天大《钢结构设计原理》考试期末大作业Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:14026780
- 上传时间:2022-10-17
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:949.91KB
天大《钢结构设计原理》考试期末大作业Word文档下载推荐.docx
《天大《钢结构设计原理》考试期末大作业Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《天大《钢结构设计原理》考试期末大作业Word文档下载推荐.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
一、简答题(每小题25分,共50分)
1、对于轴心受压构件,有时也常采用格构式截面。
(1)请说明什么情况下比较适合采用格构式截面?
(2)采用双肢格构式截面时,为什么采用换算长细比来计算绕虚轴的稳定承载力?
(3)在已知双肢格构柱截面形式的条件下,如何计算换算长细比和验算绕虚轴的稳定性?
(4)对于双肢缀条式格构式,除了上一问的验算外,还需验算哪些内容?
(指出验算内容即可,不必给出公式)
答:
(1)下列情况下可以考虑采用格构式轴心受压柱:
1)柱的计算长度较大;
2)柱所承受的轴向荷载较大;
3)对柱的刚度要求较严格,这样情况下截面强度富余,由稳定控制做实腹式浪费材料,所以采用格构式。
(2)构件在微弯的临界平衡状态时,将在截面上产生剪力,从而产生剪切变形。
对于实腹式构件而言,剪力由腹板承担,二腹板的剪切刚度又很大,所以剪切变形小,可以忽略。
但是对于由缀材组成的格构式截面,剪力由缀材承担变形较大不能忽略。
考虑剪切变形的影响,构件的临界承载力降低了,规范用增大长细比的方法考虑这种影响,所以绕虚轴失稳时,采用换算长细比。
(4)还需验算:
1)格构柱的净截面强度;
2)格构柱绕实轴的稳定性;
3)格构柱绕两个轴的长细比是否满足刚度要求;
4)单肢的稳定;
5)缀条的稳定;
6)缀条与柱肢连接的强度验算。
2、简述钢结构的特点。
钢结构强度高重量轻;
塑性韧性好,适合于承受冲击荷载;
钢材接近于各向同性,计算结果与实际基本享福;
钢结构制造简便,易于工业化生产,施工安装周期短;
钢结构耐热性好,但防火性差;
抗腐蚀性差。
二、计算题(每小题25分,共50分)
1、如图所示,角钢和节点板采用两面侧焊缝连接,(静载设计值),角钢为,节点板厚度为10mm,钢材为Q235,焊条为E43型,手工焊,角焊缝强度设计值,肢尖肢背焊缝厚度相同。
试确定所需焊缝的厚度和施焊长度。
解:
节点板厚度为10mm,
取
2、试验算一受斜向拉力F=45KN(设计值)作用的普通螺栓的强度。
螺栓M20,钢材A235-AF
第二组:
1、什么是疲劳断裂,它的特点如何。
疲劳断裂是微观裂缝在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
特点:
取决于构造状况,作用的应力幅,以及反复荷载的循环次数。
与静力强度无明显关系。
2、焊缝连接、铆钉连接、普通螺栓连接的优点与缺点
焊缝连接与螺栓连接、铆钉连接相比优缺点如下:
1.螺栓连接:
结构简单、型式多样、连接可靠,装拆方便、成本低。
缺点:
在交变荷载下,易松动。
制孔精度较高。
2.焊接:
设备简单、生产效率高、焊缝强度高、密封性能好。
拆卸不方便。
3.铆接:
连接强度高,密封性能好。
比如采用铆接的"
武汉长江大桥的格构式箱形大梁"
。
拆卸不方便、制孔精度高。
总之,三者各有所长,也各有所短。
可根据具体需要灵活运用。
1、一缀板式轴心受压柱,柱高为,两端铰接,在虚轴平面于中间设有一侧向支承,截面由两槽钢组成,采用如图两种截面形式工,柱宽均为,单肢长细比,钢材。
试分别确定其最大承载力设计值。
2、等截面简支梁跨度为,跨中无侧向支承点,截面如图所示,上翼缘均布荷载设计值,钢。
已知:
,,,,,
求:
试验算梁的整体稳定性。
解:
所以要验算整体稳定性。
梁跨中最大弯矩为:
梁的截面特性:
受压翼缘
查表得:
计算梁的整体稳定性
因此梁的整体稳定性满足要求。
第三组:
1、选择钢材时应考虑哪些因素
①结构的重要性;
②荷载特征;
③连接方法;
④结构的工作环境温度;
⑤结构的受力性质。
2、结构的极限状态是什么?
钢结构的极限状态分为几类,其含义各是什么?
什么是结构的可靠度?
整个结构或者结果的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求,这个特定的状态就称为该功能的极限状态.
钢结构的极限状态可以分为下列两类。
1)承载能力极限状态
承载能力极限状态包括构件和链接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。
2)正常使用极限状态
正常使用极限状态包括影响结构、构件和非结构构件正常使用和外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部破坏(包括混凝土裂缝)。
结构可靠度:
是结构可靠性的概率度量,其定义是:
结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构可靠度。
1、一实腹式轴心受压柱,承受轴压力(设计值),计算长度,,截面为焊接组合工字形,尺寸如图所示,翼缘为剪切边,钢材为,容许长细比。
(1)、验算整体稳定性
(2)、验算局部稳定性。
(1)
验算整体稳定性:
A=400202+40010=2104mm2
对x轴为b类截面,对y轴为c类截面,查表:
,如果承受静力荷载,材料为镇静钢,则在允许范围之内。
(2)验算局部稳定
a.翼缘
b.腹板
局部稳定均满足。
2、图示为一两端铰支焊接工字表截面压弯杆件,杆长。
钢材,,。
作用于杆上的计算轴向压力和杆端弯矩见图。
试由弯矩作用平面内的稳定性确定该杆能承受多大的弯矩?
已知截面,,类截面。
即
由弯矩作用平面内稳定确定的最大弯矩为:
第四组:
1、钢材的机械性能指标有哪五项?
屈服点、
抗拉强度、
弹性模量、
伸长率、
断面收缩率
2、普通螺栓抗剪连接有哪几种破坏形式?
有四种形式:
①栓杆被剪断;
②螺栓承压破坏;
③板件净截面被拉断;
④端板被栓杆冲剪破坏。
1、图示连接中,焊脚尺寸hf=8mm,钢材为Q235B级,板厚小于16mm时f=215N/mm2,板厚大于16mm时f=205N/mm2,手工焊,焊条为E43系列,=160N/mm2,试计算此连接承受静力荷载时的设计承载能力。
2、试求如图所示连接的最大设计荷载。
钢材为Q235B,焊条E43型,手工焊,角焊缝焊脚尺寸,。
第五组:
1、计算轴心受压单轴对称截面绕对称轴的稳定性时为什么采用换算长细比?
对于单轴对称截面,由于截面形心与剪心不重合,绕对称轴失稳时,在弯曲的同时总伴随着扭转,即形成弯扭屈曲,在不同情况下,弯扭失稳与弯曲失稳的临界应力要低,因此其在整体失稳时用换算长细比。
2、若不考虑腹板屈曲后强度,为防止简支梁腹板失稳,应如何配置加劲肋?
不考虑腹板屈曲后强度:
仅对直接承受动力荷载的组合梁及不考虑腹板屈曲后强度组合梁,其腹板的稳定是通过设置加劲肋来保证的。
(1)当≤时,按构造配置加劲肋。
(2)当>
时,按计算配置加劲肋。
(3)当>
时,应配置纵横向加劲肋。
1、如图所示的普通螺栓连接,材料为Q235钢,采用螺栓直径20mm,承受的荷载设计值。
试按下列条件验算此连接是否安全:
1)假定支托不承受剪力;
2)假定支托承受剪力。
查附表1.3得:
螺栓,,。
1)假定支托只起安装作用,不承受剪力,螺栓同时承受拉力和剪力。
设螺栓群绕最下一排螺栓旋转。
查表得M20螺栓。
每个螺栓的抗剪和承压的承载力设计值分别为:
弯矩作用下螺栓所受的最大拉力:
剪力作用下每个螺栓所受的平均剪力:
剪力和拉力共同作用下:
可靠
2)假定剪力由支托承担,螺栓只承受弯矩作用。
支托和柱翼缘的连接角焊缝计算,采用,(偏于安全地略去端焊缝强度提高系数1.22),
满足要求。
2、梁的受力情况如图所示,梁选用轧制工字钢I(,),钢材的强度设计值,截面的塑性发展系数。
验算梁的强度。
支座反力
梁弯矩图
强度计算最大应力:
简支梁抗弯强度验算满足。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢结构设计原理 钢结构 设计 原理 考试 期末 作业