钢结构试卷及答案。

简答题：（共25分）写出实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式，当腹板局部稳定不满足要求时，可采取哪些措施？（5分）1、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式：wth0≤(25+0.5yf235)，当腹板局部稳定不满足要求时，可采取三种措施：①加大腹板厚度；②加加劲肋，减小腹板高度；③计算时取有效截面。2.简述普通螺栓的五种破坏形式，其中哪几种破坏形式通过构造保证，如何保证，哪几种破坏形式通过计算保证？（9分）2、普通螺栓的五种破坏形式：①螺栓杆被剪坏；②螺栓杆或板件挤压破坏；③板件端部剪坏；④板件被拉断；⑤螺栓杆受弯破坏。其中③⑤通过构造保证，③通过限制端距≥2d0，⑤通过限制板叠厚度≤5d，其中d为螺栓直径，d0为螺栓孔径，①②④通过计算保证。3、简述影响钢材力学性能的主要因素。（6分）3、①化学成分的影响：包括碳，硅，锰及一些有害元素硫，磷，氧，氮等。②冶金缺陷的影响：如偏析，非金属夹杂，裂纹，分层。③浇注和轧制过程的影响：脱氧程度不同制成的钢材质量不同，轧制程度也影响钢材的力学性能。④钢材硬化的影响：钢材硬化会降低其塑性和韧性，对钢材不利，硬化可有三种：时效硬化，应变硬化（冷加工硬化），应变时效。⑤温度的影响：⑥应力集中的影响。4、简述钢材选用的原则。（5分）4、①结构的类型和重要性。重要结构选用质量较高钢材。②荷载性质，动荷载下选用好钢材。③连接方法，焊接选用较好钢材。④结构的工作温度和环境，低温，腐蚀性强的情况下选用质量好钢材。⑤受力性质。如受较大拉力的结构选用好钢材。一、计算题：（共40分）1、验算柱与牛腿间高强螺栓摩擦型连接是否安全，已知：荷载设计值N＝300kN，螺栓M20，孔径21.5mm，10.9级，摩擦面的抗滑移系数μ=0.5，高强螺栓的设计预拉力P=155kN。不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计值的影响。（10分）1.解：螺栓群形心O处的内力有：轴心拉力3330018055TNkN；（1分）剪力4430024055VNkN；（1分）弯矩1807.0/2630MTekNcm（1分）在N、M作用下，最上排螺栓受力为最不利，一个螺栓所受的拉力为：11222180630(6.57.0/2)36.53282[23.52(3.56.5)]iMyTNkNny（2分）一个螺栓所受到的剪力为：240308vVNkNn（1分）一个高强螺栓受拉承载力设计值：0.80.8155124btNPkN（1分）一个高强螺栓受剪承载力设计值：0.90.910.515569.75bvfNnPkN（1分）所以高强螺栓同时承受拉剪时：13036.530.72169.75124vbbvtNNNN此连接安全。（2分）燕山大学试卷密封线共10页第7页2、一工字形截面梁绕强轴承受静力荷载，截面尺寸如图，无削弱。当梁某一截面所受弯矩设计值M=400kN·m、剪力设计值V=580kN时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235-B。（10分）22202501130Acm（0.5分）3241501222202664496.7xIcm（1分）32022612512.51352.5xScm（0.5分）31220261040Scm（0.5分）3164496.7272388.8xWcm（0.5分）截面边缘纤维最大正应力：6322140010/(1.052388.810)159.5/205/xxMWNmmfNmm满足要求；（2分）腹板中央截面最大剪应力：33224580101352.510121.6/125/64496.71010xvxwVSNmmfNmmIt满足要求；（2分）腹板上边缘处：正应力：621450040010155.1/264496.710xMNmmI（1分）剪应力：3321145801010401093.5/64496.71010xwVSNmmIt（1分）折算应力：222222113155.1393.5224.2/1.11.1215236.5/NmmfNmm所以此处的折算应力也满足要求。（1分）燕山大学试卷密封线共10页第8页3、验算如图所示轴心受压柱的强度、整体稳定性和局部稳定性能否满足要求。已知轴向荷载设计值为N=1500kN，Q235-B级钢，f=215N／mm2，截面绕x轴为b类截面、绕y轴为c类截面，截面无任何削弱。（10分）3.解：2250.82251.490Acm；（1分）3240.825/122251.4(12.50.7)13238.5xIcm；（1分）334250.8/1221.425/123646.9yIcm；（1分）13238.59012.13;3646.9906.37xxyyiIAcmiIAcm（1分）60012.1349.46xoxxli；绕x轴属b类截面，所以查表得0.859x（1分）3006.3747.10yoyyli；绕y轴属c类截面，所以查表得0.793y（1分）所以322150010210.22150.7939000yNNmmfNmmA整体稳定满足要求。（1分）截面无削弱，故强度自然满足。（1分）0250/831.25250.5250.549.4649.73wht（1分）1250-8/2/148.64100.1100.149.4614.95bt（）（1分）所以局部稳定也能满足要求。4、如图所示，该连接承受P=100kN的静力集中荷载设计值作用，钢材为Q235-B，焊条为E43XX型，焊脚尺寸8fhmm，角焊缝强度设计值2160fwfNmm，验算该连接的角焊缝强度是否满足要求。（10分）燕山大学试卷密封线共10页第9页燕山大学试题标准答案一、填空题（每空1分，共10分）1、塑性破坏；2、对接；3、刚度（长细比）；4、弯曲失稳（屈曲）、扭转失稳（屈曲）、弯扭失稳（屈曲）；5、梁受压翼缘的自由长度，梁受压翼缘宽度；6、60fh；7、80235yf。二、单项选择题（每题1分，共25分）1.B2.A3.C4.C5.A6.C7.A8.C9.D10.D11.B12.D13.B14.D15.C.16.A17.C18.B19.B20.C21.D22.D23.C24.A25.C燕山大学试题标准答案共4页第1页四、计算题2.解：22202501130Acm（0.5分）3241501222202664496.7xIcm（1分）32022612512.51352.5xScm（0.5分）31220261040Scm（0.5分）3164496.7272388.8xWcm（0.5分）截面边缘纤维最大正应力：6322140010/(1.052388.810)159.5/205/xxMWNmmfNmm满足要求；（2分）燕山大学试题标准答案共4页第2页腹板中央截面最大剪应力：33224580101352.510121.6/125/64496.71010xvxwVSNmmfNmmIt满足要求；（2分）腹板上边缘处：正应力：621450040010155.1/264496.710xMNmmI（1分）剪应力：3321145801010401093.5/64496.71010xwVSNmmIt（1分）折算应力：222222113155.1393.5224.2/1.11.1215236.5/NmmfNmm所以此处的折算应力也满足要求。（1分）3.解：2250.82251.490Acm；（1分）3240.825/122251.4(12.50.7)13238.5xIcm；（1分）334250.8/1221.425/123646.9yIcm；（1分）13238.59012.13;3646.9906.37xxyyiIAcmiIAcm（1分）60012.1349.46xoxxli；绕x轴属b类截面，所以查表得0.859x（1分）3006.3747.10yoyyli；绕y轴属c类截面，所以查表得0.793y（1分）所以322150010210.22150.7939000yNNmmfNmmA整体稳定满足要求。（1分）截面无削弱，故强度自然满足。（1分）0250/831.25250.5250.549.4649.73wht（1分）1250-8/2/148.64100.1100.149.4614.95bt（）（1分）所以局部稳定也能满足要求。4.解：燕山大学试题标准答案共4页第3页1分1分3分燕山大学试题标准答案共4页第4页3分2分2分