钢结构一注试题及解答Word格式.docx
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α—系数,对一般软钩吊车α=0.1,抓斗或磁盘吊车宜采用α=0.15,硬钩吊车宜采用α=0.2。
注:
现行国家标准《起重机设计规范》(GB/T38ll)将吊车工作级别划分为A1~A8级。
在一般情况下,本规范中的轻级工作制相当于A1~A3级:
中级工作制相当于A4、A5级;
重级工作制相当于A6~A8级,其中A8属于特重级。
由于吊车摆动引起的横向荷载是卡轨力按照下式计算:
Hk=αPk,max=0.1×
453.7=45.4kN,故选择C
点评:
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第5.1.2条也规定了横向荷载的计算方法,注意,这里的横向荷载是由于启动、制动的惯性引起。
若以此做答,则得到
10%×
(50+16.6)×
9.8/4=选择B。
上式除以4是考虑到车轮总数为4个。
故选择D
17.吊车梁承担作用在垂直平面内的弯矩设计值Mx=4300kN·
m,对吊车梁下翼缘的净截面模量=36625×
103mm3,试问,在该弯矩作用下,吊车梁翼缘拉应力(N/mm2),应与下列何项数值最为接近?
A.117B.280C.291D.301
4.1.1在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条),其抗弯强度应按下列规定计算:
≤f(4.1.1)
式中Mx、My—同一截面处绕x轴和y轴的弯矩(对工字形截面:
x轴为强轴,y轴为弱轴):
Wnx、Wny—对x轴和y轴的净截面模量;
γx、γy—截面塑性发展系数;
对工字形截面,γx=1.05,γy=1.20:
对箱形截面,γx=γy=1.05;
对其他截面.可按表5.2.1采用;
f—钢材的抗弯强度设计值。
当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13而不超15时,应取γx=1.0。
fy为钢材牌号所指屈服点。
对需要计算疲劳的梁,宜取γx=γy=1.0。
N/mm2故选择A
对于本题,需要注意以下两点:
(1)由于是重级工作制吊车梁,必然需要验算疲劳,故上述计算时不考虑塑性发展系数。
更详细的解释,见本书“疑问解答"
的钢结构部分。
(2)《钢结构设计规范))GB50017-2003第3.1.6条规定,“动力荷载设计值应乘以动力系数”,笔者认为,该规定宜理解为:
“在计算动力荷载产生效应的设计值时应乘以动力系数”。
若对规范第3.1.6条理解有误,认为题目给出的设计值需要乘以《建筑结构荷载规范》第5.3.1条规定的动力系数1.1,则得到应力值为1.1×
117=128.7N/mm2,
若同时考虑乘以动力系数1.1和塑性发展系数1.05,则会得到应力值为1.1×
117/1.05=135N/mm2。
18.吊车梁支座处最大剪力设计值V=1696.9kN,采用突缘支座,计算剪应力时,可按近似公式进行计算,式中,h、tw分别为腹板高度与厚度。
试问,吊车梁支座剪应力(N/mm2),应与下列何项数值最为接近?
A.80.6B.70.7C.105.1D.115.2
4.1.2在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条),其抗剪强度应按下式计算:
τ=≤fv(4.1.2)
式中V—计算截面沿腹板平面作用的剪力;
S—计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩:
I—毛截面惯性矩;
tw—腹板厚度;
fv—钢材的抗剪强度设计值。
梁支座剪应力为:
N/mm2故选择B
点评:
规范第4.1.2条规定,实腹受弯构件剪应力应按照计算。
对于工字形截面,求最大剪应力时,由于I/S≈h/1.2,因此,上式可以简化为
对于矩形截面,求最大剪应力时I/S≈h/1.5,
。
19.吊车梁承担作用在垂直平面内的弯矩标准值Mk=1791.4kN·
m,吊车梁的毛截面惯性矩Ix=3745367×
104mm4,试问,该吊车梁的挠度(mm),应与下列何项数值最为接近?
提示:
垂直挠度可按下式近似计算,式中,Mk为垂直弯矩标准值,L为吊车梁的跨度,E为钢材弹性模量,Ix为吊车梁的截面惯性矩。
A.9.2B.10.8C.12.1D.3.34
[解]按照提示给出的公式计算如下:
mm故选择D
20.吊车梁采用突缘支座,支座加劲肋与腹板采用角焊缝连接,取hf=8mm,当支座剪力设计值V=1696.9kN时,试问,角焊缝的剪应力(N/rnrn2),应与下列何项数值最为接近?
A.85B.120C.135D.142
图8.4.12梁的支座
7.1.3直角角焊缝的强度计算
……
侧面角焊缝(作用力平行于焊缝长度方向):
τf=≤(7.1.3-2)
he—角焊缝的计算厚度,对直角角焊缝等于0.7hf,hf为焊脚尺寸(图7.1.3);
lw—角焊缝的计算长度,对每条焊缝取其实际长度减去2hf;
—角焊缝的强度设计值;
图7.1.3直角角焊缝截面
支座加劲肋处角焊缝剪应力:
(1)支座处加劲肋的连接焊缝计算时,不必考虑60hf的计算长度限制。
(2)对于该处所采用的剪力V,有观点认为应取1.2V,例如《钢结构手册》(第二版)的第393页。
若以此计算,本题将得到最后结果为125N/mm2,选择B。
(3)注意焊缝长度应减少2hf。
笔者推测,上述将支座处的剪力V放大1.2倍的做法,可能来源于在对构件计算时取,但前已述及,构件剪应力计算时取用的1.2并非是对剪力V的放大。
因此,笔者认为该做法缺乏依据。
钢结构设计规范国家标准管理组的《钢结构设计计算示例》,夏志斌、姚谏编著《钢结构原理与设计》以及《钢结构设计—方法与例题》,均是按照支座反力(也就是支座处的剪力)计算的。
21.试问,由两台吊车垂直荷载产生的吊车梁支座处的最大剪力设计值(kN),应与下列何项数值最为接近?
A.1616.0R.1516.2C.1191.3D.1083.0
[解]画出支座处剪力的影响线,如图21所示。
当吊车轮压处于如图位置时,支座处剪力最大。
依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第5.3.1条,重级工作制软钩吊车,动力系数为1.1。
可变荷载分项系数依据该规范第3.2.5条,为1.4,于是:
最大轮压设计值:
P=1.1×
1.4×
453.7=698.7kN
kN
图21
22.试问,由两台吊车垂直荷载产生的吊车梁的最大弯矩设计值(kN·
m),应与下列何项数值最为接近?
A.2677B.2944C.3747D.4030
[解]梁上只能布置3个轮子。
依据《钢结构设计手册》,如图22布置轮压时可得到全梁的绝对最大弯矩值。
合力与临界荷载之间的距离x
合力距梁中心的距离为x/2,x/2=1126/2=565
最大轮压设计值:
453.7=698.7kN
kN·
m
图22
题23~29
某电力炼钢车间单跨厂房,跨度30m,长120m,柱距24m,采用轻型外围结构。
厂房内设置两台Q=225/50t重级工作制软钩桥式吊车,吊车轨面标高26m,屋架间距6m,柱顶设置跨度为24m的托架,托架与屋架平接。
沿厂房纵向设有上部柱间支撑和双片的下部柱间支撑,柱子和柱间支撑布置如图23~29(a)所示。
厂房框架采用单阶钢柱,柱顶与屋面刚接,柱底与基础假定为刚接,钢柱的简图和截面尺寸如图23~29(b)所示。
钢柱采用Q345钢,焊条用E50型,柱翼缘板为焰切边。
根据内力分析,厂房框架上段柱和下段柱的内力设计值如下:
上段柱:
M1=1800kN·
m;
N1=3485.6kN;
V1=294.4kN
下段柱:
M2=10360kN·
N2=7856kN;
V2=409.6kN
图16~22
23.试问,在框架平面内,上段柱高度H1(mm),应与下列何项数值最为接进?
A.7000B.8000C.10000D.11500
[解]在框架平面内,当柱与屋架刚接时,上段柱高度H1取为肩梁顶面至屋架下弦轴线距离,该处设有屋盖下弦水平支撑。
故选择B
24.在框架平面内,上段柱计算长度系数应与下列何项数值最为接近?
①下段柱的惯性矩已考虑腹杆变形影响;
②屋架下弦设有纵向水平撑和横向水平撑。
A.1.51B.1.31C.1.4D.1.12
5.3.4单层厂房框架下端刚性固定的阶形柱,在框架平面内的计算长度应按下列规定确定:
1单阶柱:
1)下段柱的计算长度系数μ2:
当柱上端与横梁铰接时,等于按本规范附录D表D-3(柱上端为自由的单阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数;
当柱上端与横梁刚接时,等于按本规范附录D表D-4(柱上端可移动但不转动的单阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数。
2)上段柱的计算长度系数μ1,应按下式计算:
μ1=(5.3.4-1)
式中η1—参数,按附录D表D-3或表D-4中公式计算。
计算上段柱的计算长度系数需要首先计算出下段柱的计算长度系数μ2。
(1)下段柱的计算长度系数
近似按照K1=0.1167、η1=1.1028查表。
由于题目已经给出柱顶与屋面刚接,故查表D-4,得到
考虑到一个柱列的柱子数为8个,纵向设有水平支撑,故折减系数为0.8。
于是,下段柱的计算长度系数为μ2=0.8×
2.0=1.6
(2)上段柱的计算长度系数
故选择C
若没有考虑折减系数0.8,则为2/1.1028=1.813,错选A
25.已经求得上段柱弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数φy=0.757,试问,上段柱作为压弯构件,进行框架平面外稳定性验算时,构件上最大压应力设计值(N/mm2),应与下列何项数值最为接近?
βtx=1.0。
A.207.1B.217.0C.237.4D.171.2
5.2.2弯矩作用在对称轴平面内(绕x轴)的实腹式压弯构件,其稳定性应按下列规定计算:
1
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