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完整版钢结构课后习题第三章

完整版钢结构课后习题第三章
完整版钢结构课后习题第三章

2

2

m ax 209 N / mm < f

215 N / mm

第三章部分习题参考答案

3.8已知A3F 钢板截面500mm 20mm 用对接直焊缝拼接,采用手工焊焊条 E43型,

用引弧板,按川级焊缝质量检验,试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。

解:焊缝质量等级为n 级,抗拉的强度设计值

0.85f 182.75N / mm 2

采用引弧板,故焊缝长度 J b 500mm

承受的最大轴心拉力设计值

N btf 500*20*182.75*10

3

1827.5kN

焊接工字形截面梁,在腹板上设一道拼接的对接焊缝 (如图3-66),拼接处作用荷载 弯矩M=1122kN ? mm ,剪力V=374kN ,钢材为

Q235B ,焊条为E43型,半自动焊,

3 3 4

102.8 27.2 100 ) 268206cm

块翼缘板对x 轴的面积矩

半个截面对x 轴的面积矩

(2)焊缝强度验算

所以,该焊缝不满足强度要求(建议将焊缝等级质量提为二级) 3.9 设计值:

三级检验标准,试验算该焊缝的强度。 S X1 28 1.4 (50 7)

2234.4 cm 3

S

X S X1 50

0.8 25 3234.4 cm 3

焊缝下端的剪应力

VS xi

374 103 22344 103

38.9N/mm 2

焊缝下端的拉应

max

1 x t

w

268206 104 8

I x

1122 106 500

209N/mm 2 0.85f

268206 104

下端点处的折算应■' ;ax 3 2 219.6N / mm 2 1.1f 236.5N / mm 2 且焊缝中点处剪应力

实际长度 h l w1 2h f =272mm ,取 280mm

同理满足构造要求

实际长度 I 2 l w2 2h f =124mm ,取 130mm ②采用三面围焊 一.

构件端部正面角焊缝所能承受的力

VS x

1 x t

w

374 103 3234.4 103 268206 104

8

56.3N / mm 2 f : 125N/mm 2 3.10试设计如图3-67所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材 Q235-B ,焊条E43

型,手工焊,轴心拉力设计值

N=500kN (静力荷载)。①采用侧焊缝;②采用三面围焊。

解:①采用侧焊缝

一?角焊缝的焊脚尺寸 h f

最大 h f t (1: 2)mm 6mm

最小 h f 1.5 t max 4.7mm

采用h f =6mm.满足上述要求(规范第 8.2.7 条) 二?角钢背部侧面角焊缝长度

N 1 N 0.7 500

350kN

则所需角焊缝长度

w1

N 1

0.7h f f t w

350 103 2 0.7 6 160

260mm

l

w1 60h f 360mm , l w1 8h f

48mm ,满足构造要求

三?角钢趾部侧面角焊缝长度

N 0.3 500 150kN

则所需角焊缝长度

N 2 0.7h f

3

150 103 2 0.7 6 160

112mm

N 2

l

w2

3

解:(1)正面角焊缝能传之力

t

w

0.7 8 200 1.22 160 10 3 218.6kN

侧面角焊缝能传之力

h f l w2f t w 0.7 8 (200 8) 160 10 3 190kN

N

3

0.7h f

I

w3 f

.w

t 0.7

90 1.22 160 10

147.6kN

角钢背部侧面角焊缝长度 对N 2边取力矩,由 M 2

0,得

则l w1

"A N 32

N(b y 。)

286.2 kN

N i

3

286.2 10 0.7h f f t w

213mm ,满足构造要求

2 0.7 6 160

实际长度 h l w1 h f =219mm ,取 220mm 三?角钢趾部侧面角焊缝长度

N 2 N N 1

N 3 =66.2Kn

则l w2

N 2

3

66.2 10 实际长度

0.7h f f t w

50mm ,满足构造要求

2 0.7 6 160

I 2 l w2 h f =56mm ,取 60mm

可知,第二种方法更经济。

3.11图3-68所示焊接连接,采用三面围焊,承受的轴心拉力设计值 为Q235B ,焊条为E43系列型,试验算此连接焊缝是否满足要求。

N=1000KN 。钢材

N

1

h f l

w1 f N 2

则该接头按角焊缝强度计算能承受的轴心拉力设计值

N 2(N1 2N2) 2 (218.6 2 190) 1197kN 1000kN ,满足

(2)计算拼接板或钢板所能承受的轴心拉力

2

钢板的截面积A= 2 24 48cm

2

两块拼接板面积A s= 2 1.2 20 48cm

3

N 1000 10

A 48 102

208.3N / mm2205N /mm2,基本能满足。

3.12试计算图3-69所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知与焊

缝之间的夹角60,钢材为A3,手工焊、焊条E43型。

N=390kN (设计值),

解:把N分解为水平和竖向两个分力

N x N sin 338kN

N y N cos 195kN

外力通过焊缝形心,故焊缝应力

N x 2 0力儿

338 103

2 0.7 8 (200 16)

164N / mm2

2 0.7hfL

3

195 10

2 0.7 8 (200 16)

2

94.6 N / mm

代入焊缝的强度条件

冶9462 1644N/mm2 f f w 160N/mm2,

差不多满足

3.13试设计如图图3-70所示牛腿与柱的连接角焊缝①,②,③。钢材为Q235B,焊条E43型,手工焊。

对x 轴的惯性矩

1 3

I x 丄 53 2h e

3

e

焊缝应力和焊脚尺寸

假设弯矩由全部焊缝承受,剪力只由竖向角焊缝承受并沿竖向均匀分布

竖向焊缝上的平均剪应力

------- i -------

F-98RN (设计值)

二 12

1

s z 1

1

/

r* ■

1

LX

—J

-------- 1 --------

解:一 ?角焊缝①的设计

根据剪应力互等定理,焊接牛腿翼缘与腹板接触 面间沿梁轴单位长度上的水平剪力Th

Th 些t w 1空

I x t w I x

为了保证翼缘板和腹板的整体工作,应使两条角焊缝

的剪应力f

不超过

w

角焊缝的强度设计值f f

Th 1.4h f l x

VS 1 1.4h f I x

因此可得h f

V3

,

w =2.4mm ,取 h f 6mm 1.4f f I x

角焊缝②,③的设计

焊缝尺寸近似标于左图,并设角焊缝②,③尺寸皆为

h f 焊缝有效截面的形心位置

120 20 190 2 130 120 190 2

115

70mm

43

2

2

4

2h e 12 h e 52

13 h e 72

2849.6h e (cm 4)

焊缝上端拉应力

1176 106 70

28

?89(N/mm 2) 2849.6入 104

h e

下端拉应力

f 2

M(b y)

I x

11.76 1 06 (2 1 2

70)

2849.6h e 104

58.6

(N / mm 2) h e

130

6

T Tx 1 0.46F 10

197 43.4

f 1 4

0.49F

I 0

14419 10

则下端处折算应力需满足以下条件

f f w 160N / mm 2

所以h e 4.4mm, h f 6.3mm ,取h f =8mm ,满足构造要求

3.14试求图3-71所示连接的最大设计荷载。钢材为 Q235B ,焊条E43型,手工焊,角

1?有效截面的几何特性

两水平角焊缝的计算长度为

205 8 197 mm

2

面积 A (2 19.7 50) h e 50.1cm

形心位置 x

2 19.7 0.7 0.8 9.85

4.34 cm

50.1

惯性矩1 x

1 (_

503 2 19.7 252

) 0.7 0.8

12

2

1 2 2 50 4.34 2

1.34

15.4

3

4

0.7 0.8 623cm

I 0 I x I y 14419cm 4

2.扭矩和剪力设计值

V F,T F (e 205 x) 0.46F

3.角焊缝的强度条件及最大设计荷载

以左上角点的应力最大

Ty I 。

0.46F 106 250 14419 104

0.798F

V A W

F 103 50.1 102

0.2F

4

13796cm

钢结构梯形屋架课程设计计算书(绝对完整)

第一章:设计资料 某单跨单层厂房,跨度L=24m,长度54m,柱距6m,厂房内无吊车、无振动设备,屋架铰接于混凝土柱上,屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235-BF,焊条采用E43型,手工焊。柱网布置如图2.1所示,杆件容许长度比:屋架压杆【λ】=150 屋架拉杆【λ】=350。 第二章:结构形式与布置 2.1 柱网布置 图2.1 柱网布置图 2.2屋架形式及几何尺寸 由于采用大型屋面板和油毡防水屋面,故选用平坡梯形钢屋架,未考虑起拱时的上弦坡度i=1/10。屋架跨度l=24m,每端支座缩进0.15m,计算跨度l0=l-2*0.15m=23.7m;端部高度取H0=2m,中部高度H =3.2m;起拱按f=l0/500,取50mm,起拱后的上弦坡度为1/9.6。 配合大型屋面板尺寸(1.5*6m),采用钢屋架间距B=6m,上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。

图2.2 屋架的杆件尺寸 2.3支撑布置 由于房屋较短,仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑,不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系,上下弦各在两端和中央设3道系杆,其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格,但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号:中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板,端部第2榀为WJ1b,需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板;端部榀(共两榀)为WJ1c。 图2.3 上弦平面

12 1 2 1---1 2---2 图2.3下弦平面与剖面 第三章:荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算 表3.1 屋架荷载计算表 3.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力

钢结构习题答案 (1)

钢结构习题及答案 作业一: 验算轴心受压柱的强度和稳定,柱高为9m ,两端铰接,在两个三分点处均有侧向支撑以阻止其在弱轴方向过早失稳,采用型号为HM294×200×8 ×12的Q235热轧中翼缘H 型钢,其受轴心力N=1000kN ,截面内有两个安装螺栓,孔径为d 0=23mm (如图所示)。 解:(1) 截面特性 查型钢表得 HM294×200×8×12的截面特性 如下: A =73.03cm 2,i x =12.5cm , i y =4.69cm (2) 验算强度 22n 1000000144.9/215/6903N N mm f N mm A σ===<=(满足) (3) 验算构件整体稳定 依题意可知:0x 9.0l m =,0y 3.0l m =, x 0x x 900012572l i λ===(a 类)查得0.829?= y 0y y 300046.964l i λ===(b 类)查得0.786?= 221000000174.2/215/0.7867303 N N mm f N mm A ?==<=?(满足) 经验算,该柱的强度和整体稳定满足要求。

作业二: 试计算下图所示两种焊接工字钢截面(截面面积相等)轴心受压柱所能承受的最大轴心压力设计值和局部稳定,并作比较说明。柱高10m ,两端铰接,翼缘为焰切边,钢材为Q235。 解: 第一种截面: (1) 算截面特性 244.6x i mm ==, (2) 由整体稳定确定承载力 1000040.9[]150244.6 x λλ==<=, 由max x 75.9λλ==查b 类截面得0.715?= (3) 验算局部稳定 1max 500812.3(100.1(100.175.9)17.6220b t λ-==<+=+?=?(满足) 0max 50062.5(250.5(250.575.9)62.958w h t λ==<+=+?=(满足) 故该截面柱承载力为3518kN 。 第二种截面: (1) 计算截面特性 199.7x i mm ==, (2) 由整体稳定确定承载力 1000050.07[]150199.8 x λλ==<=, 由max x 94.9λλ==查b 类截面得0.589?=

钢结构第三章-习题答案教学内容

3.3 影响焊接残余应力的因素主要有哪些?减少焊接应力和变形的措施有哪些? 答:在焊接过程中,由于不均匀的加热,在焊接区域产生了热塑性压缩变形,当冷却时焊接区要在纵向和横向收缩,势必导致构件产生局部鼓曲、弯曲、歪和扭转等。焊接残余变形包括纵、横向的收缩,弯曲变形,角变形和扭曲变形等。 为了减少焊接残余应力和变形可以采取以下措施: 1)合理的焊缝设计,包括合理的选择焊缝尺寸和形式;尽可能的减少不必要的焊缝、合理的安排焊缝的位置、尽量避免焊缝的过分集中和交叉;尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。2)合理的工艺措施,包括采用合理的焊接顺序和方向;采用反变形法减少焊接变形或焊接应力;锤击或碾压焊缝;对于小尺寸焊接构件可进行提前预热,然后慢慢冷却以消除焊接应力和焊接变形。 3.8 试设计如图所示的对接连接(直缝或斜缝)。轴心拉力N=1500 kN,钢材Q345A,焊条E50型,手工焊,焊缝质量Ⅲ级。 解:直缝连接其计算长度:l w=500-2×10=480mm 焊缝的正应力为:σ=N l w t =1500×1000 480×10 =312.5N/mm2>f t w=265N/mm2 不满足要求,改用斜对接焊缝,取截割斜度为1.5:1,即56° 焊缝长度l=500 sin56° =603mm计算长度l w=603?2×10=583mm 故此时焊缝的正应力为: σ=Nsin θ l w t = 1500×1000×sin56° 583×10 =213N mm2 ?<f t w=265N mm2 ? 剪应力为: τ=Ncos θ l w t = 1500×1000×cos56° 583×10 =144N mm2 ?<f v w=180N mm2 ? 满足要求。故设计斜焊缝,如图所示。

钢结构计算书

钢结构 课程设计计算书 题目:梯形钢屋架 ——某工业厂房 专业:土木工程 班级:土木12-1班 姓名:赵侃 学号:2012102080 指导教师:焦晋峰 太原理工大学现代科技学院 2015年6月

梯形钢屋架计算书 一.设计资料(题号29) (1)某工业厂房(上海市):梯形钢屋架跨度为21m ,长度90m ,柱距7.5m ,屋盖拟采用钢结构有檩体系,屋面板采用100mm 厚彩钢复合板(外侧基板厚度0.5mm ,内侧基板厚度0.4mm ,夹芯材料选用玻璃丝棉,屋面板自重标准值按0.25 kN/m 2计算),檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上,柱顶标高9.0m ,柱截面尺寸为400×400mm 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.302/m kN 计算。基本雪压取0.22/m kN ,基本风压取0.552/m kN 。 (2)屋架计算跨度: m m m l 7.2015.02210=?-= (3)跨中及端部高度:采用缓坡梯形屋架,取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 000.2'0=,屋架中间的高度h=20250m 则屋架在20.7m 处,两端的高度为000.20=h 。 二.结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度90m 、跨度及荷载情况,设置四道道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合,厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间,该水平支撑的规格和中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆,以保证安装时上弦杆的稳定,在柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆,

《钢结构》作业答案

作业一 三、简答题 1.钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点? 答:钢结构是采用钢板、型钢连接而成的结构,和其他材料的结构相比具有如下特点: (1)强度高,塑性和韧性好 钢材强度高,适用于建造跨度大、承载重的结构。但由于强度高,一般构件截面较小,受压时易为稳定承载力和刚度要求所控制。塑性好,结构在一般条件下不会因超载而突然破坏。韧性好,适宜在动力荷载下工作,良好的吸能能力和延性使钢结构具有优越的抗震能力。 (2)钢结构的重量轻 钢材容重大,强度高,建造的结构却比较轻。以相同跨度的结构承受相同的荷载,钢屋架的重量最多为钢筋混凝土屋架的1/3~1/4。 钢结构重量轻,为其安装、运输提供了便利条件,同时降低地基、基础部分的造价。 (3)材质均匀,和力学计算的假定比较符合 钢材内部组织比较均匀,接近各向同性,而且在一定的应力幅度内材料均为弹性。因此,钢结构实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。 (4)钢结构制作简便,施工工期短 钢结构所用材料皆已轧制成各种型材,加工制作简便,准确度和精密度皆较高。钢构件较轻,连接简单,安装方便,施工周期短。钢结构由于螺栓连接的特性,易于加固、改建和拆迁。 (5)钢结构密闭性较好 钢结构的材料和连接(如焊接)的水密性和气密性较好,适宜建造密闭的板壳结构、如高压容器、油库、气柜和管道等。 (6)钢结构耐腐蚀性差 钢材容易腐蚀,对钢结构必须注意防护,处于较强腐蚀性介质内的建筑物不宜采用钢结构。钢结构在涂刷油漆前应彻底除锈。在设计中应避免使结构受潮、漏雨,构造上应尽量避免存在难于检查、维修的死角。

(7)钢材耐热但不耐火 钢材受热,当温度在200℃以内时,其主要力学性能,如屈服点和弹性模量降低不多。温度超过200℃后,材质发生较大变化,不仅强度逐步降低,还会发生蓝脆和徐变现象。温度达600℃时,钢材进入塑性状态不能继续承载。 (8)钢结构在低温和其他条件下,可能发生脆性断裂,还有厚板的层状撕裂,应引起设计者的特别注意。 2. 钢材“耐热不耐火”的含义是什么?规范对其有何规定 钢材耐热不耐火,长期经受100℃辐射热,强度没多大变化,具一定耐热性;但温度达150℃以上时,须用隔热层加以保护。钢材不耐火,火烧会导致软化甚至坍塌,重要结构必须注意采取防火措施 3. 钢结构设计须满足哪些功能要求? 钢结构设计时北京活动房在规定使用期限内应满足下述三方面的功能要求。 (1)安全性安全性是指结构在正常施工和正常使用条件下北京活动房承受可能出现的各种作用的能力北京活动房以及在偶然事件北京活动房如地震、飓风、爆炸等灾害时间发生时和发生后北京活动房仍能保持必要的整体性而不致倒塌的能力。 (2)适用性适用性是指结构在正常使用条件下具有良好工作的性能。如结构或构件应具有足够的刚度而不致发生影响使用的变形等。 (3)耐久性耐久性是指结构在正常维护条件下北京活动房随时间变化而仍能满足功能要求的能力。如应合理选择材料或采取防护措施以防止钢材的绣等。 常用钢结构工程的术语、符号有哪些? 4. 时效硬化和人工时效各指什么 时效硬化:时效硬化就是钢材在热处理后的放置过程中内部组织发生变化,通常是第二相的析出导致的钢材在放置后比放置前变硬的现象,通常有室温时效和人工时效两种,两者的区别是时效温度的不同。 5什么情况下会产生应力集中,应力集中对钢材材性能有何影响? 答:实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时,构件中的应力分布将不再保持均匀,产生应力集中。在负温或动力荷载作用下,应力集中的不利影响将十分突出,往往是引起脆性破坏的根源。

钢结构课后习题第三章

第三章部分习题参考答案 3.8 已知A3F 钢板截面mm mm 20500?用对接直焊缝拼接,采用手工焊焊条E43型,用引弧板,按Ⅲ级焊缝质量检验,试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。 解:焊缝质量等级为Ⅱ级,抗拉的强度设计值2 0.85182.75/w f f f N mm == 采用引弧板,故焊缝长度500w l b mm == 承受的最大轴心拉力设计值3500*20*182.75*101827.5N btf kN -=== 3.9 焊接工字形截面梁,在腹板上设一道拼接的对接焊缝(如图3-66),拼接处作用荷载设计值:弯矩M=1122kN ·mm ,剪力V=374kN ,钢材为Q235B ,焊条为E43型,半自动焊, 三级检验标准,试验算该焊缝的强度。 解:(1)焊缝截面的几何特性 惯性矩3341 (28102.827.2100)26820612 x I cm = ?-?= 一块翼缘板对x 轴的面积矩 3128 1.4(507)2234.4X S cm =??+= 半个截面对x 轴的面积矩 31500.8253234.4X X S S cm =+??= (2)焊缝强度验算 焊缝下端的剪应力332 14 374102234.41038.9/268206108 x x w VS N mm I t τ???===?? 焊缝下端的拉应62max 4 112210500209/0.852******** x M h N mm f I σ??=?==>? 所以,该焊缝不满足强度要求(建议将焊缝等级质量提为二级) 则 max σ2209/N mm =<215f =2/N mm

钢结构第三章作业答案

3.13如图所示梁与柱(钢材为Q235B )的连接中,M=100kN ? m,V=600kN,已知梁端板和柱翼 缘 厚均为14mm,支托厚20mm,试完成下列设计和验算: (1) 剪力V 由支托 焊缝承受,焊条采用 E43型,手工焊,求 焊缝A 的高度hf 。 (2) 弯矩M 由普通 C 级螺栓承受,螺栓 直径24mm,验算螺栓是否满足要求。 板件边缘的角焊缝:t = 20mm,h /mM =20-(1-2) = 18加加; 普通角焊缝:z min = min(14,20) = = 1.2x14 = 16.8/7//??; 则力/nm = min(l 6.8,20) = 16.8/??w; /= max (14,20) = =6mm; 故吊= 10〃〃” b. A. =0.7/7, =0.7x10 = 7〃〃“ 设承受静载,支托选用Q235B,则查表得角焊缝强度设计值// = 160N/ 采用三面用焊且为绕角焊: 对于水平焊缝,承受正应力,Q=b = 300mm M =0.1h f l wl fi f f ;' =0.7xl0x300xl.22xl60xl0~3 =4100; 对于竖向焊缝,承受剪应力,人.2 =250〃〃” N 2 = 1.25V-A^, =1.25x600-410 = 340kN; /V 2 . T, 2x0.7 〃人 2 340 x 103 = 2 X 0.7X 10X 250 = 97 143^<^ 皿曲,,两足要 解:(1)验算受剪承载力: a.确定焊脚高度

求。 故焊缝A的髙度心=10〃"。

⑵验算抗弯承载力 牙=y2 = 600〃〃“;y3 = y4 = 500mm\ y5 = y6 = 300〃〃”; y1 = y8 = 2OO〃2〃2;y9 = y I0 = 100〃〃”; 100x10’x 600 2 x (6OO2 + 5OO2 + 3002 + 2002 +1002) 查表得普通C级螺栓抗拉强度设讣值?卩=170N/〃〃沪;公称直径为24mm的普通螺栓A c = 353mm2 N: = A, f = 353xl7OxlO-3 = 60.1£N N\ < N: 故抗弯承载力满足要求。 ⑶验算构造要求: d()=〃 + (1~1?5) = 24 + 1?5 = 25?5”〃27,亠亠*」C级螺栓0故满足构造要求 3d{} =3x25.5 = 76.5 < 100〃〃〃 综合(2),⑶该螺栓满足要求。 3.14试验算如图所示拉力螺栓连接的强度。C级螺栓M20,所用钢材Q235B。若改用M20 的8.8级髙强度螺栓摩擦型连接(摩擦而间仅用钢线刷淸理浮锈),英承载力有何差别? = W6kN; 心么竺=26.5欲心―竺= 26.5各 4 4 4 4 (1)验算拉剪作用 查表得普通C级螺栓?厂=\10N/mm2 : = 140N/加〃F : Q235B钢 £ = 305 N/mm2 :公称直径为20mm的普通螺栓A e = 245mm2. = 40kN; 解: V = // = 150x cos 45 = 150x

钢结构计算书

一、设计题目:梯形钢屋架 二、设计资料 (1)某工业厂房(上海市):梯形钢屋架跨度为21m ,长度90m ,柱距7.5m ,屋盖拟采用钢结构有檩体系,屋面板采用100mm 厚彩钢复合板(外侧基板厚度0.5mm ,内侧基板厚度0.4mm , 夹芯材料选用玻璃丝棉,屋面板自重标准值按0.20 kN/m 2 计算),檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上,柱顶标高9.0m ,柱截面尺寸为400×400mm 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.402/m kN 计算。基本雪压取0.42/m kN ,基本风压取0.452/m kN 。 (2)屋架计算跨度: m m m l 7.2015.02210=?-= (3)跨中及端部高度:采用缓坡梯形屋架,取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 990.1'0=,屋架中间的高度h=2.515m 则屋架在20.7m 处,两端的高度为9975.10=h 。 三、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度90m 、跨度及荷载情况,设置四道道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合,厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间,该水平支撑的规格和中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆,以保证安装时上弦杆的稳定,在柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆,以传递山墙风荷载,在设置横向水平支撑的柱间,于屋架跨中和两端各设置一道×垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。

桁架上弦支撑布置图 桁架下弦支撑布置图 垂直支撑2—2 梯形钢屋架支撑布置图 SC —上弦支撑;XC —下弦支撑:CC —垂直支撑;GG —刚性系杆;LG —柔性系杆 四、荷载计算及内力组合 1.荷载计算 屋面活荷载为0.62/m kN ,雪荷载为0.42/m kN ,计算时取两者最大值。故取屋面活 荷载0.62/m kN 进行计算。 风荷载:基本风压为0.452/m kN ,查表可知,风压高度变化系数为1.0,当屋面夹角α(2.86°)小于15°时,迎风坡面体形系数为-0.6,背风坡面体形系数为-0.5,风载为吸力,起卸载作用,所以负风的设计值(垂直屋面)为 迎风面:1ω=1.4×0.6×1.00×0.45=0.3782/m kN 背风面: 2ω=1.4×.0.5×1.00×0.45=0.3152/m kN 对于轻型钢屋架,当风荷载较大时,风吸力可能大于屋面永久荷载,腹杆中的内力可能变号,必须考虑风荷载组合,但此处风荷载小于永久荷载,可不考虑风荷载的组合。(因为 1ω 2ω均小于屋面永久荷载0.65(荷载分项系数取 1.0),由此可见,风吸力较小)而 且在截面选择时,对内力可能变号的腹杆,不论在荷载作用下是拉杆还是压杆,均控制其长细比不大于150。

钢结构作业参考答案

《钢结构》 作业一答案 一、 填空题 1.235N/mm 2 ;B ;沸腾钢;E43型。 2.脆性。 3.铁。 4.弹性阶段;屈服阶段;强化阶段;颈缩阶段 5.计算长度与回转半径 强度高,塑性和韧性好; 6、y f 和u f ; 7、塑性变形能力和冶金质量; 8、S 和P ; 9、250℃; 10、残余应力使构件的刚度降低,使构件的稳定承载力降低,且对弱轴的影响比强轴大; 11、易腐蚀和耐热不耐火; 12、δ5和δ10; 13、不同温度下的冲击韧性指标; 14、采用一般工艺就可完成合格的焊缝的性能; 15、构件有裂纹、孔洞、刻痕、凹角及截面突变时,在缺陷处出现高峰应力的现象; 16、高度为200毫米厚度为a 类的热轧普通工字钢截面; 二、选择题 1.A 2.B 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 8.B 9.C 10.B 11.A 12.D 13.A 三、简答题 1.答:Q235钢材单向拉伸的应力---应变图如下图所示。 弹性阶段:OAE 段 p f 为比例极限, e f 为弹性极限。 (2)弹塑性阶段:EC 段 y f 为屈服强度,y ε为屈服应变。(3)屈服阶段: CF 段。(4)强化阶段:FB 段 u f 为极限强度。(5)颈缩阶段:BD 段 t ε为拉断应变。 2.钢材的力学性能指标主要有屈服强度;抗拉强度;伸长率;弹性模量。 3.随着时间的增长,钢材中少量的以固溶体形式存在于纯铁体结晶中的碳和氮化物将逐渐地从晶体中析出,形成自由的碳化物和氮化物微粒,散布于晶粒之间,对纯铁体的变形起着遏制作用,使钢材的强度提高,而塑性和韧性大大降低,这种变化称为时效硬化;钢材进入他塑性阶段以后,间歇重复加载将使弹性变形范围扩大,这就叫应变硬化。 4.简述钢材的应变硬化性能,并绘图说明。(5分) 构件在冷加工(冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切)过程中使钢材产生很大的塑性变形,产生塑性变形的钢材在重新加荷时将提高屈服点,同时降低塑性和韧性。(4分)。

钢结构课后习题第三章

第三章部分习题参考答案 已知A3F 钢板截面mm mm 20500?用对接直焊缝拼接,采用手工焊焊条E43型,用引弧板,按Ⅲ级焊缝质量检验,试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。 解:焊缝质量等级为Ⅱ级,抗拉的强度设计值2 0.85182.75/w f f f N mm == 采用引弧板,故焊缝长度500w l b mm == 承受的最大轴心拉力设计值3 500*20*182.75*10 1827.5N btf kN -=== 焊接工字形截面梁,在腹板上设一道拼接的对接焊缝(如图3-66),拼接处作用荷载设计值:弯矩M=1122kN ·mm ,剪力V=374kN ,钢材为Q235B ,焊条为E43型,半自动焊,三级检验标准,试验算该焊缝的强度。 解:(1)焊缝截面的几何特性 惯性矩3341 (28102.827.2100)26820612 x I cm = ?-?= 一块翼缘板对x 轴的面积矩 3 128 1.4(507)2234.4X S cm =??+= 半个截面对x 轴的面积矩 3 1500.8253234.4X X S S cm =+??= (2)焊缝强度验算 焊缝下端的剪应力332 14 374102234.41038.9/268206108 x x w VS N mm I t τ???===?? 焊缝下端的拉应62max 4 112210500209/0.852******** x M h N mm f I σ??=?==>? 所以,该焊缝不满足强度要求(建议将焊缝等级质量提为二级) 则 max σ2209/N mm =<215f =2/N mm 下端点处的折算应 2222max 3219.6/ 1.1236.5/N mm f N mm στ+=<= 且焊缝中点处剪应力 33 224 374103234.41056.3/125/268206108 w x v x w VS N mm f N mm I t τ???===<=?? 试设计如图3-67所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材Q235-B ,焊条E43型,

课程设计梯形钢屋架设计(21m跨)

梯形钢屋架设计(21m 跨) 一、设计资料 某地区某金工车间。采用无檩屋盖体系,梯形钢屋架。跨度为21 m ,柱距6 m ,厂房长度为144 m ,厂房高度为15.7 m 。车间内设有两台150/520 kN 中级工作制吊车,计算温度高于 -20 ℃。采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4 kN/m 2,水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m 2,泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m 2,水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m 2, 1.5 m ×6.0 m 预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4 kN/m 2。屋面积灰荷载0.35 kN/m 2,屋面活荷载0.35 kN/m 2,雪荷载为0.45 kN/m 2,风荷载为0.5 kN/m 2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上,柱截面为400 mm ×400 mm ,砼标号为C20。 二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 1、钢材及焊条选择 根据建造地区(北京)的计算温度和荷载性质及连接方法,钢材选用Q235-B 。焊条采用E43型,手工焊。 2、屋架形式及尺寸 本设计采用无檩屋盖,i =1/10,采用梯形屋架。 屋架跨度为L =21000 mm 屋架计算跨度为0L =L -300=20700 mm , 端部高度取0H =2000 mm ,(1/16 ~ 1/12)L ,(通常取为2.0 ~2.5 m ) 中部高度取H =0H +0.5i L =2000 + 0.1×21000/2=3050 mm , 屋架杆件几何长度见附图1所示,屋架跨中起拱42 mm (f = L /500考虑)。 为使屋架上弦承受节点荷载,配合宽度为1.5 m 的屋面板,采用上弦节间长度为3.0 m 。

中南大学钢结构作业参考答案

《钢结构》作业参考答案 作业一 一、填空题: 1.235N/mm 2 ;B ;沸腾钢;E43型。 2.脆性 3.铁 4.弹性阶段;屈服阶段;强化阶段;颈缩阶段 5.计算长度与回转半径 强度高,塑性和韧性好; 6.y f 和u f 7.塑性变形能力和冶金质量 8.S 和P 9.250℃ 10.残余应力使构件的刚度降低,使构件的稳定承载力降低,且对弱轴的影响比强轴大 11.易腐蚀和耐热不耐火 12.δ5和δ10 13.不同温度下的冲击韧性指标 14.采用一般工艺就可完成合格的焊缝的性能 15.构件有裂纹、孔洞、刻痕、凹角及截面突变时,在缺陷处出现高峰应力的现象 16.高度为200毫米厚度为a 类的热轧普通工字钢截面 二、选择题: 1.A 2.B 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 8.B 9.C 10.B 11.A 12.D 13.A 三、简答题: 1.答:Q235钢材单向拉伸的应力---应变图如下图所示。 (1)弹性阶段:OAE 段 p f e f 为弹性极限。 (2)弹塑性阶段:EC 段 y f y ε为屈服应变。 (3)屈服阶段:CF 段。 (4)强化阶段:FB 段 u f (5)颈缩阶段:BD 段 t ε 2.度;伸长率;弹性模量。 3.随着时间的增长,钢材中少量的以固溶体形式存在于纯铁体结晶中的碳和氮化物将逐渐地从晶体中析出,形成自由的碳化物和氮化物微粒,散布于晶粒之间,对纯铁体的变形起着遏制作用,使 4.

5.根据给定的图形,简单说明温度对钢材性能的主要影响(5分)。 (a ) (b ) 答:(a )图表示正温范围:随着温度的提高,钢材的强度降低。200 O C 以内变化不大,430-540O C , 强度急剧下降, 600 O C 强度很低不能承载。(250 O C 附近有兰脆现象) (b )图表示负温范围:负温范围强度提高,变形能力减小,材料转脆,对冲击韧性的影响十 分突出。(在T1和T2之间称为温度转换区,材料的由韧性破坏到脆性破坏是在这一区间完成的)。 作业二 一.填空题: 1.90 2.强度,刚度,稳定 3.弯曲,扭转,弯扭 4.较厚焊件的厚度 5.强度高,塑性和韧性好 6.单位剪切角γ1 换算长细比λx 0 二.选择题: 1.A 2.C 3.D 三.简答题: 1.答:格构式轴心受压构件绕虚轴发生弯曲失稳时,因为剪力要由比较柔弱的缀材负担,剪切变形 较大,导致构件产生较大的附加变形,它对构件临界力的降低是不能忽略的,经理论分析,用换算长细比λox 代替对x 轴的长细比λx ,就可以确定考虑缀才剪切变形影响的格构式轴心受压构件的临界力。 2.答:纵向残余应力——纵向残余应力使构件刚度降低,也降低稳定承载力。 初弯曲——由于残余应力的存在,初弯曲使截面更早进入塑性,降低稳定承载力。 初偏心——初偏心对稳定承载力的影响本质上同初弯曲。 杆端约束——杆端约束越强(如固定),承载力会越高。 3.答:(1)根据绕实轴的整体稳定性,选择肢件的截面。选择方法与实腹式轴心受压构件的截面选 择方法完全相同;(2)根据等稳定条件,确定两分肢间的距离; (3)验算整体稳定性和分肢稳定性,包括对刚度的验算; (4)但有截面削弱时,应验算构件的强度。 四.计算题: 1.解:(1)截面几何参数为: 3 90002508142502mm A =?+??=483310325.1)250242278250(12 1 mm I x ?=?-?= 4 731065.3250141212mm I y ?=???= mm A I i x x 3.121900010325.1/8=?==

钢结构课后习题

第一章:绪论 1:钢结构有哪些特点? 1)轻质高强 2)塑性韧性好 3)材质均匀,和力学计算假定较符合 4)密闭性好 5)制造简便,施工周期短 6)耐腐蚀性差 7)耐热但不耐火 2:简述在工业与民用建筑中钢结构适用范围? 1)大跨度结构2)重型工业房 3)高耸结构 4)多层和高层建筑 5)承受振动荷载影响和地震作用的结构 6)可卸载和移动结构 7)板桥结构及其他结构 8)轻型钢结构 3:什么是结构的极限状态、承载能力极限状态和正常使用极限状态? 极限状态:当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定状态就称为该功能的极限状态。 承载能力极限状态:结构和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。 正常使用极限状态:包括影响结构、构件和非构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部破坏。 4:什么是结构的可靠概率,失效概率以及可靠指标?可靠指标与失效概率的关系? 可靠概率:结构处于可靠状态的概率。失效概率:结构处于失效状态的概率。 可靠指标:对于一个结构状态的方程,平均值与标准差的比值称为构件可靠指标。 可靠指标增大失效概率减小。

5:为何在正常使用极限状态时,荷载采用标准值,而在承载能力极限状态时,荷载采用设计值? 对于正常使用极限状态,可靠度可适当降低。 第二章:钢结构材料 1:钢结构对材料性能有哪些要求? 答:较高的强度,较好的变形能力,良好的工艺性能(冷加工、热加工、可焊性) 2:材料的塑性破坏和脆性破坏有何区别? 答:塑性破坏变形很大,并且仅在构件应力达到钢材抗拉强度才发生。脆性破坏变形很小,计算应力可能小于钢材屈服点,断裂从应力集中开始。 3:钢材有哪几项主要性能,分别可用什么指标来衡量? 答:强度,指标是屈服强度和抗拉强度。 塑性,指标是伸长率和断面收缩率。冲击韧性,指标是冲击韧性指标。 冷弯性能 可焊性 4:影响钢材性能的主要因素有哪些? 答:化学成分的影响、浇筑过程及热处理的影响、钢材的硬化、温度影响、重复荷载作用的影响、应力集中的影响。 5:简述化学元素对钢材性能有哪些影响? 答:碳含量增加,钢强度提高,塑性、韧性和疲劳强度下降。 高温时,硫和氧使钢变脆,称为热脆;低温时,磷和氮使钢变脆,称为冷脆。 硅和锰是炼钢的脱氧剂,使钢材强度提高。 钒和钛是有益元素,增高钢的强度和抗腐蚀性。 铜在碳素钢中属于杂质,能提高强度和抗腐蚀性能,但会降低可焊性。 6:什么是冷作硬化和时效硬化? 答:钢材受荷超过弹性范围以后,若重复的卸载、加载,将使钢材弹性极限得到提高,塑性降低,这种现象称为钢材的冷作硬化。钢材放置一段时间后,强度提高,塑性降低,称为时效硬化。 7:简述温度对钢材主要性能有何影响?

钢结构作业答案

3.3试设计如图3-93 所示双角钢和节点板间的角焊缝连接,角钢截面为2L 890?,节点板厚10mm 。钢材为Q235,焊条E43型,手工焊,承受轴心拉力设计值N =320kN 。(1)采用两侧焊缝,确定所需焊脚尺寸及焊缝长度;(2)采用三面围焊,确定所需焊脚尺寸及焊缝长度;(3)采用L 型焊缝,确定所需焊脚尺寸及焊缝长度。 解:查表,Q235钢材,E43焊条,w 2f 160N/mm f = (1) 采用两侧焊缝 按构造要求确定焊脚尺寸 肢尖焊脚尺寸 fmax 8(1~2)6~7mm h =-=。 肢背焊脚尺寸 fmax 1.2 1.289.6mm h t ==?=。 取f 6mm h =, 肢背、肢尖焊缝受力 肢背、肢尖所需焊缝计算长度 实际焊缝长度1w1f 2166.726178.7mm l l h =+=+?=,取180mm 实际焊缝长度2w2f 271.42683.4mm l l h =+=+?=,取90mm (2)采用三面围焊 焊脚尺寸同两侧焊缝,取f 6mm h = 求端焊缝承载力 此时肢背、肢尖焊缝受力 则肢背、肢尖所需焊缝计算长度为 实际焊缝长度1w1f 111.86117.8mm l l h =+=+=,取120mm 实际焊缝长度250mm l = 肢端的实际焊缝长度 (3)采用L 形角焊缝 由力的平衡 得到f38.6h mm ≥ 又f3=8.68h mm t mm => 固不可用L 形围焊。 N δ=10 2∟90×8 N=320kN

3.4试设计图3-97 所示牛腿与柱的连接角焊缝的焊脚尺寸f h 。钢材为F A Q ?235,焊条为E43型,牛腿承受静荷载设计值V =250kN 。 解:查表,Q235钢材,E43焊条,w 2f 160N/mm f = 角焊缝所受外力设计值 弯矩=e=2500.2=50kN m M F ?? 剪力==250KN V F 试算法 (1)假设f 10mm h =,则焊缝的几何特性: 满足要求 (2)假设f 8mm h =,则焊缝的几何特性: 不满足要求。 x ’x ’ y 0 r =160 F =250kN 150 15 h r h 1 h f 20 300

最新钢结构第三章答案资料

所有习题中为计算方便,仅3.10考虑了重力,大家做题时根据实际情况判断是否考虑重力。 第三章 3.9图为一两端铰接的焊接工字形等截面钢梁,钢材为Q235。梁上作用有两个集中荷载P =300 kN (设计值),集中力沿梁跨度方向的支承长度为100mm 。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。 解:首先计算梁的截面模量,计算出梁在荷载作用下的弯矩和剪力,然后按照规定的计算公式,分别验算梁的抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力强度等。 (1)计算截面模量 324x 1 88002280104041255342933mm 12 I = ??+???= 334 y 11 210280800836620800mm 1212I =???+??=3x1280104041131200mm S =??= 3x2400 113120040081771200mm 2 S =+?? = (2)验算截面强度 梁上剪力和弯矩图分布如图所示,由此确定危险点。 ①弯曲正应力 B 、 C 两点间梁段弯矩最大 ()128010213.51310 b t -==>,不考虑截面发展塑性 6x max x nx 60010410 196MPa 215MPa 11255342933 M f W σγ??===<=? ②剪应力 A 、 B 两点间梁段和 C 、 D 两点间的梁段上的剪力最大 3x2max v x w 30010177120052.9MPa 125MPa 12553429338 VS f I t τ??===<=? ③局部承压 在集中力作用B 、C 两点处没有加劲肋,应验算局部承压应力。

x y R 52100510150mm l a h h =++=+?= 3 c z w 130010250MPa>215MPa 1508 F f l t ψσ??====? ④折算应力 B 左截面、 C 右截面处同时存在较大的弯矩、剪力和局部压应力,应计算腹板与翼缘交界处的折算应力。 局部承压验算已不满足,此处不必验算折算应力。 3.10一焊接工字形截面简支梁,跨中承受集中荷载P=1500kN (不包含自重),钢材为Q235,梁的跨度及几何尺寸如图所示。试按强度要求确定梁截面。 解:①内力计算 梁的支座反力(未计主梁自重): 1.21500 900kN 2 R ?== 跨中最大弯矩:max 1.2150083600kN m 44 PL M ??===? ②初选截面 梁所需要的净截面抵抗矩为:6 33x nx x 36001015946843.85mm 15946.8cm 1.05215 M W f γ?===≈? 梁的高度在净空上无限制,按刚度要求,工作平台主梁的容许挠度为l /400,则梁容许的最小高度为:(参照均布荷载作用) min 8000 533.3mm 1515 l h ≥ == 按经验公式,可得梁的经济高度:e 3030146.2cm h === 参照以上数据,考虑到梁截面高度大一些,更有利于增加刚度,初选梁的腹板高度h w =150cm 。 腹板厚度按抗剪强度:max w v 1.2 1.2900000 5.76mm 1500125 w V t h f ?≥ ==? 考虑局部稳定和构造因素: 1.11cm w t === 取腹板t=14mm 。 根据近似公式计算所需翼缘板面积:2w w x w 15946.8 1.4150 71.31cm 61506 t h W bt h ?= -=-= 翼缘板宽:b =(1/2.5~1/6)h =250~600mm ,取b=420mm 。 翼缘板厚:t =7131/420=16.9mm ,取t=16mm 。 翼缘外伸宽度:b 1=(420-14)/2=203mm 。

21m屋架钢结构计算书

一、结构形式及支撑布置桁架的几何尺寸如下图1.1所示: 图1.1 桁架形式及几何 桁架支撑布置如图1.2所示:

二、荷载计算永久荷载: 屋架及支撑自重:0.12+0.011*21=0.351 压型钢板:

檩条自重(间距1.5m ):0.333kn/2m 保温层荷载: 0.65 kn/2m 恒荷载总和: 1.485 kn/2m 可变荷载: 屋面活荷载(雪荷载): 0.5 kn/2m 积灰荷载: 0.8 kn/2m 可变荷载总和: 1.3 kn/2m 风荷载: 风压高度变化系数为1.0,迎风面体形系数为-0.6,背风面体形系数为-0.5,故负风设计值为(垂直屋面): 迎风面: 1ω=-1.4*0.6*1.0*0.5=0.42 kn/2m 背风面: 2ω=-1.4*0.5*1.0*0.5=0.35 kn/2m 屋架计算跨度:030020.7l l m =-= 考虑以下两种荷载组合 ① 全跨永久荷载+全跨可变荷载 由可变荷载控制的组合:(1.20.90.8)6=30.9kn F =?1.485+1.4?0.5+1.4???(21-0.3)/14? 有永久荷载控制的组合:(1.350.90.8)6=15.2kn F =?1.485+1.4?0.5?0.7+1.4???(21-0.3)/14? ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载 永久荷载: 1F =1.2?1.485?21-0.3)/14?6=15.8KN ( 可变荷载: 2F 1.40.5+1.40.9210.3/14615.2KN =???0.8?-?=()()

三、内力计算 (e) 21米跨屋架全跨单位荷载 几何尺寸作用下各杆件的内力值 (f) 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 内力计算结果如表:

钢结构作业答案

产生焊接残余应力的主要因素之一是()。 答案 C 在结构设计中,失效概率P f与可靠指标β的关系为()。 答案 B 钢结构在搭接连接中,搭接的长度不得小于焊件较小厚度的()。 答案 B 提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是()。 答案 D 钢结构梁的计算公式中的()。 答案 C 下列因素中()与钢构件发生脆性破坏无直接关系。 答案 A 焊缝连接计算方法分为两类,它们是()。 答案 C 当梁上有固定较大集中荷载作用时,其作用点处应()。 答案 B 钢材的剪切模量数值()钢材的弹性模量数值。 答案 B 为提高轴心压构件的整体稳定,在杆件截面面积不变的情况下,杆件截面的形式应使其面积分布()。 答案 B 为了(),确定轴心受压实腹式柱的截面形式时,应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。 答案 C 摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时,承载力()。 答案 C 焊接工字形截面简支梁,其他条件均相同的情况下,当()时,梁的整体稳定性最好。 答案 D 计算梁的()时,应用净截面的几何参数。

下列陈述正确的是()。 答案 D 与混凝土材料相比,大跨度结构应优先选用钢材 实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的主要是考虑()。答案 A 在弹性阶段,侧面角焊缝应力沿长度方向的分别为()。 答案 C 钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算的内容为()。 答案 D 高强度螺栓承压型连接可用于()。 答案 D 钢结构设计中钢材的设计强度为()。 答案 D 在压弯构件弯矩作用平面外稳定计算式中,轴力项分母里的是()。 答案 B 钢材的伸长率用来反映材料的()。 答案 C 钢材的三项主要力学性能()。 答案 A 钢材的设计强度是根据()确定的。 答案 C 钢材在低温下,强度提高,塑性______,冲击韧性下降。 答案 B 焊接组合梁腹板中,布置横向加劲肋对防止剪应力引起的局部失稳最有效,布置纵向加劲肋对防止( )引起的局部失稳最有效。 答案 B 在结构设计中,失效概率P f与可靠指标β的关系为()。

完整版钢结构课后习题第三章

2 2 则 m ax 209 N / mm < f 215 N / mm 第三章部分习题参考答案 3.8已知A3F 钢板截面500mm 20mm 用对接直焊缝拼接,采用手工焊焊条 E43型, 用引弧板,按川级焊缝质量检验,试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。 解:焊缝质量等级为n 级,抗拉的强度设计值 0.85f 182.75N / mm 2 采用引弧板,故焊缝长度 J b 500mm 承受的最大轴心拉力设计值 N btf 500*20*182.75*10 3 1827.5kN 焊接工字形截面梁,在腹板上设一道拼接的对接焊缝 (如图3-66),拼接处作用荷载 弯矩M=1122kN ? mm ,剪力V=374kN ,钢材为 Q235B ,焊条为E43型,半自动焊, 3 3 4 102.8 27.2 100 ) 268206cm 块翼缘板对x 轴的面积矩 半个截面对x 轴的面积矩 (2)焊缝强度验算 所以,该焊缝不满足强度要求(建议将焊缝等级质量提为二级) 3.9 设计值: 三级检验标准,试验算该焊缝的强度。 S X1 28 1.4 (50 7) 2234.4 cm 3 S X S X1 50 0.8 25 3234.4 cm 3 焊缝下端的剪应力 VS xi 374 103 22344 103 38.9N/mm 2 焊缝下端的拉应 max 1 x t w 268206 104 8 I x 1122 106 500 209N/mm 2 0.85f 268206 104

下端点处的折算应■' ;ax 3 2 219.6N / mm 2 1.1f 236.5N / mm 2 且焊缝中点处剪应力 实际长度 h l w1 2h f =272mm ,取 280mm 同理满足构造要求 实际长度 I 2 l w2 2h f =124mm ,取 130mm ②采用三面围焊 一. 构件端部正面角焊缝所能承受的力 VS x 1 x t w 374 103 3234.4 103 268206 104 8 56.3N / mm 2 f : 125N/mm 2 3.10试设计如图3-67所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材 Q235-B ,焊条E43 型,手工焊,轴心拉力设计值 N=500kN (静力荷载)。①采用侧焊缝;②采用三面围焊。 解:①采用侧焊缝 一?角焊缝的焊脚尺寸 h f 最大 h f t (1: 2)mm 6mm 最小 h f 1.5 t max 4.7mm 采用h f =6mm.满足上述要求(规范第 8.2.7 条) 二?角钢背部侧面角焊缝长度 N 1 N 0.7 500 350kN 则所需角焊缝长度 w1 N 1 0.7h f f t w 350 103 2 0.7 6 160 260mm l w1 60h f 360mm , l w1 8h f 48mm ,满足构造要求 三?角钢趾部侧面角焊缝长度 N 0.3 500 150kN 则所需角焊缝长度 N 2 0.7h f 3 150 103 2 0.7 6 160 112mm N 2 l w2

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