河南大学2008级民生土木钢结构A卷(答案)

河南大学民生学院2010-2011学年第2学期期末考试

钢结构A 试卷A 卷 参考答案与评分标准

一、选择题（每题2分，共20分）

1．D 2．B 3．C 4．E 5．B 6．A 7．C 8．D 9．B 10．A

二、填空题（每空1分，共5分）

1．高、低； 2．100kN ； 3．弯曲、弯扭。

三、简答题（第1题5分，第2题10分，共15分）

1．答：（1）梁侧向无支长度或受压翼缘侧向支承点的间距l 1；(1分)

（2）梁截面的尺寸，包括各种惯性矩；(1分)

（3）梁端支座对截面的约束；(1分)

（4）梁所受荷载类型；(1分)

（5）沿梁截面高度方向的荷载作用点位置。(1分)

2．解：（1）首先把 F 分解成水平力F x 和竖向力F y ：

θcos F F x =； θs i n F F y = (1分)

（2）绘焊缝计算简图 (2分)

（3）经分析知，认为焊缝截面上各点的应力相等，任一点的应力：

)

2(2cos 2cos f e w e w x f h l h F l h F A F -===θθσ (2分) )

2(2sin 2sin f e w e w y

f h l h F l h F A F -===θθτ (2分) （4）验算焊缝强度：把f σ和f τ代入到角焊缝的基本公式()w f f f

f f ≤+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛22τβσ，即判断22)2(2sin )2(2cos ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-f e f f e h l h F h l h F θβθ是否w f f ≤。 (3分) 四、计算题（第1题13分，第2题14分，第3题15分，第4题18分，共60分）

1．(13分) 解：（1）单个螺栓的承载力设计值：

kN f d n N b

v

v b v 96.431014042014.314322=⨯⨯⨯⨯==-

π (2分)

kN f t d N b c b c 6.971030516203=⨯⨯⨯==-∑ (2分)

kN f A N b t e b t 65.41101702453=⨯⨯==- (2分)

（2）把力N 分解为N x 和N y ：

kN N N x 8.28222==；kN N N x 8.2822

2== (1分) 一个螺栓承受的剪力和拉力分别为：

kN N N y

v 3.2810== kN N N x t 3.2810

== (2分) （3）在剪力和拉力共同作用下：

1936.065.413.2896.433.282

222<=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛b t t b v v N N N N (3分) 并且：kN N kN N b c v 6.973.28=<= (1分)

所以螺栓的强度满足要求。

2. (14分)

解:(1)抗弯强度验算: m kN ql M ⋅=⨯==8108

618082

2max (1分) 3240065

.57230342cm y I W x nx === (1分) 1323513.4.101441501=<=-=y

f t b ，取05.1=x γ (1分) 2236

/215/6.19210

400605.110810mm N f mm N W M nx x x =<=⨯⨯⨯=γ (3分) (2)整体稳定验算：31151071

.45230342cm y I W x x === (1分) 4.1152

.56001===y y i l λ (1分)

6.006.1235235475.06.1024.44.14.115151076.1021464.1154320725.02354.41432022212>=⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=y b y x y b b f h t W Ah ηλλβϕ

(2分)

804.006

.1282.007.1282

.007.1'=-=-=b b ϕϕ (1分) 2236

/215/3.19710

5107804.010810'mm N f mm N W M x b x =<=⨯⨯⨯=ϕ (3分) 所以，该梁的抗弯强度和整体稳定都满足要求。

3．(15分)

解：cm i i x x 82.91==，cm b i i y y 74.1022124.222

22021=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+= (2分) （1）刚度验算：150][2.6782

.96600=<===λλx x x i l (2分) 45.6174.106600===

y y y i l λ (1分) 96.1624

.2165411=-==i a λ (1分) 150][7.6396.1645.61222120=<=+=

+=λλλλy y (2分) （2）整体稳定验算：因为y x 0λλ>，由2.67=x λ，查表得768.0=ϕ (2分)

则： 23

/2151.2053492

2768.0101100mm N f A N =<=⨯⨯⨯=ϕ (3分) （3）分肢稳定验算：6.332.675.05.096.16max 1=⨯=<=λλ

并且4096.161<=λ (2分)

所以该缀板柱的刚度、整体稳定和分肢稳定都满足要求。

4．(18分)

解：（1）强度验算：m kN ql M ⋅=⨯==5.3378

151282

2max (1分) 3131172

.331034752cm h I W W x x nx ==== (1分) 13235139.121251601=<=-=y

f t b ，取0.1=x γ 5 (1分) 26

3/2151.1743117000

05.1105.33714080101000mm N f W M A N nx x x n =<=⨯⨯+⨯=+γ (3分) （2）弯矩作用平面内整体稳定验算：

4.551.2715000===

x x x i l λ，查表得831.0=x ϕ (2分) kN EA N x Ex 84714

.551.1140801006.214.31.125222'

=⨯⨯⨯⨯==λπ (1分) 2236

3'1/215/3.199847110008.0110311705.1105.3370.114080831.01010008.01m m N f m m N N N W M A

N EX x x x mx x =<=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛-+γβϕ (3分)

（3）弯矩作用平面外整体稳定验算： 由5.738

.65000===y y

y i l λ，查表得：729.0=y ϕ (2分) 947.0235

235440005.7307.12354400007.122=⨯-=⨯-=y y

b f λϕ (1分) 侧向支撑将构件在弯矩作用平面外分成了三段，最危险段为BC 段： 则: 2

236

31/215/8.211103117947.0105.3370.10.114080729.0101000m m N f m m N W M A N x

b x tx y =<=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+ϕβηϕ (3分)

所以该柱的强度和整体稳定均满足要求。