钢结构基本原理书面作业
2018年秋季
第1次作业(钢结构材料)
1-1 图示桁架结构,杆件截面对跨中对称布置。当钢材采用不同材料时,问桁架的最大承载力(倘杆件保持稳定)。
(1)假设为EP模型,当A1= A2= A3= A4 = A5=A,F最大为多少?
(2)模型同上,当A1= A2=2A, A3= 1.5A,A4 = A5=A,F最大为多少?
(3)模型同上,同时有3种大小截面积的材料可供选用,分别为A、1.5A和2A,问各杆件分别何种大小的截面,可得到最大承载效益?(提示:最大承载效益可按荷载与材料体积比最小考虑。)
(4)假设为EHP模型,当A1= A2= A3= A4 =A, A5=2A ,F最大达到多少? (EP:弹性-塑性;EHP:弹性-强化-塑性)
1-2(本题供学有余力同学选做)
要求:
根据自平衡原理,求焊接工字钢截面腹板中央段的纵向残余应力值σr。
已知:
工字钢截面为双轴对称,尺寸如图,且t<
第2次作业(钢结构材料)
2-1 如图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
???关系式。
(a)理想弹性-塑性; (b)理想弹性强化
2-2 如图所示的钢材在单向拉伸状态下的???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?、卸载后残余应变?c及可恢复的弹性应变?y各是多少?
fy?235N/mm2
?c?270N/mm2 ?F?0.025
E'?1000N/mm2
22-3 一两跨连续梁,在外荷载作用下,截面上A点正应力为?1?120N/mm,
E?2.06?105N/mm2
?2??80N/mm2,B点的正应力?1??20N/mm2,?2??120N/mm2,求该梁A点
与B点的应力比和应力幅是多少?
2-4某焊接钢板,长度1m,宽度100mm,厚度为5mm(图1),焊缝位于宽度中央;已知
钢板的材料为Q235,母材和焊缝均为理想弹塑性材料;屈服强度为fy=235MPa;弹性模量E=200GPa(图2);钢板受等幅循环荷载作用,荷载均匀施加于钢板两端,受拉最大荷载为45kN,受压最大荷载为-45kN(图3);钢板的纵向残余拉应力(与荷载作用方向相同的残余应力)为+180MPa,残余压应力为-180MPa(图4)。试求: (1)加载路径上O~R各点状态时,截面上的应力分布图; (2)加载路径上O~R各点状态时,截面上的应变分布图; (3)钢板沿荷载方向的变形随各加载点的变化图。
σfy=235Mpa
E=200GPa Oε
图1:纵向受拉焊接钢板 图2:母材和焊缝的本构关系
σ/MPa9055AO-55-90BCDEFHGJL=1mKLMNQPRt2550+180MPa-180MPa25图3:截面上的平均应力 图4:钢板的纵向残余应力分布图
第3次作业(轴拉构件)
3-1 选择图示轴心受拉杆件AB的截面,使其满足强度和刚度要求。已知该杆件承受的轴心拉力设计值为 250kN。拟用钢材为 Q235B,钢材强度设计值为 215MPa。轴心拉杆允许长细比???=400。如分别采用窄翼缘H型钢(HN型)、普通热轧工字钢、长肢相并的双角钢(角钢背间距离a =10mm),问满足强度和刚度要求的最小截面及型号各是什么。
钢结构基本原理书面作业
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