3山建起重机械钢结构试题与答案答案

一、 填空 1. 建筑工程机械金属结构形式很多，其基本受力构件为：受弯构件，轴心受力构件,压弯构件三种构件组成。

2. 根据工程机械金属结构所受载荷的特点和出现的频繁程度，载荷可划分为：_基本载荷__,_附加载荷__,__特殊载荷_____等。

3. 金属结构的主要连接形式有：__焊接__,_铆接_,_螺销连接_和胶合连接。

4.

双向偏心受压构件的整体稳定计算的两个限制条件为：构件不发生弹性范围内的整体弯扭屈曲_,构件最大受力截面的边缘纤维不发生屈曲破坏。 5.

含碳量增加，钢材的屈服点和抗拉强度就会 提高 、硬度也上升，伸长率、冲击韧性会 减小 。同时，钢材的疲劳强度、冷弯性能和抗腐蚀性能也将明显 降低 。 二、

如下图所示：已知斜腹杆受力为138KN ，焊缝为5mm ，角钢形心到肢背的距离为21.5mm 。计算塔式起重机塔身斜腹杆焊缝长度，采用两面角焊缝。许用应力a h

t

MP 120][=τ，

解：由公式[]

h

l

A

N ττ≤

==120Mpa ，得：A []

h l

N

τ≥

=6

3

1012010138⨯⨯=1150mm

2

又A=总f f

h l 7.0⨯,得:总f f

h A l ⨯=

7.0=5.3285

7.01150=⨯ 因为角钢形心到肢背的距离为21.5mm ，由受力平衡可知肢背焊缝长度约占总长的0.7 所以肢背缝长度!f

l =328.52307

.0=⨯mm 肢尖缝长度!!f l =328.55.98230=- mm

三、

钢屋架下弦节点和钢柱连接，钢材为Q235，采用高强度螺栓连接，螺栓型号为M24，验算螺栓强度。（螺栓预紧力P=200KN ；摩擦系数f=0.35）。

解：1、计算螺栓载荷 拉力180KN 5

3450-504N =⨯=

剪力KN 3605

4450Q =⨯=弯矩mm KN l b .28800160180N M

=⨯=⨯=

2、计算单个螺栓受力

N N y y M N i 407141500020001204220021028800122

22321max

=+++⨯

⨯⨯⨯=+⨯=∑）（

3、计算螺栓许用承载力： 一个螺栓的承载能力：

()()

N N P f n N m l 35035407144.11020035.017.04.17.0][3max =⨯-⨯⨯⨯⨯=-=

4、校核螺栓

N N l 0000312

10603N Q 3

max =⨯==

][max l l N N <，符合使用要求。 四、

图示一长为5米的悬臂梁，梁端下翼缘悬挂一重物P ，梁截面如附图4-2所示，材料为Q345B 。若使梁不致丧失稳定性，不计梁自重，试求该重物的最大重量。

解：

1、许用应力 查P12表2-2，16t

≤得： 2/345cm N s

=σ

由于没有考虑风载荷，按载荷组合A 考虑 ，查P45表3-11载荷组合A 得：安全系数n=1.482/5.25748

.1345

][m m N n

S

==

=σσ

2、梁的截面特性：

4

3

29121012

806.05.402012cm I x =⨯+

⨯⨯⨯=4

3

133312

2012cm I y

=⨯⨯=2886.0802120cm A =⨯+⨯⨯=

cm A Iy r y 89.388/1333/===

1.25789

.35002=⨯=y λ 36.222441

912102

/cm h I W x X ===

3、梁的整体稳定系数 因为悬臂梁为双轴对称工字型等截面梁k=1，m=0.5； 由于

261.082

*201

*100011≤===

h b t l ξ，跨中无侧向支撑，载荷作用在上翼缘，查表4-5得：84.018.073.0=⨯+=ξβb

s

y X y

b

b h

t

m k W Ah σλλβϕ235]

)4.4(

1)12([)(432022

2++-=

794.0345

235

])824.411.257(

1)15.02(1[)6.2224

8288(1.257432084.022

2=⨯⨯++

-⨯⨯⨯⨯

=

4、载荷效应Nmm ql l P M X

334623005.02=+⨯=

5、梁的整体稳定性

5.257][=≤=

σϕσx

b W M

解得:P=80700N

五、 已知如图所示工字形截面轴心压杆，杆长m l 4=，两端铰支，轴心压力KN N 600=，钢材为Q235号钢，焊条为43E 型，试验

算其强度和刚度。

解: 1.截面面积： 翼缘： 21401202cm A =⨯⨯= 腹板： 228.106.018cm A =⨯= 总面积：2218.508.1040cm A A A =+=+= 4.截面验算 由于y x

l l 00=，而y x r r >，故截面仅需对y 轴作稳定控制。

43133020112

1

2cm I y =⨯⨯⨯

=cm A I r y y 11.58

.501330

==

=

150][5.7811

.5400

0=<===

λλy x y r l 满足刚度。 由y λ查表5-2的稳定系数74.0=y

ϕ，整体稳定验算：

a a y MP MP A N 170][16016010

8.5074.01060023

=<=⨯⨯⨯==

σϕσ 局部稳定验算：腹板: 85.575.781.0240

24050306.0180=⨯+<==δh

翼缘外伸部分:16240

24016100.1205.0=<=⨯=t b e 该构件截面安全。