钢结构计算题集

..钢结构设计原理计算题第3章连接1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。已知：连接承受静力荷载设计值300PkN，240NkN，钢材为Q235BF，焊条为E43型，2160wffNmm，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm。2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P。已知：钢材为Q235BF，焊条为E43型，2/160mmNfwf，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm290。2解：120P53M,P53V,P54Np33.029067.0210p54AN3eNp25.029067.0210p53AN3eNp61.029067.061210120p53WM23fM题2图题1图1..2wf222V2MNmm/N160f)P25.0()22.1P61.0P33.0()()22.1(kN5.197P3、图示角焊缝连接，承受外力kNN500的静载，mmhf8，2160mmNfwf，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。3解：400,300xyNkNNkN2365.90)82410(87.0210400mmNlhNwexf2398.67)82410(87.0210300mmNlhNweyfwfffffmmN222227.10098.67)22.165.90()(4、计算图示角焊缝连接中的fh。已知承受动荷载，钢材为Q235-BF，焊条为E43型，2160mmNfwf，偏离焊缝形心的两个力kNF1801，kNF2402，图中尺寸单位：mm，有引弧板。4解：将外力1F，2F移向焊缝形心O，得：kNFN1801；kNFV2402kNFFM0902401201809012021题3图..ffwefhhlhN5362407.02101803ffwefhhlhV7142407.021024030.1f则：160)714()536()(2222wfffffffhh解得mmhf58.5取mmhf6构造要求：mmthf6.982.12.1minmaxmmthf74.4105.15.1maxminmaxmin6fffhmmhh满足要求。5、验算图示角焊缝连接的强度。已知承受静荷载，钢材为Q235-AF，焊条为E43型，2160mmNfwf，偏离焊缝形心的力kNF500，mme100，mmhf10，图中尺寸单位：mm，无引弧板。5解：将外力F移向焊缝形心，得：2FN；2FV；2FeM题4图题5图..23/47.66)20400(107.02210500mmNlhNweNf23/47.66)20400(107.02210500mmNlhVwef223/95.104)20400(107.022100105006mmNWMMf222222/160/44.15547.66)22.147.6695.104()(mmNfmmNwffff6、验算题6图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。已知：初连接构件钢材为Q235BF，8.8级M20高强度螺栓的设计预拉力P=110kN，接触面喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数为0.35。6解V=F=180kN；M=F×150kN6.38)14070(22140150180N22tkN881108.0P8.06.38Nt)N25.1p(n9.0NtfbvkN45.19)6.3825.1110(35.019.0kN45.19N1810180nVNbvv7、图示牛腿采用摩擦型高强度螺栓连接，45.0，设计预拉力kNP125，kNN20，kNF280，验算螺栓的连接强度。7解：方法1：1122220280100160370.81001022(16080)tiMyNNkNPkNnmykNnNNt5.1916080352kNNt23kNNNNNtttti11725.58)(321题6图..kNVkNNnPnNtifbv280447)11725.112510(45.019.0)25.1(9.0方法2：kNPNbt1008.01122220280100160370.81001022(16080)tiMyNNkNPkNnmykNNPnNkNNtfbvv89.31)25.1(9.028102801bttNN1，bvvNN满足要求8、验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径mmd20，C级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值kNF100，2140mmNfbv，2170mmNfbt，2305mmNfbc，245.2cmAe。8解：-32451701041.65bbtetNAfkN2233.14201140104444bbvvvdNnfkNkNftdNbcbc12210305221题7图题8图..受力最大的１号螺栓所受的剪力和拉力分别是：kNnNNv5.128100kNymMyNit78.26)100200300(2300250100222211703.0)65.4178.26()445.12()()(2222bttbvvNNNNkNNkNNbcv1225.12螺栓连接强度满足要求。9、验算图示普通螺栓连接时的强度。已知螺栓直径mmd22，C级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值kNF150，2140mmNfbv，2170mmNfbt，2305mmNfbc，203.3cmAe。9解：kNfANbtebt51.51101701003.332kNfdnNbvvbv19.531014042214.314322题9图..kNftdNbcbc78.1201030518223受力最大的１号螺栓所受的剪力和拉力分别是：kNnFNv75.188150kNymMyNit18.40)24016080(224020015022221186.0)51.5118.40()19.5375.18()()(2222bttbvvNNNNkNNkNNbcv78.12075.18螺栓连接强度满足要求。10．试验算图示高强度螺栓连接的强度。采用8.8级M20摩擦型螺栓，P=125kN，u=0.45，kNF300。10解：V=300kN，T=300×0.25=75kNm，KNpnNfbv625.5012545.019.09.0kNyxTyNiiTx56.55240412046010240107522262211kNyxTxNiiTy89.1332400060107562211kNnVNF30103001题10图..KNNkNNNNNbVFTyTX625.508.70)3089.13(56.55)()(22211211该螺栓连接的强度不满足。第5章梁的设计1、焊接工字形截面简支梁跨度6m，上翼缘受集中荷载作用，设计值如题1图所示，钢材为Q345B，2310/fNmm，2345/yfNmm。忽略梁自重，受压翼缘扭转受到约束，试验算梁的整体稳定性和局部稳定性。已知846.1410xImm，743.12510yImm，29456Amm，632.0510xWmm，57.5yimm，211243202350.821()0.684.4byxytAhWhf，bb282.007.1。1解(1)整体稳定计算：最大弯矩2002400xMkNm；0.680.6,0.64bb；/()xbxMW66240010/(0.642.0510)305/Nmmf满足要求（2）验算局部稳定翼缘00122,12,/10.213235/10.7ybmmtmmbtf满足要求腹板0/576/69680235/66wyhtf；0/96170235/140wyhtf应布置横向加劲肋2、如题2图所示一焊接组合截面板梁，截面尺寸为：翼缘板宽度b=340mm，厚度为t=12mm；腹板高度为h0=450mm，厚度为tw=10mm，Q235钢材。梁的两端简支，跨度为6m，跨中受一集中荷载作用，荷载标准值为：恒载40kN，活载70kN(静力荷载)。试对梁的抗弯强度、抗剪强度、折算应力、整体稳定性和挠题1图..度进行验算。2215N/mmf，2125N/mmvf，522.0610N/mmE,1.0x，3/48xvFlEI，yyxybbfhtWAh235)4.4(1432022，其中，=0.81b，当计算出的6.0b按bb282.007.1进行修正。注意，为降低计算量，这里已给出构件截面部分几何特性参数：A=126.6cm2，Ix=51146cm4，Iy=7861cm4，Wx=2158cm3，Sx=1196cm3，Sx1=942cm3（不考虑局部压应力的影响）。2解：荷载设计值计算。P=1.2×40+1.4×70=146kN；146644PlM=219kN·m；V=2P=73kN(1)构件截面几何特性计算：78617.88126.6yyIicmA；60076.17.88oyyyli(2)强度验算：抗弯强度σ=6max321910215810xMW=101.5N/mm2f抗剪强度τmax=3347310119610514461010xxwVSIt=17.1N/mm2fv折算应力σ1=σmax·0hh=101.5×474450=96.4N/mm2τ1=3314731094210511461010xxwVSIt=13.4N/mm2222211396.4313.4=99.2N/mm21.1f(3)整体稳定性验算：题2图..因1160034lb=17.613，故需要验算整体稳定性。2243202351()4.4ybbyxytAhWhf=224320126.647.476.11.20.811()176.121584.447.4=1.8340.60.2820.2821.071.070.9161.834bb63219100.916215810bxMW=111N/mm2f(4)挠度验算：lvEIlPlvxk1277110511461006.248600010)7040(4845232故刚度条件能够满足。3、题3图所示楼盖梁跨度4.8m，采用焊接工字形截面，承受的均布荷载为恒载标准值(包括自重)mkN/8+活载标准值kq，如果楼板可保证梁的侧向稳定性，钢材为Q235BF，2/215mmNf，2/125mmNfv，试计算活荷载kq的最大值。已知容许挠度250][lv，4710511.9mmIx，35103.6mmWx，3510488.3mmSx，05.1x，xEIqlv384/54，522.0610N/mmE。3解．(1)按抗弯强度计算最大弯矩2(1.281.4)4.8/82.88(9.61.4)xkkMqqkNm652/()2.88(9.61.4)10/(1.056.310)215/xxxkMWqNmmqk=28.