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1、1………………………………装………………………………订…………………………………线………………………………2011~2012学年第二学期期末考试《钢结构设计原理》试卷(B)标准答案和评分标准﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉一、选择题(10分,每题1分):1.B2.B3.A4.D5.B6.C7.D8.B9.A10.D二.填空题(10分,每空1分):1、80235yf;2、截面验算;3、纵向残余应力,构件的初弯曲,端部约束条件;4、框架横梁的刚度,柱脚于基础的连接形式;5、局部屈曲不先于整体屈曲的原则;6、等效弯矩系数,在弯矩作用平面内,不计弯矩作用时的轴心受压构件的稳定系数三、简答题(25分):1、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式:wth0≤(25+0.5yf235),(2)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wt;②加加劲肋,减小腹板高度0h;③计算时取有效截面。(3)2、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。(5)其中③⑤通过构造保证,③通过限制端距≥2d0。
2、,(2)⑤通过限制板叠厚度≤5d,其中d为螺栓直径,d0为螺栓孔径,①②④通过计算保证。(2)3、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。(1)②冶金缺陷的影响:如偏析,非金属夹杂,裂纹,分层。(1)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。(1)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。(1)⑤温度的影响:(1)⑥应力集中的影响。(1)4、①结构的类型和重要性。重要结构选用质量较高钢材。(1)②荷载性质,动荷载下选用好钢材。(1)③连接方法,焊接选用较好钢材。(1)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。(1)⑤受力性质。如受较大拉力的结构选用好钢材。(1)四、计算题(55分):1、(10分)解:肢背焊缝受力:N1=K1N=0.70×780=546kN=546000N(2)所需角焊缝的长度:lw1=N1/(2heffw)+2hf1=546000/(2×0.7×8×160)+2×8==304.69+16=320.69mm=3。
3、20.69cm(2)实际长度取:l1=330mm(1)肢尖焊缝受力:N2=K2N=0.30×780=234kN=234000N(2)所需角焊缝的长度:lw2=N2/(2heffw)+2hf2=234000/(2×0.7×6×160)+2×6=174.11+12=186.11mm=18.61cm(2)实际长度取:l2=190mm(1)2、(20分)解:集中荷载P产生的跨中最大弯矩设计值为:Mmax=Pl/3=450×7.2/3=1080×106N*mm(1)集中荷载P产生的支座处最大剪力设计值为:Vmax=P=450kN=450×103N(1)梁自重产生的最大弯矩设计值为:Mg,max=gkl2/8=0.89×7.22/8=6.998KN*m=5.77×106N*mm(1)2……………………………装………………………………订…………………………………线………………………………2011~2012学年第二学期期末考试《钢结构设计原理》试卷(B)标准答案和评分标准﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉梁自重产生的支座处最大剪力设计值为:Vg,max=gkl/2=0.89×。
4、7.2/2=3.2KN=3.2×103N(1)最大总弯矩设计值为:Mx=Mmax+Mg,max=1080×106+5.77×106=1085.77×106N*mm(1)支座处最大总剪力设计值为:V=Vmax+Vg,max=450×103+3.2×103=453.2×103N(1)梁的最大弯曲正应力:3681048.26241074.722mmxxhIWxx(2)σ=Mx/(γxWnx)=1085.77×106/(1.05×2.48×106)=416.96N/mm2f=310N/mm2(2)不满足要求梁的最大剪应力:τ=V/(hwtw)=453.2×103/(600×8)=94.4N/mm2fv=180N/mm2(2)满足要求校核折算应力W1x=Ix/(hw/2)=7.74×108/300=258×104mm3(1)σ1=M/W1x=1085.77×106/(258×104)=420.84N/mm2(2)V1=V-1.2gkl1=453.2×103-×0.89×103×2.4=451.1×103N(1)τ=V1S/(IXtw)=451.1×103×12×280×306/(7.7。
5、4×108×8)=74.9N/mm2fv=180N/mm2(2)2222221/3411.1/38.4409.74384.4203mmNfmmN(2)梁的强度不满足要求。3、(10分)解:(1)计算截面特性wwthbtA2=2x280x12+300x8=6720+2400=9120mm2;(1)23)2(212thbtthI=3003x8/12+2x280x12x(150+6)2=18x106+164x106=182x106;(1)mmAIixx3.1419120101826(1)1223tbIy=2x2803x12/12=43.9x106;(1)mmAIiyy4.699120109.436(1)(2):柱子长细比计算(2)513.141/7200xoxxil;9.514.69/3600yoyyil(3)整体稳定验算因强轴、弱轴均为B类截面,取9.51max;由附表得到φ=0.8475(2)N/(φA)=1450000/(0.8475x9120)=187.6N/mm2<f=215N/mm2(1)经验算截面后可知,此柱满。
6、足整体稳定要求。(1)4、(15分)解:Ntb=Aeftb=245×170=41650N=41.65kN(2)Nvb=nvAfvb=1×314×140=43960N=43.96kN(2)Ncb=dΣtfcb=20×12×305=73200N=73.2kN(2)Nv=P/8=200/8=25kNNcb(2)M=Pe=200×150=30000kN-mm(2)Nt=My1/(mΣyi2)=30000×300/[2×(1002+2002+3002)]=32.14kN(3)19586.065.4114.3296.43252222bttbvvNNNN(3)满足要求。标准答案和评分标准制定人:______________________________年月日任课教师:______________________________________________年月日系(教研室)主任:______________________________________年月日3………………………………装………………………………订………………………。
7、…………线………………………………2011~2012学年第二学期期末考试《钢结构设计原理》试卷(A)标准答案和评分标准﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉一、选择题(10分,每题1分):1.B2.D3.D4.A5.B6.A7.C8.D9.A10.B二.填空题(10分,每题1分):、1.承压验算、稳定验算2.需要局部加厚腹板,或采用另外的措施加强它3.等效临界弯矩系数,梁在侧面支撑点间对弱轴的长细比、截面不对称影响系数4.侧向柱间支撑的布置5.取锚栓直径的1.5~2倍6.80yf235三、简答题(25分):1.(5分)答:结构的重要性对重型工业建筑结构、大跨度结构、高层或超高层的民用建筑结构或构筑物等重要结构,应考虑选用质量好的钢材,对一般工业与民用建筑结构,可按工作性质分别选用普遍质量的钢材。(1)荷载情况荷载可分为静态荷载和动态荷载两种。直接承受动态荷载的结构和强烈地震区的结构,应选用综合性能好的钢材产,承受静态荷载的结构则可选用价格较低的Q235钢。(1)连接方法钢结构的连接方法有焊接和非焊接两种。焊接结构对材质的要求应严格一些。而非焊接结构对含碳量可降低要。
8、求。(1)结构所处的温度和环境钢材处于低温时容易冷脆,因此在低温条件下工作的结构,尤其是焊接结构,应选用具有良好抗低温脆断性能的镇静钢。此外,露天结构的钢材容易产生时效,有害介质作用的钢材容易腐蚀、疲劳和断裂,也应加以区别地选择不同材质。(1)钢材厚度厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。(1)2.(6分)答:不同点:递荷载的机理不同,普通螺栓依靠栓杆受剪及挤压传力、摩擦型高强螺栓依靠板件之间的摩擦传力(1)安装不同,普通螺栓安装没有特殊要求、摩擦型高强螺栓需采用专用设备,安装后栓杆内的预紧力需达到规定要求,板件接触面需要进行必要的处理,达到规定要求;(2)极限状态不同,普通螺栓为栓杆剪坏或发生挤压破坏、摩擦型高强螺栓为摩擦力被克服(1)普通螺栓所用为普通钢材、摩擦型高强螺栓所用钢材为高强钢材(1)相同点:螺栓排列形式相同(1)3.(5分)答:侧向抗弯刚度、抗扭刚度;(1)梁的支座情况;(1)荷载作用种类;(1)荷载作用位置;(1)受压翼缘的自由长度。(1)4.(4分)答:N-MxN-MYλxλy绕x轴失稳弯扭失稳(2)λxλy弯扭失稳绕y轴失稳(2)5.(5分)答:(1)受力要求,为。
9、避免钢板端部不被剪断,螺栓的端距不应小于两倍的螺栓孔径。(2)(2)构造要求,如果栓距过大,则构件接触面不够紧密,潮气易于侵入缝隙而发生锈蚀。(2)(3)施工要求,要保证有一定的空间,便于转动螺栓扳手。(1)四、计算题(55分):1、(15分)解:Ntb=Aeftb=303×170=51510N=51.5kN(2)Nvb=nvAfvb=1×380×140=53200N=53.2kN(2)Ncb=dΣtfcb=22×12×305=80520N=80.5kN(2)Nv=P/8=200/8=25kNNcb(2)M=Pe=200×150=30000kN-mm(2)Nt=My1/(mΣyi2)=30000×300/[2×(1002+2002+3002)]=32.14kN(3)1781.05.5114.322.53252222bttbvvNNNN(2)此连接满足要求。2、(20分)解:集中荷载P产生的跨中最大弯矩设计值为:Mmax=Pl/3=350×8.1/3=810kN*m=945×106N*mm(1)集中荷载P产生的支座处最大剪。
10、力设计值为:Vmax=P=350kN=350×103N(1)梁自重产生的最大弯矩设计值为:Mg,max=gkl2/8=0.90×8.12/8=8.857KN*m=7.38×106N*mm(1)梁自重产生的支座处最大剪力设计值为:Vg,max=gkl/2=0.9×8.1/2=3.645KN=3.645×103N(1)最大总弯矩设计值为:Mx=Mmax+Mg,max=945×106+7.38×106=952.38×106N*mm(1)4……………………………装………………………………订…………………………………线………………………………2011~2012学年第二学期期末考试《钢结构设计原理》试卷(A)标准答案和评分标准﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉支座处最大总剪力设计值为:V=Vmax+Vg,max=350×103+3.645×103=353.645×103N(1)梁的最大正应力:3681048.26241074.722mmxxhIWxx(2)σ=Mx/(γxWnx)=952.38×106/(1.05×2.48×106)=365.。
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