钢结构考试题库计算题版.doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上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

2、，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N900kN（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： 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

3、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-AF。手工焊，焊条E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=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分截面最大内力：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，。试验算焊缝强度。(12分) 焊缝截面承受内力： 轴心拉力

4、： 强度验算：故该焊缝连接强度不满足要求。2、 下图所示某钢板的搭接连接，采用c级普通螺栓M22，孔径23.5mm，承受轴心拉力，钢材Q235，试验算此连接是否可靠。（）（12分）解：一个螺栓的抗剪承载力设计值： 一个螺栓的承压承载力设计值 最大承载力 净截面强度验算：满足要3、一工字形截面梁绕强轴受力，截面尺寸如图，当梁某一截面所受弯矩M=400kNm、剪力V=580kN时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235B，f=215N/mm2,fv=125N/mm2。（16分 解： 折算应力计算： 强度满足要求2.（本题12分）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

5、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-AF（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（=0.45）。3.（本题16分）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。验算图示承受静力荷载的连接中脚焊缝的强度。，其他条件如图所示。无引弧板。（12分）解：

6、 该连接安全可靠1.某双盖板高强度螺栓摩擦型连接如图所示。构件材料为Q345钢，螺栓采用M20，强度等级为8.8级，接触面喷砂处理。试确定此连接所能承受的最大拉力N。(预拉力P=125Kn，摩擦系数为0.5，钢材强度设计指标f=295N/mm2)（12分）解：一个螺栓的抗剪承载力：故 （ 2分）净截面验算： 2、图示焊接工字钢梁，钢材Q345，承受次梁传来的集中荷载，次梁可作为主梁的侧向支撑点，验算该梁的整体稳定。已知：， ，解：（1分）（1分），（2分） =（4分）（1分）（3分）满足要求3、图示焊接工字形截面轴压柱，在柱1/3处有两个M20的C级螺栓孔，并在跨中有一侧向支撑，试验算该柱的强

7、度、整体稳定？已知：钢材Q235-B，（16分）。Q235钢b类截面轴心受压构件稳定系数 30 35 40 45 50 55 60 0.9360.9180.8990.8780.8560.8330.807解：（3分），（2分）（1分），查表（1分）（1分）（2分）（3分） （ 2分） 不满足要求。 故应按钢板的抗拉强度设计。 （ 2分） 故该连接最大承载力为1088KN 2、如图所示的简支梁，其截面为不对称工字形，材料为Q235B ，钢梁的中点和两端均有侧向支承，承受集中荷载（未包括梁自重）F = 160kN （设计值）的作用，是验算该梁抗弯强度是否满足？（12分） 解：1计算梁的自重（2分）（

8、76.98KN/m2 为钢的重力密度）跨中最大弯矩设计值：（2分） 2、计算截面几何特征值：（2分） 截面抵抗矩： 3、 强度（4分抗弯强度不满足要求3、有一轴心受压实腹式柱，柱截面为焊接工字型，两主轴方向均属b类截面，如图所示，钢材Q235，已知：1500kN，试验算此柱的整体稳定性。（16分）Q235钢的轴心受压构件稳定系数值50 60 70 80 90 100 b类0.856 0.807 0.751 0.688 0.621 0.555 解：截面几何特征值：A=10880mm2 ， ， 长细比：， 查表得：整体稳定验算：，整体稳定满足要求局部稳定：（5分）腹板的高厚比（可以）翼缘的宽厚比：

9、局部稳定满足要求1、下图所示某钢板的搭接连接，采用c级普通螺栓M22，孔径23.5mm，承受轴心拉力，钢材Q235，试验算此连接是否可靠。，、解：（1）螺栓连接计算 单个螺栓抗剪设计承载力 单个螺栓的承压设计承载力 所需螺栓个数： 单面搭接，螺栓实际用量应为：个 该连接采用了8个螺栓，符合要求 （2）构件净截面验算 因为师错排布置，可能沿1-2-3-4直线破坏，也可能沿1-2-5-3-4折线破坏 1-2-3-4截面的净截面面积为： 1-2-5-3-4截面的净截面面积为： 故：该连接是可靠的。2、下图所示角焊缝连接能承受的静力设计荷戴P=160KN。已知：钢材为Q235BF，焊条为E43型，是判

10、断该连接是否可靠。（12分）解： 故该连接可靠。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。（16分）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。图示为摩擦型高强螺栓的对接接头，钢板材料为Q235B，用8.8级高强螺栓M20，孔径为21.5mm

11、，预拉力P=110kN，接触面喷砂处理=0.45，求接头所能承受的最大拉力N?(12分)解：1确定摩擦型高强度螺栓所能承受的最大轴心力设计 故取。单个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值：故.(4分)2构件所能承受的最大轴心力毛截面：.(2分)-截面：由得由此可见，接头所能承受的最大轴心力设计值。2、验算图示承受静力荷载的连接中脚焊缝的强度。，其他条件如图所示。无引弧板。解：3. 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

12、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。版本二1. 如图所示，钢牛腿与钢柱采用对接焊缝进行连接。已知钢牛腿的截面尺寸为：翼缘板宽b=250mm，厚度为t=14mm；腹板高度h0=300mm，厚度为tw=12mm。作用于牛腿上的偏心荷载设计值为250KN(静力荷载)，偏心距为e=170mm。钢材为Q235，采用手工焊，焊条为E43型，采用引弧板，焊缝质量等级为二

13、级，试对此连接进行验算。(15分)(已知fwv=125N/mm2，fwt=fwc=215N/mm2)注意：为降低计算量，这里已给出构件截面的部分几何特性参数： 对接焊缝截面形心轴距翼缘外边缘距离为y0=86.6mm，y1=y0=86.6mm,y2=227.4mm, Ix=7074cm4,Aw=36cm2。2. 有一实腹式双轴对称焊接工字形截面轴心受压柱，Q235钢材，翼缘为焰切边，对x,y轴均属于b类截面。截面尺寸为：翼缘板宽b=250mm，厚度为t=12mm,腹板高度为h0=350mm，厚度为tw=10mm，计算长度为lox=12m,loy=4m,承受的轴心压力设计值为1200KN。试对该柱

14、进行验算。(20分)(f=215N/mm2)3. 如图所示一焊接组合截面板梁，截面尺寸为：翼缘板宽度b=340mm，厚度为t=12mm；腹板高度为h0=450mm，厚度为tw=10mm,Q235钢材。梁的两端简支，跨度为6m，跨中受一集中荷载作用，荷载标准值为：恒载40KN，活载70KN(静力荷载)。试对梁的抗弯强度、抗剪强度、折算应力、整体稳定性和挠度进行验算。(f=215N/mm2,fv=125N/mm2,=)(25分) b=b =0.81 b=1.1- 注意，为降低计算量，这里已给出构件截面部分几何特性参数： A=126.6cm2 Ix=51146cm4, Iy=7861cm4, Wx=

15、2158cm4, Sx=1196cm3，Sx1=942cm3计算题答案 1.解：由于翼缘处剪应力很小，可以认为全部剪力由腹板处的竖直焊缝均匀承受，而弯矩由整个T形截面焊缝承受。 荷载设计值计算： V=F=250KN M=2500.17=42.5KNm 验算正应力： M1= =52N/mm2fwt M2=136.6N/mm2fwc 验算剪应力： = =69.4N/mm2fwv 验算2点折算应力 =182N/mm21.1fwt 验算表明：连接安全。 2.解：(1)构件截面几何特性计算： A=251.22+351.0=95cm2 Ix=2537.43-(25-1)353=23237cm4 Iy=21

16、.2253=3125cm4 ix=15.64cm iy= =5.74cm x= =76.7 y= =69.7 (2)强度验算： 因截面无削弱，所以这里无需验算强度。 (3)整体稳定性验算： 截面对x、y轴弯曲屈曲都属于b类截面，故整体稳定性由绕x轴屈曲控制。 由x=76.7查表得：y=0.709 =178.2N/mm2f 整体稳定性能够保证。 (4)局部稳定性验算： 翼缘=10(10+0.1)=10+0.176.7=17.67 腹板=35(25+0.5) =25+0.576.7=63.35 局部稳定性能够保证。 3.解：荷载设计值计算。 P=1.240+1.470=146KN M= =219K

17、Nm V= =73KN (1)构件截面几何特性计算： iy=7.88cm y= =76.1 (2)强度验算： 抗弯强度=101.5N/mm2f 抗剪强度max=17.1N/mm2fv 折算应力 1=max =101.5=96.4N/mm2 1=13.4N/mm2 =99.2N/mm216,故需要验算整体稳定性。 =0.81 =1.8340.6 = 0.898 =113N/mm2f (4)挠度验算： 故刚度条件能够满足。版本三：六、计算题1某简支梁，钢材为 Q235，跨度为 l12 m，承受均布静力荷载设计值 q69 kN/m，施工时因腹板长度不够，需要在跨度方向离左支座 3.5 m 处设对接焊

18、缝，焊缝质量级，手工焊，焊条 E43 型，试验算该对接焊缝是否满足强度要求。已知185 N/mm2，125 N/mm2。2下图 所示为双角钢组成的 T 形截面轴心受拉构件与节点板采用侧焊缝连接。角钢为 2L11010，节点板厚度，钢材为 Q235，E43 型手工焊（）。静力 N660 kN，焊缝正边尺寸（在最大最小焊缝正边尺寸之间）。试计算所需肢背、肢尖焊缝长度、。3下图所示一牛腿钢板两边用角焊缝与钢柱连接，其尺寸如图所示。钢材为 Q235，手工焊，E43 焊条（），焊脚尺寸10 mm。假设 e100 mm，试计算该连接能承受的最大静力荷载设计值？4一连接构造图如下图 所示。两块 A 板用三级

19、对接焊缝（已知185 N/mm2，125 N/mm2）与立柱焊接，B 板与 A 板用 8 个直径为 d22 mm 预拉力 P190 kN 的摩擦型高强度螺栓连接。构件材料为 Q235。试计算焊缝连接所能承受荷载设计值 F。（提示：由于只要求计算焊缝连接的承载力设计值，螺栓连接的情况不管）5验算下图所示角焊缝连接的强度。已知：静力荷载作用力设计值F500kN，e=100mm，hf=10mm，钢材为Q235，焊条为E43型，。6某轴心受压柱，设计内力N=2000kN,l0x=6m(强轴), l0y=3m（弱轴）,钢材Q345（f=310N/mm2），采用两块翼缘板225012和一块腹板25010焊

20、成工字形截面，截面无削弱。试验算其强度和刚度（=150）。 7一连接构造图如下图所示。两块 A 板用三级对接焊缝与立柱焊接，B 板与 A 板用 8 个直径为 d22 mm 预拉力 P190 kN 的摩擦型高强度螺栓连接，摩擦系数为 m0.35，构件材料为 Q235。试计算螺栓连接所能承受荷载设计值 F。（提示：由于只要求计算螺栓连接的承载力设计值，焊缝连接的情况不管。扭矩作用下，最不利螺栓的受力计算公式为：，）8已知一工字型钢梁I32a(Wx=692cm3,Ix/Sx=27.5cm，腹板厚9.5mm)，承受静力荷载，最大弯矩Mmax=130kNm，最大剪力Vmax=89kN。Q235钢材（f=

21、215MPa,fv=125MPa)。要求进行抗弯和抗剪强度验算。9已知某楼盖次梁 I40a（Q235B），跨中承受集中静力荷载设计值 P160 kN，试进行各项强度验算。集中荷载在跨度方向的分布长度为 a90 mm，计算跨度 l6 m，梁自重67.6 kg/m。（已知、）10如下图所示拉弯构件，受轴心拉力设计值 N200 kN，跨中作用一集中荷载设计值 F30 kN（以上均为静载），构件采用2个角钢L140908长边相连，角钢间净距为 8 mm。钢材为 Q235，已知截面无削弱，不考虑自重，试验算该构件的强度和刚度。（查双角钢 T 形截面特性表及截面塑性发展系数表可知：A36.08 m2，Ix

22、731 cm4，ix4.50 cm，Iy453 cm4，iy3.55 cm，Z04.50 cm，f215 N/mm2）单位：mm11.已知桁架中的上弦杆，轴心压力设计值为 N1 350 kN；两主轴方向的计算长度分别为 l0x300 cm，l0y600 cm；截面为两根角钢 2L20012516 组成短边相连的 T形截面，角钢节点板厚 10 mm（如下图 所示），钢材为 Q235AF（f=215N/mm2）。试验算该压杆的整体稳定性。附：由型钢表查得 A99.48 cm2，ix3.52 cm，iy9.62 cm。两轴同属b类柱子曲线：b类截面轴心受压构件的稳定系数 j b类截面轴心受压构件的稳

23、定系数 j 版本三答案1某简支梁，钢材为 Q235，跨度为 l12 m，承受均布静力荷载设计值 q69 kN/m，施工时因腹板长度不够，需要在跨度方向离左支座 3.5 m 处设对接焊缝，焊缝质量级，手工焊，焊条 E43 型，试验算该对接焊缝是否满足强度要求。已知185 N/mm2，125 N/mm2。解：（1）焊缝截面内力计算支座反力：剪力：弯矩：（2）焊缝截面特性参数计算惯性矩：面积矩： （3）焊缝强度验算由于只要求对焊缝强度进行验算，所以，无需计算截面上下边缘的最大弯曲正应力。焊缝最大弯曲正应力（翼缘与腹板交界处），有焊缝强度满足要求。2下图 所示为双角钢组成的 T 形截面轴心受拉构件与节

24、点板采用侧焊缝连接。角钢为 2L11010，节点板厚度，钢材为 Q235，E43 型手工焊（）。静力 N660 kN，焊缝正边尺寸（在最大最小焊缝正边尺寸之间）。试计算所需肢背、肢尖焊缝长度、。 图3.30 例题3.3附图【解】（1）计算肢背、肢尖焊缝受力（2）计算肢背、肢尖焊缝长度取lw1=280mm,lw2=130mm。焊缝长度满足最大最小长度要求，验算从略。3下图所示一牛腿钢板两边用角焊缝与钢柱连接，其尺寸如图所示。钢材为 Q235，手工焊，E43 焊条（），焊脚尺寸10 mm。假设 e100 mm，试计算该连接能承受的最大静力荷载设计值？解：（1）内力计算焊缝所受内力有N、M=Ne=1

25、00N（2）焊缝有效截面参数计算（3）各内力产生的应力计算（4）计算该连接能承受的最大静力荷载设计值N由角焊缝基本计算公式，有解之，得N168.7103N=168.7kN故计算该连接能承受的最大静力荷载设计值N=168.7kN。4一连接构造图如下图 所示。两块 A 板用三级对接焊缝（已知185 N/mm2，125 N/mm2）与立柱焊接，B 板与 A 板用 8 个直径为 d22 mm 预拉力 P190 kN 的摩擦型高强度螺栓连接。构件材料为 Q235。试计算焊缝连接所能承受荷载设计值 F。（提示：由于只要求计算焊缝连接的承载力设计值，螺栓连接的情况不管）解：(1)对接焊缝所受内力剪力 VF，

26、弯矩 M250F(2)抗弯强度确定 F所以 (3) 抗剪强度确定 F所以 最后得焊缝连接的承载力设计值为 F356 kN。5验算下图所示角焊缝连接的强度。已知：静力荷载作用力设计值F500kN，e=100mm，hf=10mm，钢材为Q235，焊条为E43型，。解：（1）焊缝内力计算竖向轴心力V=Fsin450=353.55kN水平轴心力H=Fcos450=353.55kN弯矩M=He=353.550.1=35.36kN.m（2）各内力在焊缝截面最不利处产生应力计算（3）焊缝强度验算安全。6某轴心受压柱，设计内力N=2000kN,l0x=6m(强轴), l0y=3m（弱轴）,钢材Q345（f=3

27、10N/mm2），采用两块翼缘板225012和一块腹板25010焊成工字形截面，截面无削弱。试验算其强度和刚度（=150）。解：（1）截面几何特性（2）强度验算因截面无削弱，所以（强度安全）（3）刚度验算（刚度通过）7一连接构造图如下图所示。两块 A 板用三级对接焊缝与立柱焊接，B 板与 A 板用 8 个直径为 d22 mm 预拉力 P190 kN 的摩擦型高强度螺栓连接，摩擦系数为 m0.35，构件材料为 Q235。试计算螺栓连接所能承受荷载设计值 F。（提示：由于只要求计算螺栓连接的承载力设计值，焊缝连接的情况不管。扭矩作用下，最不利螺栓的受力计算公式为：，）解：（1） 螺栓所受内力剪力

28、VF，扭矩 T155F（2）最不利一个螺栓所受剪力计算（3） 单个摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值根据 N1，max，得 F403.2 kN。8已知一工字型钢梁I32a(Wx=692cm3,Ix/Sx=27.5cm，腹板厚9.5mm)，承受静力荷载，最大弯矩Mmax=130kNm，最大剪力Vmax=89kN。Q235钢材（f=215MPa,fv=125MPa)。要求进行抗弯和抗剪强度验算。解：（1）抗弯强度验算（抗弯强度满足）（2）抗剪强度验算（抗剪强度满足）9已知某楼盖次梁 I40a（Q235B），跨中承受集中静力荷载设计值 P160 kN，试进行各项强度验算。集中荷载在跨度方向的分布长度为

29、 a90 mm，计算跨度 l6 m，梁自重67.6 kg/m。（已知、）解：（1）基本数据准备自重设计值支座反力（剪力）跨中弯矩跨中剪力（2）跨中抗弯强度验算（3）支座抗剪强度验算（4）局部承压强度验算（5）折算应力验算由于型钢表中没有给出 S1，近似取 N/mm2，则强度满足要求。10如下图所示拉弯构件，受轴心拉力设计值 N200 kN，跨中作用一集中荷载设计值 F30 kN（以上均为静载），构件采用2个角钢L140908长边相连，角钢间净距为 8 mm。钢材为 Q235，已知截面无削弱，不考虑自重，试验算该构件的强度和刚度。（查双角钢 T 形截面特性表及截面塑性发展系数表可知：A36.08 m2，Ix731 cm4，ix4.50 cm，Iy453 cm4，iy3.55 cm，Z04.50 cm，f215 N/mm2）单位：mm解：（1）基本数据准备肢背：肢尖：（2）内力计算跨中为控制截面：N200 kN，（3）强度验算肢背： 肢尖： 强度满足要求。（4）刚度验算刚度满足要求。专心-专注-专业