钢结构计算题

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钢结构计算题-答案完整

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N
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

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《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

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

钢结构梁柱章节计算题
钢结构设计原理
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

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

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

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

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

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

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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

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

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

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

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。

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