钢结构设计原理的计算题解析

钢结构设计原理计算题

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。手工焊，焊条E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

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P=110KN，被连接板件钢材Q235-A•F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.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（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）。梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。

4.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，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06×105N/mm2。

，

；0.7572；平面内稳定验算：

平面内稳定验算：；0.6309；

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。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。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

2.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

d0=21.5mm），预拉力P=155kN，被连接板件钢材Q235-A• F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，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）。梁采用Q235-A钢材，

fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。

4.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，fd =215N/mm2，fvd =125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06×105N/mm2。

，

；0.9181；

平面内稳定验算：

平面内稳定验算：；0.8368；

平面外稳定不满足要求。

1.两钢板截面为—18×400 ，两面用盖板连接，钢材Q235，承受轴心力设计值N=1181kN ，采用M22普通C级螺栓连接，d0 = 23.5mm ，按图示连接。试验算节点是否安全。已知：。

（1）螺栓强度验算

单个螺栓抗剪承载力设计值

单个螺栓承压承载力设计值

故取。

每侧12个螺栓，承载力为

（2）验算被连接钢板的净截面强度

2. 简支梁受力及支承如图所示，荷载标准值P=180kN，分项系数1.4，不计自重，Q235钢，fy=235N/mm2。1）验算该梁的强度。

2）如不需验算该梁的整体稳定，问需设几道侧向支承？

设强轴为x轴。

（1）强度验算

最大正应力强度验算：

因为翼缘

所以可以考虑部分塑性。

最大剪应力强度验算：

腹板与翼缘交界处折算应力验算：

所以强度均满足。

（2）整体稳定性保证

如不需验算梁的整体稳定性，则需受压翼缘自由长度与其宽度的比满足要求：

所以在梁跨中设一道侧向支承点就能保证梁的整体稳定性。

3.一工字形截面轴心受压柱如图所示，l0x=l = 9m，l0y=3m , 在跨中截面每个翼缘和腹板上各有两个对称布置的d = 24mm 的孔，钢材用Q235AF，f =215N/mm2，翼缘为焰切边。试求其最大承载能力N。局部稳定已保证，不必验算。

截面几何特性：

按强度条件确定的承载力：

按稳定条件确定的承载力：

因x轴为弱轴，且，因而对y轴的稳定承载力小于对x轴的稳定承载

力，由查表得所以

所以此柱的最大承载力为2160kN。

4. 验算图示端弯矩（计算值）作用情况下压弯构件的承载力是否满足要求。已知构件截面为普通热轧工字钢I10，Q235AF，假定图示侧向支承保证不发生弯扭屈曲。I10截面的特性：A=14.3cm2，Wx=49cm3，ix=4.15cm。

热轧工字钢截面对x轴属于a类。因而，当时，

得。

由平面内稳定计算公式：

由截面强度计算公式：

因为平面外稳定通过侧向支承得到保证，所以本题承载力由强度、平面内稳定

计算均满足要求。

1、如图所示一钢板与工字形柱的角焊缝T 形连接。手工焊，E43型焊条，h f =8mm 。设钢板高度为2a=400mm ，钢板与一斜拉杆相连，拉杆受力F 。钢材采用Q235 钢，试求两条焊缝能传递的静载设计值F 。已知

w 2f 160N/mm f

解、将拉力F 分解为垂直于焊缝长度的分力0.6x F F =和沿焊缝长度的分力

0.8y F F

=，则

()

40.6 1.3951020.7840028x f e w F F

F

h l σ-===⨯⨯⨯⨯-⨯∑

()40.8 1.8601020.7840028y

f e w

F F

F

h l

τ-=

=

=⨯⨯⨯⨯-⨯∑

由公式

w

f f ≤得

160≤，求得733 kN F

≤

2、如图2所示一牛腿，用C 级螺栓连接于钢柱上，牛腿下设有承托板以承受剪力。螺栓公称直径M20，孔径d 0=22mm ，螺纹处有效直径d e=17.65mm ，螺栓布置如图3。竖向荷载设计值F =1.0×105 N （静载），距柱翼缘表面200mm 。轴心拉力设计值N =1.0×105

N 。试验算螺栓强度已知、

b 2t 170N/mm f =