(二學期)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理階段性作業(yè)

中地大漢)程繼教學鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程作業(yè)1（共4次作業(yè)）學習層次：專升本涉及章節(jié)：第1章——第3章一、填空題1、控制焊接連接或焊接構(gòu)件疲性能的主要應(yīng)力變量是；而在非焊接結(jié)構(gòu)中控制疲勞性能的主要應(yīng)力變量是。2、承受動力荷載重復作用的鋼構(gòu)構(gòu)件及其連接，當應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù)n時，應(yīng)進行疲勞驗算。3、在疲勞設(shè)計時，經(jīng)過統(tǒng)計分，把各種構(gòu)件和連接分為類，相同應(yīng)力循環(huán)次數(shù)下，類別越高，容許應(yīng)力幅越。4、當對接焊縫無法采用引弧板焊時，每條焊縫軸線的長度計算時應(yīng)減去。5、高強螺栓根據(jù)螺栓受力性能為和兩種。6、單個螺栓承受剪力時，螺栓載力應(yīng)取和的較小值。二、簡答題1、鋼結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)缺點？2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時選擇鋼材要考哪些因素？3、試述縱向焊接應(yīng)力分布形式原因。4、焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)有什么響？三、計算題1、算圖示軸心拉桿的雙蓋板接能安全承受的最大軸心拉力的設(shè)計值。拉桿鋼材Q235鋼f=215N/mm)采高強度螺栓摩擦型連接強度螺栓為8.8級（徑d=21.5mm連接處接觸面采用噴砂處理，=0.45P=125kN1/6

508080

105050808050N

N（單：）2、如下圖連接，尺寸為，靜載拉力

，

hf

，鋼材為Q235BF，焊條，手工焊無引弧板，

f

wN/2f

。實驗算焊縫強度。A1010

11010一塊－×的鋼板用兩拼接板×12行拼接。螺栓孔徑22mm，排如下圖。鋼板軸心受拉，N1350KN設(shè)計值材鋼，請問：鋼－截面的強度夠否？是還需要驗算－截的強度？假定N力在個栓中平均分配，2面應(yīng)如何驗算？拼板的強度是否需要驗算？/

參考答案一、1、應(yīng)力幅；計算應(yīng)力幅；2、

3、；低；4、5、承壓型；摩擦型6、抗剪承載力；承壓承載力二、1、優(yōu)點：（）材強度高，韌性性2質(zhì)量輕，強重比大，可降低基礎(chǔ)造價便施工吊裝，/

對抗震有利3）材質(zhì)均勻，符合力學假定，計算結(jié)果比較可靠，安全可靠度高制簡單，工廠化生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，施工速度快，施工周期短鋼結(jié)構(gòu)密閉性好6）鋼材為可持續(xù)發(fā)展的材料。缺點有：（）材耐熱但不耐火（）材易銹蝕，耐腐蝕性能差，維護費用高度；（）結(jié)構(gòu)在低溫和其他條件下，可能發(fā)生脆性斷裂。（）材價格相對較貴2、選擇鋼材時要考慮的因素有結(jié)構(gòu)的重要性、荷載情況、連接方法、結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境、鋼材厚度分）3、施焊時，焊縫附近溫度最高在焊縫區(qū)以外，溫度則急劇下降。焊縫區(qū)受熱而縱向膨脹，但這種膨脹因變形的平截面規(guī)律而受到其相鄰較低溫度區(qū)的約束，使焊縫區(qū)產(chǎn)生縱向壓應(yīng)力于材在600C以上時呈塑性狀態(tài)而高溫區(qū)的這種壓應(yīng)力使焊縫區(qū)的鋼材產(chǎn)塑性縮形這種塑性變形當溫度下降、壓應(yīng)力消失時不能恢復的在焊后的冷卻過程中，如假設(shè)焊縫區(qū)金屬能自由變形卻鋼材因已有塑性變形而不能恢復其原來的長度實上由于焊縫區(qū)與其鄰近的鋼材是連續(xù)的區(qū)因冷卻而產(chǎn)生的收縮變形又因平截面變形的平截面規(guī)律受到附近低溫區(qū)鋼材的約束焊縫區(qū)產(chǎn)拉應(yīng)力為殘余焊接應(yīng)力因殘余應(yīng)力是構(gòu)件未受荷載作用而早已殘留在構(gòu)件截面內(nèi)的應(yīng)力截面上的殘余應(yīng)力必需自平衡所以焊縫截面兩邊區(qū)域壓力圖示如下：中間為拉應(yīng)力，兩邊為壓應(yīng)力4、焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能的響有：焊接應(yīng)力不影響結(jié)構(gòu)的靜力強度；構(gòu)件上的焊接殘余應(yīng)力會降低結(jié)構(gòu)的剛度；增加鋼材在低溫下的脆斷的傾向；能降低構(gòu)件的疲勞強度。三、1、螺栓能承擔的剪力：4/6

0.9n1f

0.9kN外面第一排螺栓處板件能承擔的拉力：

9

f21.5)kN972.53n1構(gòu)件的毛截面能承擔的拉力：N1032kN故接頭能承受的最大拉力為911.25kN。2、解：焊縫計算長度：

l11020mmwf軸心力產(chǎn)生正應(yīng)力：

P130/mml2ew

2彎矩產(chǎn)生的正應(yīng)力：

M

Pe3hl2e

68.78/mm

2所以：點應(yīng)力

103.1768.78171.95/mmfM

又因為

171.95N/fwfff

195.2N/mm

滿足要求3.解鋼材為，f=215N/mm2－1截鋼板的所以－1截鋼板強度足。需驗算－截強度