2015.3华工钢结构理论与设计大作业2
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大作业2 一、判断题
1.试验证明,钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次数有关,而与钢材的强度并无明显关系。(√ )
2.在承受静力荷载的角焊缝中,侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝小。(√ )
3.轴心受力构件的计算内容都属于按承载能力极限状态计算,计算时应采用荷载的标准值。( × )
4.焊接时产生裂纹的主要原因是不合适的焊接工艺,裂纹为纵向。(× )
5.高耸钢结构的结构形式多为空间桁架,其特点是高跨比较大,以垂直荷载作用为主。(× ) 二、单项选择题
1.钢结构的抗震及抗动力荷载性能好是因为( C ) A.制造工厂化 B.密闭性好 C.自重轻、质地均匀,具有较好的延性 D.具有一定的耐热性 2.钢材的力学性能指标,最基本、最主要的是( C )时的力学性能指标 A.承受剪切 C.承受弯曲
B.单向拉伸 D.两向和三向受力
3. 当温度从常温下降为低温时,钢材的塑性和冲击韧性( B ) A.升高 B.下降 C.不变 D.升高不多
4. 当碳素钢用于钢结构时,我国钢结构设计规范推荐采用( B ) A.Q215钢 C.Q255钢
B.Q235钢 D.Q275钢
5. 设计承重结构或构件时,承载能力极限状态涉及的计算内容有哪些( D ) A.强度、梁的挠度 B.稳定性、柱的变形 C.梁的挠度、柱的变形 D.强度、稳定性 6. 产生焊接残余应力的主要因素之一是( C )。
A.冷却速度太快 B.钢材的弹性模量太高 C.焊接时热量分布不均 D.焊缝的厚度太小
7. 计算梁的( A )时,应用净截面的几何参数。 A.正应力 B.剪应力 C.整体稳定 D.局部稳定 8. 梁腹板屈曲后强度产生的原因是( B )
A.在腹板中产生薄膜张力场,从而使发生微小屈曲的板件能继续承受增加的荷载 B.在腹板中产生压力场,使腹板处于三向受力状态,提高了腹板钢材的折算强度 C.通过人为措施改变腹板局部屈曲模式,变剪切屈曲为弯曲屈曲
D.通过人为增加腹板的厚度和减小横向加劲肋间距,从而使局部屈曲不会发生
9、单轴对称截面的压弯构件,当弯矩作用在对称平面内,且使较大翼缘受压时,构件达到临界状态的应力分布( A )
A、可能在拉、压侧都出现塑性 B、只在受压侧出现塑性 C、只在受拉侧出现塑性 D、拉压侧都不会出现塑性
10、在选择普通梯形钢屋架的端斜杆双角钢截面时,为使截面更加经济合理,采用( C ) A.两等边角钢组成的T形截面 B.两不等边角钢短肢相连 C.两不等边角钢长肢相连 D.两等边角钢组成的十字形截面 三.、简答题
1.塑性和韧性的定义,两者有何区别,冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么? 答:塑性是指当应力超过屈服点后,能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质;韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性同塑性有关,但不完全相同,是强度和塑性的综合表现。冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时,对发生裂缝的抵抗能力,可检验钢材的
冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化,冷作硬化可能使材料变脆。
2.什么叫梁的失稳?影响梁的整体稳定的主要因素有哪些?
答:梁在荷载作用下,虽然其截面的正应力还低于钢材的强度,但其变形会突然离开原来的弯曲平面,同时发生侧向弯曲和扭转,这就称为梁的整体失稳。主要因素:梁的侧向抗弯刚度,抗扭刚度,抗翘曲刚度,梁侧向支撑点之间的距离,梁的截面形式,横向荷载的形式、在截面上的作用位置等。
3.什么是有檩屋盖和无檩屋盖?各自的特点如何?
答:无檩体系屋盖是在屋架上直接设置大型钢筋混凝土屋盖板。特点:横向刚度大,整体性好构造简单,耐久性好。有檩体系屋架就是钢屋架上面铺设檩条,在檩条上面再铺设石棉瓦等轻型屋面材料。特点:构件重量轻,用料省运输方便!但是构件数目较多,构造较反复,整体性差。
4.拉杆为何要控制刚度?如何验算?拉杆允许长细比与什么有关?
答:(1)防止由于长细比过大在运输、施工过程中产生较大的变形,同时因自重作用产生较大挠度,对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅(2)控制其长细比小于容许值。(3)允许长细比与构件类型的重要性、承受荷载的性质和截面的类型有关。 四、计算题
1.有一焊接连接如图所示,钢材为Q345钢,焊条为E50系列,采用手工焊接,所承受的静力荷载设计值N=500kN。试确定此角焊缝的连接长度。
解: 焊缝承受的拉力为:=250kN
焊缝承受的剪力为:=250kN
Q345钢,
=200N/mm,设焊缝的计算长度为
=
=
,
即
整理得:
,
解得:,考虑到起弧和落弧缺陷,实际焊缝长度为
=255.1+2x8=271.1mm
,取
且满足:
=275mm
=275mm=60x8=480mm。
2.图示为一焊接工字形简支梁,跨度 l = 4m 。钢材Q235F,f=215N/mm2 ,
fy=235N/mm2 。承受均布荷载设计值为p(包括自重)。假定该梁局部稳定和强度以及刚
度能满足要求,试求该梁能承受的荷载 p 。
解: 根据题意,该梁局部稳定、强度、刚度都能满足要求,所以按整体稳定
计算能够承受的最大荷载p。
设 p 的单位为
kN/m
要求满足
即
该梁能承受的最大均布荷载 p=81.1 。
kN/m
3. 请验算图示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。静力荷载设计值F=220kN。 钢材用 Q235-A·F ,焊条 E43手工焊,无引弧板,焊缝质量三级(假定剪力全部由腹板上的焊缝承受)。
,
,
。
解:
(1)计算对接焊缝计算截面的几何特性, 中和轴位置
焊缝截面几何特性
剪力只由腹板承担,故只算腹板的截面积
(2)验算焊缝强度
经分析最危险点是最下面点,故只要验算该点的焊缝强度。
。
折算应力
故折算应力强度不满足要求,如此焊缝改成二级焊缝,则
,就能满足强度要求了。
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