钢结构计算题(焊接)
钢结构计算题-答案完整
侧焊缝所能承担的内力为：
N
最大承载力
【变化】若取消端焊缝，问N?
解：上题中令N30,lw12002 6,得N弘505.344 kN
【练习3】钢材为Q235,手工焊，焊条为E43,ff160N/mm"，静态荷载。 双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，hf6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度
均为250mm等边角钢的内力分配系数0.7，k20.3。求最大承载力N
⑷净截面强度验算：
N683.2
2t12
85.4
103
1020mm,故公式中取t14)
683.2kN
An(310 421.5)14
不满足要求。最大承载力由净截面强度控制:
N,
【变化】上题条件如改为已知
3
68竺匹217.9N/mm2
3136
215N /mm
Anf3136 215 103674.24kN
N=600kN试验算该连接是否安全
—
解：
端焊缝所能承担的内力为：
N
肢背焊缝所能承担的内力为：
N1
0.7hflw1ffw
2
0.7 6 (250
6) 160
327936N
根据
N1
n3
k1N—3
2
1
n3
1
204960
得:
N
(N1
3)
(327936
0 960)
614880N
K1
2
0.7
2
【变化】若取消端焊缝，问
解：上题中令N3
614.88kN
《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，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 tl 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。
双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。
等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。
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 20496016022.112567.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=⨯-⨯⨯⨯=∑=根据2311N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2204960327936(7.01)2(1311==+=+=【变化】若取消端焊缝，问?=N解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456=【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f wf =，静态荷载。
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 tl 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。
双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。
等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。
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 20496016022.112567.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=⨯-⨯⨯⨯=∑=根据2311N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2204960327936(7.01)2(1311==+=+=【变化】若取消端焊缝，问?=N解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456=【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f wf =，静态荷载。
钢结构计算题解答
Q235用。
由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。
分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。
1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置()()()()8010102401020160)10115(1010240510201601≈⨯-+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-=ymm160802402=-=y mm(2)焊缝计算截面的几何特性()623231068.22)160115(230101014012151602301014023010121mm I x ⨯=-⨯⨯+⨯⨯++-⨯⨯+⨯⨯=腹板焊缝计算截面的面积：230010230=⨯=w A mm 22．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。
将力F 向焊缝截面形心简化得：F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=wv f N/mm 2点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤wt f 18552.01022688010160431===⨯⨯⨯==w t x M af F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN点b 的压应力Mb σ，且要求Mb σ≤wc f 215129.110226816010160432===⨯⨯⨯==wc x Mbf F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤wV f125435.010231023===⨯⨯=wV V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN点b 的折算应力，且要求起步大于1.1wt f ()()()w t V M bf F F 1.1435.03129.132222=⨯+=+τσ解得：168≈F KN缝的距离不相等，肢尖焊缝的受力小于肢背焊缝的受力，又题中给出了肢背、肢尖焊缝相同的长度和焊脚尺寸，所以，只要验算肢背焊缝的强度，若能满足，肢尖焊缝的强度就能肯定满足。
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(4.224021[21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-=② 计算焊缝截面几何特征值：()4643310289810002401032250121mm 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 =2266max/185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==σ22663max /125/3.161010289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=⨯⨯⨯⨯⨯==τ 2max 01/9.1786.18410321000mm N h h =⨯==σσ 266311/1.101010289810032.210144mm N t I VS w W W =⨯⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：22222121/5.2031851.11.1/8.1791.1039.1783mm N f mm N w t =⨯=<=⨯+=+τσ2、设计图示双盖板对接连接。
已知钢板宽a =240mm ，厚度t =10mm ，钢材为Q235钢，焊条为E43，手工焊，轴力设计值N =550kN 。
钢结构考试题库计算题版
1、试验算图示焊缝连接的强度。
已知作用力F=150kN（静力荷载）,手工焊,E43型焊条,=160N/mm2。
(12分)截面内力:故该连接可靠2、如图所示一梁柱的端板连接，钢材为Q235，采用M20C级普通螺栓,该连接所受的偏心力F=150kN，试验算其连接的强度是否满足要求。
(，）(12分）解:偏心距e=80mm,核心距:，为小偏心…3、图示简支梁，不计自重，Q235钢，，受压翼缘有做够约束能保证整体稳定，均布荷载设计值为50kN/m，荷载分项系数为1.4,f=215N/mm2。
问该梁抗弯强度及刚度是否满足要求。
已知：（16分）解:截面几何特征值：…截面抗弯强度：取,满足要求梁刚度不满足要求…1、试设计如图所示角钢与连接板的连接角焊缝。
轴心力设计值N＝900k N（静力荷载）。
钢材Q235，焊条E43系列.（采用三面围焊）(12分)解:由构造要求，定…正面角焊缝受力肢背焊缝所能承担的内力为：得：，取，满足构造要求肢尖焊缝所能承担的内力为：得:，取,满足构造要求2、钢板截面为310mm20mm，盖板截面为310mm12mm，钢材为Q235,（），（）.级高强度螺栓摩擦型连接，孔径22mm,接触面喷砂，＝0.45，预拉力。
求该连接的最大承载力（12分）解：⑴一个螺栓的抗剪承载力设计值:连接的抗剪承载力为：……………….5分（2) 连接板件净截面强度验算：可得：…最大承载力由连接的抗剪控制：1、(本题12分)试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度（说明验算点）.图中荷载为静力荷载设计值。
钢材为Q235-A•F。
手工焊，焊条E43型。
f f w=160N/mm2，f t w=185N/mm2,f v w=125N/mm2。
3、图示焊接工字钢梁，均布荷载作用在上翼缘，Q235钢,验算该梁的整体稳定。
已知:,,，，.（可不计梁自重)（16分)解:截面几何特征值： ,,，整体稳定系数计算： (2)截面最大内力：整体稳定验算:满足条件1、如图连接，尺寸为mm,受静载拉力，,钢材为Q235BF，E43焊条,手工焊无引弧板，。
钢结构计算题(焊接、螺栓连接、稳定性)
Q235用。
由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。
分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。
1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置()()()()8010102401020160)10115(1010240510201601≈⨯-+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-=ymm160802402=-=y mm(2)焊缝计算截面的几何特性()623231068.22)160115(230101014012151602301014023010121mm I x ⨯=-⨯⨯+⨯⨯++-⨯⨯+⨯⨯=腹板焊缝计算截面的面积：230010230=⨯=w A mm 22．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。
将力F 向焊缝截面形心简化得：F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=wv f N/mm 2点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤wt f 18552.01022688010160431===⨯⨯⨯==w t x M af F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN点b 的压应力Mb σ，且要求Mb σ≤wc f 215129.110226816010160432===⨯⨯⨯==wc x Mbf F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤wV f125435.010231023===⨯⨯=wV V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN点b 的折算应力，且要求起步大于1.1wt f ()()()w t V M bf F F 1.1435.03129.132222=⨯+=+τσ解得：168≈F KN缝的距离不相等，肢尖焊缝的受力小于肢背焊缝的受力，又题中给出了肢背、肢尖焊缝相同的长度和焊脚尺寸，所以，只要验算肢背焊缝的强度，若能满足，肢尖焊缝的强度就能肯定满足。
钢结构计算题(焊接)
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载标准值F k =250kN ，其中20%为永久荷载，80%为可变荷载,如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊缝强度设计值为2185/w t f N mm =，未用引弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解：（组合焊缝的计算和对接焊缝的一样）拉力设计值 1.20.2250 1.40.8250340G GK Q QK F F F kN γγ⨯⨯⨯=⨯=+=+该拉力为偏心力,与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 由于未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力(拉)为焊缝强度不满足要求。
*、某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值F =340kN ，。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为2160/w f f N mm =。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解:偏心拉力与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为l w =b -2h f 。
节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力(拉)为焊缝强度满足要求。
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值C =200kN ，T =400kN ，如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，三级焊缝,焊缝强度设计值为：22185/,125/w w t v f N mm f N mm ==，未用引弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解: 轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下节点钢板所受的水平力(轴力)0x cos60400200/2300F T C kN =-⋅=-=节点钢板所受的弯矩3730010100310x M F e N mm ==⨯⨯=⨯⋅节点钢板所受的竖向力(剪力)0sin60y F C =⋅=焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。
钢结构第四章计算题
y
长细比：
l 3000 x x 43 ix 69.7
3000 y 48 iy 62.5
ly
2、整体稳定性验算
因为绕y轴属于弯扭失稳，必须计算换算长细比yz 因T形截面的剪力中心在翼缘板和腹板中心线的交点，所以剪 力中心距形心的距离e0等于yc。即：
2 2 2 2 i0 e0 ix iy 34.252 69.72 62.52
-250×8
回转半径：
Ix 1.1345 108 ix 119.1mm A 8000 x
x y
iy
Iy
3.126 107 62.5mm A 8000
长细比：
x
l x 6000 50.4 ix 119.1
3000 y 48.0 i y 62.5
ly
故整体稳定性满足要求
（2）局部整体稳定验算
b1 250 8 235 8.9 10 0.1 49.56 14.59 t 2 14 235
h0 250 235 31.25 25 0.5 49.56 49.75 tw 8 235
故局部稳定性满足要求
1 Iy 2 1.4 253 25 0.83 3645 cm 4 12
ix
Ix 13250 12.13cm A 90
iy
Iy A
3645 6.36cm 90
2、截面验算
因截面无孔削弱，可不验算强度。
（1）刚度和整体稳定验算
x
l ox 600 49.46 150 ix 12.13
截面面积 惯性矩：
A 250 12 2 250 8 8000mm2
钢结构设计习题(8)
70
70
160
3、轴心受压缀板柱截面由两个槽钢 28b 组成，钢材为 Q235-B，计算长度为
l ox = l oy = 6m ，承受轴心压力设计值 N=1600kN，缀板静间距为 a=65mm。试按
பைடு நூலகம்
等稳定原则决定两分肢的间距，并验算其整体稳定和分肢稳定。 [λ ] = 150 槽钢 28b 数据： x0 = 2.02cm, A1 = 45.63cm 2 , i x = 10.6cm, i1 = 2.3cm
b I y = 2[ I 1 + A1 ( − x0 ) 2 ] 2
70
4、一焊接组合截面简支梁，跨度为 8m，跨中无测向支承，荷载作用在上翼 缘， 受均布静荷载作用， 永久荷载标准值为 40kN/m， 可变荷载标准值为 60kN/m， 钢材为 Q235，截面尺寸如图所示，试验算其整体稳定，若不满足采取措施使其 整体稳定得到满足。
提示：
ϕb = βb
λ y t1 2 4320 Ah 235 [ 1+ ( ) + ηb ] × 2 4.4h fy λ yW x
ϕ b' = 1.07 − 0.282 / ϕ b ≤1.0
850
1、两块钢板采用双盖板拼接，钢板截面为 400×18，盖板截面为 360×10， 承受静力荷载，轴心力 N=1500kN，钢材为 Q235，焊条采用 E43，手工焊，试按 三面围焊设计此连接，求出盖板长度。 f fw = 160 N / mm 2
2、图示一厚度为 16mm 的钢板与厚度为 18mm 的柱身钢板，采用摩擦型高 强螺栓连接，已知螺栓为 10.9 级 M20 高强螺栓，钢材 Q235，喷砂处理。外力 设计值 F=100kN。试验算该连接。
钢结构第四计算题
-250 ×24
x
-250 ×8
y
y
x yc
1 、截面及构件几何性质计算
截面面积: 截面重心: 惯性矩:
-
250 ×24x
- 250 ×8
y
y
x yc
回转半径:
长细比: 2 、整体稳定性验算 因为绕y轴属于弯扭失稳 ， 必须计算换算长细比 yz 因T形截面的剪力中心在翼缘板和腹 板中心 线的交 点 ，所以剪力中心距形心的 距离e0等于yc 。即:
截面面积 惯性矩:
回转半径:
长细比:
y
-250 ×8
x
x
y -250 ×12
2 、整体稳定性验算 截面关于x轴和y轴都属 于b类,
满足整体稳定性要求。 其整体稳定承载力为:
查表得:
例2 某焊接T形截面轴心受压构件的截面尺寸 如图所 示 , 承受轴心压力设计值 （包括自重）N=2000kN , 计算长度l0x= l0y=3m , 翼缘钢板为火焰切割边 , 钢材 为Q345 , f=315N/mm2 , 截面无削弱 , 试计算该轴心受压构件的整体稳定 性。
故整体稳定性满足要求
三 、焊接工字钢
1 、初选截面 假设 ＝60 , 组合截面一般b/h>0.8不论对x轴或 y轴 均属b类截面 。
需要的截面几何ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为
查附表4.2得
查表4.6对工字形截面
根据h=23cm , b=21cm , 和计算的A=92.2cm2 , 设计截面如下图 。这一步 , 不同 设计者的差别较大 。估计的尺寸h 、b只是一个参考 , 给出一个量的概念 。设计者可 根据钢材的规格与经验确定截面尺 寸。
-
250 ×24x
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 tl 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。
双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。
等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。
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 20496016022.112567.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=⨯-⨯⨯⨯=∑=根据2311N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2204960327936(7.01)2(1311==+=+=【变化】若取消端焊缝，问?=N解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456=【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f wf =，静态荷载。
钢结构第四章计算题.
-250×12
2、整体稳定性验算
截面关于x轴和y轴都属于b类，
x y
查表得： 61.1 235 235
fy
N 2000103 311.9 N / m m2 f 315N / m m2 A 0.802 8000
满足整体稳定性要求。 其整体稳定承载力为：
-250×8
回转半径：
Ix 1.1345 108 ix 119.1mm A 8000 x
x y
iy
Iy
3.126 107 62.5mm A 8000
长细比：
x
l x 6000 50.4 ix 119.1
3000 y 48.0 i y 62.5
ly
例1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示， 承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算长度l0x=6m ， l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345，f=315N/mm2，截面 无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。 y
-250×8
x
x
y -250×12
1、截面及构件几何性质计算
故整体稳定性满足要求。
二、热轧H型钢
1、初选截面
由于热轧H 型钢可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因而长 细比的假设值可适当减小，假设=60，对宽翼缘H型钢因b/h>0.8， 所以不论对x轴或y轴均属类b截面。
fy 235
60
查附表4.2得
0.807
需要的截面几何量为
N 1600 103 2 A 92 . 2 cm f 0.807 215 102
yz x
查表得：
0.788
(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，2/160mm N f wf =，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm 290。
2 解：120P 53M ,P 53V ,P 54N ⨯===p 33.029067.0210p 54A N 3e N =⨯⨯⨯⨯==σ p 25.029067.0210p 53A N 3e N =⨯⨯⨯⨯==τ p 61.029067.061210120p 53W M 23f M=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==σ题2图题1图12w 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=，2160mm 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 ==2365.90)82410(87.0210400mm N l h N w e x f =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑σ2398.67)82410(87.0210300mm N l h N we yf =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑τwf ff f f mm N ≤=+=+222227.10098.67)22.165.90()(τβσ4、计算图示角焊缝连接中的f h 。
已知承受动荷载，钢材为Q235-BF ，焊条为E43型，2160mm N f w f =，偏离焊缝形心的两个力kN F 1801=，kN F 2402=，图中尺寸单位：mm ，有引弧板。
钢结构原理计算题
1．试验算图示焊缝连接的强度。
已知作用力F=100kN(静力荷载)，手工焊，E43型焊条，没有采用引弧板， w f f =160N/mm 2 ，h f =10mm. （8分）9。
解答：2、验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径mm d 20=，C 级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值kN F 100=，2140mm N f b v =，2170mm N f b t =，2305mmN f bc =，245.2cm A e =。
（12分）解：3．一焊接工字梁，跨度12米，跨中有一测向支点，F1=110KN, F2=160KN, 自重1.6KN/M ，Q235钢（2215mm N f =）。
集中荷载下方垫块宽60毫米，支座处有端板。
验算该梁的强度。
（12分）4．一柱轴心受压N=1400KN,Q235钢,截面I56a，柱高7米，柱在yz平面下端固定，上端铰接。
柱在xz平面两端铰接。
（x轴为强轴）。
1）验算该柱稳定性。
2）将该柱改为缀条柱（双肢槽钢20a,柱宽300mm）,缀条L45x4,缀条与柱成45度角。
验算该柱；3）将该柱改为缀板柱（双肢槽钢20a,柱宽300mm），确定单肢长度，进行缀板设计（P3）(18分)轴心压杆稳定系数1、一12米单跨梁，钢材为Q235钢（f=215Mpa，f=235Mpa，yf v=125Mpa），主梁工字钢，翼缘480x20mm，腹板720x10mm，设计均布荷载60KN/m （已考虑自重）。
对该梁进行强度和稳定性验算。
（A=26400mm 2,I x =2.94x109mm 4，I y =3.687x108mm 4）24320235bxy y fϕλ=⋅，0.282' 1.07b bϕϕ=-（13分)72、一偏心受压柱采用3号钢，长13.5米，N z =1350kN ，M x =700kN-m ，截面无削弱。
验算整体稳定。
（截面工字钢，翼缘400x20，腹板560x10，A=21600mm 2,I x =1.492x109mm 4，Iy=2.134x108mm 4, ()210.690λϕ=-)(15分)计算牛腿连接，采用直角角焊缝，hf=10mm 。
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*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载标准值F k =250kN ，其中20%为永久荷载，80%为可变荷载,如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊缝强度设计值为2185/w t f N mm =，未用引弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解：（组合焊缝的计算和对接焊缝的一样）
拉力设计值 1.20.2250 1.40.8250340G GK Q QK F F F kN γγ⨯⨯⨯=⨯=+=+ 该拉力为偏心力,与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为
353401010034010M Fe N mm ==⨯⨯=⨯⋅
焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 由于未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t
节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力(拉)为
max 2
35
2
2
/6
340103401012(400212)12(400212)/675.4120.2195.6185/w w w t F M F M A W tl tl f N mm σ=+=+⨯⨯=+⨯-⨯⨯-⨯=+=>= 焊缝强度不满足要求。
端板
*、某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值F =340kN ，。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为2160/w f f N mm =。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解:
偏心拉力与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为
353401010034010M Fe N mm ==⨯⨯=⨯⋅
焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为l w =b -2h f 。
节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力(拉)为
max 23522
20.720.7/6
340103401020.710(40020)20.710(40020)/663.9100.9164.8 1.22160195.2/f w f w w f f F M A W F M h l h l f N mm σβ=
+=+⨯⨯⨯⨯=+
⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-=+=<=⨯=
焊缝强度满足要求。
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值C =200kN ，T =400kN ，如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，
三级焊缝,焊缝强度设计值为：2
2185/,
125/w w t v f N mm
f N mm ==，未用引弧
板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解: 轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下
节点钢板所受的水平力(轴力)0
x cos60400200/2300F T C kN =-⋅=-=
节点钢板所受的弯矩37
30010100310x M F e N mm ==⨯⨯=⨯⋅
节点钢板所受的竖向力(剪力
)0sin60y F C =⋅= 焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。
焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t 最大正应力
37max
222
30010310/612(400212)12(400212)/666.5106.1172.6185/x x w w w t F F M M A W tl tl f N mm σ⨯⨯=+=+=+⨯-⨯⨯-⨯=+=<=, 可
最大剪应力
22max
1.5 1.557.5/125/y
y
w V w F F N mm f N mm A tl τ====<=, 可
最大剪应力处（焊缝中点）的正应力2mid 066.5/x
F N mm A
σ=
+=
焊缝中点的折算应力
22119.8/ 1.1203.5/w t N mm f N mm ==<=, 可
最大正应力处的剪应力为0，故不需考虑其折算应力。
焊缝强度满足要求。
某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值C =200kN ，T =400kN ，如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为2
160/w
f f N mm =。
试验算焊缝强度是否满足设计要求。
解：轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下
节点钢板所受的水平力(轴力)0
x cos60400200/2300F T C kN =-⋅=-=
节点钢板所受的弯矩37
30010100310x M F e N mm ==⨯⨯=⨯⋅
节点钢板所受的竖向力(剪力
)0sin60y F C =⋅= 焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。
焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为l w =b -2h f 。
最大正应力
f max 237
2
20.720.7/6
3001031020.710(40020)20.710(40020)/656.489145.4
x x f w f w F F M M A W h l h l σ=
+=+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-=+=
剪应力232.6/20.7y y
f f w F F N mm A h l τ====⨯
强度验算
22123.6160/w f mm f N mm ==<=,满足要求。
*、某简支钢梁如下图左所示，受集中荷载设计值F =400kN ，跨度l =10m ，Q235钢，梁截面为焊接工字形如下图右所示。
因梁的长度不够，用对接焊缝进行拼接，焊缝为手工焊，质量等级为三级,用引弧板施焊，腹板无切角，焊缝强度设
计值 2
2185/,
125/w w t v f N mm
f N mm ==。
1）试求焊缝截面处的弯矩设计值M 和剪力设计值V
2）试求焊缝处腹板的最大弯曲正应力σmax 、最大剪应力τmax 、最小剪应力τmin 3）试验算腹板焊缝的强度是否满足设计要求 解1）
焊缝承受得弯矩设计值和剪力设计值
1111
400105002488
1
2002M F l Fl kN m V F kN
=⋅==⨯⨯=⋅==
2）
3384
53163
1622max 8
36max 1300(400216)(30010)400 4.689101216300(2008)9.9841020010100 1.1981020050010200213.3/185/4.6891020010 1.19810x x x x w t x x x w I mm S mm S S mm M N mm f N mm I VS I t στ⎡⎤=
⨯+⨯--⨯=⨯⎣
⎦=⨯⨯+=⨯=+⨯⨯=⨯⋅⨯⨯===>=⨯⨯⨯⨯==22
8352
1min
8
51/125/4.6981010200109.9841042.5/4.6981010
w v
x x w N mm f N mm VS N mm I t τ=<=⨯⨯⨯⨯⨯===⨯⨯ 3）
折算应力
22225.6/ 1.1203.5/w t N mm f N mm ==>=，不可
强度不满足要求。
l /4对接焊缝
F
l /4l /2
*、某角钢牛腿,截面为11409010∠⨯⨯,短边外伸如下图所示，承受静力荷载F =120kN ，偏心距e =30mm ，Q235钢。
角钢长边用角焊缝焊于柱翼缘板，手工焊，E43型焊条，角钢背施绕角回焊，连续施焊。
焊缝强度设计值为
2160/w f f N mm =。
焊脚厚度h f =8mm ，试验算焊缝的强度是否满足设计要求。
解
焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝一端有绕脚焊，每条焊缝有效长度为l w =b -h f 。
焊缝所受剪力为F ，弯矩为M =Fe 应力分布如下图所示
最大弯曲正应力32max
22
1201030110.7/1120.7 1.48(1408)66
f f w
M F e N mm W h l σ⋅⨯⨯====⨯⨯⨯⨯⨯⨯- 剪应力321201081.2/20.7 1.48(1408)f f w F F N mm A h l τ⨯==
==⨯⨯⨯⨯- 强度验算
22121.8/160/w f N mm f N mm ==<=，可 焊缝强度满足要求。