鋼結(jié)構(gòu)上冊(cè)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第二版考試復(fù)習(xí)題DOC

1、一、 填空題1. 鋼結(jié)構(gòu)計(jì)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(qiáng)、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(diǎn)。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(duì)焊接結(jié)構(gòu)）或應(yīng)力比（對(duì)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(jī)械性能指標(biāo)是屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)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、鉚釘連接和螺栓連接。8. 角

2、焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于 8hf，也不得小于 40mm。側(cè)面角焊縫承受靜載時(shí)，其計(jì)算長(zhǎng)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(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)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(zhǎng)細(xì)比有關(guān)。13. 提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效途徑是加強(qiáng)受壓翼緣和增加側(cè)向支承點(diǎn)。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(diǎn)位置、梁的截面形式、側(cè)向支承點(diǎn)的位置和距離和梁端支 承條件

3、。15. 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(lái)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(lái)解決。二、 問(wèn)答題1. 鋼結(jié)構(gòu)具有哪些特點(diǎn)？ 答：鋼結(jié)構(gòu)具有的特點(diǎn)： 1 鋼材強(qiáng)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(hù)費(fèi)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： 1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)6 板殼結(jié)構(gòu)7 橋梁結(jié)構(gòu)8 移動(dòng)式結(jié)構(gòu)3. 鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能有哪些要求

4、？ 答：鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的要求： 1 較高的抗拉強(qiáng)度 fu 和屈服點(diǎn) fy2 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(jī)械性能指標(biāo)是什么？各由什么試驗(yàn)得到？ 答：鋼材的主要機(jī)械性能指標(biāo)是屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、沖擊韌性、冷彎性能。其中屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率 由一次靜力單向均勻拉伸試驗(yàn)得到；冷彎性能是由冷彎試驗(yàn)顯示出來(lái)；沖擊韌性是由沖擊試驗(yàn)使試件斷裂來(lái)測(cè)定。5. 影響鋼材性能的主要因素是什么？ 答：影響鋼材性能的主要因素有： 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6 應(yīng)力集中7 殘余應(yīng) 力8 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

5、哪些 ？ 答：鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，當(dāng)應(yīng)力還低于鋼材的抗拉強(qiáng)度，甚至還低于屈服點(diǎn)時(shí)也會(huì)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(duì)焊接結(jié)構(gòu)） 或應(yīng)力比 （對(duì)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：選用鋼材通常考慮的因素有： 1結(jié)構(gòu)的重要性2荷載特征3連接方法4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(diǎn)？ 答：鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法有：焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接三種。 焊接的優(yōu)點(diǎn)：1 不需打孔，省工省時(shí)； 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

6、，結(jié)構(gòu)剛 度較大，整體性能較好9. 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、夾碴、燒穿、咬邊、未焊透、弧坑和焊瘤。10. 焊縫的質(zhì)量級(jí)別有幾級(jí)？各有哪些具體檢驗(yàn)要求？ 答：焊縫質(zhì)量分為三個(gè)等級(jí)。 三級(jí)質(zhì)量檢查只對(duì)全部焊縫進(jìn)行外觀缺陷及幾何尺寸檢查， 其外觀可見(jiàn)缺陷及幾何 尺寸偏差必須符合三級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)要求； 二級(jí)質(zhì)量檢查除對(duì)外觀進(jìn)行檢查并達(dá)到二級(jí)質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)外， 還需用超聲 波或射線探傷 20焊縫，達(dá)到 B 級(jí)檢驗(yàn)級(jí)合格要求；一級(jí)質(zhì)量檢查除外觀進(jìn)行檢查并符合一級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)外， 還需用超聲波或射線對(duì)焊縫 100探傷，達(dá)到 B 級(jí)檢驗(yàn)級(jí)合格要求；11. 對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求有哪些

7、？ 答：對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求有：1 一般的對(duì)接焊多采用焊透縫，只有當(dāng)板件較厚，內(nèi)力較小，且受靜載作用時(shí)，可采用未焊透的對(duì)接縫。2 為保證對(duì)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。3 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(dòng)力荷載外，一般不用引弧板，而 是計(jì)算時(shí)為對(duì)接焊縫將焊縫長(zhǎng)度減2t（t 為較小焊件厚度 ）。4 對(duì)于變厚度（或變寬度）板的對(duì)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。 5 當(dāng)鋼板在縱橫兩方向進(jìn)行對(duì)接焊時(shí)，焊縫可采用十字形或T 形交叉對(duì)接，當(dāng)用 T 形交叉時(shí)，交叉點(diǎn)的間距不得小于 20

8、0mm。12. 角焊縫的計(jì)算假定是什么？角焊縫有哪些主要構(gòu)造要求？ 答：角焊縫的計(jì)算假定是： 1 破壞沿有效載面； 2 破壞面上應(yīng)力均勻分布。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(duì)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(guò)程中會(huì)在焊縫及附近區(qū)域內(nèi)形成不均勻的溫度場(chǎng)， 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(wú)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(shí)也會(huì)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： 1 對(duì)塑性較好的材料， 對(duì)靜

9、力強(qiáng)度無(wú)影響； 2 降低構(gòu)件的剛度； 3 降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力； 4 降低結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度； 5 在低溫條件下承載，加速構(gòu)件的脆性破壞。焊接殘余變形的影響：變形若超出了施工驗(yàn)收規(guī)范所容許的范圍，將會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安裝、正常使用和安全承載； 所以，對(duì)過(guò)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(jì) : 選擇適當(dāng)?shù)暮改_尺寸、焊縫布置應(yīng)盡可能對(duì)稱、進(jìn)行合理的焊接工藝設(shè)計(jì)，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(yán)格施焊，避免隨意性；盡量采用自動(dòng)焊或半自 動(dòng)焊，手工焊時(shí)避免仰焊。14. 普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，在抗剪連接中，它們的傳

10、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(lái)傳遞外力。當(dāng)受剪螺栓連接在達(dá)到極限承載力時(shí)， 可能出現(xiàn)五種破壞形式，即螺栓被剪斷、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(qiáng)螺栓連接中的抗剪螺栓連接時(shí)， 通過(guò)擰緊螺帽使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力， 同時(shí)也使被連接件接觸面相互壓緊而產(chǎn)生5 / 13相應(yīng)的摩擦力，依靠摩擦力來(lái)傳遞外力。它是以摩擦力剛被克服，構(gòu)件開(kāi)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 防止孔端 鋼板剪斷， 2do；螺孔中距限制 限制下限以防止孔間板破裂即保證 3

11、do，限制上限以防止板間翹曲。 2構(gòu)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(dāng)間距。16. 普通螺栓抗剪連接中， 有可 能出現(xiàn)哪幾種破壞形式？ 具體設(shè)計(jì)時(shí)， 哪些破壞形式 是通過(guò)計(jì)算來(lái)防止的？哪 些是通過(guò)構(gòu)造措施來(lái)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。以上五種可能破壞形式的前三種， 可通過(guò)相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算來(lái)防止， 后兩種可采取相應(yīng)的構(gòu)件措施來(lái)保證。 一般當(dāng)構(gòu)件上螺孔的端距大 于 2d0 時(shí)，可以避免端部沖剪破壞；當(dāng)螺栓夾緊長(zhǎng)度不超過(guò)其直徑的

12、五倍，則可防止螺桿產(chǎn)生過(guò)大的彎曲變形。17. 高強(qiáng)度螺栓的 8.8級(jí)和 10.9 級(jí)代表什么含義？ 答：級(jí)別代號(hào)中，小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字是螺栓材料經(jīng)熱處理后的最低抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字是材料的屈強(qiáng)比（ fy/fu ）。 8.8 級(jí)為： fu800N/mm2， fy/fu=0.8 10.9 級(jí)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(dāng)壓力達(dá)到臨界值時(shí)，會(huì)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(wèn)題稱為第一類穩(wěn)定問(wèn)題。 由于壓桿截面形式和桿端支承條 件不同，在軸心壓

13、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(shí)際軸心壓桿的臨界力時(shí)應(yīng)考慮哪些初始缺陷的影響？ 答：在考慮實(shí)際軸心壓桿的臨界力時(shí)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(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定時(shí)，對(duì)虛軸為什么要采用換算長(zhǎng)細(xì)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(guò)綴材來(lái)傳遞。但因綴材本身比較柔細(xì)，傳遞剪 力時(shí)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(jì)算整體穩(wěn)定時(shí)，對(duì)虛軸要采 用換算長(zhǎng)細(xì)比（通過(guò)加大長(zhǎng)細(xì)比的方法來(lái)考慮綴材變形對(duì)降低穩(wěn)定臨界力的影響）21. 什么叫鋼

14、梁?jiǎn)适дw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(shí)，梁的側(cè)向保持平直而無(wú)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(dāng)彎矩增加使受壓翼緣的彎曲壓應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)， 鋼梁在偶然的側(cè)向干 擾力作用下會(huì)突然離開(kāi)最大剛度平面向側(cè)向彎曲， 并同時(shí)伴隨著扭轉(zhuǎn)。 這時(shí)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?jiǎn)适дw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(diǎn)位置、梁的截面形

15、式、側(cè)向支承點(diǎn)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(qiáng)受壓翼緣、增加側(cè)向支承點(diǎn)22. 什么叫鋼梁?jiǎn)适Ь植糠€(wěn)定？怎樣驗(yàn)算組合鋼梁翼緣和腹板的局部穩(wěn)定？ 答：在鋼梁中，當(dāng)腹板或翼緣的高厚比或?qū)捄癖冗^(guò)大時(shí)，就有可能在梁發(fā)生強(qiáng)度破壞或喪失整體穩(wěn)定之前，組成梁的 腹板或翼緣出現(xiàn)偏離其原來(lái)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(jì)算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？ 答：可見(jiàn)，壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)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(shí)，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

16、作用帶有一定的偶然性。 對(duì)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(shí)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(dá)臨界力時(shí)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(wèn)題，其極限承載力應(yīng)按最大強(qiáng)度理論進(jìn)行分析。24. 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)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(wèn)題， 應(yīng)應(yīng)用薄板穩(wěn)定理論， 通過(guò)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

17、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(dú)作用和各種應(yīng)力的聯(lián)合作用） ，彈性或彈塑性性能，同時(shí)還有在腹板屈曲后強(qiáng)度的利用問(wèn)題計(jì)算題1. 試驗(yàn)算如圖所示牛腿與柱連接的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度。荷載設(shè)計(jì)值F=220kN 。鋼材 Q235 ，焊條 E43,手工焊，無(wú)。（假定剪力全部由腹板上的ww 引弧板，焊縫質(zhì)量三級(jí)。 有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fc =215 N/mm2 ， ft =185 N/mm2 焊縫承受）1解：一、確定對(duì)接焊縫計(jì)算截面的幾何特性1. 計(jì)算中和軸的位置（對(duì)水平焊縫的形心位置取矩）y (30 1)

18、1 15.5 yaa (30 1) 1 (20 1)2. 焊縫計(jì)算截面的幾何特性0.59.9cmyb31 9.9 21.1cm全部焊縫計(jì)算截面的慣性矩Iw全部焊縫計(jì)算截面的抵抗矩WwaIw124790(301)3(301) 16.12(201) 1 9.42 4790cm 4ya9.9484cm3WwbIwyb479021.1227cm3腹板焊縫計(jì)算截面的面積二、驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度Aww(301) 1 29cm21.a 點(diǎn)MWwa220 20 104484 10390.9N /mm2185N / mm2 (滿足)2.b 點(diǎn)Mbbb Wwb4220 20 104 193.8N /mm23227 103

19、fw 185N /mm2 (滿足)FAww220 102 75.9N /mm229 10260 。折算應(yīng)力 2 3 2 193.82 3 75.92 234.2N / mm2 1.1fcw 236.5N /mm22. 試計(jì)算如圖所示鋼板與柱翼緣的連接角焊縫的強(qiáng)度。 已知 N=390kN （設(shè)計(jì)值），與焊縫之間的夾角w鋼材 Q235，焊條 E43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f f =160 N/mm2 。解：解：Nx N sin 390 sin60 337.7kN NyN cosNx390 cos60 195kN337.7 1032helwNy2helw2 0.7 8(200 10)195 103

20、2 0.7 8(200 10)( ff )2f2(115.822.7)2 91.622158.7N / mm291.6N /mm2159MPafLw33. 設(shè)計(jì)雙角鋼拉桿與節(jié)點(diǎn)板之間的連接角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度 已知：采用三面圍焊： hf=6mm,f wf=160N/mm 2,N=529kN（靜載設(shè)計(jì)值 ）N3 0.7hfN1K1NN3N2K2N2N32l1N12 0.7hf f fwl2N22 0.7hf f fwfw 160MPa(滿足)L 1=?,L 2=?fw 0.7 6 160 1.22 160 10 3 131.2kN0.7 529 131.2/2 304.7kN0.3 529 131.2

21、/ 2 93.1kN304.7 1032 0.7 6 160 227mm93.1 1032 0.7 6 160 69mm4.設(shè)計(jì)矩形拼接板與板件用三面圍焊連接的平接接頭。軸心拉力N1250kN，（靜載設(shè)計(jì)值） ，鋼材 Q235，焊條IIE43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值? =215 N/mm2，fwf=160N/mm 2。圖示尺寸單位 mm.（焊縫 LW2實(shí)際長(zhǎng)度取 cm整數(shù) ）11 / 13解：端縫：N12b hef f fw 2 320 0.7 6 1.22 160 10 3 524.7kN側(cè)向：N2NN11250524.7 725.3kNN2725.3 103Lw2w55275mm 28cm

22、40.7hfff4 0.7 6 160蓋板全長(zhǎng)L2Lw21cm2 28 1 57cm5. 設(shè)計(jì)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(jì)值 N=600KN, 有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：? bv=130N/mm2, ?bc=305 N/mm2, ? =215 N/mm2。粗制螺栓 d=20mm,孔徑 d0=21.5mm。解：d2nvt f cb2 20 2 130 10 3 81 .7 kN420 18 305 10 3 109 .8kNN b 81 .7 KNminN6007.3KN 取 8個(gè)nb N m in81 .7排列中距3d0 64.5取 80端距2

23、d0 43.0取 50邊距1.5d0 32.25取 40a)b)c） 凈截面驗(yàn)算An (160 2 21.5) 18 2106mm2 600 103285MPa >215MPa2106NAn 說(shuō)明凈截面強(qiáng)度不夠，接頭不能承受600kN 的拉力 ,經(jīng)驗(yàn)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(zhǎng)l22 50 3 80 10 690 mmQ235， ?215 N/mm2。試計(jì)算接頭所能承受的最大軸心力設(shè)6.圖示一用 M20 普通螺栓的鋼板拼接接頭，鋼材為 計(jì)值。螺栓 M20,孔徑 21.5mm, ?bv=130N/mm2, ?bc=305 N/mm2。解：螺

24、栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值 N vbnv2fvbv224130110 81.6kN(Nmbin )單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值N cbc1.4 30585.4kN連接螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值一、構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值10N nN mbin 9 81.6 734.4kNminII IV V IIIIIIIII IV VI2I-I 截面凈截面面積為 AnI (b n1d0)t (25 1 2.15) 1.4 32cm2II-II 截面凈截面面積為AnII2e1(n11) a2e2 n1d0t 2 5 (3 1) 4.527.523 2.15 1.4 29.46c

25、m2 III-III截面凈截面面積為AnIII(bnIII d0 )t (25 2 2.15) 1.4 28.98cm2三個(gè)截面的承載設(shè)計(jì)值分別為II 截面： N AnI f 32 102 215 688000N 688kNII II 截面： N AnII f 29.46 102 215 633400 N 633.4kNIII III 截面：因前面 I I 截面已有 n1個(gè)螺栓傳走了( n1/n )N的力，故有 (1 n1)N nAnII fAnII fNnn1 (1 1 ) n 構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值按 二、連接蓋板所能承受的軸心力設(shè)計(jì)值A(chǔ)nv (b nV d0)t (25 3 2.

26、15) 2 0.8 29.68cmN Anv f 29.68 102 215 638100N 638.1kN 通過(guò)比較可見(jiàn)，接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值應(yīng)按構(gòu)件 II II 截面的承載能力取值，即 N 再者，若連接蓋板不取 2 塊 8mm厚鋼板而去 2 塊 7mm，即與構(gòu)件等厚，則會(huì)因開(kāi)孔最多其承載力最小。7. 若上題的拼接接頭改用 10.9 級(jí) M20 磨擦型高強(qiáng)度螺栓，28.98 102 215(1 1/9)701000N 701kNII按 II 截面 N 633.4kNV-V 截面確定)2max633.4kN 。大軸心力設(shè)計(jì)值能增大多少？已知高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值 解：一、摩擦型高強(qiáng)度

27、螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值 單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值 Nvb 0.9nf P 0.9 2 0.3 nNmbin 9接觸面處理采用鋼絲刷清除浮銹。接頭所能承受的最0.3。P155kN,接觸面抗滑移系數(shù)155 83.7kN連接一側(cè)螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值 二、構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值 毛截面： N Af 250 14AnII I 截面凈截面面積為根據(jù)II-IIAnIIn1 N(1 0.5 1 ) 1 n An1An1 f Nn1 0.5n1 n 截面凈截面面積為3283.7 753.3kNIII-III2e1 (n1AnII f1 0.5n1n截面凈截面面積為1) a2 e229.

28、46 102215 752500 N(b n1d 0)t2102 2150.5 19n1d0 t 2752.5kN(251 2.15) 1.4 32cm2 n1 1,n 9728500 N 728.5kN5 (3 1) 4.52 7.523 2.15 1.4 29.46cm2215760100N 760.1kN0.5 19AnIII (b nIII d0 )t(25 2 2.15)1.428.98cm2因前面 I I 截面已有 n1個(gè)螺栓傳走了( n1/n )N 的力，故有 (1n10.5 nnIII ) ANnIIIAnIII fNnn1nIII(1 1 0.5 III nn228.98 1

29、02 215 ) (1 1/9 0.5 2)9 構(gòu)件所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值按II II 截面 N三、連接蓋板所能承受的軸心力設(shè)計(jì)值(按 Anv (b nV d0)t (25 3 2.15)Anv fNn1 0.5nvn801100 N 801.1kN728.5kNV-V 截面確定)22 0.8 29. 68cm 2 nv 3,n229.68 102 2151 0.5 39 通過(guò)比較可見(jiàn)，接頭所能N 728.5 633.4 95.1kN。765700 N 765.7kN承受的 最大軸心 力設(shè) 計(jì)值為 Nmax 728.5kN 。與 上題 比較增大8. 計(jì)算圖示連接的承載力設(shè)計(jì)值 N 。螺栓

30、M20 ，孔 21.5mm,材料 Q235A 已知：? 215N/mm 2, ?bv=130 N/mm 2, ? bc=305 N/mm 2 。15 / 13解：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值Nvbnvd24fvb 2v422 130110單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值 N cbdtfcb2 1.030511 61kN10連接螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值NnN mbin461244kN節(jié)點(diǎn)板凈截面抗拉承載力： N10(400421.5)215675kN81.7kN故連接的承載力為 N 244kN9. 試計(jì)算下圖所示連接中 C 級(jí)螺栓的強(qiáng)度。已知荷載設(shè)計(jì)值 F=60KN, 螺栓 M20, 孔徑 21.5m

31、m, ?bv=130N/mm2, ? bc=305 N/mm2.d 2 b2 2 1nvf vb 1130 40.8kNv 4 v4 10t fcb 2 2.0 305 110 122kN解：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值Nvb單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值N cb d故應(yīng)按 Nmbin Nvb 40.8kN 進(jìn)行驗(yàn)算 偏心力 F 的水平及豎直分力和對(duì)螺栓群轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離分別為：N 60 48kN,ex 18cm53V 60 36kN, ey 7.5cm548 7.5 36 18 1008kN cm扭矩 T 作用下螺栓“ 1”Ty12xi2N1Tx2yi2承受的剪力在 x， y 兩方向的分力：1008 7

32、.52 2 23.26kN4 52 4 7.52N1Ty軸心力Tx1 22 xi2yi2N、剪力 V 作用下每個(gè)螺栓承受的水平和豎直剪力：12008 5 2 15.51kN4 52 4 7.52NN1x48 12kNN1VyV 36 9kNn4螺栓“ 1”承受的合力：Nmax(N1Tx N1Nx )2 (N1Ty N1Vy)2(23.26 12) 2 (15.51 9)2 42.94kN Nmbin 40.8kN(不滿足)mm,計(jì)算可10. 兩端鉸接軸心受壓柱，高 9.6m, 鋼材為 Q235，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值? =215 N/mm2，采用圖示截面，尺寸單位 承受外荷載設(shè)計(jì)值 N=？注：不計(jì)自重 穩(wěn)

33、定系數(shù)7273747576777879800.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.6940.688Ix2(20 500) 500 8181235003 2 20ixIx1435 10624000224000mm2500 2602245mm14356410 mmix9600 39.2245解： IIy2 123620 5003 416.7 106 mmiyIAy416.7 106132mm x24000iy9163020 72.70.739 0.7(0.739 0.732) 0.7341A f 0.734 24000 215 3787440N 3787.44kN

34、12. 如圖所示為二簡(jiǎn)支梁截面，其截面面積大小相同，跨度均為12m ，跨間無(wú)側(cè)向支承點(diǎn)，均布荷載大小亦相同，均作用在梁的上翼緣，鋼材為 Q235，試比較梁的穩(wěn)定系數(shù)b ，說(shuō)明何者的穩(wěn)定性更好？解：一、第一截面：1截面幾何特征：Ix2(16 300) 12001 10 12003 21021600mm212162300 6082 4.99109 mm4Iy1 16 3003127.27410 mm9Wx6164.99 10 8.1 106 mm3 8100cm3iyIyl1iy7.2 1072160015270.070 2082梁的穩(wěn)定系數(shù)：b 0.6957.7mm 5.77cm0.13 l1t1 0.69bh0.13 12000 16 0.76300 12321 (4.y4th1