大工15秋《钢结构》大作业答案（离线）1

大连理工大学《钢结构》大作业

学习中心： 奥鹏学习中心 姓 名： 司浩 学 号： 201503084167

题目一：（必答的题目）螺栓连接。

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。

508050—380×201000?n?n—380×20?n10005080?n50与右侧排列、尺寸均一致1000?n

解：受力最大的为最上排螺栓，所受剪力和拉力为：

Nv?N600??15kN n40800*103*160N1?y??67.5kN ?22m2*(2*80?2*160)21My1单个螺栓的抗剪承载力：

Nvb?0.9nfμP?0.9*1*0.5*155?69.75kN

bNC?0.8P?0.8*155?124kN

NvNi1567.5??0.759＜1 拉剪共同作用：b?b?NvNi69.75124所以上、下的拼接接头需要的螺栓数目如图所示40颗是安全的

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

y12xx2∟125×80×10yy12xx2∟125×80×10y，试验算此截面的整体稳定性。钢材为Q235。

y12xx

2∟125×80×10y解：本题为双角钢轴压构件整体稳定验算，由于截面为单轴对称的构件，因此，

l0x??x绕非对称轴x轴的长细比用ix应的换算长细比

计算，但绕对称轴y轴应取计及扭转效

?yz代替?y。

2f?215N/m2m，A?39.4cm（1）计算用数据 由附表可得：

，

ix?3.98cm，

iy?3.39cm

（2）计算长细比

l0x240?x???60.30

ix3.98240?y???70.80

iy3.39l0y绕y轴的长细比采用换算长细比

?yz代替

?y，

l0yb28240??8?0.48?0.48??14.4 t1b284??1.09b2?1.09?84??yz??y?1?22??70.80??1??76.29?22??lt?240?1?0y??（3）验算整体稳定性

对x、y轴均属于b类截面，且?yz>?x，由附表得：

?yz?0.712

N550?10322??196.06N/mm?215N/mm

?yzA0.712?39.4?102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？

答：疲劳破坏是钢材在连续反复荷载作用下，其应力虽然没有达到抗拉强度，甚至还低于屈服强度时，发生突然破坏。

塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生，破坏前构件产生较大的塑性变形。脆性破坏是指塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始的破坏形式。疲劳破坏是钢材在疲劳破坏之前，没有明显的变形，是一种突然发生的脆性断裂，所以疲劳破坏属于反复荷载作用下的脆性破坏。

疲劳破坏包括塑性破坏与脆性破坏。材料疲劳破坏的过程中，当塑性过分发展，对梁稳定带来不变，且对直接承受动载荷的梁，塑性发展使钢材硬化容易导致塑性破坏；材料疲劳破坏的过程中产生裂纹，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，即生 成脆性破坏。