西南大学钢结构设计大作业.pdf

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教专业：土木工程 2017 年 6 月课程名称【编号】：钢结构设计【0759】A 卷大作业满分：100 分一、名词解释（每题 10 分，任选 2 题，共 20 分）1、塑性2、摩擦型高强度螺栓3、残余应力4、受弯构件的整体失稳2、验算两端铰接、跨度为 6m 的轧制工字型钢梁的强度是否满足要求。已知：(1)材料及构件选择：I32a，Ix=11080cm，Wx=692cm，Ix/Sk=27.5cm，tw=9.5mm。Q235 号钢材：f=215MPa，fv=125MPa。(2)荷载：梁上恒荷载标准值 9kN/m，活荷载标准值 13.5kN/m。恒荷的分项系数为G=1.2，活荷的分项系数为Q=1.4。43二、问答题（每题 20 分，任选 2 题，共 40 分）1、钢结构的合理应用范围是什么？2、焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？3、普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？4、什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施是什么？答题区：答题区：一、名词解释（每题 10 分，任选 2 题，共 20 分）1、塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性2、摩擦型高强度螺栓：依靠螺帽和螺母之间的摩擦力来承受工作荷载的螺栓称为摩擦型高强度螺栓。3、残余应力：构件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响称为残留应力或残余应力。三、计算题（任选 1 题，共 40 分）1、如图所示某连接板使用双面角焊缝与柱翼缘相连，hf=6mm，承受偏心剪力V的作用(静力荷载)，试确定此焊缝所能承受的V的最大值。已知钢材为 Q235B 级，手工焊，焊条为 E43 系列，fwf=160Nmm2。图中长度单位均为 mm。4、受弯构件的整体失稳：受弯构件在荷载作用下，虽然其正应力还低于钢材的强度，但其变形会突然偏离原来的弯曲变形平面，同时发生侧向弯曲和扭转，这种现象为受弯构件的整体失稳.-1-二、问答题1、钢结构的合理应用范围是什么？答：1、重型工业厂房：跨度和柱距都比较大，或具有 23 层吊车的厂房，以及某些高温车间，宜采用钢吊车梁，或设有繁重工作制吊车或大吨位吊车，钢屋架及钢柱等构件以至全钢结构。2、轻型钢结构：具有自重小，建造快又较省钢材等优点，采用单角钢或薄壁型钢组成的轻型钢结构以及门式钢架结构，近年来得到了广泛运用。3、其他建筑物：运输通廊栈桥，通常也都采用钢结构，各种管道支架以及高炉和锅炉构架等。4、容器和管道：因而高压气管和管道，因钢材的强度高，且密闭性好，煤气罐和锅炉等都用钢材制成。5、大跨度结构：结构的跨度越大时，减轻结构自重就有明显的经济效果。6、受动力荷载作用的结构：由于钢材的动力性能好，韧性好可用作直接承受起重量较大或跨度较大的桥式吊车的吊车梁。7、高耸结构和高层建筑：高耸结构包括高压输电线路塔，变电架构广播和电视发射塔架和桅杆等。这些结构主要承受风荷载，便于安装施工外，还因钢材的轻质高强，采用钢结构除了自重轻，构件截面小，减小了风荷载，从而取得更大的经济效益。8、可拆卸和移动的结构：便于拆迁，采用螺栓连接时，又便于装配和拆卸流动式展览馆和活动房屋等，最宜采用钢结构，钢结构重量轻，建筑机械为了减轻结构自重，则必须采用钢结构。总体来说，根据我国现实情况钢结构适用于高、大、重型和轻型结构。2、焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？答：焊缝质量分为三个等级。三级质量检查只对全部焊缝进行外观缺陷及几何尺寸检查，其外观可见缺陷及几何尺寸偏差必须符合三级合格标准要求；二级质量检查除对外观进行检查并达到二级质量合格标准外，还需用超声波或射线探伤 20焊缝，达到 B 级检验级合格要求；一级质量检查除外观进行检查并符合一级合格标准外，还需用超声波或射线对焊缝 100探伤，达到 B 级检验级合格要求；（见钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001）3、普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？答：普通螺栓连接中的抗剪螺栓连接是依靠螺栓抗剪和孔壁承压来传递外力。当受剪螺栓连接在达到极限承载力时，可能出现五种破坏形式，即螺栓被剪断、孔壁被挤压坏、构件被拉断、构件端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。高强螺栓连接中的抗剪螺栓连接时，通过拧紧螺帽使螺杆产生预拉力，同时也使被连接件接触面相互压紧而产生相应的摩擦力，依靠摩擦力来传递外力。它是以摩擦力刚被克服，构件开始产生滑移作为承载能力的极限状态。三、计算题1、如图所示某连接板使用双面角焊缝与柱翼缘相连，hf=6mm，承受偏心剪力V的作用(静力荷载)，试确定此焊缝所能承受的V的最大值。已知钢材为 Q235B 级，手工焊，焊条为 E43 系列，fwf=160Nmm2。图中长度单位均为 mm。焊缝截面上的力有：V 及 M=50V。焊缝截面单独在剪力和弯矩作用下产生的应力为：；将其带入焊缝强度验算一般表示式中，则：2、验算两端铰接、跨度为 6m 的轧制工字型钢梁的强度是否满足要求。已知：(1)材料及构件选择：I32a，Ix=11080cm4，Wx=692cm3，Ix/Sk=27.5cm，tw=9.5mm。Q235 号钢材：f=215MPa，fv=125MPa。(2)荷载：梁上恒荷载标准值 9kN/m，活荷载标准值 13.5kN/m。恒荷的分项系数为G=1.2，活荷的分项系数为Q=1.4。已知：(1)材料及构件选择：I32a，Ix=11080cm4，Wx=692cm3，-2-Ix/Sk=27.5cm，tw=9.5mm。Q235 号钢材：f=215MPa，fv=125MPa。(2)荷载：梁上恒荷载标准值 9kN/m，活荷载标准值 13.5kN/m。恒荷的分项系数为G=1.2，活荷的分项系数为Q=1.4。解：该构件最不利截面为跨中及支座，跨中验算正应力，支座验算剪应力。跨中：支座：-3-