2022年钢结构计算题集 .pdf
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1、1 钢结构设计原理计算题第 3 章 连接1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。已知:连接承受静力荷载设计值300PkN,240NkN,钢材为Q235BF ,焊条为 E43 型,2160wffN mm,设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm。2、计算如 2 题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P。已知:钢材为Q235BF,焊条为 E43型,2/160mmNfwf,考虑到起灭弧缺陷,每条角焊缝计算长度取为mm290。2 解:120P53M,P53V,P54Np33. 029067. 0210p54AN3eNp25.029067. 0210p53AN3eNp61.029067. 0612
2、10120p53WM23fM题 2 图题 1 图1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 24 页 - - - - - - - - - 2 2wf222V2MNmm/N160f)P25. 0()22.1P61.0P33.0()()22.1(kN5.197P3、图示角焊缝连接,承受外力kNN500的静载,mmhf8,2160mmNfwf,没有采用引弧板,验算该连接的承载力。3 解:400,300 xyNkNNkN2365.90)82410(87 .0210400m
3、mNlhNwexf2398.67)82410(87.0210300mmNlhNweyfwfffffmmN222227.10098.67)22.165.90()(4、计算图示角焊缝连接中的fh。已知承受动荷载,钢材为Q235-BF ,焊条为E43 型,2160mmNfwf,偏离焊缝形心的两个力kNF1801,kNF2402,图中尺寸单位: mm,有引弧板。4 解:将外力1F,2F移向焊缝形心O,得:kNFN1801;kNFV2402题 3 图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -
4、第 2 页,共 24 页 - - - - - - - - - 3 kNFFM0902401201809012021ffwefhhlhN5362407 .02101803ffwefhhlhV7142407.021024030 .1f则:160)714()536()(2222wfffffffhh解得mmhf58.5取mmhf6构造要求:mmthf6.982 .12 .1minmaxmmthf74.4105.15.1maxminmaxmin6fffhmmhh满足要求。5、 验算图示角焊缝连接的强度。已知承受静荷载, 钢材为 Q235-AF , 焊条为 E43 型,2160mmNfwf,偏离焊缝形心的
5、力kNF500,mme100,mmhf10,图中尺寸单位:mm,无引弧板。5 解:将外力F移向焊缝形心,得:2FN;2FV;2FeM题 4 图题 5 图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 24 页 - - - - - - - - - 4 23/47.66)20400(107.02210500mmNlhNweNf23/47.66)20400(107. 02210500mmNlhVwef223/95.104)20400(107. 022100105006mmNWM
6、Mf222222/160/44.15547.66)22.147.6695.104()(mmNfmmNwffff6、 验算题 6图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。已知: 初连接构件钢材为Q235BF,8.8 级 M20 高强度螺栓的设计预拉力P=110kN,接触面喷砂后涂无机富锌漆,抗滑移系数为 0.35。6 解 V=F=180kN ;M=F 150 kN6.38)14070(22140150180N22tkN881108.0P8 .06.38Nt)N25. 1p(n9. 0NtfbvkN45.19)6.3825.1110(35.019.0kN45.19N1810180nVNbv
7、v7、图示牛腿采用摩擦型高强度螺栓连接,45.0,设计预拉力kNP125,kNN20,kNF280,验算螺栓的连接强度。7 解:方法1:1122220280100160370.81001022(16080 )tiMyNNkNPkNnmykNnNNt5.1916080352kNNt23kNNNNNtttti11725.58)(321题 6 图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 24 页 - - - - - - - - - 5 kNVkNNnPnNtifbv280
8、447)11725.112510(45.019.0)25. 1(9. 0方法 2:kNPNbt1008.01122220280100 160370.81001022(16080 )tiMyNNkNPkNnmykNNPnNkNNtfbvv89.31)25.1(9 .028102801bttNN1,bvvNN满足要求8、验算图示普通螺栓连接时的强度,已知螺栓直径mmd20,C 级螺栓,螺栓和构件材料为Q235,外力设计值kNF100,2140mmNfbv,2170mmNfbt,2305mmNfbc,245.2cmAe。8 解:-32451701041.65bbtetNA fkN2233.14201
9、140104444bbvvvdNnfkN题 7 图题 8 图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 24 页 - - - - - - - - - 6 kNf tdNbcbc12210305221受力最大的号螺栓所受的剪力和拉力分别是:kNnNNv5.128100kNymMyNit78.26)100200300(2300250100222211703.0)65.4178.26()445.12()()(2222bttbvvNNNNkNNkNNbcv1225.12螺栓连
10、接强度满足要求。9、验算图示普通螺栓连接时的强度。已知螺栓直径mmd22,C 级螺栓, 螺栓和构件材料为Q235,外力设计值kNF150,2140mmNfbv,2170mmNfbt,2305mmNfbc,203.3cmAe。9 解:kNfANbtebt51.51101701003.332题 9 图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 24 页 - - - - - - - - - 7 kNfdnNbvvbv19.531014042214.314322kNf tdN
11、bcbc78.1201030518223受力最大的号螺栓所受的剪力和拉力分别是:kNnFNv75.188150kNymMyNit18.40)24016080(224020015022221186. 0)51.5118.40()19.5375.18()()(2222bttbvvNNNNkNNkNNbcv78.12075.18螺栓连接强度满足要求。10 试验算图示高强度螺栓连接的强度。采用 8.8 级 M20 摩擦型螺栓, P=125kN , u=0.45,kNF300。10 解: V=300kN ,T=300 0.25=75kNm ,KNpnNfbv625.5012545. 019.09. 0k
12、NyxTyNiiTx56.55240412046010240107522262211题 10 图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 24 页 - - - - - - - - - 8 kNyxTxNiiTy89.1332400060107562211kNnVNF30103001KNNkNNNNNbVFTyTX625.508.70)3089.13(56.55)()(22211211该螺栓连接的强度不满足。第 5 章 梁的设计1、焊接工字形截面简支梁跨度6m,上翼缘
13、受集中荷载作用,设计值如题1 图所示,钢材为Q345B,2310/fNmm,2345/yfN mm。忽略梁自重,受压翼缘扭转受到约束,试验算梁的整体稳定性和局部稳定性。已知846.1410 xImm,743.125 10yImm,29456Amm,632.05 10 xWmm,57.5yimm,21 1243202350.821()0.684.4byxytAhWhf,bb282.007.1。1 解 (1)整体稳定计算:最大弯矩2002400 xMkN m;0.680.6,0.64bb;/ ()xbxMW66240010 / (0.642.0510 )305/Nmmf满足要求2验算局部稳定翼缘0
14、0122,12,/10.213 235/10.7ybmm tmm btf满足要求题 1 图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 24 页 - - - - - - - - - 9 腹板0/576/69680 235/66wyhtf;0/96170 235/140wyhtf应布置横向加劲肋2、如题 2 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
15、,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。2215N / mmf,2125N / mmvf,522.06 10 N / mmE,1.0 x,3/ 48xvFlEI ,yyxybbfhtWAh235)4.4(1432022,其中,=0.81b,当计算出的6 .0b按bb282.007.1进行修正。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=2,Ix= 51146cm4,Iy= 7861cm4,Wx= 2158cm3,Sx=1196cm3,Sx1=942cm3不考虑
16、局部压应力的影响。2 解:荷载设计值计算。P=1.2 40+1.4 70=146kN ;146644PlM=219kN m;V=2P=73kN (1)构件截面几何特性计算:78617.88126.6yyIicmA;60076.17.88oyyyli(2)强度验算:题 2 图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 24 页 - - - - - - - - - 10 抗弯强度=6max3219 102158 10 xMW2f 抗剪强度max=33473 101196
17、1051446 1010 xx wVSI t213,故需要验算整体稳定性。2243202351()4.4ybbyxytAhWhf=224320126.647.476.1 1.20.811()176.121584.447.40.2820.2821.071.070.9161.834bb63219 100.916 2158 10bxMW=111N/mm2f (4)挠度验算:lvEIlPlvxk1277110511461006. 248600010)7040(4845232故刚度条件能够满足。3、 题 3 图所示楼盖梁跨度, 采用焊接工字形截面,承受的均布荷载为恒载标准值(包括自重 )mkN /8+活
18、载标准值kq,如果楼板可保证梁的侧向稳定性,钢材为Q235BF,2/215mmNf,2/125mmNfv, 试计算活荷载kq的最大值。已知容许挠度250lv,4710511.9mmIx,35103. 6mmWx,3510488.3mmSx,05.1x,xEIqlv384/54,522.06 10 N / mmE。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 24 页 - - - - - - - - - 11 3 解 (1)按抗弯强度计算最大弯矩2(1.281.4)4.
19、8 /82.88(9.61.4)xkkMqqkN m652/ ()2.88(9.61.4)10 / (1.056.3 10 )215/xxxkMWqNmmqk(2)验算抗剪强度剪力(1.281.428.4)4.8/ 2118.5VkN;/xx wVSI t72118500348800 / (9.511 106)72.4/vNmmf,满足要求3验算挠算荷载标准值828.436.4/qkNm;47536.44800 /(3842060009.511 10 )v12.8 4800 / 25019.2mmvmm满足要求;4、试验算图示简支梁的整体稳定性。已知作用在梁上的荷载设计值kNF300,梁自重设
20、计值mkN0.2,采用 Q235 钢材,2215mmNf,212432023514.4ybbbyxytAhWhf,跨中有侧向支撑,20.1b,0.2821.071.0bb,2228cmA,4413683cmIx,417067cmIy。题 3 图6m6mF10400100016x16y2.0kN/m名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 24 页 - - - - - - - - - 12 4 解:380172.10324136832/cmhIWxx;cmAIiyy
21、65.822817067;60069.368.65oyyyli;mkNFlqlM9364123008120.24822max212432023514.4ybbbyxytAhWhf=235235010324.41636.69180172.10322836.6943202. 122=6. 026.30.2821.070.9833.26b623936 10118.80.983 8017 10 xbxMNfmmW另解 : 11600151640lb, 整体稳定无需验算,满足要求。5、 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:213200mmA,34.501
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