钢结构设计原理的计算题题库文档.pdf

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1、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-AF。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-AF（=125N/mm2,=215N/mm2),板件摩擦面间作喷砂处理（=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

2、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 Q235A 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=2.06105N/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 Q235A F。手工焊，焊条 E43型

3、.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 Q235A F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（=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 Q235A

4、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。06105N/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-18400，两面用盖板连接，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

5、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

6、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,l0 x=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

7、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，hf=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 w2f160N/mmf 解、将拉力 F 分解为垂直于焊缝长度的分力0.6xFF和沿焊缝长度的分力0.8y

8、FF,则 40.61.395 102 0.7 84002 8xfe wFFFh l 40.81.860 102 0.7 84002 8yfe wFFFh l 由公式 22fwffff得 2441.395 101.860 101601.22FF，求得733 kNF 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d0=22mm,螺纹处有效直径de=17.65mm,螺栓布置如图 3。竖向荷载设计值F=1。0105 N（静载)，距柱翼缘表面 200mm.轴心拉力设计值N=1。0105 N。试验算螺栓强度已知、b2t170N/mmf 解:用

9、C 级螺栓(承托承受剪力）1.螺栓承载力设计值。一个 C 级螺栓在杆轴方向受拉的承载力设计值btN为 2244.8 17041616 N4bbbtttetdNfA f 2.螺栓的拉力计算及螺栓强度验算 先假定被连接构件绕螺栓群的形心转动,此时弯矩的设计值 57102002 10 N mmMFe 故连接中螺栓最小拉力值为 571min2221.0 102 1014018571 N10470140iMyNNnmy 由于min18571 N0N，说明被加构件应偏安全地认为绕底排螺栓转动，由对底排螺栓取矩，取顶排螺栓最大拉力值为 5511max2222244(10200 1.0 10140)28027

10、0140210280 3.24 10 N4.16 10 NibtFeNeyNmyN 所以连接满足要求 3、某简支梁跨长为 5.5m，在梁上翼缘承受均布静力荷载,恒载标准值为 10.2kN/m(不包括梁自重），活载标准值为 25kN/m，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑，钢材为 Q235 钢，梁的容许挠度为l/250.若选用型钢36b,其单位长度质量为 65。7kg/m，梁的自重荷载为 0。644kN/m，Ix=16574cm4，Wx=921cm3，Ix/Sx=30.6cm,tw=12。0mm，试验算该受弯构件设计是否合理。已知、2215N/mmf 2125N/mmvf 1.05x 解、梁上的均布

11、荷载标准值 10.2250.64435.84/kqkN m 梁上的均布荷载设计值 1.2(10.20.644)1.42548.01/qkN m 跨中的最大弯矩标准值 22max35.84 5.5135.588kqlMkN m 跨中的最大弯矩设计值 22max48.01 5.5181.588qlMkN m 支座处的最大剪力设计值 max48.01 5.5132.022qlVkN 强度验算 弯曲正应力 6223181.5 10187.7/215/1.05 921 10 xnxMN mmfN mmW 支座处最大剪力 22132.0 100030.6 10 10 43.1/125/wvVSItN mm

12、fN mm 强度满足要求.刚度验算 445455 35.84 5500384384 2.06 1016574 105500 12.522250250qlvEIlmmvmm 刚度满足要求。对于型钢截面无须进行局部稳定验算;另外梁的受压翼缘有可靠侧向支撑，整体稳定得到保障。综上所述该受弯构件设计合理。4、某焊接工字形截面压弯构件，翼缘板截面30014；腹板截面56010，截面翼缘为剪切边（对 x 轴为 b 类截面，对 y 轴为c 类截面），钢材为 Q345 钢。两端铰接，长度为 15m，承受的轴心压力设计值为N=900kN，在杆的中央有一横向集中荷载设计值P=120kN，在弯矩作用平面外位于杆的三

13、分点处各有一个支撑点,如图 4 所示。假设构件的局部稳定满足要求，试验算此构件其他方面是否满足要求。已知、1.05x，2310/fN mm 150 1.0mx 1.0tx 1.0弯矩平面内整体稳定计算公式、11 0.8/mxxxxxExMNfAWN N，221.1ExxEAN；弯矩平面外整体稳定计算公式、1txxybxMNfAW，21.0744000 235yybf。解、1.构件截面特性 256 12 30 14140Acm 3241.0 562 1.4 30 28.78382512xIcm 24.47xicm 342 1.430630012yIcm 6.71yicm 318382528512

14、9.4xxIWcmy 2.强度计算 跨中最大弯矩 max1120 154504MkN m 36223900 10450 1064.3 150.3214.6/140 101.05 2851 10 xnxnxMNN mmfAW 强度满足要求。3.弯矩平面内稳定计算 柱在框架平面内的计算长度为 015xlm 0/1500/24.4761.3150 xxxli 由345/23574.27x，查轴心受力稳定系数表得 0.724x(焊接、剪切边，属于 b 类截面）222322206000 140 101068861.11.1 61.3ExxEANkN 平面内仅一跨集中力作用，1.0mx 13623221

15、0.8/900 101.0 450 100.724 140 101.05 2851 10 1 0.8 900/688688.8 167.9256.7/310/mxxxxxExMNAWN NN mmfN mm 平面内稳定性满足.4。弯矩平面外稳定计算 因柱平面外三分点有侧向支撑,故柱平面外的计算长度为 05ylm 0/500/6.7174.52150yyyli 由345/23590.29y，查轴心受力稳定系数表得 0.515y（焊接、剪切边，属于 c 类截面）2274.52 3451.071.070.88544000 23544000 235yybf AB 段 最大弯矩 60 5300BCMMk

16、N m 弯矩系数(一端弯矩为零)0.65tx BC 段 最大弯矩 max60 7.5450MkN m 弯矩系数（有弯矩和横向荷载，同向曲率）1.0tx 故应对 BC 段计算即可 362322900 101.0 450 1010.515 140 100.885 2851 10124.8 178.3303.1/310/txxybxMNAWN mmfN mm 平面外稳定性满足。b 类截面轴心受压构件的稳定系数/235yf 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 60 0.807 0.802 0.797 0.791 0.786 0。780 0。774 0。769 0.763 0.757 70 0。75

17、1 0。745 0.739 0。732 0.726 0.720 0。714 0.707 0.701 0.694 c 类截面轴心受压构件的稳定系数/235yf 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 70 0。0.636 0.629 0。0.616 0.610 0.604 0.597 0.591 0.584 643 623 80 0。578 0。572 0.566 0.559 0。553 0.547 0.541 0.535 0.529 0。523 90 0。517 0.511 0。505 0。500 0.494 0.488 0。483 0.477 0.472 0.467 b 类截面轴心受压构件的

18、稳定系数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 0。899 0。895 0.891 0。887 0.882 0。878 0.874 0.870 0。865 0。861 50 0。856 0。852 0。847 0。842 0.838 0.833 0。828 0.823 0.818 0.813 60 0.807 0。802 0。797 0。791 0.786 0。780 0。774 0.769 0.763 0.757 70 0.751 0.745 0.739 0。732 0。726 0。720 0.714 0.707 0.701 0.694 1.试验算图示结构 AB 杆是否满足要求。已知

19、 B 点作用的集中力设计值kNF300，AB 杆截面由 HW100100 制成，其截面参数为：255.40cmA，41660 cmIx,cmix39.6，4564cmIy，cmiy70.3，钢材 Q235B（2215mmNf），b 类截面,150,局部稳定满足要求,截面无削弱，不计自重。解：AB 杆为轴压杆，内力为：kNtgFNo62.519577.030030 25.4239.62700 xxxil,7370.32700yyyil 15073,maxmaxyx 由73max查表的732.0y 222321506.1751055.40732.01062.519mmNfmmNANy 由于截面无削

20、弱，强度不需计算；题 1 图 2700CA1130B1-1xxyyHW1001002.某工作平台梁，用 I36a 型钢制成,梁截面无削弱，承受均布可变荷载，如图所示。钢材 Q235，(2215mmNf，2125mmNfv，2310206mmNE），05.1x,250lvT(全部荷载作用下），梁的整体稳定可以保证，荷载分项系数4.1,不计自重。试确定该梁所能承担的最大荷载标准值kq I36a 截面参数：24.76cmA,4x15796 cmI，3x878 cmW，cmi4.14x，3x6.095cmS（半个截面面积矩)mmtw10。解:mkNfWlqxx2.198102151087805.181

21、632 21982.1984.1kq mkNqk/98.131 mkNqlvEIlqkTxk/71.139000510157961006.238436250384544524 mkNqmmNfqtIVSkvkwxx58.611251010157961055.5091094.15.0324333该梁所能承担的最大荷载标准值为 13.71mkN/3。如图所示两端铰支格构式构件，截面由两个32a 型钢组成，单系缀条采用 550角钢，柱的计算长度llx0，承受轴心压力设计值kN500N，跨中横向荷载设计值80kNF，Q235 钢材，（23210206,215mmNEmmNf），b 类截面，已知构件的截

22、面参数为：297cmA，4x31343 cmI，cmi98.17x，单个550角钢的截面面积2018.4cmA，0.1mx。试验算该柱弯矩作用平面内的整体稳定是否满足要求。yyxx9000解:mkNLPMx20010804141 62.5598.1710000 xxxil 588.42972762.55272120AAxx 818.0 x kNEANxEX141.5324581.11097102061.12223202 14.5324500818.0120010313431020010097818.01000500146EXxxxmxxNNWMAN 22/215/26.201mmNfmmN 整

23、体稳定满足要求 4.图示侧面角焊缝连接，承受轴心拉力设计值kNN300，焊脚尺寸8fhmm,钢材为 Q235-B，手工焊，焊条为 E43 型(2/160mmNfwf)，焊缝的内力分配系数:7.01k（肢背）,3.02k（肢尖)，不考虑焊口影响，试验算该角焊缝连接的承载力和构造是否满足要求。1-132a5m1132a5m4001122解：构造验算：mmtmmtmmhf6.982.12.16.5145.15.1821，满足 mmmmhlfw24048060max,，mmhlfw01740mm8min,或，满足 承载力验算：第一种解答 肢背焊缝：kNflhNwfwf08.43016024087.02

24、7.01 肢背焊缝：kNflhNwfwf64.30416017087.027.02 kNkNN4.6147.008.43011 kNkNN5.10153.064.30422 kNNN300，满足 第二种解答：118-2408-1701-12 63 8=14=1422316013.782406.52103007.07.07.0mmNfmmNlhNwfwf，满足 22316027.471706.52103003.07.03.0mmNfmmNlhNwfwf,满足 第三种解答:mmlmmfhNwwff2402.1171606.52103007.07.07.03，满足 mmlfhNwwff1702.50

25、1606.52103003.07.03.03，满足 5.试验算图示连接是否满足承载力要求.钢材 Q235(2215mmNf），采用高强度螺栓摩擦型连接，高强度螺栓为10.9 级 M20,孔径mmd5.210，连接处构件接触面喷砂处理，kN15545.0P，静力荷载设计值kN400N。kNPnNfbv775.6215545.019.09.0 kNPNbt1241558.08.0 kNNV32054kNNN2405340053 kNPkNNNt1248.030824081 kNVNv4081 508040408050=400kN534 1879.012430775.624011bttbvvNNNN满足要求