同济大学 双语 钢结构4-Compression

合集下载

同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点

同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点

试卷一22011/20~1/8较多的地区取其中的较大值。

2屋盖横向支撑以构成几何不变体系。

3刚性45、当实腹6 23 7820mm 2201A(A) 等稳定 (B) 等刚度 (C) 等强度 (D) 计算长度相等 2 A (A) 垫板数不宜少于两个 (B) 垫板数不宜少于一个 (C) 垫板数不宜多于两个 (D) 可不设垫板3 D (A) 支座竖杆中的内力 (B) 下弦杆中的最大内力 (C) 上弦杆中的最大内力 (D) 腹杆中的最大内力4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的B(A) 一个普通螺栓 (B) 两个普通螺栓 (C) 安装焊缝 (D) 一个高强螺栓5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L(D )。

(A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧向支撑点间距 6 C (A) 端竖杆处 (B) 下弦中间 (C) 下弦端节间 (D) 斜腹杆处 7 A(A) 可以受压 (B) 只能受拉 (C) 可以受弯 (D) 可以受压和受弯 8、某房屋屋架间距为6m 24m 24m 。

房屋C(A) 上弦横向支撑 (B) 下弦横向支撑 (C) 纵向支撑(D) 垂直支撑9、梯形屋架的端斜杆和受较大节间荷载作用的屋架上弦杆的合理C(A) 等肢角钢相连 (B) 不等肢角钢相连(C) 不等肢角钢长肢相连 (D) 等肢角钢十字相连10 C(A)屋面活荷载 (B)雪荷载(C)屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值 (D)屋面活荷载和雪荷载20182636试卷二220123时它0.9L 4度高的连接焊透的k型坡口焊缝5至少两块填板6上玄横向支撑下玄横向支撑下玄纵向支撑竖向支撑系杆201、门式刚架轻型房屋屋面 A区取其中的较大值。

(A) 120—18 (B) 130—18 (C) 120—1 5(D) 130—1 52 B不变体系。

(A) 屋盖纵向支撑 (B) 屋盖横向支撑 (C) 刚性系杆(D) 柔性系杆3C(A) 刚性和柔性 (B) 刚性或柔性 (C) 刚性 (D) 柔性4 AB(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 55 A(A) (B)不等边角钢短边相(C) (D)等边角钢相连6、屋B(A)10mm (B)20mm (C)30mm (D)40mm7 CA(A)强度 (B)刚度 (C)整体稳定 (D)局部稳定8Q≤30t度l≤6m Al~A5 A的(A) 加强上翼缘 (B) 加强下翼缘 (C) 设制动梁(D) 设制动桁架20182、为何冷弯薄壁构件在其强度和稳定性计算公式中截面特性以63、简述D6试卷三2201件起整体作填板2整体稳定3长度Lox=0.8 L Loy= 1L L为杆件的几何长度。

同济大学钢结构基本原理试验H型截面轴心受压柱实验报告

同济大学钢结构基本原理试验H型截面轴心受压柱实验报告

H 型截面轴心受压柱实验报告学号: 姓名: 任课老师: 实验老师:实验日期:2012年03月30日一、实验目的:1、通过试验掌握钢构件的试验方法,包括试件设计、加载装置设计、测点布置、试验结果整理等方法。

2、通过试验观察十字型截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。

3、将理论极限承载力和实测承载力进行对比,加深对轴心受压构件稳定系数计算公式的理解。

二、实验原理:1、基本微分方程根据开口薄壁杆件理论,具有初始缺陷的轴心压杆的弹性微分方程为: 2、扭转失稳欧拉荷载H 型截面为双轴对称截面,因其剪力中心和形心重合,有 x 0= y 0 = 0,代入上式可得:''0()0IV IVx EI v v Nv -+= (a)''0()0IV IV y EI u u Nu -+= (b)''''2''''000()()0IV IV t EI GI r N R ωθθθθθθ---+-=(c)说明H 型双轴对称截面轴心压杆在弹性阶段工作时,三个微分方程是相互独立的,可分别单独研究。

在弹塑性阶段,当研究(a )式时,只要截面上的产于应力对称与 Y 轴,同时又有00u =和00θ=,则该式将始终和其他两式无关,可单独研究。

这样,压杆将只发生Y 方向的位移,整体失稳呈弯曲变形状态,称为弯曲失稳。

这样,式(b )也是弯曲失稳,只是弯曲失稳的方向不同而已。

对于式(c ),如果残余应力对称与 X 轴和 Y 轴分布,同时假定,00u =和00θ=则压杆将只发生绕 Z 轴的转动,失稳时杆件呈扭转变形状态,称为扭转失稳。

对于理想压杆,则有上面三式可分别求得十字型截面压杆的欧拉荷载为: 绕X 轴弯曲失稳:220xEx xEI N lπ=,绕Y 轴弯曲失稳:220yEy yEI N l π=绕Z 轴扭转失稳:222001()E t EI N GI l r ωθθπ=+ H 字型截面压杆的计算长度和长细比为:绕 X 轴弯曲失稳计算长度:00x x l l μ=,长细比0/x x x l i λ= 绕Y 轴弯曲失稳计算长度:00y y l l μ=,长细比0/y y y l i λ=绕Z 轴扭转失稳计算长度:00l l θθμ=,端部不能扭转也不能翘曲时0.5θμ=,长细比θλ=上述长细比均可化为相对长细比:λ=3、稳定性系数计算公式H 字型截面压杆的弯曲失稳极限承载力:根据欧拉公式22Ew w EA N πλ=得222y Ew w w f Eπσλλ==佩利公式:0(1)2y Excr f εσσ++=再由公式cryf σϕ=可算出轴心压杆的稳定性系数。

同济大学钢结构课程设计

同济大学钢结构课程设计

单层单跨门式刚架设计计算一、设计资料(1)设计参数单层房屋为单跨门式刚架,刚架跨度30m ,长度90m ,柱距6m ,檐口标高8m ,屋面坡度1:10。

屋面材料采用压型钢板,墙面材料采用彩钢板,天沟为彩板天沟。

基础混凝土标号为C30,214.3/c f N mm =,钢材材质为Q345,22y 310k /,180/c f N mm f N mm ==。

(2)设计荷载屋面恒荷载为0.52/kN m ,活荷载为0.52/kN m ;雪荷载为 0.22/kN m ,基本风压为0.552/kN m ,地面粗糙度为B 类,风荷载体型系数如图1所示。

图1 计算模型机风荷载体型系数二、荷载组合1、 1.20 恒载 + 1.40 活载2、 1.00 恒载 + 1.40 风载3、1.00 恒载+ 1.40 x 0.90 活载+ 1.40 x 0.90 风载4、1.35 恒载三、内力计算1、计算模型(如图2)图2 节点及单元编号图2、荷载工况荷载工况如图3恒载活载左风右风图3 荷载工况图3、各工况内力恒载、活载、作风和右风作用下的钢架内力如图4—图7。

轴力图(KN)剪力图(KN)弯距图(kN.m)图4 恒载作用下钢架内力图轴力图(kN)剪力图(kN)弯距图(kN.m)图5 活载作用下钢架内力图轴力N图(kN)剪力图(kN)弯距图(kN.m)图6 左风作用下钢架内力图轴力图(kN)剪力图(kN)弯距图(kN.m)图7 右风作用下钢架内力图4、组合内力选取荷载组合1(1.20 恒载+ 1.40 活载)对构件内力值进行验算。

该组合下的构件内力值见表1。

表1 工况1下组合内力表5、构件尺寸和截面特性表2 构件尺寸和截面特性表中:面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值四、构件截面验算1、宽厚比验算 翼缘板自由外伸宽厚比()2008/29.612.410-=<=,满足规程限值要求。

腹板高厚比80021097.52068-⨯=<=(),满足规程限值要求。

同济大学土木工程本科专业课设置表

同济大学土木工程本科专业课设置表
土木工程专业本科阶段课程设置
第一学期
课程类别 课程性质
课程名称
B1
必修
高等数学(B)上
第二学

B1
必修
高等数学(B)下
B1
必修
线性代数
C1
必修
理论力学
第三学期
C1
必修
材料力学
C1
必修
结构力学(Ⅰ)
C1
必修
土木工程材料
第四学期
B1
必修
概率论与数理统计
C1
必修
结构力学(Ⅱ)
C1
必修
工程地质学
C1
必修
流体力学
25.5 1-17周 45 1-17周 25.5 1-17周
1065
25.5 0
25.5 766
D1
必修
建筑工程施工
D1
必修 建筑结构抗震(有双语)
学分 学校学时 周数 计划学时
5
85 1-17周 60
5
85 1-17周 60
2
34 1-17周 34
4
68 1-17周 68
3
51 1-17周 51
4
68 1-17周 68
2
34 1-17周 0

51 1-17周 51
2
34 1-17周 34
2
34 1-17周 0
第五学期 C1 C1
必修 必修
混凝土结构基本原理(英 土语力)学
C1
必修 钢结构基本原理(英语)
C1
必修
荷载与结构设计原则
C1
必修
弹性力学
第六学期
C1
必修
基础工程设计原理

同济大学 木结构

同济大学 木结构

Leff
Δ
Axial load P (kN)
P
Displacement Δ (mm)
Compression members
(1) Strength
N An

fc
N
where N —— compression
An —— net area
fc —— compression strength
(2) Stability
and modulus of elasticity
If log applied have not been cut out the checking parts, the design
values of compressive resistance strength and bending resistance strength parallel to grain and modulus of elasticity will be increased by 15%.
Strength For some import dimension lumber, there are design values of strength in our timber code.
Strength For some import dimension lumber, there are design values of strength in our timber code.
Technical Specification for Light Wood-Frame Constructions, DG/TJ08-2059-2009
Leff
Δ
buckling and material failure)

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版

第二章如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力-应变曲线,请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。

图2-34 σε-图(a )理想弹性-塑性 (b )理想弹性强化解:(1)弹性阶段:tan E σεαε==⋅非弹性阶段:y f σ=(应力不随应变的增大而变化)(2)弹性阶段:tan E σεαε==⋅非弹性阶段:'()tan '()tan yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线,试验时分别在A 、B 、C 卸载至零,则在三种情况下,卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少? 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =图2-35 理想化的σε-图解:(1)A 点:卸载前应变:52350.001142.0610yf E ε===⨯卸载后残余应变:0c ε= 可恢复弹性应变:0.00114y c εεε=-=(2)B 点:卸载前应变:0.025F εε== 卸载后残余应变:0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变:0.00114y c εεε=-=(3)C 点:卸载前应变:0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变:0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变:0.00131y c εεε=-=试述钢材在单轴反复应力作用下,钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。

答:钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系:当构件反复力y f σ≤时,即材料处于弹性阶段时,反复应力作用下钢材材性无变化,不存在残余变形,钢材σε-曲线基本无变化;当y f σ>时,即材料处于弹塑性阶段,反复应力会引起残余变形,但若加载-卸载连续进行,钢材σε-曲线也基本无变化;若加载-卸载具有一定时间间隔,会使钢材屈服点、极限强度提高,而塑性韧性降低(时效现象)。

同济大学钢结构基本原理PPT课件

同济大学钢结构基本原理PPT课件
纤维纵向受 拉强度大
、纤维横向 受拉强度低
强度(MPa)/ 弹性模量 (MPa)/6000/
25
拉力下脆性
234-420)/ 206000/
78.5
理想弹塑性材 料,好
拉45、压800/ /70000/ 25
拉力下脆性
60-200 (1mm 厚)/
13
大跨度结构
——飞机库、候机楼、体育场馆、会展中心等公共建筑 结构体系:网架网壳(螺栓球节点、焊接球节点)
14
结构体系:钢管桁架(直接汇交焊接节点、铸钢件节点)
组焊完成的构件
15
结构体系:预张力结构
16
高耸塔桅 ——电视、无线发射、观光等
17
其他结构
幕墙支承、压力容器、折板结构、桥塔、桥面梁板、水箱、船舶、 车厢、基坑维护、地下管线、脚手架
铆接连接 普通螺栓连接 高强螺栓连接
焊接连接
轴心受力柱 受弯梁 压弯构件
钢结构基本原理
多高层框架结构 大跨度空间结构 厂房刚架排架结构
高耸结构 桥梁结构 特种结构
……
8
建筑钢结构设计
9
4、钢结构特点
1) 预制拼装——产品化、工业化、干作业 施工速度快 2) 材质均匀理想稳定——计算模型确定、精度高 安全性好 3) 材料强度高——板件薄、构件细长 轻型、稳定性问题 4) 塑性韧性好——抗震性能好、动力承载性能好 5) 耐腐蚀性能差——防腐措施 6) 耐热性能好、耐火性能差——防火措施
钢结构基本原理
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况三

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全

第二章如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力-应变曲线,请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。

图2-34 σε-图(a )理想弹性-塑性 (b )理想弹性强化解:(1)弹性阶段:tan E σεαε==⋅非弹性阶段:y f σ=(应力不随应变的增大而变化)(2)弹性阶段:tan E σεαε==⋅非弹性阶段:'()tan '()tan yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线,试验时分别在A 、B 、C 卸载至零,则在三种情况下,卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少? 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =图2-35 理想化的σε-图解:(1)A 点:卸载前应变:52350.001142.0610yf E ε===⨯卸载后残余应变:0c ε= 可恢复弹性应变:0.00114y c εεε=-=(2)B 点:卸载前应变:0.025F εε== 卸载后残余应变:0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变:0.00114y c εεε=-=(3)C 点:卸载前应变:0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变:0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变:0.00131y c εεε=-=试述钢材在单轴反复应力作用下,钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。

答:钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系:当构件反复力y f σ≤时,即材料处于弹性阶段时,反复应力作用下钢材材性无变化,不存在残余变形,钢材σε-曲线基本无变化;当y f σ>时,即材料处于弹塑性阶段,反复应力会引起残余变形,但若加载-卸载连续进行,钢材σε-曲线也基本无变化;若加载-卸载具有一定时间间隔,会使钢材屈服点、极限强度提高,而塑性韧性降低(时效现象)。

同济大学-土木工程专业-课程大纲-《钢结构基本原理》

同济大学-土木工程专业-课程大纲-《钢结构基本原理》

《钢结构基本原理》课程教学大纲课程编号:031126 学分:2.5 总学时:43 实验学时:8(另排)大纲执笔人:罗烈大纲审核人:陈以一一、课程性质与目的《钢结构基本原理》为土木工程专业本科学生的必修课,属于土木工程专业的专业基础课。

钢结构是现代土木工程的基本结构形式之一。

设置本课程的目的,是使学生全面掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识,理解钢结构分析的基本原理,为进一步学习各类钢结构与金属结构的设计、制作和建造提供基础。

本课程开设双语教学班。

二、课程面向学生土木工程专业、港口航道与海岸工程专业三、课程基本要求1.了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景;2.掌握钢结构材料的基本性能;3.了解钢结构的典型破坏模式、破坏原因和力学分析的基本方法;4.掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算;5.了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点。

四、实验基本要求通过一次认知实验、二次综合实验、一次自主设计实验,加深对钢结构基本概念和基本理论的理解,了解钢结构构件或连接的实验流程与方法,培养学生的实验技能和创新意识。

详见与本课程同步的《钢结构基本原理实验》课程。

五、课程基本内容1.绪论钢结构的特点及应用;钢结构发展的历史、现状和趋势;钢结构的构件组成和主要结构形式2.钢结构材料钢材在单向均匀受拉时的工作性能;钢材在单轴反复应力作用下的工作性能;钢材在复杂应力作用下的工作性能;钢材抗冲击性能及冷弯性能;影响钢材性能的一般因素;钢材的脆性破坏和延性破坏、疲劳破坏和损伤累积破坏;钢结构防护;钢结构用钢材的分类。

3.钢结构的主要破坏形式整体失稳破坏;板件局部失稳与屈曲后强度;强度破坏与塑性重分布;疲劳;脆性断裂及其机理。

4.钢结构的连接连接的主要类型;对接焊缝构造和计算;角焊缝构造和计算;普通螺栓连接构造和计算;高强螺栓连接构造和计算。

5.受拉构件及索受拉构件的强度,净截面概念;截面效率;拉弯构件的截面强度及强度计算准则;轴力和弯矩的相关关系;索的基本力学性质。

同济大学钢结构试验自主实验报告

同济大学钢结构试验自主实验报告

钢结构基本原理自主实验“H型柱受压构件试验”实验报告小组成员:实验教师:杨彬实验时间: 2016.11.8一、实验目的1. 通过试验掌握钢构件的试验方法,包括试件设计、加载装置设计、测点布 置、试验结果整理等方法。

2. 通过试验观察工字形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。

3. 将理论极限承载力和实测承载力进行对比,加深对轴心受压构件稳定系数计算公式的理解。

二、实验原理1、轴心受压构件的可能破坏形式轴心受压构件的截面若无削弱,一般不会发生强度破坏,整体失稳或局部失稳总发生在强度破坏之前。

其中整体失稳破坏是轴心受压构件的主要破坏形式。

轴心受压构件在轴心压力较小时处于稳定平衡状态,如有微小干扰力使其偏离平衡位置, 则在干扰力除去后,仍能回复到原先的平衡状态。

随着轴心压力的增加,轴心受压构件会由稳定平衡状态逐步过渡到随遇平衡状态,这时如有微小干扰力使基偏离平衡位置,则在干扰力除去后,将停留在新的位置而不能回复到原先的平衡位置。

随遇平衡状态也称为临界状态,这时的轴心压力称为临界压力。

当轴心压力超过临界压力后,构件就不能维持平衡而失稳破坏。

轴心受压构件整体失稳的破坏形式与截面形式有密切关系,与构件的长细比也有关系。

一般情况下,双轴对称截面如工形截面、H 形截面在失稳时只出现弯曲变形,称为弯曲失稳。

2、基本微分方程(1)钢结构压杆一般都是开口薄壁杆件。

根据开口薄壁杆件理论,具有初始缺陷的轴心压杆的弹性微分方程为:由微分方程可以看出构件可能发生弯曲失稳,扭转失稳,或弯扭失稳。

对于H 型截面的构件来说由于 所以微分方程的变为:由以上三个方程可以看出: 3个微分方程相互独立只可能单独发生绕x 弯曲失稳,或绕y 轴弯曲失稳,或绕杆轴扭转失稳。

()()020000t IV0IV =''-''+''+''-''-''--θθθθθθωR N r u Ny v Nx GI EI ()00IVIV =''+''+-θNy u N u u EI y ()0IV0IV =''-''+-θNx v N v v EI x 000==y x ()()0200t 0IVω=''-''+''-''--θθθθθθR N r GI EI IV ()0IV 0IVy=''+-u N u uEI ()IV0IV x =''+-v N v v EI失稳形式的类型取决于长细比,长细比大的发生。

同济大学课件-钢结构设计原理

同济大学课件-钢结构设计原理
由截面残余应力分布模式的介 绍,可知残余应力在截面上的分布 与截面的形状及尺寸、制作方法和 加工过程等密切相关。当钢板厚度 较大时,残余应力沿厚度方向也有 变化。
钢结构基本原理及设计
钢结构基本原理及设计
2.残余应力对短柱应力—应变曲线的影响
1)有效比例极限 残余应力的存在,使 短柱平均应力到达A点后, 出现一过渡曲线ABC,然 后到达屈服点,亦即残余应 力的存在降低了构件的比例 极限,使构件提前进入弹塑 性工作。 A点的应力称为有效比 例极限,记为fp 。
Ncr (l)2
cr

Ncr A
2E
l2
I A
l02

2
考虑剪切影响?

2E
l2

i2

2E
l2
2E 2
i2
其中, i I 是回转半径; A
l
i
是压杆长细比。
2) 欧拉公式范围
钢结构基本原理及设计
当截面应力超过钢材的比例极限后,欧拉公式不适用,
2E 2 fp
分割法、钻孔法
热轧的宽翼缘工字钢(H型 钢),翼缘宽度较大,热轧后冷 却过程中,翼缘两端由于其暴露 于空气中的面积较翼缘与腹板交 接部分为多而冷却较快,
腹板中间部位则因厚度较薄 而冷却较快,翼缘与腹板交接部 位冷却收缩变形受到先冷却部分 的约束而出现残余拉应力,先冷 却部分则出现残余压应力。
钢结构基本原理及设计
(3) 缀件有缀条或缀板两种,
钢结构基本原理及设计
钢结构基本原理及设计
a)缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组成,缀条常采用 单角钢,与分肢翼缘组成桁架体系,使承受横向剪力时有 较大的刚度。
b)缀板常采用钢板,与分肢翼缘组成刚架体系。 在构件产生绕虚轴弯曲而承受横向剪力时,刚度比缀

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版(总38页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二章如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力-应变曲线,请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。

tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E 图2-34 σε-图(a )理想弹性-塑性(b )理想弹性强化解:(1)弹性阶段:tan E σεαε==⋅非弹性阶段:y f σ=(应力不随应变的增大而变化) (2)弹性阶段:tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段:'()tan '()tan y y y y f f f E f Eσεαεα=+-=+-如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线,试验时分别在A 、B 、C 卸载至零,则在三种情况下,卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =σf yσF图2-35 理想化的σε-图解:(1)A 点: 卸载前应变:52350.001142.0610y f E ε===⨯卸载后残余应变:0c ε=可恢复弹性应变:0.00114y c εεε=-=(2)B 点: 卸载前应变:0.025F εε== 卸载后残余应变:0.02386y c f Eεε=-=可恢复弹性应变:0.00114y c εεε=-=(3)C 点: 卸载前应变:0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变:0.05869cc Eσεε=-=可恢复弹性应变:0.00131y c εεε=-=试述钢材在单轴反复应力作用下,钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。

答:钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系:当构件反复力y f σ≤时,即材料处于弹性阶段时,反复应力作用下钢材材性无变化,不存在残余变形,钢材σε-曲线基本无变化;当y f σ>时,即材料处于弹塑性阶段,反复应力会引起残余变形,但若加载-卸载连续进行,钢材σε-曲线也基本无变化;若加载-卸载具有一定时间间隔,会使钢材屈服点、极限强度提高,而塑性韧性降低(时效现象)。

同济大学-高等钢结构和组合结构-塑性设计和抗震性能

同济大学-高等钢结构和组合结构-塑性设计和抗震性能

《高等钢结构原理》第3章塑性设计第4章抗震性能作业目录1第3.1b题 (1)1.1剪力对受弯截面的极限抗弯承载力的影响 (1)1.2钢材应力-应变曲线强化对受弯截面的极限抗弯承载力的影响 (5)2第3.2c题 (7)3第3.3c题 (9)3.1各种塑性铰、塑性区方法的概念、假设和使用情况 (9)3.1.1典型弹塑性铰法 (9)3.1.2等效荷载塑性铰法 (9)3.1.3精化塑性铰法 (10)3.1.4伪塑性区法 (10)3.1.5改进塑性铰法 (11)3.1.6典型塑性铰区法 (11)3.1.7准塑性铰区法 (12)3.2各种塑性铰、塑性区方法的研究和应用进展 (12)4第3.4a题 (15)4.1模型的建模 (15)4.1.1截面选取 (15)4.1.2模型建立 (16)4.2结果与分析 (17)4.2.1应力与变形云图 (17)4.2.2无量纲位移和弯矩图 (21)4.2.3无量纲极限弯矩对比图 (21)4.3结论和收获 (22)5第3.5a题 (23)5.1模型建立 (23)5.1.1建模-2层单跨平面框架 (23)5.1.2建模-4层单跨平面框架 (24)5.2有限元计算结果 (25)5.2.1结果-2层单跨平面框架 (26)5.2.2结果-4层单跨平面框架 (28)5.2.3综合结果对比 (30)5.3分析 (31)6第4.1b题 (32)6.1滞回曲线的理解 (32)6.2算例分析 (33)7第4.2a题 (35)7.1钢支撑的滞回曲线特点 (35)7.2钢支撑的滞回曲线模拟要点 (36)7.3钢支撑滞回曲线模拟 (37)8第4.3a题 (38)8.1屈曲约束支撑的构成与原理 (38)8.2屈曲约束支撑研究与设计现状 (40)8.2.1试验与理论研究 (40)8.2.2设计现状和工程应用 (41)9第4.4b题 (43)9.1目前的抗震设计的局限性 (44)9.2基于性能的结构抗震设计的优点 (45)9.3基本思想和基本步骤 (45)9.3.1基本思想 (45)9.3.2基本步骤 (45)9.4性能目标 (45)9.4.1地震水平 (46)9.4.2性能水平 (46)9.4.3性能目标的确定 (46)9.5设计方法 (46)9.5.1承载力设计方法 (46)9.5.2基于位移的设计方法 (46)9.5.3能量设计方法 (47)9.6目前存在的困难 (47)9.7国内外研究进展 (48)10参考文献 (49)1 第3.1b 题题目:简述剪力和钢材应力-应变曲线强化对受弯截面的极限抗弯承载力的影响。

(完整word版)同济大学钢结构设计原理题库及答案

(完整word版)同济大学钢结构设计原理题库及答案

一、填空题1.承受动力荷载作用的钢结构,应选用综合性能好的钢材。

2.冷作硬化会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性、韧性降低。

3.钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。

4.钢材中氧的含量过多,将使钢材出现热脆现象。

5.钢材含硫量过多,高温下会发生热脆,含磷量过多,低温下会发生冷脆。

6.时效硬化会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性、韧性降低。

7.钢材在250ºC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象,称之为蓝脆现象。

8.钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越强。

9.钢材牌号Q235-BF,其中235表示屈服强度 ,B表示质量等级为B级 ,F表示沸腾钢。

10.钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。

11.钢材在250ºC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象,称之为蓝脆现象。

12.焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应,一般采用等强度原则。

13.钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 N、O 为有害的杂质元素。

14.衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。

15..结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。

16.承重结构的钢材应具有抗拉强度、屈服点、伸长率和硫、磷极限含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳极限含量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,应具有冷弯试验的的合格保证。

17.冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质量的综合指标。

18.冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。

19.薄板的强度比厚板略高。

20.采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条。

21.焊接残余应力不影响构件的强度。

22.角焊缝的最小计算长度不得小于和焊件厚度。

23.承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是。

24.在螺栓连接中,最小端距是 2d25.在螺栓连接中,最小栓距是 3d。

【刘玉擎】组合结构桥梁

【刘玉擎】组合结构桥梁
同济大学桥梁工程系 刘玉擎 37
19
组合梁桥设计新技术—截面形式的发展
◇组合箱梁桥—槽形截面组合箱梁桥
组合结构桥梁
◇千岁高架引桥(日本,1998年完成)
同济大学桥梁工程系 刘玉擎 38
组合梁桥设计新技术—截面形式的发展
◇组合箱梁桥—槽形截面组合箱梁桥
组合结构桥梁
◇福冈高速公路桥(日本,在建)
同济大学桥梁工程系 刘玉擎 39
组合梁桥设计新技术—截面形式的发展
◇组合桁架桥—钢桁架腹杆+上下混凝土翼缘板
◇Arbois桥 (法国,1985年完成) 29.85m+40.4m+29.85m, 3跨连续
◇横截面的构造
组合结构桥梁
同济大学桥梁工程系 刘玉擎 54
组合梁桥设计新技术—截面形式的发展
◇组合桁架桥—钢桁架腹杆+上下混凝土翼缘板
同济大学桥梁工程系 刘玉擎 14
组合结构的设计理念—合理使用钢材与混凝土
◇混凝土的弱点 抗拉强度小 有横向约束时抗压强度增大
钢材提供支援
◇钢材的弱点 容易压缩屈曲 容易生锈
混凝土提供支援
组合结构桥梁
同济大学桥梁工程系 刘玉擎 15
8
组合结构的设计理念--力学特点
◇钢材对混凝土的支援实例 钢筋混凝土,组合梁板,钢管混凝土
10
组合结构的设计理念--力学特点
◇内衬混凝土组合梁—抗弯性能 荷载 (kN)
内衬混凝土 纯钢
组合结构桥梁
变形 (mm)
同济大学桥梁工程系 刘玉擎 20
组合结构的设计理念--力学特点
◇内衬混凝土组合梁—抗弯性能
组合结构桥梁
同济大学桥梁工程系 刘玉擎 21
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

Mechanical imperfection
residual stress
Flexural equilibrium equation
EIy '' Ny 0
EIy '' Ny Ne0
elastic
N ym eo /(sec 1) 2 NE
Elastic-plastic
Compression members
Refer to §5.1
introduction
Compression members in structures - truss members - bracing - pinned columns Structural shapes commonly used in compression members
BASIC PRINCIPLES OF STEEL STRUCTURES
Prepared by: Dr. Feng ZHOU
Room: Rui’an Building 207A ( welcome to walk-in)
Phone: 15800660849
BASIC PRINCIPLES OF STEEL STRUCTURES
Effective length
Effective length factor for different end constraint
- End constraint: bending and torsional deformation
- Constraint types: free end, pinned, fixed end - Effective length factor: Table 5-4 in page 101
N-y
Compression members
Effects of initial imperfections
Geometrical imperfection
initial out-of-straightness (crookedness), initial eccentricity
Mechanical imperfection
It - torsional constant
2 2 r02 (Ix Iy) / A x 0 y0
Relate to torsion problem
A - cross-section area
y0
Centroid o
x0
where a shear force can be applied without inducing any torsion
residual stress
Ideal stress-strain curve and buckling curve
stress-strain curve with residual stress and corresponding buckling curve
Compression members
- doubly symmetric - singly symmetric - unsymmetric
Compression members
possible failure modes
• Material yield, squash load
• Member (overall) buckling
• Plate (local) buckling
A=0:
Compression members
column theory
Pcr l n EI
Pcr
l / n 2
2 EI

values of n larger than 1 are not possible unless the compression member is physically restrained from deflecting at the points where the reversal of curvature would occur.
u = 1.0
u = 2.0
u = 0.5
u = 0.7
How about the critical stress? E N E / A 2 E / 2

ul i
Compression members
More on effective length
Minor axis buckling
members
Local buckling of plate element Laced and battened compression members Rigidity of compression members Design of axially loaded compression members
N u An f y
Design equation
N Nu / R An f y / R An f d
N fd An
Compression members
member (overall) buckling
Compression members
plate (local) buckling
Topic 4 Compression members
Compression members
Outlines
Introduction Resistance of cross-section Overall stability of uniform (solid-web) compression
N

Pcr
2 EI
l
2
2 EA Pcr 2
“Euler load”
N N N
where, E — modulus of elasticity of the material I — moment of inertia of the cross-section area with respect to the minor principle axis l — length between points of supported
EI ω IV GI t '' Nx0v '' Ny 0u '' ( Nr02 R ) '' 0
where:Ix、Iy - moment of inertia with respect to x, y axis
Iw - warping constant N
Y (v) Shear center S(x0, y0) X (u)
Compression members
Refer to §5.3, §5.5
basic concept of stability
After temporary transverse load P is removed
N
N

< Ncr ,δ= 0,equilibrium state is stable N = Ncr ,δ kept small, critical state > Ncr ,δ increases,equilibrium state is unstable
Compression members
Effects of initial imperfections
Geometrical imperfection
initial out-of-straightness (crookedness), initial eccentricity
Mechanical imperfection
Compression members
equilibrium equations of elastic buckling for ideal members
Z(rotation)
N
EI x v IV Nv '' Nx0 '' 0
EI yu IV Nu'' Ny0 '' 0
δ
P
N
N
stable
critical
unstable
Critical buckling load —the load that is just large enough to maintain the deflected shape when the temporary transverse load is removed.
Equilibrium equation
EIy Ny 0
''
N N y A cos x B sin x EI EI
Pcr l n EI
At x=0, y=0:
At x=l, y=0:
N B sin EI l 0
or N (1 yom / ym ) N E
N
N-y
N ult N E
Compression members
Effects of initial imperfections
Geometrical imperfection
initial out-of-straightness (crookedness), initial eccentricity
Ib=∞ Ib=∞
Major axis buckling
u=1.0
支撑
u=0.5
Compression members
Member (overall) bucking modes
(1) Flexural buckling (2) Torsion buckling
相关文档
最新文档