钢结构试卷及答案。

简答题：（共 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？（ 分）
、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式：w t h 0≤ ☎y
f 235) ，当腹板局部稳定不满足要求时，可采取三种措施：①加大腹板厚度；②加加劲肋，减小腹板高度；③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，哪几种破坏形式通过计算保证？（ 分）
、普通螺栓的五种破坏形式：①螺栓杆被剪坏；②螺栓杆或板件挤压破坏；③板件端部剪坏；④板件被拉断；⑤螺栓杆受弯破坏。

其中③⑤通过构造保证，③通过限制端距≥ ♎，⑤通过限制板叠厚度≤ ♎，其中♎为螺栓直径，♎为螺栓孔径，①②④通过计算保证。

、简述影响钢材力学性能的主要因素。

（ 分）
、①化学成分的影响：包括碳，硅，锰及一些有害元素硫，磷，氧，氮等。

②冶金缺陷的影响：如偏析，非金属夹杂，裂纹，分层。

③浇注和轧制过程的影响：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。

④钢材硬化的影响：钢材硬化会降低其塑性和韧性，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。

⑤温度的影响：⑥应力集中的影响。

、简述钢材选用的原则。

（ 分）
、①结构的类型和重要性。

重要结构选用质量较高钢材。

②荷载性质，动荷载下选用好钢材。

③连接方法，焊接选用较好钢材。

④结构的工作温度和环境，低温，腐蚀性强的情况下选用质量好钢材。

⑤受力性质。

如受较大拉力的结构选用好钢材。

一、 计算题：（共 分）
、验算柱与牛腿间高强螺栓摩擦型
连接是否安全，已知：荷载设计值☠＝
☠，螺栓 ，孔径 ❍❍， 
级，摩擦面的抗滑移系数μ ，高强
螺栓的设计预拉力  ☠。

不考虑螺
栓群长度对螺栓强度设计值的影响。

（ 分）
解：
螺栓群形心 处的内力有：
轴心拉力3330018055
T N kN ==⨯=；（ 分） 剪力4430024055
==⨯=V N kN ；（ 分） 弯矩1807.0/2630M Te kN cm ==⨯=⋅ （ 分）
在☠、 作用下，最上排螺栓受力为最不利，一个螺栓所受的拉力为：
11222180630(6.57.0/2)36.53282[2 3.52(3.5 6.5)]
i My T N kN n y ⨯+=+=+=∑⨯⨯+⨯+（ 分） 一个螺栓所受到的剪力为：240308
v V N kN n ===（ 分） 一个高强螺栓受拉承载力设计值：0.80.8155124b t N P kN ==⨯=（ 分）
一个高强螺栓受剪承载力设计值：0.90.910.515569.75b v f N n P kN μ=⋅⋅=⨯⨯⨯=
（ 分）
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、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  ☠·❍、剪力设计值✞ ☠时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。

已知钢材为✈ 。

（ 分）
2
2202501130
A cm
=⨯⨯+⨯= （ 分）
324
1501222202664496.7
=⨯+⨯⨯⨯=
x
I cm （ 分）
3
2022612512.51352.5
x
S cm
=⨯⨯+⨯⨯= （ 分）
3
1
220261040
S cm
=⨯⨯=（ 分）
3
1
64496.7272388.8
==
x
W cm（ 分）
截面边缘纤维最大正应力：
6322
1
40010/(1.052388.810)159.5/205/ ==⨯⨯⨯=<=
x x
M W N mm f N mm σγ 满足要求；（ 分）
腹板中央截面最大剪应力：
33
22
4
580101352.510
121.6/125/
64496.71010
⨯⨯⨯
===<=
⨯⨯
x
v
x w
VS
N mm f N mm
I t
τ 满足要求；（ 分）
腹板上边缘处：
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、验算如图所示轴心受压柱的强度、整体稳定性和局部稳定性能否满足要求。

已知轴向荷载设计值为☠ ☠，✈ 级钢，f  ☠／❍❍ ，截面绕⌧轴为♌类截面、绕⍓轴为♍类截面，截面无任何削弱。

（ 分）
解：
2
=⨯+⨯⨯=；（ 分）
A cm
250.8225 1.490
3240.825/12225 1.4(12.50.7)13238.5x I cm =⨯+⨯⨯⨯+=；（ 分）
334250.8/122 1.425/123646.9=⨯+⨯⨯=y I cm ；
（ 分） 13238.59012.13;3646.990 6.37======x x y y i I A cm i I A cm （ 分） 60012.1349.46x ox x l i λ===；绕⌧轴属♌类截面，所以查表得0.859x =ϕ（ 分）
3006.3747.10===y oy y l i λ；绕⍓轴属♍类截面，所以查表得0.793y ϕ=（ 分）
所以3
22150010210.22150.7939000
y N N mm f N mm A ϕ⨯==<=⨯整体稳定满足要求。

（ 分）
截面无削弱，故强度自然满足。

（ 分）
0250/831.25250.5250.549.4649.73w h t λ==<+=+⨯=（ 分）
1250-8/2/148.64100.1100.149.4614.95==<+=+⨯=b t λ（）（ 分）
所以局部稳定也能满足要求。

、如图所示，该连接承受  ☠的静力集中荷
载设计值作用，钢材为✈ ，焊条为☜ ✠✠型，
焊脚尺寸8f h mm =，角焊缝强度设计值
2160f w f N mm =，验算该连接的角焊缝强度是否满足要
求。

（ 分）
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250/831.25250.5250.549.4649.73 w
h tλ
==<+=+⨯=（ 分）
1
250-8/2/148.64100.1100.149.4614.95 ==<+=+⨯=
b tλ
（）（ 分）
所以局部稳定也能满足要求。

解：
分
分
分
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分 分
分
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