2022年钢结构基本原理课后习题与答案完全版 .pdf

. 第二章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关系式。tg =Efy0fy0tg =E图 2-34 图（a）理想弹性塑性（b）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tanE非弹性阶段：yf（应力不随应变的增大而变化）（2）弹性阶段：tanE非弹性阶段：()tan()tanyyyyfffEfE2.2 如图 2-35 所示的钢材在单向拉伸状态下的曲线，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、卸载后残余应变c及可恢复的弹性应变y各是多少？2235/yfN mm2270/cN mm0.025F522.0610/EN mm21000/EN mmEEfy0ABCcFy图 2-35 理想化的图解：（1）A点：卸载前应变：52350.001142.0610yfE卸载后残余应变：0c可恢复弹性应变：0.00114yc（2）B点：卸载前应变：0.025F名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 卸载后残余应变：0.02386ycfE可恢复弹性应变：0.00114yc（3）C点：卸载前应变：0.0250.0350.06cyFfE卸载后残余应变：0.05869ccE可恢复弹性应变：0.00131yc2.3 试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。答：钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力yf时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材曲线基本无变化；当yf时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载卸载连续进行，钢材曲线也基本无变化；若加载卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。钢材曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材曲线也会更高而更短。钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。2.4 试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。答： （1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆； （5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。2.5 解释下列名词：（1）延性破坏延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。（2）损伤累积破坏指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。（3）脆性破坏脆性破坏，也叫脆性断裂，指破坏前无明显变形、无预兆，而平均应力较小（一般小于屈服点fy ）的破坏。（4）疲劳破坏指钢材在连续反复荷载作用下，应力水平低于极限强度，甚至低于屈服点的突然破坏。（5）应力腐蚀破坏应力腐蚀破坏，也叫延迟断裂，在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。（6）疲劳寿命指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。2.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上A 点正应力为21120/N mm，2280/N mm，B 点的正应力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 2120/N mm，22120/N mm，求梁 A点与 B点的应力比和应力幅是多少？解：（1）A点：应力比：21800.667120应力幅：2maxmin12080200/Nmm（2）B点：应力比：12200.167120应力幅：2maxmin20120100/N mm2.7 指出下列符号意义：(1)Q235AF (2)Q345D (3)Q390E (4)Q235D 答：（1）Q235AF ：屈服强度2235/yfN mm、质量等级A（无冲击功要求）的沸腾钢（碳素结构钢）（2）Q345D ：屈服强度2345/yfN mm、质量等级D（要求提供 -200C 时纵向冲击功34kAJ）的特殊镇静钢（低合金钢）（3）Q390E ：屈服强度2390/yfN mm、质量等级E（要求提供 -400C 时纵向冲击功27kAJ）的特殊镇静钢（低合金钢）（4）Q235D ：屈服强度2235/yfN mm、质量等级D（要求提供 -200C 时纵向冲击功27kAJ）的特殊镇静钢（碳素结构钢）2.8 根据钢材下选择原则，请选择下列结构中的钢材牌号：（1）在北方严寒地区建造厂房露天仓库使用非焊接吊车梁，承受起重量Q500KN的中级工作制吊车，应选用何种规格钢材品种？（2）一厂房采用焊接钢结构，室内温度为-100C，问选用何种钢材？答： （1）要求钢材具有良好的低温冲击韧性性能、能在低温条件下承受动力荷载作用，可选Q235D 、Q345D等； （2）要求满足低温可焊性条件，可选用Q235BZ等。2.9 钢材有哪几项主要机械指标？各项指标可用来衡量钢材哪些方面的性能？答：主要机械性能指标：屈服强度yf、极限强度uf以及伸长率5或10，其中，屈服强度yf、极限强度uf是强度指标，而伸长率5或10是塑性指标。2.10 影响钢材发生冷脆的化学元素是哪些？使钢材发生热脆的化学元素是哪些？答：影响钢材发生冷脆的化学元素主要有氮和磷，而使钢材发生热脆的化学元素主要是氧和硫。第四章名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 第五章5.1 影响轴心受压稳定极限承载力的初始缺陷有哪些?在钢结构设计中应如何考虑? 5.2 某车间工作平台柱高2.6m, 轴心受压 , 两端铰接 . 材料用 I16,Q235 钢, 钢材的强度设计值2215/dfNmm. 求轴心受压稳定系数及其稳定临界荷载. 如改用 Q345钢2310/dfNmm, 则各为多少 ? 解答: 查 P335附表 3-6, 知 I16 截面特性 ,26.57,1.89,26.11xyicm icm Acm柱子两端较接 , 1.0 xy故柱子长细比为1.0260039.665.7xxxli,2600 1.0137.618.9yyyli因为xy, 故对于 Q235钢相对长细比为5137.62351.482.06 10yfE钢柱轧制 , /0.8b h. 对 y 轴查 P106表 5-4(a) 知为不 b 类截面。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 故由式 5-34b 得22223232142222210.9650.300 1.48 1.480.9650.300 1.48 1.484 1.482 1.480.354( 或计算137.6235yyf, 再由附表 4-4 查得0.354) 故得到稳定临界荷载为20.35426.11 10215198.7crddNAfkN当改用 Q365钢时 , 同理可求得1.792。由式 5-34b 计算得0.257 ( 或由166.7235yyf, 查表得0.257) 故稳定临界荷载为20.25726.11 10310208.0crddNAfkN5.3 图 5-25 所示为一轴心受压构件, 两端铰接 , 截面形式为十字形. 设在弹塑性范围内/E G值保持常数 , 问在什么条件下, 扭转屈曲临界力低于弯曲屈曲临界力, 钢材为 Q235. 5.4 截面由钢板组成的轴心受压构件, 其局部稳定计算公式是按什么准则进行推导得出的. 5.5 两 端 铰 接 的 轴心 受压 柱 , 高10m, 截 面为 三块 钢 板 焊 接而 成 , 翼 缘为 剪 切 边 , 材 料 为 Q235, 强 度 设 计 值2205/dfNmm, 承受轴心压力设计值3000kN( 包括自重 ). 如采用图5-26 所示的两种截面, 计算两种情况下柱是否安全 . 图 5-26 题 5.5 解答: 截面特性计算 : 对 a)截面 : 32394112 (500 2020 500 260 )85001.436 101212xImm338411220 500500 84.167 101212yImm名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 22 50020500824000Amm244.6xxIimmA131.8yyIimmA对 b)截面 : 32384112 (400 25400 25 212.5 )10 4009.575 101212xImm338411225 400400 102.667 101212yImm24002524001024000Amm199.7xxIimmA105.4yyIimmA整体稳定系数的计算: 钢柱两端铰接 , 计算长度10000oxoyllmm对 a)截面 : 1000040.88244.6oxxxli1000075.87131.8oxyyli对 b)截面 : 1000050.08199.7kxxxli1000094.88105.4oxyyli根据题意 , 查 P106表 5-4(a),知钢柱对 x 轴为 b 类截面 , 对 y 轴为 c 类截面 . 对 a)截面 : 对 x 轴 : 540.882350.4402.06 10yxxfE222223232142xxxxxxx2222210.9650.30.440.440.9650.30.440.4440.4420.440.895( 或计算40.88235yxf, 再由附表 4-4 查得0.896x) 对 y 轴 : 525.872350.8162.06 10yyyfE222223232142yyyyyyy名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 2222210.9060.5950.8160.8160.9060.5950.8160.81640.81620.8160.604( 或计算75.87235yyf, 再由附表 4-5 查得0.604y) 故取该柱的整体稳定系数为0.604对 b)截面 , 同理可求得0.852x,0.489y, 故取该柱截面整体稳定系数为0.489整体稳定验算 : 对 a)截面0.604240002052971.683000crddNAfkNkN 不满足。对 b)截面0.489240002052405.883000crdNkNkN 不满足。5.6 一轴心受压实腹柱, 截面见图5-27. 求轴心压力设计值. 计算长度08xlm,04ylm(x轴为强轴 ). 截面采用焊接组合工字形 , 翼缘采用 I28a 型钢. 钢材为 Q345,强度设计值2310/dfNmm. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 5.7 一轴心受压缀条柱, 柱肢采用工字型钢, 如图 5-28 所示 . 求轴心压力设计值.计算长度030 xlm,015ylm(x轴为虚轴 ), 材料为 Q235, 2205/dfNmm. 图 5-28 题 5.7 解答: 截面及构件几何性质计算截面面积 :2286.07172.14AcmI40a 单肢惯性矩 : 41659.9Icm绕虚轴惯性矩 : 241102 659.986.07() 522043.32xIcm绕实轴惯性矩 : 422171443428yIcm回转半径 : 522043.355.07172.14xxIicmA15.88yicm名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 长细比 : 300054.4855.07oxxxli150094.4615.88oyyyli缀条用 L756, 前后两平面缀条总面积2128.79717.594xAcm由 P111表 5-5 得：221172.142754.482756.8517.594oxxxAA构件相对长细比, 因oxy, 只需计算y: 594.462351.0142.06 10yyyfE查 P106表 5-4(a) 可知应采用b 类截面：2222210.9650.30.9650.3420.591( 或计算23594.46yyf, 再由附表 4-4 查得0.591) 故轴的压力设计值为20.591 172.14 102052085.6crddNAfkN5.8 验算一轴心受压缀板柱. 柱肢采用工字型钢, 如图5-29 所示 . 已知轴心压力设计值2000NkN( 包括自重 ), 计算长度020 xlm,010ylm(x轴为虚轴 ), 材料为 Q235, 2205/dfNmm,2125/vdfNmm. 图 5-29 题 5.8 解答: 一、整体稳定验算截面及构件几何性质计算: 截面面积 :2286.07172.14AcmI40a 单肢惯性矩 : 41659.9Icm绕虚轴惯性矩 : 241102 659.986.07() 522043.32xIcm名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 绕实轴惯性矩 : 422171443428yIcm回转半径 : 522043.355.07172.14xxIicmA15.88yicm长细比 : 200036.3255.07oxxxli100062.9715.88oyyyli缀板采用30 300 1100mm。计算知1/6bKK，由 P111表 5-5 得2222136.3228.8846.40oxx( 其中18028.882.77) 构件相对长细比: 因oxy, 只需计算y: 562.972350.6772.06 10yyyfE查 P106表 5-4(a) 可知应采用b 类截面2222210.9650.30.9650.340.7912( 或计算23562.97yyf, 再由附表 4-4 查得0.791) 故20.791 172.14 102052791.34crddNAfkN，满足。二、局部稳定验算: 1) 单肢截面板件的局部稳定单肢采用型钢 , 板件不会发生局部失稳. 2) 受压构件单肢自身稳定单肢回转半径12.77icm长细比满足：01max18028.880.50.562.9731.492.77ai, 且满足140故单肢自身稳定满足要求. 3) 缀板的稳定轴心受压构件的最大剪力: 2max172.14 10205235415168523585235ydfAfVN缀板剪力 : 14151611002075821100aTVNc名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 缀板弯矩 : 714151611001.142 10222aMVN mm缀板厚度满足 : 11003027.540btmm，故只作强度验算: 72221.1421025.4/205/303006dMNmmfNmmW22207581.51.53.5/125/30030vdbTNmmfNmmbt故由以上整体稳定验算和局部稳定验算可知, 该缀板柱满足要求. 5.9 有一拔杆 , 采用 Q235 钢, 2215/dfNmm, 如图 5-30 所示 , 缀条采用斜杆式体系. 设考虑起吊物时的动力作用等, 应将起重量乘以1.25, 并设平面内、外计算长度相等. 问60时, 拔杆最大起重量设计值为多少? 第六章6.1 工字形焊接组合截面简支梁，其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变形。梁上均布荷载（包括梁自重）4/qkN m，跨中已有一集中荷载090FkN，现需在距右端4m处设一集中荷载1F。问根据边缘屈服准则，1F最大可达多少。设各集中荷载的作用位置距梁顶面为120mm ，分布长度为120mm 。钢材的设计强度取为2300/Nmm。另在所有的已知荷载和所有未知荷载中，都已包含有关荷载的分项系数。图 6-34 题 6.1 解：（1）计算截面特性2250 122800812400Amm339411250824(2508)8001.33 101212xImm633.229102xxIWmmh3250 12406400 82001858000mSmm31250 124061218000Smm名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 34 页 - - - - - - - - - . （2）计算0F、1F两集中力对应截面弯矩2101114 1290 1263422843FMFkN m1118128248489012824424333FMFkN m令10MM，则当1147FkN，使弯矩最大值出现在1F作用截面。（3）梁截面能承受的最大弯矩63.229 10300968.7xMW fkN m令0MM得：1313.35FkN；令1MM得：1271.76FkN故可假定在1F作用截面处达到最大弯矩。（4）a弯曲正应力61max68(244)1033003.229 10 xxFMWb. 剪应力1F作用截面处的剪力11111224 12449053()2233VFF kN311max9253101858000300331.33 108mxFV SI tc. 局部承压应力在右侧支座处：312244510330081205 122120cF1F集中力作用处：311030081205122 120cFd. 折算应力1F作用截面右侧处存在很大的弯矩，剪力和局部承压应力，计算腹板与翼缘交界处的分享应力与折算应力。正应力：1400412xxMW剪应力：311 11925310121800031.33 108xFV SI t名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 局部承压应力：311081205 122120cF折算应力：2221113300zscc联立 - 解得：1271.76FkN故可知1max271.76FkN，并且在1F作用截面处的弯矩达到最大值。6.2 同上题，仅梁的截面为如图6-35 所示。6.3 一卷边 Z形冷弯薄壁型钢，截面规格160 60 20 2.5，用于屋面檩条，跨度6m 。作用于其上的均布荷载垂直于地面，1.4/qkNm。设檩条在给定荷载下不会发生整体失稳，按边缘屈服准则作强度计算。所给荷载条件中已包含分项系数。钢材强度设计值取为2210/Nmm。6.4 一双轴对称工字形截面构件，一端固定，一端外挑4.0m，沿构件长度无侧向支承，悬挑端部下挂一重载F。若不计构件自重，F最大值为多少。钢材强度设计值取为2215/Nmm。图 6-37 题 6.4 解：（1）截面特性计算2200 10225065500Amm33741120027020062507.54101212xImm33741121020025061.33 101212yImm117.09xxIiA49.24yyIiA（2）计算弯曲整体稳定系数按钢结构设计规范附录B公式 B.1-1 计算梁的整体稳定系数1 114000 100.74200270l tb h查表 B.4，由于荷载作用在形心处，按表格上下翼缘的平均值取值：10.210.670.742.940.650.741.582b400081.249.24y截面为双轴对称截面，0b名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 则2124320235 14.4ybbbxyytAhWhf2272705500270432081.21023521.58 103.3331.04.427023581.27.5410取0.2821.070.9853.333b（3）F 最大值计算由,400022xxbbhhMFfII，解得30.02FkN。6.5 一双轴对称工字形截面构件，两端简支，除两端外无侧向支承，跨中作用一集中荷载480FkN，如以保证构件的整体稳定为控制条件，构件的最大长度l的上限是多少。设钢材的屈服点为2235/Nmm（计算本题时不考虑各种分项系数）。图 6-38 题 6.5 解：依题意，当1113.0lb时，整体稳定不控制设计，故长度需满足13.040052005.2lmmm。（1）截面特性计算24002021200 1230400Amm339411400 1240388 12007.68 101212xImm3384112204001200122.13 101212yImm502.6xxIiA83.7yyIiA（2）整体稳定计算按钢结构设计规范附录B公式 B.5-1 近似计算梁的整体稳定系数：21.0744000 235yybf又有yyli名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 由整体稳定有2bxhMfI，即142bxhFlI f联立 - 解得：12283lmm故可取max12.28lm。（注：严格应假定长度l，再按钢结构设计规范附录B公式 B.1-1 计算梁的整体稳定系数，然后验算式，通过不断迭代，最终求得的长度为所求）第七章压弯构件7.1 一压弯构件长15m ，两端在截面两主轴方向均为铰接，承受轴心压力1000NkN，中央截面有集中力150FkN。构件三分点处有两个平面外支承点（图7-21 ） 。钢材强度设计值为2310/Nmm。按所给荷载，试设计截面尺寸（按工字形截面考虑）。解：选定截面如下图示：图 1 工字形截面尺寸下面进行截面验算：（1）截面特性计算23002026502021420540Amm3394113006502866101.45101212xImm63/3254.48 10 xxWImm337411220300610149.01 101212yImm53/1506.01 10yyWImm266.2xxIimmA66.2yyIimmA（2）截面强度验算362261000 10562.510172.3/310/205404.4810 xMNN mmfN mmAW满足。（3）弯矩作用平面内稳定验算长细比1500056.3266.2x按 b 类构件查附表4-4 ，34556.368.2235235yf，查得0.761x。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 2257222.06 10205401.20 101.11.1 56.3EXxEANN弯矩作用平面内无端弯矩但有一个跨中集中荷载作用：371000 101.00.21.00.20.981.20101.1mxEXNN，取截面塑性发展系数1.05x3636171000 100.98562.5 100.7612054010001010.81.054.48 1010.81.20 10mxxxxxEXMNANWN22189.54/310/N mmfN mm，满足。（4）弯矩作用平面外稳定验算长细比500075.566.2y，按 b 类构件查附表4-4 ，34575.591.5235235yf，查得0.611x。弯矩作用平面外侧向支撑区段，构件段有端弯矩，也有横向荷载作用，且端弯矩产生同向曲率，取1.0tx。弯矩整体稳定系数近似取2275.53451.071.070.8844000 23544000235yybf，取截面影响系数1.0。3622611000 101.0562.5 101.0222.4/310/0.611205404.48100.88txxybxMNN mmfNmmAW满足。（5）局部稳定a. 翼缘：15072357.151310.720ybtf（考虑有限塑性发展） ，满足要求。b. 腹板腹板最大压应力：3620max61000 10562.510610166.6/205406504.48 10 xhNMN mmAWh腹板最小压应力：3620min61000 10562.5 1061069.2/205406504.48 10 xhNMN mmAWh系数maxmin0max166.669.21.42166.6061023523543.6160.52516 1.420.556.32562.614345wwyhtf，满足。由以上验算可知，该截面能满足要求。7.2 在上题的条件中，将横向力F改为作用在高度10m处，沿构件轴线方向，且有750mm 偏心距，图7-22 ，试设计截面尺寸。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 7.3 一压弯构件的受力支承及截面如图7-23 所示（平面内为两端铰支支承）。设材料为Q235（2235/yfN mm） ，计算其截面强度和弯矩作用平面内的稳定性。解：（1）截面特性计算2300122376 1010960Amm3384113004002903763.15 101212xImm63/ 2001.58 10 xxWImm169.6xxIimmA（2）截面强度验算36226800 10120 10148.9/215/109601.58 10 xMNN mmfN mmAW，满足。（3）弯矩作用平面外的稳定验算长细比1200070.8169.6x，按 b 类构件查附表4-4 ，23570.870.8235235yf，查得0.746x。2256222.06 10109604.04 101.11.1 70.8EXxEANN弯矩作用平面内构件段有有横向荷载作用，也有端弯矩作用且端弯矩产生反向曲率，取：21800.650.350.650.350.417120mxMM取截面塑性发展系数1.05x，363616800 100.417120 100.74610960800 1010.81.05 1.58 1010.84.04 10mxxxxxEXMNANWN22133.6/215/N mmfN mm，满足。故可知，该截面强度和平面内稳定均得到满足。7.4 某压弯缀条式格构构件，截面如图7-24 所示，构件平面内外计算长度029.3xlm，018.2ylm。已知轴压力（含自重）2500NkN，问可以承受的最大偏心弯矩xM为多少。设钢材牌号为Q235 ，N与xM均为设计值，钢材强度设计值取2205/Nmm。解：（1）截面特性计算63Ia：215459Amm849.40 10 xImm，741.70 10yImm，264.6ximm，33.2yimm名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 12510L：2243.73Amm，最小回转半径min24.6imm格构截面：221545930918Amm7210421.70 10154599002.51 10 xImm73/9002.7910 xxWImm901.0 xxIimmA由于截面无削弱，失稳破坏一般先于强度破坏，故这里不考虑强度破坏的问题。（2）平面内整体稳定虚轴方向长细比2930032.5901.0oxxxli换算长细比221154592732.52752.6243.73oxxxAA按 b类构件查附表4-4，查得0.845x，取弯矩等效系数1.0mx。2257222.0610309182.07101.11.1 52.6EXxEANN根据平面内整体稳定计算公式有：11mxxxxxEXMNfANWN（3）单肢稳定单肢最大压力：max21800 xMNN最大受压分肢弯矩平面内长细比：1180054.233.2x最大受压分肢弯矩平面外长细比：11820073.8246.6y11yx，按轴心受压构件查附表4-4 得稳定系数10.728y根据轴心受压构件稳定计算公式：max1yNfA(4) 缀条稳定由缀条稳定计算公式看出，斜缀条的受力与所求xM无关，这里不作考虑因此，由计算得2741xMkN m，由计算得1902xMkN m，取1902xMkN m。第八章连接的构造与计算名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 8.1 、 下图中 I32a 牛腿用对接焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条为E43 型，手工焊，用II级焊缝的检验质量标准。对接焊缝的抗压强度设计值2215/wffN mm，抗剪强度设计值2125/wvfNmm。已知： I32a的截面面积267.12Acm；截面模量3692.2xWcm，腹板截面面积225.4wAcm。试求连接部位能承受的外力F 的最大值（施焊时加引弧板） 。160459.5TI32a320图 牛腿连接示意图解：TV707.0，TN707. 0)(4.141200707.0mmNTTM(1) 221125104.25707.0mmNTAVw)(1049.4707.0104.25125521NT( 或：2211251095.032707.0mmNTAVw)1037.551NT(2) 2222154 .141707.0mmNWTAT2232215)102.6924.1411012.67707. 0(mmNT)(1094.652NT(3) 折算应力（在顶部中点亦可）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 2151.11.1000555.0000278.03000276.03)000233.0104.30707.0(000278.0104.25707.0000276.01605.26160102 .6924.1411012.67707.03322212133213321333231wffTTTTTTTTT或得：)(1 .4263KNT（KNTfT3wf33.4841 . 10.000488或）由 T1、T2、T3中取最小值，得T426.1 （KN ）8.3 、 有一支托角钢，两边用角焊缝与柱连接（如图）。400NKN，钢材为Q345 钢，焊条为E50 型，手工焊，2200/wffN mm。试确定焊缝厚度。图 支托连接示意图解：200wlfffhhA2807.02200fffhhW3.93332007. 0622mKNMNmm4104105NV5104ffffhhWM6 .4283.9333104622.1f，ffffhhAV6 .14282801045名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 2002.1471)6 .1428()22.16.428()(2222ffffffhhhmmhf4.7，取mmhf8. 8.5 、 如图所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235 钢，焊条用E43 型，手工焊，角焊缝强度设计值2160/wffN mm。350TkN，验算焊缝的受力。简化图 牛腿角焊缝示意图解：焊缝所受内力为：247.45NkN，247.45VkN，49.49MkN m焊缝有效厚度：mm2.117.02833741(114 315.2102.8292.8 )8.245 1012Imm35235163152IWmm22 11411.2292.8 11.25833Amm上翼缘最外侧焊缝：222474504949000042.4294.53136.951605833523516wtNNfmmmm上翼缘与腹板交界处：224745042.425833NNmm294.53 292.887.81315.2MNmm275.4511.2 292.8VNmm名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 34 页 - - - - - - - - - . 折算应力：2222130.711601.22wNMzstNNfmmmm牛腿角焊缝满足要求。8.6 、 计算如图所示的工字形截面焊接梁在距支座5m 拼接处的角焊缝。钢材为Q345 钢，焊条为E50 型，2200/wffNmm，200FkN。问： （1）腹板拼接处是否满足要求？（2）确定翼缘图 简支梁拼接示意图解：KNAV200，KNR600mKNAM2200320012005600设腹板受弯、剪，翼缘仅受弯。1 分配弯矩，按腹板刚度与整体刚度之比：(1)腹板：mKNAAAfAwMM