鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理考試復(fù)習(xí)題

1、1、 填空題1 .鋼結(jié)構(gòu)計算的兩種極限狀態(tài)是承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。2 .鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)高強、材質(zhì)均勻，韌性和塑性良好、裝配程度高，施工周期短、密閉性好、耐熱不耐火和易銹蝕 等特點。3 .鋼材的破壞形式有塑性破壞和脆性破壞。4 .影響鋼材性能的主要因素有化學(xué)成分、冶煉，澆注，軋制、鋼材硬化、 溫度、應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力、重復(fù)荷載作用和鋼材缺陷。5 .影響鋼材疲勞的主要因素有應(yīng)力集中、應(yīng)力幅（對焊接結(jié)構(gòu)）或應(yīng)力比（對非焊接結(jié)構(gòu)）、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)6 .建筑鋼材的主要機械性能指標是屈服點、抗拉強度、伸長率、沖擊韌性、和冷彎性能。7 .鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊接連接、釧釘連接和螺栓連接。8 .角焊

2、縫的計算長度不得小于8hf,也不得小于40mm。側(cè)面角焊縫承受靜載時，其計算長度不宜大于60 hf。9 .普通螺栓抗剪連接中，其破壞有五種可能的形式，即螺栓剪壞、孔壁擠壓壞、構(gòu)件被拉斷、端部鋼板被剪壞和螺栓 彎曲破壞。10 .高強度螺栓預(yù)拉力設(shè)計值與螺栓材質(zhì)和螺栓有效面積有關(guān)。11 .軸心壓桿可能的屈曲形式有彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲。12 .軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)與殘余應(yīng)力、初彎曲和初偏心和長細比有關(guān)。13 .提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效途徑是加強受壓翼緣和增加側(cè)向支承點。14 .影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有荷載類型、荷載作用點位置、梁的截面形式、側(cè)向支承點的位置和距離和梁端支 承條件。15

3、.焊接組合工字梁，翼緣的局部穩(wěn)定常采用限制寬厚比的方法來保證，而腹板的局部穩(wěn)定則常采用設(shè)置加勁肋的方 法來解決。2、 問答題1 .鋼結(jié)構(gòu)具有哪些特點？答：鋼結(jié)構(gòu)具有的特點：。1鋼材強度高，結(jié)構(gòu)重量輕。2鋼材內(nèi)部組織比較均勻，有良好的塑性和韌性。 3鋼結(jié)構(gòu)裝配化 程度高，施工周期短。4鋼材能制造密閉性要求較高的結(jié)構(gòu)。5鋼結(jié)構(gòu)耐熱，但不耐火。6鋼結(jié)構(gòu)易銹蝕，維護費用大。2 .鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍是什么？答：鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍：重型廠房結(jié)構(gòu)。2大跨度房屋的屋蓋結(jié)構(gòu)。3高層及多層建筑。4輕型鋼結(jié)構(gòu)。5塔桅結(jié)構(gòu)小板殼Z§構(gòu)。7橋梁Z§構(gòu)。8移動式結(jié)構(gòu)3 .鋼結(jié)構(gòu)對材料性能有哪些要求

4、？答：鋼結(jié)構(gòu)對材料性能的要求：。1較高的抗拉強度fu和屈服點fy較好的塑性、韌性及耐疲勞性能。3良好的加工性 能4 .鋼材的主要機械性能指標是什么？各由什么試驗得到？答：鋼材的主要機械性能指標是屈服點、抗拉強度、伸長率、沖擊韌性、冷彎性能。其中屈服點、抗拉強度和伸長率 由一次靜力單向均勻拉伸試驗得到；冷彎性能是由冷彎試驗顯示出來；沖擊韌性是由沖擊試驗使試件斷裂來測定。5 .影響鋼材性能的主要因素是什么？答：影響鋼材性能白主要因素有：。1化學(xué)成分。2鋼材缺陷。3冶煉，澆注，軋制。4鋼材硬化。5溫度CB應(yīng)力集中C7殘余應(yīng) 力C8重復(fù)荷載作用6 .什么是鋼材的疲勞？影響鋼材疲勞的主要因素有哪些？答：

5、鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，當應(yīng)力還低于鋼材的抗拉強度，甚至還低于屈服點時也會發(fā)生斷裂破壞，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。 影響鋼材疲勞的主要因素是應(yīng)力集中、應(yīng)力幅（對焊接結(jié)構(gòu)）或應(yīng)力比（對非焊接結(jié)構(gòu)）以及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。7 .選用鋼材通常應(yīng)考慮哪些因素？答：選用鋼材通?？紤]的因素有：。1結(jié)構(gòu)的重要性。2荷載特征。3連接方法O結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境溫度。5結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)8 .鋼結(jié)構(gòu)有哪些連接方法？各有什么優(yōu)缺點？答：鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法有：焊接連接、釧釘連接和螺栓連接三種。焊接的優(yōu)點：。1不需打孔，省工省時；。2任何形狀的構(gòu)件可直接連接，連接構(gòu)造方便；。3氣密性、水密性好，結(jié)構(gòu)剛度較大，整體性能較好9

6、 .焊縫可能存在的缺陷有哪些？答：焊縫可能存在的缺陷有裂紋、氣孔、夾硝、燒穿、咬邊、未焊透、弧坑和焊瘤。10 .焊縫的質(zhì)量級別有幾級？各有哪些具體檢驗要求？答：焊縫質(zhì)量分為三個等級。三級質(zhì)量檢查只對全部焊縫進行外觀缺陷及幾何尺寸檢查，其外觀可見缺陷及幾何尺寸偏差必須符合三級合格標準要求；二級質(zhì)量檢查除對外觀進行檢查并達到二級質(zhì)量合格標準外，還需用超聲波或射線探傷20 %焊縫，達到B級檢驗出級合格要求；一級質(zhì)量檢查除外觀進行檢查并符合一級合格標準外，還需用超聲波或射線對焊縫 100 %探傷，達到B級檢驗n級合格要求；11 .對接焊縫的構(gòu)造要求有哪些？答：對接焊縫的構(gòu)造要求有：一般的對接焊多采用焊

7、透縫，只有當板件較厚，內(nèi)力較小，且受靜載作用時，可采用未焊透的對接縫。©為保證對接焊縫的質(zhì)量，可按焊件厚度不同，將焊口邊緣加工成不同形式的坡口。起落弧處易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，因此除承受動力荷載外，一般不用引弧板，而 是計算時為對接焊縫將焊縫長度減2t （t為較小焊件厚度）。（4對于變厚度（或變寬度）板的對接，在板的一面（一側(cè)）或兩面（兩側(cè)）切成坡度不大于1:2.5的斜面，避免應(yīng)力集中。當鋼板在縱橫兩方向進行對接焊時，焊縫可采用十字形或T形交叉對接，當用 T形交叉時，交叉點的間距不得小于200mm12 .角焊縫的計算假定是什么？角焊縫有哪些主要構(gòu)造要求？答

8、：角焊縫的計算假定是：1破壞沿有效載面；2破壞面上應(yīng)力均勻分布。* 6-1謂焊縫的構(gòu)造要求部位項目構(gòu)造饕求格 住群腳尺寸上限打.跖（網(wǎng)管給枸除外時對板邊工4 上、t>6 時,2）eri白為裝博相件昂度,£為 板拉角焊縫的板件鼻度下限如>1.5 當上44時,如1上如為較厚爐件厚度，對自 動擺打可減IrnE：制單 面T/岸hf應(yīng)加Imm* $為部件厚度.餌盤長度上限60酎內(nèi)力沿偏觸全長均勻分布 者不限下限桿端與節(jié)點板 用網(wǎng)崗面角埠 縫連接.如右 圖長度、r一| 11 W Ld 1 !1 A1T_H111 1 F II.距離h的m時）k為電薄餌件厚度轉(zhuǎn)按苴接搭接最小長度5” 及

9、 25 mmfl為收薄焊件厚度13 .焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形是如何產(chǎn)生的？焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形對結(jié)構(gòu)性能有何影響？減少焊 接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形的方法有哪些？答：鋼材在施焊過程中會在焊縫及附近區(qū)域內(nèi)形成不均勻的溫度場，在高溫區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，低溫區(qū)產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力。在無外界約束的情況下，焊件內(nèi)的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力自相平衡。這種應(yīng)力稱焊接殘余應(yīng)力。隨焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，同 時也會出現(xiàn)不同方向的不均勻收縮變形，稱為焊接殘余變形。焊接殘余應(yīng)力的影響： 對塑性較好的材料，對靜力強度無影響；降低構(gòu)件的剛度；降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力;（4降低結(jié)構(gòu)的疲勞強度； 在低溫條件下承載，加速構(gòu)件的脆性破壞。焊接殘余

10、變形的影響：變形若超出了施工驗收規(guī)范所容許的范圍，將會影響結(jié)構(gòu)的安裝、正常使用和安全承載；所以，對過大的殘余變形必須加以矯正。減少焊接殘余應(yīng)力和變形的方法：1合理設(shè)計：選擇適當?shù)暮改_尺寸、焊縫布置應(yīng)盡可能對稱、進行合理的焊接工藝設(shè)計，選擇合理的施焊順序。2正確施工：在制造工藝上，采用反變形和局部加熱法；按焊接工藝嚴格施焊，避免隨意性；盡量采用自動焊或半自 動焊，手工焊時避免仰焊。14 .普通螺栓連接和摩擦型高強度螺栓連接，在抗剪連接中，它們的傳力方式和破壞形式有何不同？答：普通螺栓連接中的抗剪螺栓連接是依靠螺栓抗剪和孔壁承壓來傳遞外力。當受剪螺栓連接在達到極限承載力時，可能出現(xiàn)五種破壞形式，即

11、螺栓被剪斷、孔壁被擠壓壞、構(gòu)件被拉斷、構(gòu)件端部被剪壞和螺栓彎曲破壞。高強螺栓連接中的抗剪螺栓連接時，通過擰緊螺帽使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力，同時也使被連接件接觸面相互壓緊而產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦力，依靠摩擦力來傳遞外力。它是以摩擦力剛被克服，構(gòu)件開始產(chǎn)生滑移做為承載能力的極限狀態(tài)。15 .螺栓的排列有哪些構(gòu)造要求？答：螺栓排列的構(gòu)造要求：1受力要求：端距限制一-防止孔端 鋼板剪斷，> 2do；螺孔中距限制 一 限制下限以防止孔間板破裂即保證>3do,限制上限以防止板間翹曲。21造要求：防止板翹曲后浸入潮氣 而腐蝕，限制螺孔中距最大值。3施工要求：為便于擰緊螺栓，宜留適 當間距。16 .普通螺栓抗剪連

12、接中， 有可 能出現(xiàn)哪幾種破壞形式？ 具體設(shè)計時，哪些破壞形式 是通過計算來防止的？哪 些是通過構(gòu)造措施來防止 的？如何防止？答：普通螺栓抗剪連接中的五種破壞形式：螺栓被剪斷、孔壁被擠壓 壞、構(gòu)件被拉斷、構(gòu)件端部被剪壞 和螺栓彎曲破壞。以上五種可能破名稱位置和方向最大容許距（取兩者的較小值）埴小容許距離中 心 間 距外排（垂直內(nèi)力方向或瞋內(nèi)力方向）眄或中間拌垂直內(nèi)力方向16/ 或 24;順內(nèi)力方向構(gòu)件受壓力12d0 或 18;構(gòu)件受拉力L64 或 24/沿對角線方向中心至 構(gòu)杵邊 緣距離順內(nèi)力方向4%或由肛垂直 內(nèi)力 方向剪切邊或手工氣割邊L 5當軋制邊、自動氣割 或鋸割邊高強度螺栓其他螺栓或

13、鐲1釘1.域表H.3.4 黑柱或卸釘?shù)淖畲?、最小容許距離注%為螺栓或錦釘?shù)目讖?，為外層較薄板件的厚度.2鋼板邊緩與剛性構(gòu)件f如角鋼，槽鋼等）相連的螺檢或僚釘?shù)淖畲箝g距,可 按中間排的數(shù)值采用.壞形式的前三種，可通過相應(yīng)的強度計算來防止，后兩種可采取相應(yīng)的構(gòu)件措施來保證。一般當構(gòu)件上螺孔的端距大 于2d0時，可以避免端部沖剪破壞；當螺栓夾緊長度不超過其直徑的五倍，則可防止螺桿產(chǎn)生過大的彎曲變形。17 .高強度螺栓的8.8級和10.9級代表什么含義？答：級別代號中，小數(shù)點前的數(shù)字是螺栓材料經(jīng)熱處理后的最低抗拉強度，小數(shù)點后數(shù)字是材料的屈強比（fy/fu ）。8.8 級為：fu > 800N/

14、mm2, fy/fu=0.810.9 級為：fu > 1000N/mm2, fy/fu=0.918 .軸心壓桿有哪些屈曲形式？答：受軸心壓力作用的直桿或柱，當壓力達到臨界值時，會發(fā)生有直線平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢胶鉅顟B(tài)變形分枝現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為壓桿屈曲或整體穩(wěn)定，發(fā)生變形分枝的失穩(wěn)問題稱為第一類穩(wěn)定問題。由于壓桿截面形式和桿端支承條件不同，在軸心壓力作用下可能發(fā)生的屈曲變形有三種形式，即彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲。19 .在考慮實際軸心壓桿的臨界力時應(yīng)考慮哪些初始缺陷的影響？答：在考慮實際軸心壓桿的臨界力時應(yīng)考慮殘余應(yīng)力的影響、初彎曲和初偏心的影響、桿端約束的影響。20 .在計算格構(gòu)式軸心

15、受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定時，對虛軸為什么要采用換算長細比？答：格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件一旦繞虛軸失穩(wěn)，截面上的橫向剪力必須通過綴材來傳遞。但因綴材本身比較柔細，傳遞剪 力時所產(chǎn)生的變形較大，從而使構(gòu)件產(chǎn)生較大的附加變形，并降低穩(wěn)定臨界力。所以在計算整體穩(wěn)定時，對虛軸要采 用換算長細比（通過加大長細比的方法來考慮綴材變形對降低穩(wěn)定臨界力的影響）21 .什么叫鋼梁喪失整體穩(wěn)定？影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素是什么？提高鋼梁整體穩(wěn)定的有效措施是什么？答：鋼梁在彎矩較小時，梁的側(cè)向保持平直而無側(cè)向變形；即使受到偶然的側(cè)向干擾力，其側(cè)向變形也只是在一定的限度內(nèi)，并隨著干擾力的除去而消失。但當彎矩增加使受壓翼緣的彎曲壓應(yīng)

16、力達到某一數(shù)值時，鋼梁在偶然的側(cè)向干擾力作用下會突然離開最大剛度平面向側(cè)向彎曲，并同時伴隨著扭轉(zhuǎn)。這時即使除去側(cè)向干擾力，側(cè)向彎扭變形也不再消失，如彎矩再稍許增大，則側(cè)向彎扭變形迅速增大，產(chǎn)生彎扭屈曲，梁失去繼續(xù)承受荷載的能力，這種現(xiàn)象稱為 鋼梁喪失整體穩(wěn)定。影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有：荷載類型、荷載作用點位置、梁的截面形式、側(cè)向支承點的位置和距離、梁端支承 條件。提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效措施是加強受壓翼緣、增加側(cè)向支承點22 .什么叫鋼梁喪失局部穩(wěn)定？怎樣驗算組合鋼梁翼緣和腹板的局部穩(wěn)定？答：在鋼梁中，當腹板或翼緣的高厚比或?qū)捄癖冗^大時，就有可能在梁發(fā)生強度破壞或喪失整體穩(wěn)定之前，組成梁的

17、腹板或翼緣出現(xiàn)偏離其原來平面位置的波狀屈曲，這種現(xiàn)象稱為鋼梁的局部失穩(wěn)。23 .壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？答：可見，壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算比軸心受壓構(gòu)件要復(fù)雜。軸心受壓構(gòu)件在確定整體穩(wěn)定承載能力時，雖然也考慮了初彎曲、初偏心等初始缺陷的影響，將其做為壓彎構(gòu)件，但主要還是承受軸心壓力，彎矩的作用帶有一定的偶然性。對壓彎構(gòu)件而言，彎矩卻是和軸心壓力一樣，同屬于主要荷載。彎矩的作用不僅降低了構(gòu)件的承載能力，同時使構(gòu)件一經(jīng)荷載作用，立即產(chǎn)生撓曲，但其在失穩(wěn)前只保持這種彎曲平衡狀態(tài)，不存在達臨界力時才突然由直變彎的平衡分枝現(xiàn)象，故壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性屬于第二類穩(wěn)定問題，其

18、極限承載力應(yīng)按最大強度理論進行分析。24 .壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？答：局部穩(wěn)定性屬于平板穩(wěn)定問題，應(yīng)應(yīng)用薄板穩(wěn)定理論，通過限制翼緣和腹板的寬厚比所保證的。確定限值的原則:組成構(gòu)件的板件的局部失穩(wěn)應(yīng)不先于構(gòu)件的整體穩(wěn)定失穩(wěn)，或者兩者等穩(wěn)。軸心受壓構(gòu)件中，板件處于均勻受壓狀態(tài)；壓彎構(gòu)件中，板件處于多種應(yīng)力狀態(tài)下，其影響因素有板件的形狀和尺寸、支承情況和應(yīng)力狀況（彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng) 力、局部壓應(yīng)力等的單獨作用和各種應(yīng)力的聯(lián)合作用），彈性或彈塑性性能，同時還有在腹板屈曲后強度的利用問題3、 計算題1 .試驗算如圖所示牛腿與柱連接的對接焊縫的強度。荷載設(shè)計值 F=220kN。鋼材Q

19、235,焊條E43,手工焊，無ww引弧板，焊縫質(zhì)量三級。有關(guān)強度設(shè)計值c =215 N/mm2 , t =185 N/mm2 。（假定剪力全部由腹板上的焊縫承受）1. 解：一、確定對接焊縫計算截面的幾何特性1.計算中和軸的位置（對水平焊縫的形心位置取矩）(30 -1) 1 15.5 0.5 = 9.9cm(30 -1) 1 (20 -1) 1yb = 31 -9.9 = 21.1cm2.焊縫計算截面的幾何特性全部焊縫計算截面的慣性矩i Jw121 (30 -1)3 (30-1) 1 6.12 (20-1) 1 9.42 = 4790cm4全部焊縫計算截面的抵抗矩腹板焊縫計算截面的面積a 1 w

20、 47903Ww =484cmya 9.9Aw =(30 -1) 1 =29cm2Ww； = k = 4790 = 227cm3yb21.1、驗算焊縫強度M 220 20 104WC -484 103= 90.9N/mm2 < ffw =185N / mm2(滿足)2.b點MbWw220 20 1043227 10= 193.8N/mm2 < f： =185N /mm2(滿足)3F _ 220 10A 29 102 . . .2= 75.9N /mm折算應(yīng)力；:2 3 2 = 193.82 3 75.92 = 234.2N / mm2 二 1.1fcw = 236.5N/mm29

21、= 60，c2 .試計算如圖所示鋼板與柱翼緣的連接角焊縫的強度。已知N=390kN （設(shè)計值），與焊縫之間的夾角f,w鋼材Q235,“干條E43,手工“干。有關(guān)強度設(shè)計值=160 N/mm2 。解:Nx = N sin 二解:= 390 sin 60 = 337.7kNNy =Ncosr - 390 cos60 =195kNNx2helwNy2helw337.7 1032 0.7 8(200-10)195 1032 0.7 8(200-10)= 158.7N/mm2= 91.6N/mm21 黑)2 + J = J(1587)2 +91.62 =159MPa < ffw =160MPa(滿

22、足):;-fI 1.223.設(shè)計雙處鋼拉桿與節(jié)點板之間的連接角焊縫計算長度Li=?,L2=?已知：采用三面圍焊：hf=6mm,fWf=160N/mm 2,N=529kN（靜載設(shè)計值）陛 1clmmN3 =0.7hf % Lw3 ffw =0.7 6 160 1.22 160 10"=131.2kNN3N1=K1N- 3 =0.7 529 -131.2/2 =304.7kN2N3N2=K2N 3 =0.3 529 -131.2/2 =93.1kN2l22 0.7hf ffwN22 0.7hf ffw304.7 1032 0.7 6 16093.1 1032 0.7 6 160=227m

23、m二69mmQ235,焊條4.設(shè)計矩形拼接板與板件用三面圍焊連接的平接接頭。軸心拉力N = 1250kN,（靜載設(shè)計值），鋼材E43,手工焊。有關(guān)強度設(shè)計值？=215 N/mm2,fwf=160N/mm 2。圖示尺寸單位 mm.（焊縫Lw2實際長度取cm整數(shù)）解： 端縫：Ni = 2bX he M Pf M ffw =2M320M 07M6M1.22M160M10，=524.7kN側(cè)向：N2 =N Ni =1250 524.7 =725.3kNw2N24 0.7 hf ffw725.3 1034 0.7 6 1605= 275mm =28cm蓋板全長L -2Lw2 1cm =2 28 1 -5

24、7cm5.設(shè)計矩形拼接板與板件用普通螺栓連接的平接接頭。（如圖所示，單位 mm）。已知軸心拉力設(shè)計值N=600KN,有關(guān)強度設(shè)計值：？ bv=130N/mn2, ?bc=305 N/mm2, ? =215 N/mm o 粗制螺栓 d=20mm孔徑 d0=21.5mm）b .d - b2_3解:lN vnv fv = 2 ： - 2013010= 81 .7 kN44N ： I - d %t fcb = 20 1830510 -3 = 109 .8 kNN b 1=81 .7 KNmina) nNN in60081 .77.3KN 取8個取80取50取40600 1032 1 06二2 8M P

25、a215MPab）排列中距3d0 =64.5端距2d0 =43.0邊距1.5d0 =32.25c) 凈截面驗算I -IA"(160 -2 21.5) 18 =2106mm2說明凈截面強度不夠，接頭不能承受600kN的拉力，經(jīng)驗算，蓋板應(yīng)采用 12mm厚鋼板，被連接板應(yīng)采用25mm鋼板。d）拼接板長1= 22 503 8010 = 690 mm6.圖示一用M20普通螺栓的鋼板拼接接頭，鋼材為Q235, ? = 215 N/mm2。試計算接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計值。螺栓 M20,孔徑 21.5mm, ?bv=130N/mrr, ?bc=305 N/mm2。解：螺栓所能承受的最大軸心力

26、設(shè)計值單個螺栓受剪承載力設(shè)計值n b2 b一 221匕fvb= 2 13081.6kN(Nmin)410單個螺栓承壓承載力設(shè)計值N：c= d'一 b1.一t fcb = 2 1.4 305 85.4kN 10N nN min 9 81.6 =734.4kN連接螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計值、構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計值I-I 截面凈截面面積為A； = (bn1d0)t =(251M2.15)M1.4 = 32cm2II-II截面凈截面面積為A；1 =2e +(n1 -1)x;a2 +e2 n1d0t =2 父5 十(3 1)4.52 +7.52 3父 2.15父 1.4 = 29.4

27、6cm2III-III 截面凈截面面積為 A： =(b n111d0)t =(25 -2 2.15) 1.4 -28.98cm2 三個截面的承載設(shè)計值分別為,I _ 2_ I-I 截面：N=Anf=32M10 父215 =688000N =688kNII _ 2_ II-II 截面：N = An f =29.46 父10 父215 =633400N =633.4kNIII -III截面：因前面II截面已有m個螺栓傳走了（ m/n） N的力，故有（1 -1）N = A f n-II2N=/f二把9810215(1 -1/9)= 701000N =701kNn構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計值按 二、

28、連接蓋板所能承受的軸心力設(shè)計值II -II 截面 N =633.4kN(按V-V截面確定)AV =(b-n/d。" =(25 -3 2.15) 2 0.8 = 29.68cm2N =A；f =29.68 102 215 =638100N =638.1kN通過比較可見，接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計值應(yīng)按構(gòu)件II -II截面的承載能力取值，即 Nmax=633.4kN 。再者，若連接蓋板不取 2塊8mmB鋼板而去2塊7mm即與構(gòu)件等厚，則會因開孔最多其承載力最小。7.若上題的拼接接頭改用10.9級M20磨擦型高強度螺栓，接觸面處理采用鋼絲刷清除浮銹。接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計值能增大多

29、少？已知高強度螺栓預(yù)拉力設(shè)計值 解：一、摩擦型高強度螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計值P= 155kN,接觸面抗滑移系數(shù) = 0.3。單個螺栓受剪承載力設(shè)計值Nb =0.9nf JP =0.9 2 0.3 155 = 83.7kN連接一側(cè)螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計值 二、構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計值N = nN min =9 83.7 = 753.3kN毛截面：N =Af =250 14 215 =752500N =752.5kNI -I截面凈截面面積為An =(b n1d0)t = (251 m 2.15/1.4 = 32cm2 n1 =1, n = 9根據(jù)II-IIAnIn1 N(1 -0

30、.5-) 1 n AnA1 fN 二22n11 -0.5 n 截面凈截面面積為= 2e1 (n1 -1),a2_32 102 21532-0215 =728500N = 728.5kN11 -0.5 92e2 -n1d0t =2 5 (3 -1) . 4.52 7.52 -3 2.15 1.4 = 29.46cm2A； f1 -0.5上29.46 102 215 =760100N =760.1kN11 -0.5 n9III-III 截面凈截面面積為AnII =(b-nm d0)t =(25-2 x2.15)x 1.4 = 28.98cm2因前面II截面已有n1個螺栓傳走了( n，n) N的力，

31、故有(1 -n1 -0.5-nIII-)-N_fn n AOIAIII fN 二Afn1(1 - -0.5nnm2898 102 215-=上匹一 =801100N =801.1kN)(1 -1/9 -0.5 -)9構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計值按II -II截面N =728.5kN三、連接蓋板所能承受的軸心力設(shè)計值(按 V-V截面確定)A1V =(b-nVd0)t =(25 -3 2.15) 2 0.8 = 29.68cm2 nv=3,n=9nA"Nnv1 -0.5 - n29.68 102 215=765700N =765.7kN31 -0.5 -9通過比較可見，接頭所能承受的最

32、大軸心力設(shè)計值為Nmax = 728.5kN 。與上題比較增大N =728.5 -633.4-95.1kN08.計算圖示連接的承載力設(shè)計值No螺栓 M20,孔 21.5mm,材料 Q235A已知：？=215N/mm2, ?bv=l30 N/mm 2, ? bc=305 N/mm 2。二 2d2 h解：單個螺栓受剪承載力設(shè)計值N； = nv d fvb4-2 4-X130X =8i.7kN10二 22x130=40.8kN101單個螺栓承壓承載力設(shè)計值Nb=d< t-fcb =2 1,0 305 - -二61kNcc10連接螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計值N=nNmin =4x61 = 24

33、4kN節(jié)點板凈截面抗拉承載力：N =10 (400 -4 21.5) 215 =675kN故連接的承載力為 N =244kN9,試計算下圖所示連接中C級螺栓的強度。已知荷載設(shè)計值 F=60KN,螺栓M20,孔徑21.5mm, ?bv=130N/mn2,bc=305 N/mm2.d 2 . h解：單個螺栓受剪承載力設(shè)計值N； =nv d f； -14單個螺栓承壓承載力設(shè)計值Nb =dx t fcb =2 2.0 305 1 =122kN10故應(yīng)按Nmin =Nb =40.8kN進行驗算偏心力F的水平及豎直分力和對螺栓群轉(zhuǎn)動中心的距離分別為：- 4 " _N 60 =48kN,ex =1

34、8cm 5V=3 60 =36kN,ey =7.5cm 5yT = Ney Vex =48 7,5 36 18 =1008kN cm扭矢I T作用下螺栓“1”承受的剪力在x, y兩方向的分力:MlTyi'、Xi2 -、 y21008 7.5224 52 4 7.52=23.26kNNiTyTx122Xi' V1008 5224 52 4 7.52= 15.51kN軸心力N、剪力V作用下每個螺栓承受的水平和豎直剪力:NN1x=12kNmv VN1y = n36= 9kN 4螺栓1”承受的合力:T N、2T V . 2Nmax = . （Nx Nx） （Ny Ny）= ；(23.2

35、6+12)2 +(15.51+9)2 =42.94kN >Nmin =40.8kN(不滿足)mm計算可10.兩端較接軸心受壓柱，高9.6m,鋼材為Q235,強度設(shè)計值？ =215 N/mm：采用圖示截面，尺寸單位承受外荷載設(shè)計值 N=注：不計自重穩(wěn)定系數(shù) 邛：九727374757677787980中0.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.6940.688_ 2A =2（20 500） 500 8 = 24000mmIx = 1 8 5 003 2 2 0 5 0 0 2 602 =1435 1 06mm4 12Ix 二,1435 10624000=245

36、mm x960039.2245解:416.7 106ly24000=132mm x =鬻=72.71IV =220 5003 = 416.7 106mm4y 12' y 一尸 0.739 - 07 (0.739 - 0.732) =0.734N - A f =0.734 24000 215 =3787440N =3787.44kN300cm,如圖所11.已知一兩端錢支軸心受壓綴板式格構(gòu)柱，長10.0m,截面由2132a組成，兩肢件之間的距離示，尺寸單位 mm試求該柱最大長細比。注：一個 132a 的截面面積 A=67cn2 慣性矩 Iy=11080cm4I X1=460cm4解：iy小

37、竹富華6cmL 1000= 77.78iy 12.86Ix =2(Ix1 A 152)= 2 (460 67 152) = 31070cm4ix- 31070 : 15.23cm ,2A 2 67L 100065.66iy15.23i1Ix1,A4602.62cm67Loi 1 : i18030.532.62ox = 'x； - .<65.66230.532 =72.41maxy =77.7812.如圖所示為二簡支梁截面，其截面面積大小相同,跨度均為12m,跨間無側(cè)向支承點，均布荷載大小亦相同，均cimooV10X1200-16X300作用在梁的上翼緣，鋼材為 Q235,試比較梁

38、的穩(wěn)定系數(shù) Bb,說明何者的穩(wěn)定性更好?解：一、第一截面：1.截面幾何特征：A =2(16 300) 1200 10 -21600mm21Ix 10 12003 2 16 300 6082 =4.99 109mm4 121374Iy =216 3003 =7.2 107mm4y 1294.99 10633=8.1 10 mm =8100cm61611iyWx7.2 10757.7mm = 5.77cm2160012000 2c20857.7-1iL12000 162.梁的穩(wěn)定系數(shù)：-b =0.69 0.13 = =0.69 0.130.76bh300 12324320 Ah'yt1)2

39、b4.4h，235fy43200.76 -208221600 1232 , 1(8.1 106208 164.4 1232)20= 0.29二、第二截面:2A =2(20 240) 1200 10 = 21600mm21.截面幾何特征:Ix1 _3_2_ 9410 12003 2 20 240 6102 =5.0 109mm4121374=220 2403 =4.6 107mm41295.0 10633Wx = =8.1 10 mm =8100cm11iy4.6 107八46mm 2160062012000=26146:1iL12000 202.梁的穩(wěn)定系數(shù)：b =0.69 0.13 

40、6;2 =0.69 0.130.79bh240 12404320 Ah0.79y九 yt1I 力1+(一)24.4h235fy4320 21600 12401 (261 2026128.1 1064.4 1240)20I50a,材料為Q235,除兩端支承處能阻止梁端截面的扭轉(zhuǎn)外, P的大小（設(shè)計值，不計自重） 150a 的 Ix = 46470cm）,整體穩(wěn)定系數(shù)：b集中荷載作用于上翼緣均布荷載作用于上翼緣3W= 1860cn3, Iy=1120cmi, W= 142cm0.50.44= 0.23經(jīng)比較可知，第一截面的穩(wěn)定性比第二截面的穩(wěn)定性好。13. 一簡支梁的計算簡圖如下，截面采用普通工字鋼 跨中無任何側(cè)向支承點，試按整體穩(wěn)定確定荷載 已知：鋼材強度設(shè)計值 f=215N/mm2解：M 1.5P 4000 _ P 2000 =4000P iiiaxMmaz V f = M max 一 f b Wx bWxb x . _3 _.一4000P M 215 0.44 1860 103 = P = 44kN14.求圖少鋼梁所能承學(xué)的最大均布勺載設(shè)計值含自重） 3,已知梁截面為熱軋普通工字鋼I45a,其