一．簡(jiǎn)答題

鋼構(gòu)造根本原理-學(xué)習(xí)指南1234567、伸長(zhǎng)率 表示什么意思？58910、11、12、13、14、15、16、17、18、

軸心受壓構(gòu)件常見的屈曲形式有哪些？影響梁的整體穩(wěn)定性的主要因素有哪些？什么是應(yīng)變硬化、時(shí)效硬化？鋼構(gòu)造的連接有哪些類型？各有什么特點(diǎn)？鋼構(gòu)造的失穩(wěn)有哪幾類？自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)有哪些區(qū)分？二1、計(jì)算圖示焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度〔無視起落弧，fw 160N/mm 2。f2、驗(yàn)算圖示焊縫連接的強(qiáng)度，焊板厚12mm，fw 160N/mm 2，可無視起f〔20分〕8.8級(jí)，螺栓直徑d24mm12mm。剪力設(shè)計(jì)值為V200kN，扭矩設(shè)計(jì)值為T30kNm，軸心拉力設(shè)計(jì)值為N100kN。fbV

250N/mm2，fb470N/mm2。〔30分〕c三1一軸心受壓柱承受軸壓力設(shè)計(jì)值為3000k計(jì)算長(zhǎng)度l 10ml m，0x 0ybQ235，f215N/mm2，容許長(zhǎng)細(xì)比150。要求：b類截面穩(wěn)定系數(shù)表2、焊接組合截面如圖示，求最大承載力，并驗(yàn)算剛度及局部穩(wěn)定性。b類截面穩(wěn)定系數(shù)表3N950kN,Q235AF，f215N/mm2，l0xl0yl4400mmbmm。1〕驗(yàn)算該柱是否安全？〔15分〕力？〔15分〕bb類截面穩(wěn)定系數(shù)表參考答案一、問答題：1、答：屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率是鋼材的三個(gè)重要力學(xué)性能指標(biāo)。屈服點(diǎn)是作為構(gòu)造計(jì)算中材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)，或材料抗力的標(biāo)準(zhǔn)；形成抱負(fù)彈塑性體的模型，前具有的塑性變形力量。2、答：硫是有害雜質(zhì)，能生成易于熔化的硫化鐵，當(dāng)熱加工及焊接使溫度達(dá)800～1000℃時(shí)，可能消滅裂紋，稱為熱脆。硫和氧都能是鋼材熱脆。磷是碳素鋼中的雜質(zhì)，它在低溫下使鋼變脆，這種現(xiàn)象稱為冷脆。磷和氮能是鋼冷脆。3、答：可能有五種破壞狀況：①螺栓桿剪斷；②孔壁擠壓；③鋼板被拉斷；④鋼板剪斷；⑤螺栓彎曲。4、答：鋼構(gòu)造的失穩(wěn)有平衡分岔失穩(wěn)、極值點(diǎn)失穩(wěn)和躍越失穩(wěn)三類。5、穩(wěn)定分析的特點(diǎn)有：非線性、整體性和多樣性與相關(guān)性。6、答：自由扭轉(zhuǎn)是指截面不受任何約束，能夠自由產(chǎn)生翹曲變形的扭轉(zhuǎn)。約束扭轉(zhuǎn)是指桿件在扭矩作用下由于支承條件或荷載的緣由，截面不能完全自由的產(chǎn)生翹曲變形。7、答：伸長(zhǎng)率5是指取斷裂試驗(yàn)的圓形試件的長(zhǎng)度標(biāo)定為直徑的五倍，試件斷裂前的永久變形與原標(biāo)定長(zhǎng)度的百分比，它代表材料單向拉伸時(shí)的塑性變形力量。8、答：應(yīng)變硬化是指由于鋼材有很大的塑性變形后，在重加載時(shí)屈服點(diǎn)有所提高，而塑性、韌性降低的現(xiàn)象。時(shí)效硬化是指鋼材僅隨時(shí)間的增長(zhǎng)而轉(zhuǎn)脆的現(xiàn)象。9、答：剩余應(yīng)力主要由于焊接時(shí)的不均勻加熱和不均勻冷卻。另外，型鋼在軋制后不同部等措施消退剩余應(yīng)力。10、答：一般有三類：彎曲屈曲，構(gòu)件失穩(wěn)只發(fā)生彎曲變形，截面只繞一個(gè)主軸旋轉(zhuǎn)，桿件有直變彎，是雙軸對(duì)稱截面常見的失穩(wěn)形式。扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)，構(gòu)件失穩(wěn)時(shí)除桿件的支承端外，各截面均繞縱軸扭轉(zhuǎn)，是某些雙軸對(duì)稱截面可能發(fā)生的失穩(wěn)形式，如十字形截面。彎扭失穩(wěn)，對(duì)于單軸對(duì)稱截面，當(dāng)構(gòu)件繞對(duì)稱軸屈曲時(shí)，桿件發(fā)生彎曲變形，彎矩作用平面不通過截面的剪心，因此必定伴隨著扭轉(zhuǎn)，如T形截面。11、答：其主要區(qū)分是：一般螺栓的預(yù)拉力很小，板面擠壓產(chǎn)生的摩擦力可無視，一般螺栓壓型極限狀態(tài)和一般螺栓連接一樣。12y方向的荷載作用點(diǎn)位置，荷載作用于下翼緣時(shí)臨界彎矩將提高。13生雙向或三向的應(yīng)力，導(dǎo)致脆性斷裂。14、答：應(yīng)變硬化是指由于鋼材有很大的塑性變形后，在重加載時(shí)屈服點(diǎn)有所提高性、韌性降低的現(xiàn)象。時(shí)效硬化是指鋼材僅隨時(shí)間的增長(zhǎng)而轉(zhuǎn)脆的現(xiàn)象。15、答：鋼構(gòu)造的連接有焊接連接、鉚釘連接、螺栓連接和緊固件連接。焊縫連接時(shí)現(xiàn)代鋼構(gòu)造最主要的連接方法。優(yōu)點(diǎn)有：不減弱構(gòu)件截面，節(jié)約鋼材；焊發(fā)生裂紋，便可能快速擴(kuò)展到整個(gè)截面。鉚釘連接傳力牢靠，韌性和塑形較好，質(zhì)量易于檢查，但是，鉚釘連接費(fèi)鋼費(fèi)工。螺栓連接施工簡(jiǎn)潔、安裝便利，工程進(jìn)度和質(zhì)量簡(jiǎn)潔得到保證，但是螺栓連接需要制孔，拼裝和安裝時(shí)需要對(duì)孔，工作量增加，且對(duì)制造的精度要求較高連接件，故用料增加，構(gòu)造簡(jiǎn)單。16摩擦型連接是靠被連接板的摩擦阻力傳遞內(nèi)力的與螺栓孔間的擠壓傳遞內(nèi)力的，其受力性能和一般螺栓一樣。17、答：鋼構(gòu)造的失穩(wěn)有平衡分岔失穩(wěn)、極值點(diǎn)失穩(wěn)和躍越失穩(wěn)三類。18、答：自由扭轉(zhuǎn)是指截面不受任何約束，能夠自由產(chǎn)生翹曲變形的扭轉(zhuǎn)件在扭矩作用下由于支承條件或荷載的緣由，截面不能完全自由的產(chǎn)生翹曲變形。二、1N1

900.781601.2298380.8N8001030.798380.8/2lwlw

20.781608001030.398380.8/220.78160

285.1mm30cm106.5mm12cm30cm12cm。12Ix

212

10.72531823cm 4 M yx Ix

110 300 1251823 10

226N/mm 2110 103 22N/mm 2x 2250 10 21.22x 21.22x 2x22621.22222故強(qiáng)度不滿足要求.3、解：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的抗剪設(shè)計(jì)值：242NbnV V

fb1 2511N4 V 4Nbd c cNb

2412470135.4(kN)min離形心最遠(yuǎn)處應(yīng)力分別為：V 200NV1y1x

33.33(kN)n 6N10016.67(kN)n 6NT1xNT1y

1x21i1T1x2i

3010380 28.04(kN)y2 65024802i 30103100 35.05(kN)y2 65024802iN1

(NNNT)2(NVNT)(NNNT)2(NVNT)21x 1x 1y 1y(16.6728.04)2(33.3335.05)2min

113.1(kN)所以螺栓滿足要求。三、1、解：驗(yàn)算整體穩(wěn)定性：A400202400102104mm21 1I ( 400 203400 202102)2 104003x 12 127.595 10

8mm41 I 2040032 400 10 32.134 10 8m 41 y 12 12IxA7.595 214i IxA7.595 214xl 0x51.3l x i

150xIyA2.134 21IyA2.134 214ylly i

48.

150y為b類截面，查表得： 0.850xN 3000103

f215kN/mm2 滿足 A 0.8502104y驗(yàn)算局部穩(wěn)定性：b翼緣寬厚比：1t

fh腹板高厚比：t

40250.550.66 滿足w2、A401.42400.8144cm21Ix12 cm0.8 403 2 40 1.4 20.7 2 52257.6 41yI 12 1.4403214933 cm4yIxAi IxA

19cm

l 0x

42.115052257.6144x x 52257.6144xIyAIyA14933144

19400 i y

10.2cm，y

0y10.239iyi

150查表得： 0.891， 0.903x yN

Af0.8911441022152759kNy其ｘ、ｙ150，剛度滿足要求。b翼緣寬厚比：1tfh腹板高厚比：tw

196235fy141415 235fy235f235fy 8 5080 80，故局部穩(wěn)定性滿足要求。3、解：截面無減弱只要柱的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定滿足要求，就不會(huì)發(fā)生強(qiáng)度破壞。整體穩(wěn)定：A2212200.656cm21Ix12 0.6 203 2 22 1 10.5 2 5251cm 41 1yI 12 1223212 200.631775cm 4yIxAi IxAx

9.68cm 525156525156

lilx

4409.68

45.5150IyAi IyAy

5.63cm ，177556177556

liy

44078.25.63

150由78.2，按b類截面查表得錯(cuò)誤！未找到引用源。y

0.7Ny

Af0.75600215103842.8kN<950kNy軸喪失整體穩(wěn)定。為阻擋繞y軸失穩(wěn)，可在垂直于y軸方向增設(shè)側(cè)向支承。則l l/2220cm0yll

220

，

l 0x

150y i 5.63y

x i 9.68x由 45.5，按