钢结构设计原理试卷(4)

查稳定系数表得：?x?0.769；

?2EA3.142?206?103?59.8?102?x?NE??2466.84KN 21.1?21.1?67x?mx?0.65?0.35M20?0.65?0.35??0.65 M1300N?mx?Mx500?1030.65?100?106 ???2?xA?xW1x(1?0.8NN?)Ex

0.769?59.8?101.05?763.3?103???500??1?0.8?2466.84???108.73?96.8?205.53Nmm2＜f?215Nmm2

16

钢结构设计原理试卷 （Ｂ卷） 适用专业: 土木工程

参考答案

一、单项选择题：（每小题2分，共20分）

1.D 2.C 3.C 4.B 5.C 6.C 7.B 8.D 9.B 10.B 二、填空题（每空1分，共10分） 1.直径和厚度 2.变脆

3.局部过热且起、落弧坑太近，以及可能引起的缺陷，使焊缝不可靠 4.强度 5.栓群形心 6. 0.2% 7.降低 8. 长细比 9.弯扭 10.弯曲 三、判断题（每小题1分，共10分）

1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.× 7.√ 8.× 9.× 10.√ 四、简答题（每小题5分，共15分) 1.简述钢材的钢材的机械性能指标有哪些。

屈服点；伸长率δ；抗拉强度；冷弯试验；冲击韧性Cv（包括常温冲击韧性、0度时冲击韧性负温冲击韧性）

2.简述焊接残余应力对结构性能的影响。

焊接残余应力对结构的静力强度没有影响；焊接残余应力的存在增大了结构的变形，即降低了结构的刚度；对于轴心受压构件，焊接残余应力使其挠曲刚度减小，降低压杆的稳定承载力；对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接残余拉应力，限制了其塑性的发展，增加了钢材低温脆断倾向；焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显的不利影响 3.简述普通螺栓抗剪连接的破坏形式。

螺栓杆剪断；板件孔壁挤压破坏；板件被拉断；板件端部剪坏；螺栓杆弯曲破坏 五、计算题（共45分) 1.（8分） 解：

Px?Py?P?cos45??0.707?250?176.8KN

焊缝形心处弯矩

M?50Py=50×176.8×103=8.8388× 106N.mm

焊缝上端点为最不利点，设为A点。

17

???PfAPx176.8?103???70.16N/mm2 Af2?0.7?10?(200?20)M6?8.8388?106???116.92N/mm2 2W2?0.7?10?(200?20)176.8?103???70.16N/mm2 Af2?0.7?10?(200?20)PyMfAPfAM?PfA??fA22由()?(?PfA)

?f?(70.16?116.9222)?(70.16)2?168.63N/mm2?ffw=160N/mm

1.22所以此焊缝不满足要求。 2. (8分)

解：

作用于螺栓群截面形心处的内力有： 剪力V=N=270KN

弯矩M?V?e=270×0.2=54KN.m 最上面一排螺栓所受拉力：

Nt1?My15400?16??67.5KN＜0.8P?0.8?155?124KN 2222?yi2?(2?8?2?16)按比例关系得：

Nt2?67.5?8?33.75KN;16Nt3?0

?Nbv?0.9nf?(nP?1.25?Nti)?0.9?1?0.45??155?10?1.25?2??67.5?33.75?0???0.405??1550?253.13??525.23KN＞V?270KN

所以连接强度满足要求。 3.

18

解：A?2?25?1.4?25?0.8?90cm21Ix?25?27.83?24.2?253?13250cm4121Iy?2??1.4?253?3650cm412132503650ix??12.13cm;iy??6.37cm9090l0x?800cm;l0y?400cm??

?x??y?l0x800??66?[?]?150ix12.13l0yiy?400?63?[?]?1506.37查表得：?x?0.774；?y?0.791N1400?103??200.98?f?215Nmm2 2?A0.774?90?104.解： 由抗弯强度：

?Mx0.52?1.2?1.4?qk??62?106?f??215?q1k?24.35KNm: 5?xWx8?1.05?6.92?10刚度条件:

（1）可变荷载作用下：

5q2kl4l5q2k600046000vQ???????1238 384EI500384206?10?1.018?10500?q2k?16.23KNm（2）全部荷载作用下：

?5?gk?q3k?l4l50.52?q3k??600046000vT???????1538 384EI400384206?10?1.018?10400?q3k?18.64KNm该梁所能承担的最大线荷载标准值qk?16.23KN/m 5.解： （1） 强度验算

19

轴心拉力设计值：N?190KN； 弯矩设计值：Mx?截面抵抗矩为： 肢背处：Wnx1?肢尖处：Wnx2?肢背处应力：

121ql??9.8?42?19.6KN?m； 88Ix513.343 ??126.44cmy04.06Ix513.34??60.82cm3

12.5?y012.5?4.06NMx190?10319.6?106 ???23An?x1Wnx133.98?101.05?126.44?10?203.55Nmm2＜f?215Nmm2

肢尖处应力：

MxN19.6?106190?1032＜????212.64Nmm32?x2Wnx2An1.2?60.82?1033.98?10f?215Nmm2

强度满足要求。 （2） 刚度验算：

?x?lox400??99.75?????350，满足要求 ix4.01?y?loyiy?400?125?????350，满足要求 3.2该构件能可靠工作。

20