《钢结构设计原理》期末考试试卷及答案(1)(2)

天津大学试卷专用纸 学院 建筑工程 专业 土木工程 班 年级 2007 学号 N f

姓名 N

共 5 页 第 3 页3

w 1.节点构造如图所示，钢材 Q235B,焊条 E43 型，手工焊接( f f 1 6 0 M P a ),高强度

螺栓采用摩擦型连接，螺栓为 8.8 级 M22,孔径 23.5mm,P=150kN,接触面喷砂后 涂无机富锌漆， =0.35,连接

承受的静力荷载 N=400kN,验算焊缝和螺栓连接强 度是否满足要求。 (20 分) 正面角焊缝强度增大系数 f 1 .2 2 。 V f

hlMf

240 10

e w

2 0 . 7 10 420 20 21 . 6 106

42 . 9 MPa

(1) (1)

M f

2

Ww

1 6

0 . 7 10 420 20 320 103

57 . 82

MPa

V

hlN f

e w

2 0 . 7 10 420 20

57 . 1

MPa

(1)

f

M f

100 . 7

MPa

f

V f

f f

2

2 f

100 . 4

MPa< f fw 160 MPa

(3)

焊缝强度满足要求。 (2)螺栓连接N t1 N n My 1

y

2 i

240 10

28 . 8 0 . 16 2 2 0 . 08 0 . 162

2

24 36 60

kN

(1)

N t 2 =24+18=42 N t 3 =24

kN

(1)

kN

(1) kN (1) (2)

N t 4 =24-18=6

解： N =240 kNV

(1) (1) (1) (1)

N t 1 =60

kN <0.8P=120 kN

=320 kNf

N ti

=2× (60+42+24+6)=264 kN

M

=240× 0.09=21.6 kN· m =240× 0.12=28.8 kN· m

0 . 9 n f nP 1 . 25 N ti 0 . 9 1 0 . 35 10 150 1 . 25 264 368 . 6

M

kN>V=320 kN

(4)

B

(1)焊缝连接

螺栓连接满足承载力要求。

天津大学试卷专用纸 学院 建筑工程 专业 土木工程 班 年级 2007 学号抗剪强度 1 12

姓名V S I tw 360 10 2 . 99 103 6

共 5 页 第 4 页 50 . 2 MPa< f v =125 MPa

2.焊接工字形截面简支梁，截面如图所示，钢材 Q235B,跨中设置一道侧向支撑，梁 承受均布荷载的设计值为 q 60 kN /m (包括自重) ,验算此梁的抗弯、抗剪强度和整体 稳定是否满足设计要求？若整体稳定不满足要求，在不改变梁截面尺寸的情况下采取什 么措施可提高梁的整体稳定性，计算说明。 (22 分) b b 4320 A h 1 2 y Wx y t1 4 .4 h 2

2 . 68 10 89

(2)

Iy 2

14 280

3

5 . 12 10

7

mm4 mm2

(1) (1)

A 2 280 14 1000 8 15840

235 b fy

,

' b

1 . 07

0 . 282

b

, b 1 . 15 , b 0

iy

Iy A

56 . 7

mm (1)

(1)

y

l 2 iy

=105.8

x 1 .0 5

,

y 1 .2 0

代入 b 公式中得

b 1 . 45 0 . 6 b 1 . 07 '

(1) =0.876 (1) (2)

0 . 282

b

M

bW x'

236 . 2

MPa> f =215 MPa

整体稳定不满足要求

在不改变梁截面的情况下可通过增加侧向支撑的方法提高粱的整体稳定性，分别在 三分之一跨处设置侧向支撑。 y 4000 i y 70 . 5

(2)

b 3 . 19 0 . 60 , b 0 . 982'

解： M V Ix Wx

1 8 1 2 1 12

ql

2

1 8

60 12

2

1080

kN· m

(1)

M

bW x'

210 . 7

MPa< f =215 MPa 满足要求

(4)

ql 360 1000 Ix 5143

kN

(1)2

8 2 280 14 5076

2 . 68 10

9

mm4

(1)

5 . 22 10

mm3

(1)6

S 280 14 507 500 8 250 2 . 99 10

mm3

(1)(2)

抗弯强度

M

xW x

1080 10

6 6

1 . 05 5 . 22 10

197 . 0 MPa< f =215 MPa

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