大工15秋《钢结构》大作业题目附答案

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1、题目一：试设计如下图所示的焊接工字形截面梁的工地拼接接头。其截面为：翼缘—380mm×20mm，腹板—1000mm×10mm，钢号Q345。采用摩擦型连接高强度螺栓，接触面喷砂处理，接头处的弯矩和剪力设计值为M=800KN·m，V=600KN。验算，上、下翼缘的拼接接头需要的螺栓数目。螺栓要求为10.9级M22螺栓。根据轴心力作用计算，并采用与翼缘等强度拼接，单面拼接板截面和翼缘的相同，根据构造要求，每列布置4个10.9级M22螺栓，螺栓孔径do=24mm。摩擦型连接单个高强度螺栓的抗剪承载力设计值为：翼缘净截面和毛截面能承受的拉力为：（因翼缘厚度,故取）故取计算拼接

2、接头一侧螺栓需要的数目，取24个将螺栓按图示尺寸排列：故螺栓的承载力设计值须乘以折减系数按折减后的螺栓承载力设计值复核需要的螺栓数目：（满足）题目三：双角钢屋架端斜杆截面整体稳定性验算已知钢屋架的端斜杆，截面为双角钢2∟125×80×10，长肢相连，如下图所示，承受的轴心拉力设计值，两主轴方向计算长度分别为，试验算此截面的整体稳定性。钢材为Q235。由于截面为单轴对称的构件，因此，绕非对称轴X轴的长细比用计算，但绕对称轴Y轴应取计及扭转效应的换算长细比代替。（1）计算用数据由附表可得：，，（2）计算长细比绕Y轴的长细比采用换算长细比代替，（3）验算整体稳定性对X、Y轴

3、均属于b类截面，且>，由附表得：满足整体稳定性要求。题目五：什么是疲劳破坏？它与塑性破坏、脆性破坏相比有什么特点？钢材在方向大小周期性变化的力的作用下，经过一定时间后钢材发生突然断裂的现象，称为疲劳破坏。疲劳破坏的特点主要有三点：1、力为周期性变化的力；2、力不一定很大；3、断裂很突然，没预兆。疲劳破坏发生的主要原因为：材料薄弱部位产生应力集中——产生微裂纹——损伤积累——突然断裂。钢材在连续反复荷载作用下发生的疲劳破坏在钢结构和钢构件中同样会发生。与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原因总会存在缺陷，而这些缺陷就成为裂缝的起源，在疲劳破坏过

4、程中，可以认为不存在裂纹形成这个阶段。因此，钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段。裂纹的扩展是十分缓慢的，而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的。在裂纹扩展部分，断口因经反复荷载频繁作用的磨合，表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑，而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状，具有脆性断裂的特征。钢材的塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的变形能力而产生的，仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度后才发生。塑性破坏前，总有较大的塑性变形发生，且变形持续的时间较长，很容易及时发现而采取措施予以补救，不致引起严重后果。脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算

5、应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始。由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时觉察和采取补救措施，而且个别构件的断裂常引起整个结构塌毁。在设计、施工和使用钢结构时，要特别注意防止出现脆性破坏。