面內(nèi)的計算長度，桁架平面外的計算長度，采用雙角鋼組成的T形截面，兩角鋼連接邊背與背的距離為10mm，Q235-BF鋼。試設(shè)計此拉桿的截面尺寸。題目三：雙角鋼屋架端斜桿截面整體穩(wěn)定性驗算鋼屋架的端斜桿，截面為雙角鋼2∟125×80×10，長肢相連，如下列圖所示，承受的軸心拉力設(shè)計值，兩主軸方向計算長度分別為，試驗算此截面的整體穩(wěn)定性。鋼材為Q235。題目四：如何設(shè)計單向受彎型鋼梁？題目五：什么是疲勞破壞？它與塑性破壞、脆性破壞相比有什么特點？大連理工大學(xué)《鋼結(jié)構(gòu)》大作業(yè)學(xué)習(xí)中心：廈門理工奧鵬學(xué)習(xí)中心姓名：吳生彥學(xué)號：題目一：螺栓連接試設(shè)計如下列圖所示的焊接工字形截面梁的工地拼接接頭。其截面為：翼緣—380mm×20mm，腹板—1000mm×10mm，鋼號Q345。采用摩擦型連接高強度螺栓，接觸面噴砂處理，接頭處的彎矩和剪力設(shè)計值為M=800KN·m，V=600KN。驗算，上、下翼緣的拼接接頭需要的螺栓數(shù)目。螺栓要求為10.9級M22螺栓。解：受力最大的為最上排螺栓，所受剪力和拉力為：NV=N/n=600/32=18.75KNNt=My1/mΣy12=800*103*160/2*〔2*802+2*1602〕=67.5KN單個螺栓的抗剪承載力：NVb=0.9nμ

P=0.9*1*0.5*190=85.5KNNtb=0.8P=0.8*190=152KN拉剪共同作用：NV/NVb+Nt/Ntb=18.75/85.5+67.5/152=0.663<1所以上、下拼接接頭需要的螺栓數(shù)目如下圖32顆是平安的題目三：雙角鋼屋架端斜桿截面整體穩(wěn)定性驗算鋼屋架的端斜桿，截面為雙角鋼2∟125×80×10，長肢相連，如下列圖所示，承受的軸心拉力設(shè)計值，兩主軸方向計算長度分別為，試驗算此截面的整體穩(wěn)定性。鋼材為Q235。解：(1)計算用數(shù)據(jù)由附表可得：f=215N/mm2,A=39.4cm2ix=3.98cm,iy=3.39cm(2)計算長細比λx=l0x/ix=240/3.98=60.30λy=l0y/iy=240/3.39=70.80繞y軸的長細比采用換算長細比λyz代替λyb2/t=8/1=8<0.48*loy/b2=0.48*240/8=14.4

λyz=λy(1+1.09b24/loy2t2)=70.80*(1.09*84/2402*12)=76.29〔3〕驗算整體穩(wěn)定性對x、y軸均屬于b類截面,且λyz大于λx,由附表得：Φyz=0.712

N/ΦYZA=550*103/〔0.712*39.4*102)=196.06N/MM2<215N/MM

2滿足整體穩(wěn)定性要求。題目四：如何設(shè)計單向受彎型鋼梁？鋼梁的設(shè)計步驟和內(nèi)容：

1)初選截面：根據(jù)梁的荷載、跨度和支承情況，計算梁的最大彎矩設(shè)計值Mmax，并按所選的鋼號確定抗彎強度設(shè)計值f。再按抗彎強度要求計算型鋼需要的凈截面抵抗矩WT，并根據(jù)抵抗矩WT查型鋼表，初步確定梁的截面。

2)截面驗算：初選截面的計算采用了一些近似關(guān)系，截面選出后應(yīng)按實際截面尺寸進行全面的強度驗算。驗算工程包括梁的抗彎強度、抗剪強度、剛度及整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。

經(jīng)過各項驗算如發(fā)現(xiàn)初選截面有不滿足要求或不夠恰當之處時，那么應(yīng)適當修改截面重新驗算直至得到滿意的截面為止。題目五：什么是疲勞破壞？它與塑性破壞、脆性破壞相比有什么特點？答：鋼結(jié)構(gòu)的疲勞破壞是指鋼材內(nèi)部的固有缺陷和微觀裂紋在連續(xù)重復(fù)荷載作用下應(yīng)力集中不斷擴展，直至最后到達臨界尺寸時出現(xiàn)的突發(fā)性斷裂破壞。破壞時，截面上的應(yīng)力低于材料的抗拉強度，甚至還可能低于屈服點，塑性變形很小。因此，疲勞破壞屬于沒有明顯變形的脆性破壞，有著較大的危險性。塑性破壞是指鋼材變形過大，應(yīng)力超過超過抗拉強度后，發(fā)生勁縮而斷裂的破壞，一般有破壞前出現(xiàn)較大變形容易發(fā)現(xiàn)并采取補救措施和促使結(jié)構(gòu)內(nèi)里重新分布，承載力提高的特