2023年钢结构试卷及超详细解析超详细解析答案.pdf

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1、钢结构试卷及答案。简答题:(共 25 分)写出实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式,当腹板局部稳定不满足要求时,可采取哪些措施？(5分)1、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式:wth0(25+0、5yf235),当腹板局部稳定不满足要求时,可采取三种措施:加大腹板厚度;加加劲肋,减小腹板高度;计算时取有效截面。2、简述普通螺栓的五种破坏形式,其中哪几种破坏形式通过构造保证,如何保证,哪几种破坏形式通过计算保证？(9 分)2、普通螺栓的五种破坏形式:螺栓杆被剪坏;螺栓杆或板件挤压破坏;板件端部剪坏;板件被拉断;螺栓杆受弯破坏。其中通过构造保证,通过限制端距2d0,通过限制板叠厚度5d,其中 d 为螺栓

2、直径,d0 为螺栓孔径,通过计算保证。3、简述影响钢材力学性能的主要因素。(6 分)3、化学成分的影响:包括碳,硅,锰及一些有害元素硫,磷,氧,氮等。冶金缺陷的影响:如偏析,非金属夹杂,裂纹,分层。浇注与轧制过程的影响:脱氧程度不同制成的钢材质量不同,轧制程度也影响钢材的力学性能。钢材硬化的影响:钢材硬化会降低其塑性与韧性,对钢材不利,硬化可有三种:时效硬化,应变硬化(冷加工硬化),应变时效。温度的影响:应力集中的影响。4、简述钢材选用的原则。(5 分)4、结构的类型与重要性。重要结构选用质量较高钢材。荷载性质,动荷载下选用好钢材。连接方法,焊接选用较好钢材。结构的工作温度与环境,低温,腐蚀性

3、强的情况下选用质量好钢材。受力性质。如受较大拉力的结构选用好钢材。钢结构试卷及答案。一、计算题:(共 40 分)1、验算柱与牛腿间高强螺栓摩擦型连接就是否安全,已知:荷载设计值 N300kN,螺栓 M20,孔径 21、5mm,10、9 级,摩擦面的抗滑移系数=0、5,高强螺栓的设计预拉力 P=155kN。不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计值的影响。(10 分)1、解:螺栓群形心 O 处的内力有:轴心拉力3330018055TNkN;(1 分)剪力4430024055 VNkN;(1 分)弯矩1807.0/2630MTekN cm(1 分)在 N、M 作用下,最上排螺栓受力为最不利,一个螺栓所受的拉

4、力为:11222180630(6.57.0/2)36.53282 23.52(3.56.5)iMyTNkNny (2 分)一个螺栓所受到的剪力为:240308vVNkNn(1 分)一个高强螺栓受拉承载力设计值:0.80.8 155124btNPkN(1 分)一个高强螺栓受剪承载力设计值:0.90.9 1 0.5 15569.75bvfNnPkN (1 分)所以高强螺栓同时承受拉剪时:13036.530.72169.75124vbbvtNNNN 此连接安全。(2分)燕山大学试卷 密 封 线 共 10 页 第 7 页 小腹板高度计算时取有效截面简述普通螺栓的五种破坏形式其中哪几种破坏形式通过构造保

5、证如何保证哪几种破坏形受弯破坏其中通过构造保证通过限制端距通过限制板叠厚度其中为螺栓直径为螺栓孔径通过计算保证简述影响钢材力分层浇注与轧制过程的影响脱氧程度不同制成的钢材质量不同轧制程度也影响钢材的力学性能钢材硬化的影响钢材硬钢结构试卷及答案。2、一工字形截面梁绕强轴承受静力荷载,截面尺寸如图,无削弱。当梁某一截面所受弯矩设计值 M=400kNm、剪力设计值 V=580kN 时,试验算梁在该截面处的强度就是否满足要求。已知钢材为 Q235-B。(10 分)22 20250 1130Acm (0、5 分)3241 50 1222202664496.7 xIcm(1 分)3202261 25 12

6、.51352.5xScm (0、5 分)31220261040Scm(0、5 分)3164496.7 272388.8xWcm(0、5 分)截面边缘纤维最大正应力:63221400 10/(1.052388.8 10)159.5/205/xxMWN mmfN mm 满 足要求;(2 分)腹板中央截面最大剪应力:33224580 101352.5 10121.6/125/64496.7 1010 xvx wVSN mmfN mmI t 满足要求;(2 分)腹板上边缘处:正应力:6214500400 10155.1/264496.7 10 xMN mmI(1 分)剪应力:332114580 101

7、040 1093.5/64496.7 1010 x wVSN mmI t(1 分)折算应力:222222113155.13 93.5224.2/1.11.1 215236.5/N mmfN mm 所以此处的折算应力也满足要求。(1 分)燕山大学试卷 密 封 线 共 10 页 第 8 页 小腹板高度计算时取有效截面简述普通螺栓的五种破坏形式其中哪几种破坏形式通过构造保证如何保证哪几种破坏形受弯破坏其中通过构造保证通过限制端距通过限制板叠厚度其中为螺栓直径为螺栓孔径通过计算保证简述影响钢材力分层浇注与轧制过程的影响脱氧程度不同制成的钢材质量不同轧制程度也影响钢材的力学性能钢材硬化的影响钢材硬钢结构

8、试卷及答案。3、验算如图所示轴心受压柱的强度、整体稳定性与局部稳定性能否满足要求。已知轴向荷载设计值为 N=1500kN,Q235-B 级钢,f=215Nmm2,截面绕 x 轴为 b 类截面、绕 y 轴为 c 类截面,截面无任何削弱。(10 分)3、解:225 0.82 25 1.490Acm ;(1 分)3240.825/12225 1.4(12.50.7)13238.5xIcm;(1 分)33425 0.8/122 1.425/123646.9 yIcm;(1 分)13238.5 9012.13;3646.9 906.37xxyyiIAcm iIAcm(1 分)600 12.1349.46

9、xoxxli;绕 x 轴属 b 类截面,所以查表得0.859x(1 分)小腹板高度计算时取有效截面简述普通螺栓的五种破坏形式其中哪几种破坏形式通过构造保证如何保证哪几种破坏形受弯破坏其中通过构造保证通过限制端距通过限制板叠厚度其中为螺栓直径为螺栓孔径通过计算保证简述影响钢材力分层浇注与轧制过程的影响脱氧程度不同制成的钢材质量不同轧制程度也影响钢材的力学性能钢材硬化的影响钢材硬钢结构试卷及答案。300 6.3747.10yoyyli;绕y轴属c类截面,所以查表得0.793y(1 分)所以3221500 10210.22150.793 9000yNN mmfN mmA 整体稳定满足要求。(1 分)

10、截面无削弱,故强度自然满足。(1 分)0250/831.25250.5250.549.4649.73wht(1 分)1250-8/2/148.64100.1100.1 49.4614.95b t（）(1 分)所以局部稳定也能满足要求。4、如图所示,该连接承受 P=100kN 的静力集中荷载设计值作用,钢材为 Q235-B,焊条为 E43XX 型,焊脚尺寸8fhmm,角焊缝强度设计值2160fwfN mm,验算该连接的角焊缝强度就是否满足要求。(10 分)燕山大学试卷 密 封 线 共 10 页 第 9 页 燕山大学试题标准答案 小腹板高度计算时取有效截面简述普通螺栓的五种破坏形式其中哪几种破坏形

11、式通过构造保证如何保证哪几种破坏形受弯破坏其中通过构造保证通过限制端距通过限制板叠厚度其中为螺栓直径为螺栓孔径通过计算保证简述影响钢材力分层浇注与轧制过程的影响脱氧程度不同制成的钢材质量不同轧制程度也影响钢材的力学性能钢材硬化的影响钢材硬钢结构试卷及答案。一、填空题(每空 1 分,共 10 分)1、塑性破坏;2、对接;3、刚度(长细比);4、弯曲失稳(屈曲)、扭转失稳(屈曲)、弯扭失稳(屈曲);5、梁受压翼缘的自由长度,梁受压翼缘宽度;6、60fh;7、80235yf。二、单项选择题(每题 1 分,共 25 分)1、B 2、A 3、C 4、C 5、A 6、C 7、A 8、C 9、D 10、D

12、11、B 12、D 13、B 14、D 15、C、16、A 17、C 18、B 19、B 20、C 21、D 22、D 23、C 24、A 25、C 燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 1 页 小腹板高度计算时取有效截面简述普通螺栓的五种破坏形式其中哪几种破坏形式通过构造保证如何保证哪几种破坏形受弯破坏其中通过构造保证通过限制端距通过限制板叠厚度其中为螺栓直径为螺栓孔径通过计算保证简述影响钢材力分层浇注与轧制过程的影响脱氧程度不同制成的钢材质量不同轧制程度也影响钢材的力学性能钢材硬化的影响钢材硬钢结构试卷及答案。四、计算题 2、解:22 20250 1130Acm (0、5 分)3241 5

13、0 1222202664496.7 xIcm(1 分)3202261 25 12.51352.5xScm (0、5 分)31220261040Scm(0、5 分)3164496.7 272388.8xWcm(0、5 分)截面边缘纤维最大正应力:63221400 10/(1.052388.8 10)159.5/205/xxMWN mmfN mm 满足要求;(2 分)燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 2 页 小腹板高度计算时取有效截面简述普通螺栓的五种破坏形式其中哪几种破坏形式通过构造保证如何保证哪几种破坏形受弯破坏其中通过构造保证通过限制端距通过限制板叠厚度其中为螺栓直径为螺栓孔径通过计算保

14、证简述影响钢材力分层浇注与轧制过程的影响脱氧程度不同制成的钢材质量不同轧制程度也影响钢材的力学性能钢材硬化的影响钢材硬钢结构试卷及答案。腹板中央截面最大剪应力:33224580 101352.5 10121.6/125/64496.7 1010 xvx wVSN mmfN mmI t 满足要求;(2 分)腹板上边缘处:正应力:6214500400 10155.1/264496.7 10 xMN mmI(1 分)剪应力:332114580 101040 1093.5/64496.7 1010 x wVSN mmI t(1 分)折算应力:222222113155.13 93.5224.2/1.11

15、.1 215236.5/N mmfN mm 所以此处的折算应力也满足要求。(1 分)3、解:225 0.82 25 1.490Acm ;(1 分)3240.825/12225 1.4(12.50.7)13238.5xIcm;(1 分)33425 0.8/122 1.425/123646.9 yIcm;(1 分)13238.5 9012.13;3646.9 906.37xxyyiIAcm iIAcm(1 分)600 12.1349.46xoxxli;绕 x 轴属 b 类截面,所以查表得0.859x(1 分)300 6.3747.10yoyyli;绕 y 轴属 c 类截面,所以查表得0.793y(

16、1 分)所以3221500 10210.22150.793 9000yNN mmfN mmA 整体稳定满足要求。(1 分)截面无削弱,故强度自然满足。(1 分)0250/831.25250.5250.549.4649.73wht(1 分)1250-8/2/148.64100.1100.1 49.4614.95b t（）(1 分)所以局部稳定也能满足要求。4、解:燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 3 页 1 分 1 分 3 分 小腹板高度计算时取有效截面简述普通螺栓的五种破坏形式其中哪几种破坏形式通过构造保证如何保证哪几种破坏形受弯破坏其中通过构造保证通过限制端距通过限制板叠厚度其中为螺栓直径为螺栓孔径通过计算保证简述影响钢材力分层浇注与轧制过程的影响脱氧程度不同制成的钢材质量不同轧制程度也影响钢材的力学性能钢材硬化的影响钢材硬钢结构试卷及答案。燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 4 页 3 分 2 分 2 分 小腹板高度计算时取有效截面简述普通螺栓的五种破坏形式其中哪几种破坏形式通过构造保证如何保证哪几种破坏形受弯破坏其中通过构造保证通过限制端距通过限制板叠厚度其中为螺栓直径为螺栓孔径通过计算保证简述影响钢材力分层浇注与轧制过程的影响脱氧程度不同制成的钢材质量不同轧制程度也影响钢材的力学性能钢材硬化的影响钢材硬