钢结构计算题
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，。
钢结构梁柱章节计算题
20
500
x
8
x
轴心受压构件
1 1 3 I y 500 8 2 20 5003 12 12 4.17 108 mm 4
20
y
20
ix iy
Ix 1.436 109 245mm A 24000 Iy A 4.17 108 132mm 24000
N 400 103 2 A 2584 mm 因此， f 0.720 215
查表，选择 2 100 7
钢结构设计原理
轴心受压构件
截面： 2 100 7
A 2759mm 2 i y 45.3mm ix 30.9 mm
lox 230cm, loy 290cm
20 20
y
loy
500
max{x , y } 95.2 [ ] 150
b类截面
25
400
8
25
x
10
x
0.587
500
400
y
因此，最大轴心压 力设计值为：
Nmax Af 0.587 24000 205 2888kN
钢结构设计原理
轴心受压构件
20
梁的整体稳定性满足要求
钢结构设计原理
轴心受压构件
6-2 试计算习题图6.2所示两种焊接工字钢截面（截面面积相等 ）轴心受压柱所能承受的最大轴心压力设计值和局部稳定，并 作比较说明。柱高10m，两端铰接，翼缘为焰切边，钢材为 Q235。
20
500
20
25
400
8
25
10
500
400
钢结构设计原理
钢结构计算题
五计算题
A 卷
1. 某屋架下弦杆承受静力荷载作用，计算简图如图所示，轴向拉力设计值N=430kN，跨中弯矩80kN.m（已经考虑自重）。
已知钢材为Q345，f=310N/mm2，截面无削弱。
试校核截面强度。
（提示：截面为2∟200×125×12; 塑性发展系数γx1＝1.05, γx2=1.20;截面特性A＝75.8cm2, W x,max=480.4cm3; W x,min=233.4cm3）
B卷
1. 角钢和节点板采用两边侧焊缝连接，轴力N＝660kN（静力荷载），角钢2∟110×10，节点板厚度为12mm，钢材为Q235，焊条E43型，手工焊。
焊缝：肢背h f＝8mm，实际长度l1＝280mm；肢尖h f＝6mm，实际长度l2＝160mm。
角焊缝设计强度f f w＝160N/mm2。
试校核角焊缝强度。
（提示等肢角钢一肢相连，分配系数肢背K1＝0.7，肢尖K2=0.3）
C卷
1. 如图所示焊接工字形截面，钢材为Q235，试计算其最大抗拉和抗弯承载力。
（提示截面塑性发展系数γx＝1.05，钢材抗拉、压强度f＝215N/mm2）。
钢结构工程检测考核计算题例题
计算题例题1．超声波焊缝探伤中，用β=40°的探头探测T=30㎜的对接焊缝，仪器按声程1：1调节扫描速度，探伤中在示波屏水平刻度60处出现一缺陷，求此缺陷在焊缝中的位置。
解：由已知可知，一、二次波的声程为：x1 =T / cosβ = 30 / cos40º = 39.2mm因为 x2 = 2 x1= 78.4mm，又因为39.2mm〈 xf = 60mm〈 78.4mm，所以此缺陷是二次波发现的。
因此有：lf = xf sinβ = 60×sin40º= 38.6mmdf = 2T - xf cosβ = 2×30 – 60 cos40º = 14mm即此缺陷的水平距离为38.6mm，深度为14mm。
2．某钢结构工程，工程有关方共同封样送检1组8.8SM24规格的大六角高强度螺栓进行扭矩系数检验，实测值如下：序号 1 2 3 4 5 6 7 8螺栓预拉力（kN）148 147 144 147 149 145 146 146施拧扭矩（N·m）415 396 418 453 422 425 417 420该批螺栓检验结果是否合格？用于该工程主刚架梁柱节点上，螺栓连接副施工预拉力标准值为170kN，检测人员在现场实测1螺栓终拧扭矩为450N·m，实测的螺栓终拧扭矩是否合格？解：根据k = T / p〃d 及标准偏差公式√(m2-n〃ΣXi2)/(n-1)计算得出：扭矩系数平均值为0.12，在0.110～0.150的范围内；标准偏差为0.005 ≤ 0.010，所以送检的螺栓合格。
由Tc = k〃 pc〃d = 0.12×170×24 = 490N〃m扭矩偏差允许值为490×10% = ±49 N〃m ，实测扭矩450 N〃m 〉490– 49 = 441N〃m ，所以该螺栓终拧扭矩合格。
钢结构-计算题
1.一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件，长9m，截面由2∟组成的肢尖向下的T形截面，问是否能承受设计值为870KN的轴心力？解：（1）强度验算查表得∟的面积A=13.94cm2，，，但不超过5%，强度满足。
（2）刚度验算2. 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN（设计值），分别采用三面围焊，计算焊缝长度。
解：确定焊脚尺寸：，，内力分配：焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为，取310mm。
，则实际焊缝长度为，取120mm。
3.试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN（设计值），分别采用两面围焊，计算焊缝长度。
解：确定焊脚尺寸：同上，取，内力分配：，焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为:，取390mm。
，则实际焊缝长度为:，取260mm。
4.验算由2∟组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：（1）强度由题可知∟的面积A=6.14cm2，，，N=270KN，强度不满足，所需净截面面积为，所需截面积为，选，面积A=7.29cm2（2）长细比5.一平台的梁格布置如图所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。
设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为2.0。
验算挠度和强度。
1）强度2）挠度答：强度满足要求，挠度不满足要求。
6焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
（1）内力分析：V=374KN，（2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算腹板和翼缘交接处：折算应力：不满足。
钢结构原理计算题和部分答案
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 =，2305mm N f b c =，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）24320235bx y y f ϕλ=⋅，0.282' 1.07b b ϕϕ=-（13分)7 2、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 。
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
钢结构设计原理的计算题题库文档
1.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。
222。
fvw=125N/mm，ftw=185N/mm，ffw=160N/mm型。
E43手工焊，焊条．2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度。
图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为8.8级M20，预拉力，被连接板件钢P=110KN22）。
=215N/mm=125N/mm（Q235-材A?F，），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.453.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。
判定梁的局部稳定是否满足要求2，fd=215N/mm钢材，并画出加劲肋的布置图）请按构造要求设置加劲肋，。
梁采用Q235-A如需设加劲肋，（腹板判定是否需设加劲肋，22。
计算时可忽略梁的自重。
fy=235N/mm，fvd=125N/mm2，fd=215N/mm某压弯构件截面如图所示，荷载为静力荷载设计值，试验算整体稳定是否满足要求。
材质：Q235-A钢材，4.222。
E=2.06×105N/mmfy=235N/mmfvd=125N/mm，，，；0.7572；平面内稳定验算：平面内稳定验算：；0.6309；E43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。
图中荷载为静力荷载设计值。
1.钢材为Q235-A? F手工焊，焊条。
222型。
ffw=160N/mm，。
，ftw=185N/mmfvw=125N/mm2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度（不需验算连接板的强度）。
图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为10.9级M20（孔22），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45=215N/mm）。
，（A? F被连接板件钢材P=155kN，d0=21.5mm）预拉力，Q235-=125N/mm，所受荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。
判定梁的局部稳定是否满足6m某简支梁截面如图所示，梁的跨度为3.钢材，Q235-A 要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。
钢结构考试题及答案
钢结构考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 钢结构的主要优点不包括以下哪一项？A. 强度高B. 重量轻C. 耐腐蚀性强D. 施工速度快答案：C2. 下列哪项不是钢结构设计时需要考虑的因素？A. 材料的力学性能B. 结构的稳定性C. 焊接工艺D. 装饰效果答案：D3. 钢结构的连接方式中，不属于常用连接方式的是？A. 焊接B. 螺栓连接C. 铆接D. 粘接答案：D4. 在钢结构中，通常采用哪种形式的梁？A. 箱形梁B. I形梁C. T形梁D. 所有上述形式答案：D5. 钢结构的防火处理不包括以下哪一项？A. 喷涂防火涂料B. 包覆防火材料C. 使用防火玻璃D. 结构内部充填岩棉答案：C6. 钢结构的腐蚀主要来源于？A. 空气B. 水分C. 阳光D. 所有上述因素答案：D7. 下列哪项不是钢结构焊接过程中可能出现的缺陷？A. 裂纹B. 气孔C. 未焊透D. 材料老化答案：D8. 钢结构的抗震设计中，通常不采用以下哪种方法？A. 增加结构的刚度B. 使用阻尼器C. 减少结构的重量D. 增加结构的柔性答案：D9. 在钢结构施工中，螺栓连接的紧固顺序应为？A. 随意顺序B. 从中间向两端C. 从一端向另一端D. 从两端向中间答案：B10. 钢结构的维护和检修中，不需要进行的是？A. 检查螺栓紧固情况B. 检查焊缝完整性C. 清洁钢结构表面D. 更换所有磨损部件答案：D二、判断题（每题1分，共10分）1. 钢结构的耐热性能优于混凝土结构。
（错误）2. 钢结构的耐腐蚀性能可以通过涂层保护来提高。
（正确）3. 所有钢结构都必须进行防火处理。
（错误）4. 钢结构的施工过程中不需要考虑温度的影响。
（错误）5. 钢结构的连接方式只有焊接和螺栓连接两种。
（错误）6. 钢结构设计时不需要考虑结构的振动问题。
（错误）7. 钢结构的疲劳寿命通常比混凝土结构长。
（正确）8. 钢结构的截面尺寸越大，其稳定性越好。
（错误）9. 钢结构的节点设计不需要考虑施工方便性。
钢结构计算例题
例题 8-1简支人字形屋架设计1、设计资料人字形屋架跨度30m，屋架间距12m，铰支于钢筋混凝土柱上。
厂房长度96m。
屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度1/10，轧制H型钢檩条（见例6-6）的水平间距为5m，基本风压为0.50kN/m2，屋面离地面高度约为20m，雪荷载为0.20kN/m2。
钢材采用Q235-B·F，焊条采用E43型。
2 屋架尺寸，支撑布置屋架计算跨度L=L－300=29700mm，端部及中部高度均取作2000mm。
屋架杆件几何长度见8－41，支撑布置见图8－42。
图8-41图8-423、荷载、内力计算及内力组合（1）永久荷载（水平投影面）101=0.1507kN/m2 压型钢板 0.15×10檩条自重 0.158kN/m2 屋架及支撑自重 0.20kN/m2合计0.509kN/m2(2)屋面均布活荷载或雪荷载(水平投影面)0.30kN/m2(3)风荷载：风荷载为1.25，屋面迎风面的体形系数为－0.6，背风面为－0.5，所以负风压的设计值（垂直于屋面）为迎风面：=-1.4×0.6×1.25×0.50=－0.525kN/m21背风面：2ω=-1.4×0.5×1.25×0.50=－0.4375kN/m 21ω的垂直水平面的分力已略超过荷载分项系数取1.0时的永荷载垂直于屋面的分量（0.507kN/m 2）。
这里不计风荷载，而将所有拉杆的长细比控制在250以内。
（4）上弦节点集中荷载的设计值为Q=（1.2×0.509+1.4×0.30）×5×12=61.70kN （5）内力计算跨度中央每侧各二根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。
因杆件较少，以数解法（截面法、节点法）求出各杆件内力见图8-41。
4、杆件截面选择腹杆最大内力N=260.0kN ，查表8-4，选用中间节点板厚度t=10mm ，支座节点板厚度t=10mm 。
钢结构设计原理复习题及参考答案
三、计算题：1.一简支梁跨长为5.5m ，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值为10.2kN/m （不包括梁自重），活载标准值为25kN/m ，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。
梁的截面选用I36a 轧制型钢，其几何性质为：W x =875cm 3，t w =10mm ，I / S =30.7cm ，自重为59.9kg/m ，截面塑性发展系数x=1.05。
钢材为Q235，抗弯强度设计值为215N/mm 2，抗剪强度设计值为125 N/mm 2。
试对此梁进行强度验算并指明计算位置。
（恒载分项系数γG =1.2，活载分项系数γQ =1.4）梁上荷载设计值为：q = 47.94（kN/m ） 跨中最大弯距为：M max =181.12（kN.m ） 支座处最大剪力为：V max =131.84（kN ） 跨中正应力为：= 197.1（N/mm 2）215=<f σ（N/mm 2）支座处最大剪应力为：= 42.9（N/mm 2）125=<v f τ（N/mm 2）2.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱，长10.0m ，截面由2I32a 组成，两肢件之间的距离300cm ，如图所示，尺寸单位mm 。
试求该柱最大长细比。
注：一个I32a 的截面面积A = 67cm 2，惯性矩I y =11080cm 4，I x1 = 460cm 478.77 86.12==y y cm i λ 431070cm I x =66.65 23.15==x x cm i λ 53.30 62.211==λcm i41.72=ox λ 78.77max ==∴y λλ3.试计算下图所示连接中C 级螺栓的强度。
已知荷载设计值F =45kN ，螺栓M20，孔径21.5mm ，b v f =130N/mm 2，bc f =305 N/mm 2。
kN N kNN b c b V 12284.40== kN F kNF Y X 2736== M kN T ⋅=56.7 kN N kNN T Y T X 63.1145.1711==kN N kNN VY V X 75.6911==()()kN kN 84.402.3275.663.11945.1722<=+++∴安全4.图示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为M =2500kN ·m ，V =500kN ，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准。
钢结构计算题
1.钢材2.脆性破坏3.塑性破坏4.脆性破坏5.力学性能6.抗拉强度7.屈服点8.韧性9.冷弯性能10.疲劳强度11.概率极限状态12.铆钉13.高强度螺栓连接14.粗制螺栓15.角焊缝16.斜缝17.部分焊透18.斜角角焊缝19.残余变形20.施工要求21.受剪螺栓22.受拉螺栓23.钢梁24.组合梁25.热轧型钢梁26.临界荷载27.局部稳定28.经济条件29.建筑高度30.拼接31.工厂拼接32.工地拼接33.刚接34.滚轴支座35.桁架36.高度37.弯矩38.轴心力39.节点板40.构件详图41.结构布置图42.结构布置图43.构件详图44.施工导流闸门45.弧形闸门46.液压式47.螺杆式49.水头的大小 50.闸门的尺寸. 六、计算题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)如图所示的角钢截面为2∠100×12与厚度14mm 的节点板用角焊缝相连，已知角钢承受轴心拉力460kN ，钢材为Q235-B ·F ，焊条为E43型。
试采用两侧角焊缝，设计角钢肢背和肢尖的焊缝尺寸(注意角钢有两个)。
（选取角钢肢背焊角尺寸mm h f 121=；肢尖焊角尺寸mm h f 102=。
等肢角钢的内力分配系数为：k 1 = 0.7，k 2 = 0.3） 解：肢背焊缝长度为：cm f h N k l w f f w 98.1110160127.02104607.07.0213111=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=（4分） 取l w1 =15 cm (大于cm h f 6.92.1881=⨯=) （1分） 肢尖焊缝长度为：cm f h N k l w f f w 16.610160107.02104603.07.0213222=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=（4分） 取l w2 =9 cm (大于cm h f 0.80.1882=⨯=) （1分）2．某桁架腹杆设计内力N=-430kN(压力)，l0x=l0y=250cm ，选用2∠100×80×10的角钢与厚度为12mm 的节点板用长肢相连，用Q235钢，试验算杆件的稳定性。
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2-5 钢结构计算四、计算题图所示的拉弯构件长6000mm ，轴向拉力的设计值为800kN ，横向均布荷载的设计值为7kN/m 。
设截面无削弱，钢材为Q345（ f =310N/mm 2），构件采用普通工字钢I22a ，截面积A ＝42.1cm 2，重量0.32kN/m ，W x ＝310cm 3，i x ＝8.99cm ，i y ＝2.32cm 。
验算截面是否满足设计要求。
已知：允许长细比[]350=λ，截面塑性发展系数05.1=xγ，20.1=y γ，荷载分项系数为1.0。
公式：218x M ql =xx W MA N γσ+=0x x xl i λ=0y y yl i λ=解：(1)验算强度)(9.326)0.132.00.17(818122m kN ql M x ⋅=⨯⨯+⨯==)/(310)/(0.2911031005.1109.32101.4210800223623mm N f mm N W M A N x x x =<=⨯⨯⨯+⨯⨯=+=γσ(2)验算长细比[]060066.73508.99x x x l i λλ===<=[]0600258.63502.32yy y l i λλ===<=所选截面满足设计要求。
如图1所示一根简支梁长6m ，采用I32a（2mm N 215=f ,2mm N 125=v f ），已知梁单位长度的重量为517N/m ，11080=x I cm 4，692=nx W cm 3，5.27/=x x S I cm ，5.9=w t mm 。
梁上作用恒荷载，荷载密度q =29700N/m ，试验算此梁的正应力及支座处剪应力。
已知：荷载分项系数为 1.2，截面塑性发展系数05.1=xγ，20.1=y γ。
公式：218x M ql = f W M nxx x ≤=γσ ；ql V 21=； v wx xf t I VS ≤=τ解： （1）计算总弯矩梁自重产生的弯矩为：279262.15178121=⨯⨯⨯=M N·m外荷载在跨中产生的最大弯矩为：13365062.1297008122=⨯⨯⨯=MN·m总弯矩为：1364422792133650=+=x M N·m（2）验算弯曲正应力8.1871069205.11013644233=⨯⨯⨯==nx x x W M γσN/mm 2＜f ＝215N/mm 2 正应力满足要求3）验算支座处最大剪应力： 支座处最大剪力：2-5 钢结构计算V =2.108781]2.1)6517629700[(21=⨯⨯+⨯N 验算剪应力：63.415.9105.272.108781=⨯⨯==w It VS τN/mm 2＜v f ＝125 N/mm 2支座处剪应力满足要求 3. 如图3所示一根简支梁长6m ，采用I32a（2mmN 215=f ,2mmN 125=v f ），已知单位长度得质量为52.7kg/m ，梁的自重为52.7×9.8＝517N/m ，11080=x I cm 4，692=nx W cm 3，5.27/=x x S I cm ，5.9=w t mm 。
梁上作用恒荷载，荷载密度q =29700N/m ，荷载分项系数为 1.2，截面塑性发展系数05.1=x γ，20.1=y γ。
试验算此梁的正应力及支座处剪应力。
（13分）解：梁自重产生的弯矩为：279762.15178121=⨯⨯⨯=M N·m （2分）外荷载在跨中产生的最大弯矩为：13365062.1297008122=⨯⨯⨯=M N·m （2分）总弯矩为： 1364422792133650=+=x MN·m 、验算弯曲正应力：8.1871069205.11013644233=⨯⨯⨯==nx x x W M γσN/mm 2＜f ＝215N/mm 2 （3分）验算支座处最大剪应力：支座处最大剪力： V =0.5×29700×6+517x1.2x3=90961.2N （2分）剪应力：8.345.9105.272.90961=⨯⨯==w It VS τN/mm 2＜v f ＝125 N/mm 2 （3分）、如图所示：已知焊缝承受的斜向静力荷载设计值150=F kN ，60=θ，偏心e 为20mm ，角焊缝的焊脚尺寸mm 8=f h ，实际长度m m 155=l ，钢材为Q235B ，焊条为E43型（w f f =160N/mm 2）， f β取1．22。
验算图所示直角角焊缝的强度。
公式：sin N F θ=；e N M ⋅=；fe h h 7.0=；fw h l l 2-=；2N f e wNh l σ=；262M f e w Mh l σ=；N Mf f fσσσ=+；cos V F θ=；f wV A τ=；w f f ff f ≤+22)(τβσ解：将F 分解为垂直于焊缝和平行于焊缝的分力)(9.1292315060sin sin kN F F N =⨯=== θ )(6.202.09.129m kN e N M ⋅=⨯=⋅=)(4.83)16155(87.02109.129223mm N l h N w e Nf=-⨯⨯⨯⨯==σ2-5 钢结构计算622266 2.61072.1()220.78(15516)M fe w M N h l σ⨯⨯===⨯⨯⨯- 283.472.1155.5()N M f f f N mm σσσ=+=+=1cos cos6015075()2V F F kN θ===⨯=32751048.2()20.78(15516)f w V N mm A τ⨯===⨯⨯⨯-222222160)(3.1362.48)22.15.155()(mm N f mm N w f f f f =<=+=+τβσ直角角焊缝的强度满足要求5.验算图5所示直角角焊缝的强度。
已知焊缝承受的斜向静力荷载设计值kN 230=F ， 45=θ，偏心e 为30mm ，角焊缝的焊脚尺寸mm 8=fh ，实际长度m m 220=l ，钢材为Q235B ，焊条为E43型（w f f =160N/mm 2）。
（15分）【解】：将F 分解为垂直于焊缝和平行于焊缝的分力)(6.1622223045sin sin kN F F N =⨯===θ （1分）)(9.403.06.162m kN e N M ⋅=⨯=⋅= （1分）(2.71)16220(87.02106.16223N l h N w e N f =-⨯⨯⨯⨯==σ （2分）(1.63)16220(87.02109.4626262N l h M we Mf =-⨯⨯⨯⨯⨯==σ （2分）)(3.1341.632.712mm N M fN f f =+=+=σσσ（1分）)(6.1622220045cos cos kN F F V =⨯=== θ （2分）)(2.71)16220(87.02104.14123mm N A V w f =-⨯⨯⨯⨯==τ （2分）22222)(1.1312.71)22.13.134()(mm N f f f <=+=+τβσ （4分）直角角焊缝的强度满足要求1．图1（a ）所示为一支架，其支柱的压力设计值kN 1600=N ，柱两端铰接，钢材为Q235，容许长细比[]150=λ。
截面无孔眼削弱。
支柱选用I56a （2mm N 205=f ），cm 18.3,cm 0.22,cm 1352===y x i i A 。
验算此支柱的承载力。
（12分）2-5 钢结构计算图11．解：因截面无孔眼削弱，可不验算强度。
轧制工字形钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行整体稳定和刚度验算。
（2分）长细比[]1503.2722060000=<===λλx x x i l （2分）[]1503.948.3130000=<===λλyy y i l （2分）y λ远大于x λ，故由y λ计算得592.0=ϕ，于是 （2分）2223205)(2.20010135592.0101600mm N f mm N A N =<=⨯⨯⨯=ϕ（4分）4.图4所示简支梁长12m ，钢材为Q235（2mmN 215=f ,2mmN 125=v f ）采用如图所示焊接工字形截面，已知单位长度得质量为149.2kg/m ，梁的自重为149.2×9.8＝1463N/m ，截面积A =158.4cm 2，268193=xI cm 4，5128=nxW cm 3，2987=x S cm 3，8=w t mm 。
梁上集中荷载如图所示（单位kN ）。
试验算此梁的正应力和支座处剪应力。
荷载分项系数为 1.2，截面塑性发展系数05.1=xγ，20.1=y γ。
【解】：梁自重产生的弯矩为：31600122.114638121=⨯⨯⨯=M N·m（2分）外荷载在跨中产生的最大弯矩为：4.109139.181685.2722=⨯-⨯=M kN·m （2分）总弯矩为： 11236.314.1091=+=x M kN·m （1分）验算弯曲正应力： 97.20410521805.110112336=⨯⨯⨯==nx x x W M γσN/mm 2＜f＝215N/mm 2 （4分）验算支座处最大剪应力：支座处的最大剪力按梁的支座反力计算，V ＝181.9×2×103+1463×1.2×6＝374300 N （2分） 剪应力为：1.5281026819310298737430043=⨯⨯⨯⨯==w x It VS τN/mm 2＜vf ＝125N/mm 2 （4分）6．图6所示的双面角焊缝连接承受轴力N 和偏心剪力V 的共同作用，其中静力荷载N 的设计值为100kN ，剪力V 为120kN ，偏心e 为20mm ，角焊缝的焊脚尺寸h f 为8mm ，实际长度l 为155mm ，钢材强度为Q235B ，焊条为E43型（w f f =160N/mm 2）。
验算此角焊缝的强度。
（15分）【解】：图2-5 钢结构计算)(2.64)16155(87.021*******mm N l h N w e N f=-⨯⨯⨯⨯==σ（2分）)(4.202.0120m kN e V M ⋅=⨯=⋅= （2分）)(5.66)16155(87.02104.26226mm N W M w M f=-⨯⨯⨯⨯⨯==σ（2分）)(7.1305.662.642mm N M f N f f =+=+=σσσ（2分）)(1.77)16155(87.021012023mm N A V w f =-⨯⨯⨯⨯==τ （2分）222222160)(0.1321.77)22.17.130()(mm N f mm N w f f f f =<=+=+τβσ（5分）7．试验算图7中承受静力荷载的拉弯构件。