一、单项选择题在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。 二、填空题1. 在结构承载能力极限状态计算时,应采用荷载的______。
2. 钢材的设计强度等于钢材的屈服强度f
y除以______。
3. 钢材承受动力荷载作用时,抵抗脆性破坏的能力是通过______指标来衡量的。
4. 碳对钢材性能的影响很大,一般来说随着含碳量的提高,钢材的塑性和韧性逐渐______。
5. 我国在建筑钢结构中主要采用的钢材为______和低合金高强度结构钢。
6. 当承受轴心力的板件用斜对接焊缝连接,焊缝轴线方向与作用力方向间的夹角θ符合时,其强度可不经计算。
7. 在缀板式格构柱中,缀板的线刚度不能小于单肢线刚度的______。
8. 在工字形梁弯矩、剪力都比较大的截面中,除了要验算正应力和剪应力外,还要在腹板与翼缘交界处验算______。
9. 当上、下弦横向水平支撑设第二柱间时,应在第一柱间设置______以传递山墙风荷载。
10. 在钢屋架设计中,对于受压杆件,为了达到截面选择最为经济的目的,通常采用原则。
三、计算题1. 两块钢板采用对接直焊缝连接。已知钢板截面为460mm×12mm,承受轴心拉力N=1180kN(静力荷载),钢材为Q235钢,12mm厚钢板的抗拉设计强度f=215N/mm
2焊条采用E43型,焊缝质量为三级,焊缝的抗拉强度f
wf=185N/mm
2,施工中不采用引弧板。试验算此连接是否安全?
(1)验算钢板的承载力N
N=Af
=460×12×215
=1186.8kN>N=1180kN
所以连接板本身不会发生强度破坏。
(2)验算对接焊缝强度
焊缝的计算长度l
w=460-2×12
=436mm。
故直缝不能满足要求。
因此此连接不安全。
2. 如图所示角钢与连接板的三面围焊,轴心力设计值N=800kN(静力荷载),角钢为2
110×70×10(长肢相连),连接板厚度为12mm,钢材Q235,焊条E43型,手工焊。焊脚尺寸h
f=8mm,角焊缝强度设计值f
wf=150N/mm
2,肢背、肢尖内力分配系数分别为0.65和0.35。试确定肢背、肢尖焊缝的计算长度。
(1)验算焊脚尺寸h
f h
f=8mm≤t-(1~2)
=10-(1~2)
=(8~9)mm
h
f<1.2t
min=1.2×10
=12mm
故焊脚尺寸h
f符合构造要求。
(2)计算焊缝所受内力
端缝能承受的内力为:
N
3=2×0.7h
f3bβ
ff
wf =2×0.7×8×110×1.22×160
=240kN
肢背和肢尖承受的内力分别为:
(3)计算肢背、肢尖焊缝的计算长度
肢背焊缝需要的计算长度为:
(4)验算计算长度是否符合构造要求
l
wmin=8×h
f=64mm;
l
wmax=60×h
f=480mm
l
w1、l
w2均在上述范围内,故符合构造要求。
3. 如图所示,牛腿和柱用8.8级M20承压型高强度螺栓连接,接触面采用喷砂处理,材质Q235。在牛腿下设支托承受剪力。求力F的最大值。已知螺栓P=125kN,μ=0.45,f
bt=400N/mm
2,f
bv=250N/mm
2,f
bc=470N/mm
2。
牛腿下设支托承受剪力,M=150F,F=V由支托承担。
在M作用下
根据
可得F≤533.3kN
所以力F的最大值为533.3kN。
4. 一简支梁,梁上翼缘承受均布静力荷载,最大弯矩M=181.29kN·m,最大剪力V=131.85kN,梁的受压翼缘有可靠侧向支撑,钢材为Q235,f=215N/mm
2,f=125N/mm
2。已知梁的惯性矩I
x=15760cm
4,抵抗矩W
nx=875cm
3,I
x/S
x=30.7cm,γ
x=1.05。试验算梁的强度。
(1)梁的抗弯强度验算
(2)梁的抗剪强度验算
所以粱的强度满足要求。
5. 验算如图所示拉弯构件的强度和刚度。已知拉弯构件跨度l=3m,轴心拉力设计值N=210kN,横向集中荷载设计值F=31.2kN,均为静力荷载;构件截面为2
140×90×8,A=36cm
2,I
x=732cm
4,i
x=4.5cm,i
y=3.63cm;计算截面处有两栓孔,孔径21.5mm。钢材0235,f=215N/mm
2,[λ]=150。
(1)截面几何特性
A
n=36-2×0.8×2.15=32.56cm
2 肢背:
肢尖:
(2)计算内力
轴力N=210kN
跨中取大弯矩
M=Fl/4=31.2×3/4=23.4kN·m
(3)验算
①强度验算
肢背:
肢尖:
(负号表示压应力)
②刚度验算
验算结果表明,强度和刚度均满足要求。
四、分析题1. 如图所示某节点,钢材为Q235B,焊条为E43系列,受斜向静拉力566kN,节点板与主构件用双面角焊缝连接,h
f=8mm,无引弧板,f
wf=160N/mm
2,β
f=1.22。试分析节点板与主构件间的长度l主要根据那些因素确定,本题中节点板的长度范围取多少?
(1)长度l主要跟以下因素有关:
a、受焊缝计算长度影响,需满足焊缝的强度要求。
b、焊缝计算长度还要满足构造要求。
(2)此焊缝同时承受拉力N和剪力V
代入下式:
,
得l≥305mm,l≤60h
f+2×8=496mm
所以496mm≥l≥305mm。