钢结构计算题含答案.pdf
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：解：计算焊缝截面处的内力M 11qab 2402.4(6.0 2.4)kN m 1036.8kN m221V ql a 2403 2.4kN 144kN2计算焊缝截面几何特征值：IW1 25010323 24010003mm4 2898 106mm412WW 2898106516 mm3 5.616106mm3SW125016508mm3 2.032106mm3SWSW1 50010250mm3 3.282106mm3计算焊缝强度185N/mm2fvw125N/mm2查附表得ftwmaxM1036.81062w2 184.6N/mm f185N/mmt6WW5.61610VSW1441033.2821062w2max16.3N/mm f125N/mmv6IWtw289810 101h01000max184.6 178.9N/mm2h1032VSW11441032.032106110.1N/mm26IWtw289810 10折算应力：12312178.92310.12179.8N/mm21.1ftw1.1185 203.5N/mm22、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。解：解：（1）确定盖板尺寸为了保证施焊，盖板 b 取为 b=240mm-40mm=200mm按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度t124010 6mm2200取 t1=6mm(2)计算焊缝按构造要求确定焊角高度 hfhf min1.5 tmax 4.74mmt1=6mm hfmaxt1=6mm因此取 hf=6mm若只设侧面角焊缝，则每侧共有四条焊缝，每条角焊缝长度为N550103lw10mm 10mm 205mm40.7616040.7hf ffw取lw 210mm 200mm所需盖板全长l 2lw10mm 430mm若采用三面围焊，则端缝承载力为N1 2bhefffw 22000.761.22160 327936N 328KN每条焊缝的长度为：N N1(550328)103lw5mm 5mm 88mmw40.7616040.7hf ff取lw 90mm所需盖板全长l 2lw10mm 190mm3 3、如图所示支架，支柱的压力设计值、如图所示支架，支柱的压力设计值N 1600kN，柱两端铰接，柱两端铰接，钢材为钢材为 Q235Q235（f 215N mm2），容许长细比，容许长细比150。截面无孔眼。截面无孔眼削削 弱弱。支支 柱柱 选选 用用 焊焊 接接 工工 字字 形形 截截 面面，已已 知知 面面 积积A 90cm2,ix12.13cm,iy 63.6cm。验算此支柱的整体稳定。验算此支柱的整体稳定。0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 94040【解】：整体稳定和长细比验算长细比xl0 x6000 49.5 150（2ix121.3分）分）yl0yiy3000 47.2 150（263.6取长细比较大值，故由x计算得 0.859，于是（2 分）N160010322 207.0(N mm)f 215N mmA0.85990102（4 分）截面无孔眼削弱，不必验算强度。4、图示简支梁，不计自重，Q235 钢，不考虑塑性发展，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载设计值为 45kN/m，荷载分项系数为，f=215N/mm。问是否满足正应力强度及刚度要求，并判断是否需要进行梁的整体稳定验算。已知：l5ql,250384EIxE 2.06105N/mm2-101502xx85006000-10150解：（1）正应力强度验算梁的跨中最大弯矩为：M ql24562 202.5kN mIx 2151.025.52Wx10.8503 27841cm41218182.0Ix278411071cm3h26M202.510310322max189.1N/mm f 215N/mm3Wx107110所以，正应力强度满足。（2）刚度验算15ql454560004 24mm 9.5mm 54250384EIx1.43842.0610 2784110所以，刚度满足要求。（3）整体稳定性验算由于密铺板牢固连接于上翼缘，所以不必进行整体稳定性验算。5 5、图图（f3 3所所 示示 简简 支支 梁梁 长长,fv12m12m，钢钢 材材 为为Q235Q235 215N mm2125N mm2）采用如图所示焊接工字形截面，已）采用如图所示焊接工字形截面，已知单位长度得质量为知单位长度得质量为 m m，梁的自重为，梁的自重为1463N/m1463N/m，截面积，截面积A A=，Ix 268193cmcm，W4 4nx 5128cmcm3 3，Sx 2987cmcm3 3，tw 8mmmm。梁上集中荷载。梁上集中荷载如图所示（单位如图所示（单位 kNkN）。试验算此梁的正应力和支座处剪应力。荷。试验算此梁的正应力和支座处剪应力。荷载分项系数为，截面塑性发展系数载分项系数为，截面塑性发展系数x（15151.05，y1.20。分）分）【解】：梁自重产生的弯矩为：M11.21463122 31600 Nm（2 分）外荷载在跨中产生的最大弯矩为：M218 272.856 181.931091.4kNm（2 分）总弯矩为：Mx1091.431.6 1123 kNm（1 分）验算弯曲正应力：Mx21123106N/mm f 204.973xWnx1.05521810215 N/mm2（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，V210+14636374300 N（2分）剪应力为：22VSx374300 2987103f 52.1N/mm 125 N/mm（4v4Itw26819310 83分）6 6、某双轴对称焊接工字型截面压弯构件，其受力状态、支撑、某双轴对称焊接工字型截面压弯构件，其受力状态、支撑布置和截面尺寸如图所示。承受的荷载设计值为布置和截面尺寸如图所示。承受的荷载设计值为N 880kN，跨，跨中横向集中力为中横向集中力为F 180kN。构件长度构件长度l 10m，材料用材料用 Q235Q235钢。钢。试校核截面的强度、刚度。试校核截面的强度、刚度。5000500040014yFNN500 x8x14y10000b解：解：跨中截面：M Fl 18010 450kN m（1）截面几何特征：An 2bt hwtw152cm214141313bh(btw)hw82327cm412121Iy 2tb314933cm412IxixIxAn 23.27cmiyIyAn9.91cm在弯矩作用平面内：W1x 2Ix/h 3118cm3l0 x10m,l0y5m翼缘板为剪切的焊接工字型截面，对 x 轴屈曲时属 b 类截面，对y 轴屈曲时属 c 类截面。tx 0.65M1 0.65 0.4M2 215N/mm2Q235 钢的强度设计值f（2）强度验算：bt(btw)/223514 1313，故x1.0tfyMxN88010345010622 202N/mm f 215N/mm23AnxW1x152101.0311810满足要求。（3）刚度验算长细比：xl0 xi10102/23.7 43.0 xyl0yiy500/9.9150.5构件的最大长细比max maxx,y 50.5150满足要求。
