钢结构计算题-答案完整

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(完整版)钢结构基本原理课后习题与答案完全版

2.1 如图2-34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σε-关系式。

tgα'=E'

f y 0f y 0

tgα=E 图2-34 σε-图

（a ）理想弹性－塑性

（b ）理想弹性强化

解：

（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅

非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化）（2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f E

σεαεα

=+-

2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-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ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？

2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =

f y

图2-35 理想化的σε-图

解：

（1）A 点：

卸载前应变：5

2350.001142.0610y f E

ε=

=⨯

卸载后残余应变：0c ε=

可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=

（2）B 点：

卸载前应变：0.025F εε==

卸载后残余应变：0.02386y c f E

εε=-

可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=

（3）C 点：卸载前应变：0.0250.0350.06'

c y

F f E σεε-=-

=+=

卸载后残余应变：0.05869c

c E

σεε=-

可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=

(完整版)钢结构计算题答案完整

《钢结构设计原理计算题》

【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度Ｌ＝250mm，厚度t=10mm。钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，

w =185N /mm 2。试求连接所能承受的最大拉力N =?

解：无引弧板时，焊缝的计算长度l w

取实际长度减去2t，即250-2*10mm。

根据公式

=N <f t w

移项得：

l w

⋅t

N <l w ⋅t ⋅f

=(250-2⨯10)⨯10⨯185=425500N =425.5kN

【变化】若有引弧板，问N =?

解：上题中l w

取实际长度250，得N =462.5kN

【练习2】两截面为450⨯14mm 的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm，长度410mm(中间留空10mm)，厚度8mm。

w 2钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，f f

=160N /mm ，静态荷载，h f

=6mm 。求最

大承载力N =?

解：端焊缝所能承担的内力为：

N 3

=∑0.7h f l

w 3

w =2⨯0.7⨯6⨯300⨯1.22⨯160=491904N

侧焊缝所能承担的内力为：

N 1=∑0.7h f l w 1f f

w =4⨯0.7⨯6⨯(200-6)⨯160=521472N 最大承载力N =491904+521472=1013376N =1013.4kN 【变化】若取消端焊缝，问N =?

解：上题中令N 3

=0，l w 1

=200-2⨯6,得N =N 1

=505.344kN

【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，f

钢结构计算题(含答案)

1、某6m 跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在内的设计值）如图所示。在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。

解：

①计算焊缝截面处的内力

m kN m kN qab M ⋅=⋅-⨯⨯⨯==

8.1036)]4.20.6(4.22402

[21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-⨯=⎪⎭

⎫

⎝⎛-=

② 计算焊缝截面几何特征值：

()

464331028981000240103225012

mm mm I W ⨯=⨯-⨯⨯=

()

363610616.5516102898mm mm W W ⨯=÷⨯= ()363110032.250816250mm mm S W ⨯=⨯⨯= ()363110282.325010500mm mm S S W W ⨯=⨯⨯+=

③ 计算焊缝强度

查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v =

266max

/185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⨯==σ

63max /125/3.1610

10289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=⨯⨯⨯⨯⨯==τ 2max 01/9.1786.1841032

1000mm N h h =⨯==

σσ 26

311/1.1010

10289810032.210144mm N t I VS w W W =⨯⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：

钢结构计算题答案

第四章轴心受力构件

4.1 验算由2∟635⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。

解：（1）强度查表得 ∟635⨯的面积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==，

22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=， N=270KN

327010262.62151028

n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，强度不满足，

所需净截面面积为3

2270101256215

n N A mm f ⨯≥==，所需截面积为21256

2057282

n A A d t mm =+⋅=

+⨯=，选636⨯，面积A=7.29cm 22

729mm =2

728mm ≥ （2）长细比

[]min

3000

154.635019.4

o l i λλ=

=≤= 4.2 一块-40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯进行拼接。螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38所示。钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？

（2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？

（3）拼接板的强度够否？

解：（1）钢板1-1截面强度验算：

210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑， N=1350KN

钢结构计算题(含答案)

1、某6m 跨度简支梁的截面和荷栽〔含梁自重在内的设计值〕如下图。在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其拼接的对接焊缝。钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。

解：

①计算焊缝截面处的内力

m kN m kN qab M ⋅=⋅-⨯⨯⨯==

8.1036)]4.20.6(4.22402

[21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-⨯=⎪⎭

⎫

⎝⎛-=

② 计算焊缝截面几何特征值：

()

464331028981000240103225012

mm mm I W ⨯=⨯-⨯⨯=

()

363610616.5516102898mm mm W W ⨯=÷⨯=

()363110032.250816250mm mm S W ⨯=⨯⨯= ()363110282.325010500mm mm S S W W ⨯=⨯⨯+=

③ 计算焊缝强度

查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v = 2

266max

/185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⨯==σ

63max /125/3.1610

10289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=⨯⨯⨯⨯⨯==τ 2max 01/9.1786.1841032

1000mm N h h =⨯==σσ

311/1.1010

10289810032.210144mm N t I VS w W W =⨯⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：

钢结构计算题(含答案)

《钢结构设计原理》

【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，

2/185mm N f w t =。试求连接所能承受的最大拉力?=N

解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。

根据公式 w t w f t

l N

<⋅=

σ 移项得： kN N f t l N w t w 5.42542550018510)102250(==⨯⨯⨯-=⋅⋅< 【变化】若有引弧板，问?=N

解：上题中w l 取实际长度250，得kN N 5.462=

【练习2】两截面为450⨯14mm 的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm ，长度410mm(中间留空10mm)，厚度8mm 。

钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2

/160mm N f w f =，静态荷载，mm h f 6=。求最

大承载力?=N

解：端焊缝所能承担的内力为：

N f l h N w f f w f 49190416022.130067.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β

侧焊缝所能承担的内力为：

N f l h N w f w f 521472160)6200(67.047.011=⨯-⨯⨯⨯=∑= 最大承载力kN N N 4.10131013376521472491904==+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N

解：上题中令03=N ，622001⨯-=w l ,得kN N N 344.5051==

钢结构计算题(含答案)

解：

①计算焊缝截面处的内力

m kN m kN qab M ⋅=⋅-⨯⨯⨯==

8.1036)]4.20.6(4.22402

[21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-⨯=⎪⎭

⎫

⎝⎛-=

② 计算焊缝截面几何特征值：

()

464331028981000240103225012

mm mm I W ⨯=⨯-⨯⨯=

()

363610616.5516102898mm mm W W ⨯=÷⨯=

()363110032.250816250mm mm S W ⨯=⨯⨯= ()363110282.325010500mm mm S S W W ⨯=⨯⨯+=

③ 计算焊缝强度

查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v =

266max

/185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⨯==σ

63max /125/3.1610

10289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=⨯⨯⨯⨯⨯==τ 2max 01/9.1786.1841032

1000mm N h h =⨯==

σσ 26

311/1.1010

10289810032.210144mm N t I VS w W W =⨯⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：

钢结构习题5-6章参考答案

第5章受弯构件

14. 一简支梁，梁跨为

7m,焊接组合工字形对称截面

150mm 450mm 18mm 12mm ×××（图5-57），梁上作用有均布恒载（标准值，未

含梁自重）17.1kN/m ，均布活荷载6.8kN/m ，距梁端2.5m 处，尚有集中恒荷载标准值60kN ，支承长度200mm ，荷载作用面距离钢梁顶面为120mm ，钢材抗拉强度设计值为2215N/mm ，抗剪强度设计值为2125N/mm ，荷载分项系数对恒载取1.2，对活载取1.4。试验算钢梁截面是否满足强度要求（不考虑疲劳）。

解：截面积2A=1501824141210368mm ××+×=

4150450138414323046144mm 1212

××=−=x I

3x W 1440000mm 2

I h

梁自重 32-67850kg/m 10368mm 10=81.4kg/m=0.814kN/m ××

简支梁承受的均布恒载荷载标准值

k (0.814+17.1)kN/m=17.9kN/m q =

均布线荷载设计值y 1.217.9+1.4 6.8=31kN/m q =××

集中荷载设计值y 1.26072kN p =×=

（1）验算该简支梁的抗弯强度

按

y x

x nx y ny

+γW γW M M f ≤计算，取y 0M =。

集中恒荷载作用处有2x 317 4.51

2.572 2.531 2.5290.1kN m 272

M ×=×+××−××=⋅ 跨中处2x 317 4.51

3.572 3.531 3.5721279.9kN m 272

《钢结构设计》作业及答案（完整版）

钢结构设计

一、填空题

[填空题]

参考答案：

1、在钢屋架设计中，对于受压构件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采等稳定性原则。

2、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，钢结构设计规范对屋架杆件规定了容许长细比。

3、钢结构设计规范将钢材分为四组，钢板越厚，设计强度越小。

4、常用的有檩条钢屋架的承重结构有屋架、檩条、屋面材料、和支撑等。

5、现行钢结构设计法是以概率理论为基础的极限状态设计法。

6、梯形屋架下弦支座节点处应设刚性系杆。

7、在横向水平支撑布置在第二柱间时，第一柱间内的系杆应为刚性系杆。

8、柱头的传力过程为N→垫板→顶板→加劲肋→柱身。

9、柱脚由底板、靴梁、锚栓、隔板、肋板组成。

10、梁的最大可能高度一般是由建筑师提出，而梁的最小高度通常是由梁的刚度要求决定的。

11、在钢屋架设计中，对于受压杆件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采

用等稳定性原则。

12、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，《钢结构设计规范》对屋架杆件规定了容许长细比。

13、垂直于屋面坡度放置的檩条按双向受弯构件计算

14、三角形屋架由于外形与均布荷载的弯矩图不相适应，因而弦杆的内力沿屋架跨度分布很不均匀。

15、系杆可分为刚性系杆和柔性系杆，通常刚性系杆采用双角钢，

按压杆设计。

16、在钢屋架的受压杆件设计中，确定双角钢截面形式时，应采用等稳定的原则

17、组成单层钢结构厂房结构的构件按其作用可归并为下列几个体系横向平面框架体系、纵向平面框架体系、屋盖结构体系、吊车梁结构体系、支撑体系、墙架结构体系。

钢结构计算题(有答案)

【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，2/185mm N f w t =。试求连接所能承受的最大拉力?=N

解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。

根据公式 w t w f t

l N

<⋅=

σ 移项得： kN N f t l N w t w 5.42542550018510)102250(==⨯⨯⨯-=⋅⋅<

【变化】若有引弧板，问?=N

解：上题中w l 取实际长度250，得kN N 5.462=

【练习2】两截面为450⨯14mm 的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm ，长度410mm(中间留空10mm)，厚度8mm 。

钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载，mm h f 6=。求最大承载力?=N

解：端焊缝所能承担的内力为：

N f l h N w f f w f 49190416022.130067.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β

侧焊缝所能承担的内力为：

N f l h N w f w f 521472160)6200(67.047.011=⨯-⨯⨯⨯=∑=

最大承载力kN N N 4.10131013376521472491904==+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N

解：上题中令03=N ，622001⨯-=w l ,得kN N N 344.5051==

【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。

钢结构计算题(含答案)

解：

①计算焊缝截面处的内力

m kN m kN qab M ⋅=⋅-⨯⨯⨯==

8.1036)]4.20.6(4.22402

[21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-⨯=⎪⎭

⎫

⎝⎛-=

② 计算焊缝截面几何特征值：

()

464331028981000240103225012

mm mm I W ⨯=⨯-⨯⨯=

()

363610616.5516102898mm mm W W ⨯=÷⨯= ()363110032.250816250mm mm S W ⨯=⨯⨯= ()363110282.325010500mm mm S S W W ⨯=⨯⨯+=

③ 计算焊缝强度

查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v =

266max

/185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⨯==σ

63max /125/3.1610

10289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=⨯⨯⨯⨯⨯==τ 2max 01/9.1786.1841032

1000mm N h h =⨯==

σσ 26

311/1.1010

10289810032.210144mm N t I VS w W W =⨯⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：

(完整版)钢结构习题答案

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300P kN =，

240N kN =，钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2160w f f N mm =，设计算焊缝长度为实际焊缝

长度减去10mm 。

2、计算如

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

/160mm N f w

f =，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm 290。

2 解：120P 5

M ,P 53V ,P 54N ⨯===

p 33.029067.0210p 54

A N 3

e N =⨯⨯⨯⨯==σ p 25.0290

67.0210p 53

A N 3

e N =⨯⨯⨯⨯==τ p 61.029067.06

1210120p 53

W M 23

f M

=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==σ

题2图

题1图

2w f 222V 2M N mm /N 160f )P 25.0()22.1P 61.0P 33.0()()22.1(=≤++=τ+σ+σ kN 5.197P ≤

3、图示角焊缝连接，承受外力kN N 500=的静载，mm h f 8=，2

160mm N f w f =，没有

采用引弧板，验算该连接的承载力。

3 解：400,

300x y N kN N kN ==

65.90)82410(87.0210400mm N l h N w e x f =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑σ

98.67)82410(87.0210300mm N l h N w

e y

f =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑τ

钢结构试题及答案2020计算

第4章受弯构件正截面承载力 2．已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm ，混凝土强度等级为C25，

22/9.11,/27.1mm N f mm N f c t ==，截面弯矩设计值M=125KN.m 。环境类别为一类。

求：（1）当采用钢筋HRB335级2/300mm N f y =时，受拉钢筋截面面积；（2）当采用钢筋HRB400级2/360mm N f y =时，受拉钢筋截面面积.

解：（1）由公式得

0465

2009.110.110125⨯⨯⨯⨯==

bh f M

c s αα=0.243 283.00.243211211=⨯--=--=s αξ

858.0)243.0211(5.0)2-1(15.0s =⨯-+⨯=⨯+⨯=αγs

01044465

858.030010125/mm h f M A s y s =⨯⨯⨯==γ

选用钢筋421017,18mm A s =Φ

2m i n 200500200%2.01044mm bh A s =⨯⨯=>=ρ （2）2870360/1044300mm A s =⨯=。

3．已知梁的截面尺寸为b×h=250mm×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm 的HRB335钢筋，即Ⅱ级钢筋，2

/300mm N f y =，A s =804mm 2；混凝土强度等级为C40，

22/1.19,/71.1mm N f mm N f c t ==；承受的弯矩M=89KN.m 。环境类别为一类。验算此

梁截面是否安全。

解：f c =19.1N/mm 2，f t =1.7 N/mm 2，f y =300 N/mm 2 则

(完整版)钢结构下册复习题及参考答案

房屋钢结构

一、填空题

1.门式刚架结构通常用于跨度为 m，柱距为m，柱高为m的单层工业房屋或公共建筑。

2.门式刚架屋面的坡度宜取；挑檐长度宜为m,其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。

3.门式刚架轻型房屋的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为：纵向不大于；横向不大于 m。超过规定则需设。

4.门式刚架柱顶侧移的限值为不超过柱高度的。

5.门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。具体构造有、和三种形式。

6.压型钢板的板基厚度一般为mm。

7.屋面压型钢板侧向可采用、、等不同连接方式。

8.当檩条跨度（柱距）不超过m时，应优先选用实腹式檩条。

9.檩条在垂直地面的均布荷载作用下，按构件设计。

10.当檩条跨度大于m时，应在檩条跨中位置布置拉条；当檩条跨度大于m时，应在檩条跨度三分点处各布置一道拉条。

11.实腹式檩条可通过与刚架斜梁连接。

12.钢屋架中受压杆件的容许长细比为，只承受静力荷载的钢屋架中拉杆的容许长细比为。

13.钢屋架的受压杆件，其合理的截面形式，应尽量对截面的两个主轴具有。

14.梯形钢屋架节点板的厚度，是根据来选定的。

15.由两个角钢组成的T形截面杆件，为了保证两个角钢共同工作，在两角钢间每隔一定距离应设置。

16.钢屋架的轴心受拉杆件应进行和；钢屋架的轴心受压杆件应进行和。

17.梯形钢屋架的跨度大于等于m时，在下弦拼接处宜起拱，起拱高度一般为跨度的。

18.网架按跨度分类时：大跨度为 m以上；中跨度为m，小跨度为 m以下。

19.当采用钢檩条屋面体系时，网架的跨高比可选；上弦网格数可选。L2为网架的短向跨度。