钢结构分章节练习

发布 2021-05-29 15:54:28 阅读 8050

1、在构件发生断裂破坏前,有明显先兆的情况是__ b___的典型特征。

a) 脆性破坏 (b)塑性破坏 (c) 强度破坏 (d) 失稳破坏

2、钢材的设计强度是根据_ c__确定的。

a) 比例极限 (b)弹性极限 (c) 屈服点 (d) 极限强度

3、结构工程中使用钢材的塑性指标,目前最主要用_ d__表示。

a) 流幅 (b)冲击韧性 (c) 可焊性 (d) 伸长率

4、钢材经历了应变硬化(应变强化)之后__ a___

a) 强度提高 (b)塑性提高 (c) 冷弯性能提高 (d) 可焊性提高

5、下列因素中_ a__与钢构件发生脆性破坏无直接关系。

a) 钢材屈服点的大小 (b) 钢材含碳量 (c) 负温环境 (d) 应力集中

6、钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由_ d__等于单向拉伸时的屈服点决定的。

a) 最大主拉应力σ1 (b) 最大剪应力τ1 (c) 最大主压应力σ3 (d) 折算应力σeq

7、在钢结构的构件设计中,认为钢材屈服点是构件可以达到的_ a__。

a) 最大应力 (b) 设计应力 (c) 疲劳应力 (d) 稳定临界应力

8、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

9、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 (b) 承受弯曲 (c) 单向拉伸 (d) 两向和三向受力

10、对于承受静荷常温工作环境下的钢屋架,下列说法不正确的是_ c__。

a) 可选择q235钢 (b) 可选择q345钢 (c) 钢材应有冲击韧性的保证

1、在进行第二种极限状态计算时,计算用的荷载_ d__。

a) 需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数 (b) 需要将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数 (c) 永久荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数 (d) 永久荷载和可变荷载都用标准值,不必乘荷载分项系数

2、进行疲劳验算时,计算部分的设计应力幅应按_ a__。

a) 标准荷载计算 (b) 设计荷载计算 (c) 考虑动力系数的标准荷载计算 (d) 考虑动力系数的设计荷载计算

3、在连续反复荷载作用下,当应力比时,称为 a 。

a) 完全对称循环 (b) 脉冲循环 (c) 不完全对称循环 (d) 不对称循环

4、钢结构第一极限状态的设计表达式为:

式中是_ c__。

a) 结构重要性系数 (b) 荷载分项系数 (c) 可变荷载组合系数 (d) 材料的抗力分项系数

5、下列钢结构计算所取荷载设计值和标准值,哪一组为正确的?_ c__。

. 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时,应采用荷载设计值; ⅱ计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时,应采用荷载标准值; ⅲ计算疲劳和正常使用极限状态的变形时,应采用荷载设计值; ⅳ计算疲劳和正常使用极限状态的变形时,应采用荷载标准值。

a) ⅰbc) ⅰd) ⅱ

例1: 图示一围焊缝连接,已知试验算该连接是否安全。

解:将f移向焊缝形心o,三面围焊缝受力:

在计算焊缝的面积和其极惯性矩时,近似取 l1 和 l2 为其计算长度,即既不考虑焊缝的实际长度稍大于 l1 和 l2 ,也不扣除水平焊缝的两端缺陷10mm。

焊缝截面面积:

在n力作用下,焊缝各点受力均匀;在t作用下,水平焊缝右边两个端点产生的应力最大,但在右上端点其应力的水平分量与n力产生的同方向,因而该焊缝在外力f作用下,该点最危险。

由n在水平焊缝右上端点产生的应力为 :

由扭矩t在该点产生的应力的水平分量为:

由t在该点产生的应力的垂直分量为:

代入强度条件:

该连接安全。

例2:计算图示角焊缝连接中的hf 。已知连接承受动荷载,钢材为 q235bf ,焊条为e43型, ,图中尺寸单位为:mm。

解:将外力f1,f2 移向焊缝形心o,得

n在焊缝中产生均匀分布的 :

v在焊缝中产生均匀分布的 :

连接承受动力荷载, ,则

解得 hf ≥ 5.82mm

取 hf = 6mm

构造要求:,满足要求。

例1:一块-400×20的钢板用两块拼接板-400×12进行拼接。螺栓孔径22mm,排列如图。钢板轴心受拉,n=1350kn(设计值)。钢材为q235钢,请问:

1) 钢板1-1截面的强度够否?

2) 是否还需要验算2-2截面的强度?假定n力在13个螺栓中平均分配,2-2截面应如何验算?

3) 拼接板的强度是否需要验算?

解:钢材为q235,f =215n/mm2

1) 1-1截面钢板的

所以1-1截面钢板强度足够。

2) 需要验算2-2截面强度,因为2-2的an小于1-1。

假定n在13个螺栓中平均分配,则2-2截面传递的拉力n’为:

2-2截面的

足够。 3) 两块拼接板厚度之和大于原钢板厚,所以钢板抗拉强度足够,拼接板就无需验算。

例2:一实腹式轴心受压柱,承受轴压力3500kn(设计值),计算长度 l0x =10m,l0y =5m,截面为焊接组合工字型,尺寸如图所示,翼缘为剪切边,钢材为q235,容许长细比 。要求:

1)验算整体稳定性

2)验算局部稳定性

解: 1) 验算整体稳定性:

a=400 20 2+400 10=2 104mm2

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。

例1: 如图所示工字形简支主梁,q235f 钢,f =215n/mm2 ,fv =125n/mm2 承受两个次梁传来的集中力p =250kn 作用(设计值),次梁作为主梁的侧向支承,不计主梁自重, 。

要求: 1)验算主梁的强度

2)判别梁的整体稳定性是否需要验算

解:主梁强度验算:

梁的最不利截面为第一根次梁左侧截面和第二根次梁的右侧截面,由于其对称性,此两截面受力相同。

梁的截面特性:

正应力强度:

剪应力强度:

该截面上腹板与翼缘连接处正应力、剪应力都较大,所以需验算折算应力。

此点: 所以强度满足要求。

2)梁的整体稳定性验算:

所以不必验算整体稳定性。

例2: 如图所示工字形简支主梁, q235f 钢, f =215n/mm2 ,承受两个次梁传来的集中力 p =250kn 作用(设计值),次梁作为主梁的侧向支承,不计主梁自重,荷载作用点设支承加劲肋,不考虑局部压应力的作用。

要求: 验算腹板的局部稳定,计算出加劲肋间距,并示意在图中。

解:腹板高厚比:

所以 ,需要配置横向加劲肋。

梁中最大剪力 vmax =250kn

截面特性 ix 为:

梁段内最大剪力产生的腹板平均剪应力为:

该断面处腹板与翼缘交界处的正应力为:

查表得: 则加劲肋间距a ≤2h0 =2000mm 即可。布置如如图所示

例1: 验算图示端弯矩(计算值)作用情况下压弯构件的承载力是否满足要求。构件为普通热轧工字钢i10,q235af,假定图示侧向支承保证不发生弯扭屈曲。

i字形截面的特性:a=14.3cm3 ,wx =49cm3 ,ix =4.

14cm 。

解:热轧工字钢截面对x轴属于a类。因而,当时,得 。

由平面内稳定计算公式:

由截面强度计算公式:

因为平面外稳定通过侧向支承得到保证,所以本题承载力由强度、平面内稳定计算均满足要求。

例2: 验算图示构件的稳定性。材料为q235f,f =215n/mm2 ,梁中间有一侧向支撑点。

已知构件截面参数: a =21.27cm3 ,ix =267cm4 ,ix =3.

54cm ,iy =2.88cm 。

解: ,属于 b 类截面, 查表得:

按 b 类截面,查表得:

查表: ,1)验算弯矩作用平面内的稳定性。

2)验算弯矩作用平面外的稳定性。

所以该截面在弯矩作用平面内、平面外的稳定性都能满足。

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