《钢结构》复习资料.docx

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《钢结构》复习资料

钢结构的材料 

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（D）钢材应有三项基本保证

钢结构的计算原理 

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__。

Ⅰ.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）Ⅰ、Ⅲ（B）Ⅱ、Ⅲ（C）Ⅰ、Ⅳ（D）Ⅱ、Ⅳ

 钢结构的连接 

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。

轴心受力构件 

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。

受弯构件 

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

拉弯和压弯构件 

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。