《钢结构》课程综合复习资料

钢结构课程综合复习资料一、填空题：1、高强螺栓群承受偏心拉力作用，连接的旋转中心应在螺栓群形心处。3、型钢代号L100X8中，L表示角钢。4、动力荷载作用下钢材抵抗脆性破坏的性能指标为冲击韧性AKV值或冲击韧性值或AKV值。5、在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的设辻值。6、Q235BF钢中的F表示沸腾钢。7、部分T型钢是半个H型钢。8、用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时，得到的平均应力-应变关系曲线（弋关系曲线） 可分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、强化阶段和颈缩阶段09、侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大，侧面角焊缝的应力沿其长度的分布越丕均匀亠二、选择题:1、工字型组合截面轴压杆局部稳定验算时，翼缘与腹板宽厚比限值是依据b、bcr局导出的。a、b Vbcr局cr整< fyc、bcr局2、截面塑性发展系数Y、xa、轴心受力及受弯c、受弯及偏心受力> bcr整d、b 局 > /cr局y构件情况下需考虑。3、4、5、6、7、b、轴心受力及偏心受力 d、轴心受力及拉弯 大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（）A.密封性好C. 制造工厂化 钢号Q345A中的345表示钢材的（A.fp 值 B.fu 值 C.fy 值 钢材塑性破坏的特点是（ ）A. 变形小C. 无变形焊接残余应力不影响构件的（A. 整体稳定性C. 刚度 钢结构的承载能力极限状态是指（A. 结构发生剧烈振动C.结构达到最大承载力产牛破坏B.自重轻D.便于拆装）D.fvy 值B.破坏经历时间非常短D.变形大B.静力强度D.局部稳定性）B.结构的变形已不能满足使用要求D.使用已达五十年8、结构钢材最易发生脆性破坏的应力状态为（）A.三向同号等值拉应力作用B.两向异号等值正应力作用C.单向拉应力作用D.三向等值剪应力作用9、下列各项， （）不属于结构的承载能力极限状态范畴0A.静力强度计算 B.动力强度计算 C.稳定性计算D.梁的挠度计算10、 在下列各化学元素中，（）的存在可提高钢材的强度和抗锈蚀能力，但却会严重地降低钢 材的塑性、韧性和可焊性，特别是在温度较低时促使钢材变脆（冷脆）0A.硅B.铝C.硫D.磷11、 根据钢材的一次拉伸试验，可得到如下四个力学性能指标，其中）是钢结构的强度储备。A.屈服点fyB.抗拉强度fu C.伸长率5D.弹性模量E12、 普通轴心受压构件的承载力经常决定于（）。A.扭转屈曲B.强度C.弯曲屈曲D.弯扭屈曲13、 摩擦型高强度螺栓的抗剪连接以（）作为承载能力极限状态。A. 螺杆被拉断B. 螺杆被剪断C.孔壁被压坏D.连接板件间的摩擦力刚被克服 三、简答题:1、钢结构的特点有哪些？答：（1）强度高，结构重量轻：（2）材质均匀，有良好的塑性和韧性：（3）安装方便，施工周期短:（4）密闭性好：（5）钢结构耐热，但不耐火：（6）易锈蚀，维护费用大2、为了保证实腹式轴压杆件组成板件的局部稳定，有哪几种处理方法？答：对翼缘板，可通过增加其厚度，使其宽厚比不超过一定的限值以确保其满足局部稳定性要求： 对腹板，一方面可以通过增加其厚度，使其高厚比不超过一定的限值，也可在腹板中央沿腹板全长 设置一根纵向加劲肋，以保证其局部稳定性要求。3、为什么采用钢材的屈服点fy作为设计强度标准值?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定?答：选择屈服点作为结构钢材设计强度标准值是因为：（1）它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理， 避免发生破坏：（2）从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大200倍，且抗拉强度与屈服点之比（强 屈比）较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为0.2%所对应的应力作为屈服点。四、计算题：1、试设计角钢与连接板的连接角焊缝，轴心力设计值N=900KN （静载），角钢为2L140X90X10，短 肢相连，连接板厚t=12mm，采用三面围焊，钢材为Q235，焊条采用E43型，手工焊。解：（1）确定焊脚尺寸：hf > 1. 5J12 = 5. 2mm< 1. 2 x 10 = 12mm（肢背）< 10 - （1 2） = 8或9mm（肢尖）取 h = h = h = 8mm取 ff 2f3（2）不等肢角钢短肢相并：匕=0.75K2=0.25（3）焊缝计算N = 2 x 0.7h l x p f w3f w 3f f=2 x 0.7 x 8 x 90 x 1.22 x 160二 1.97 x 105 NN 二 KN - - N1 1 2 31=0.75 x 900 x 103 - x 1.97 x 1052二 5.765 x 105 NN = 0.25 x 900 x 103 -1 x 1.97 x 1052 2=1.265 x 105 Nlw1N12x 0.7h f wff5.765 x 1052 x 0.7 x 8 x 160二 321.7mmlw21.265 x 1052 x 0.7 x 8 x 160=70.6mml = 321.7mm 8h = 64mm w1> / /l = 70.6mm I < 60h = 480mmw 2f均满足要求实长：L = l + h = 321.7 + 8 = 329.7mm f 1w1fL = l + h = 70.6 + 8 = 78.6mmf 2w 2f取330mm取 80mm2、试验算图示轴心压杆的稳定性。柱长5米，两端铰接，在柱的中央有一侧向X轴方向）支承点, 焊接工字形组合截面，火焰切割边翼缘，钢材为Q235，承受轴心压力设计值N=1000KN。解：（1）截面几何特性：A = 2 x 240 x 10 + 300 x 6 = 6600mm 2I = x 6 x 3003 + 2 x 240 x 10 x 1552 x 12=1.29x108mm4Iy = 2 x 右 x 10 x 2403 + 右 x 300 x 63.'1.29 x 108= 2.3x107 mm4=139.8mm 66002.3 x 107=59.03mm6600（2）整体稳定验算lox=5000mmG分）l = 2500mmoy=000 = 35.77139.8=2500 = 42.35< k= 15059.03九y由九 =X = 42.35 查 b 类 0 . = 0.89 max ymin=1000 x 103 = 170.24N <f = 215 0 A 0.89 x 6600min （3）局部稳定验算： 翼缘上=罟浮=11.7t2 x 10< （10 + 0.1 x 42.35） x 12nFH=14.2腹板：h0 = 300 = 50> （25 + 0.5 x 42.35） x 1 t6w= 46.183、下图所示天窗架侧腿为2L100X80X6长肢相连组成的T形截面，高度为1, 两端铰接，N和q为荷载的设计值，W，W分别为截面上1点、2点的抵抗矩， 1x 2x钢材为 Q235BF。写出：(1)如图所示q方向作用时，弯矩作用平面内稳定的计算公式和弯矩作用 平面外稳定的计算公式。(2)当q方向相反时，相应的计算公式。答：(1)平面内：+卩mxMx< f M = ql2p A Y W (1 -0.8N/N)x 8xx 2 2 xEX平面外：+卩txMx < fpyA pbW2x(2)平面内：+卩mxMx< fPxA Y x1W1x(1 - 0.8N/NEX)1N-PmxMx < fAY x2W2x（1 - LN/Nex 厂平面外：N0 M +* < f®yAbW1x4、下图所示轴心受压格构柱承受轴力设计值N=800kN，计算长度l =l =10m，分肢采用225a：ox oyA=2X 34.91 = 69.82cm2, i =9.81cm,I =175.9cm4, i =2.24cm, y=2.07cm,钢材为 Q235BF,缀条用 L45y111X4, A =3.49cm2。缀条柱换算长细比为九 十 + 27A，试按照等稳定原则确定两分肢平行于X dOX | XA轴的形心轴间距离 b。答：等稳定条件为九=Xox y9.81= 1019迟-2吟=严92 - 27 7 駕=10。6=ox =10X102 = 9.94cm100.6Ix = 2I1 + A x（b）2b = 2、：i2 -12 = 19.4cmv X 15、焊接工字形截面简支梁跨度6m,上翼缘受集中荷载作用，设计值如图所示，钢材为Q235BF, f = 315N / mm 2 , f = 345N/ mm2 . 忽略梁自重, 试验算梁的整体稳定性和局部稳 定性。 yI = 6.14 7108 mm 4 , I = 3.125 7107 mm 4, A = 9456mm 2, W = 2.05 7 106 mm 3 , i = 57.5mm _yXy-如 Jl + （1k）2 235 = 0.6& 0 = 1.1 - 0.4646 / 甲W4.4h f屮b屮bxy4320申=0.82bX2y+ 0.1269/弘3/2。答：（1）整体稳定计算：最大弯矩 M = 200 x 2 = 400kMm x申=0.68 > 0.6,申=0.64 bbgb = 0.68 > 0.6, pb = 0.64a = M /(p ' W )x b x=400x 106 /(0.64x2.05x106) = 305N/mm2 < f 满足要求(2)验算局部稳定：翼缘 W = 122mm, t = 12mm,b'/t = 10.2 < 13j235/f = 10.7 满足要求 ffHy腹板h /t = 576/6 = 96>80j'235/f = 660 w'yh /t = 96<170*：235/f = 1400 wy应布置横向加劲肋6、如图所示楼盖梁跨度4.8m,采用焊接工字形截面，承受的均布荷载为恒载标准值（包括自重） 8kN/m+活载标准值q，如果楼板可保证梁的侧向稳定性，钢材为Q235BF，f = 215N/mm2，kf = 125N/mm2，试计算活荷载q的最大值。容许挠度v=l/250， I = 9.511 x 107 mm4， vkxW =6.3x105mm3， S =3.488x105mm3， V =1.05,v=5ql4/384EI 。xxxx答：(1)按抗弯强度计算：最大弯矩M = (1.2x8 + 1.4q )x4.82/8 = 2.88(9.6 + 1.4q )kMmxkka = M /(V W )x x x=2.88x(9.6 + 1.4qk)x106 /(1.05x6.3x105) < 215N/mm2 qk=28.4kN/m(2) 验算抗剪强度：剪力 V = (1.2x8 +1.4x 28.4) x 4.8/2 = 118.5kNt = VS /I tx x w=118500 x 348800/(9.511 x 107 x 6) = 72.4N/mm2 < f，满足要求v7、 如图所示，钢牛腿与钢柱采用对接焊缝进行连接。已知钢牛腿的截面尺寸为：翼缘板宽 b=250mm，厚度为t=14mm；腹板高度h=300mm,厚度为t =12mm。作用于牛腿上的偏心荷载设计值为250KN(静 0w力荷载)，偏心距为e=170mm。钢材为Q235，采用手工焊，焊条为E43型，采用引弧板，焊缝质量等级为二级，试对此连接进行验算。(已知fw=125N/mm2, fw =fw =215N/mm2)注意：为降低计算 vt c量，这里已给出构件截面的部分几何特性参数：对接焊缝截面形心轴距翼缘外边缘距离为 y0=86.6mm， y1=y0=86.6mm,y2=227.4mm,M=250X0.17=42.5KN m验算正应力：M=1M yIx42.5 x 106 x 86.67074x104=52N/mm2<fwtM - yM =22 Ix验算剪应力：42.5 x 106 x 227.47074 x 104=136.6N/mm2<fwc_250 x 103一厂3600w验算 2 点折算应力=69.4N/mm2<fwv的m)2 + 3t2 f 13662 + 3x69.42 =182N/mm2<1.1fwt 验算表明：连接安全。8、有一实腹式双轴对称焊接工字形截面轴心受压柱，Q235钢材，翼缘为焰切边，对x,y轴均属于b 类截面。截面尺寸为：翼缘板宽b=250mm，厚度为t=12mm，腹板高度为h =350mm，厚度为t =10mm，0w计算长度为l =12m,l =4m，承受的轴心压力设计值为1200KN。试对该柱进行验算。(f=215N/mm2)oxoy解：(1)构件截面几何特性计算：A=25 X1.2X 2+35 X 1.0=95cm21=丄 25X37.43-(25-1)X353 =23237cm4x 12I= X2X1.2X253=3125cm4y 12Li ZHiZ=15.64cmA 95口芋 n 詈=5.74cm=76.7l1200ox =i15.64xloy400入=-° =69.7y i 5.74y(2)强度验算：因截面无削弱，所以这里无需验算强度。(3)整体稳定性验算：截面对x、y轴弯曲屈曲都属于b类截面，故整体稳定性由绕x轴屈曲控制。 由入=76.7查表得：申=0.709xy=178.2N/mm2<fN 1200 x 103* A 0.709 x 95 x 102 y整体稳定性能够保证。(4) 局部稳定性验算：_翼缘 b = 120=10<(10+0.1A ) 235 =10+0.1X76.7=17.67 t 12.腹板 h0 =型=35<(25+0.5入)I235 =25+0.5X76.7=63.35 tw 10' fy局部稳定性能够保证。(3)验算挠算：荷载标准值 q = 8 + 28.4 = 36.4kN/mv = 5 x 36.4 x 48004 /(384 x 206000 x 9.511x 107)=12.8mm<v=4800/250=19.2mm 满足要求整体稳定无需计算，活荷载最大标准为 28.4kN/m