钢结构习题答案.docx

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，钢材为Q235BF，焊条为E43型，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去。题1图12、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。已知：钢材为Q235BF，焊条为E43型，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为。题2图2 解：3、图示角焊缝连接，承受外力的静载，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。题3图3 解：4、计算图示角焊缝连接中的。已知承受动荷载，钢材为Q235-BF，焊条为E43型，偏离焊缝形心的两个力，图中尺寸单位：mm，有引弧板。4解：将外力，移向焊缝形心O，得：；题4图则：解得取构造要求：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，偏离焊缝形心的力，图中尺寸单位：mm，无引弧板。题5图5解：将外力移向焊缝形心，得：；6、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。题6图6解V=F=180kN；M=F1507、图示牛腿采用摩擦型高强度螺栓连接，验算螺栓的连接强度。7解：方法1：题7图方法2：题8图，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，C级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值，。8解：受力最大的号螺栓所受的剪力和拉力分别是：螺栓连接强度满足要求。9、验算图示普通螺栓连接时的强度。已知螺栓直径，C级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值，。（12分）题9图9解：受力最大的号螺栓所受的剪力和拉力分别是：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，。题10图10解：V=300kN，T=3000.25=75kNm，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，上翼缘受集中荷载作用，设计值如题42图所示，钢材为Q235BF，。忽略梁自重，试验算梁的整体稳定性和局部稳定性。已知，。题1图1解 (1)整体稳定计算：最大弯矩；满足要求（2）验算局部稳定翼缘满足要求腹板；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，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。(，其中，当计算出的按进行修正。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=126.6cm2，Ix=51146cm4，Iy=7861cm4，Wx=2158cm4，Sx=1196cm3，Sx1=942cm3。题2图2解：荷载设计值计算。P=1.240+1.470=146KN；M=219KNm；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/mm21=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。3、题3图所示楼盖梁跨度4.8m，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)+活载标准值，如果楼板可保证梁的侧向稳定性，钢材为Q235BF，试计算活荷载的最大值。已知容许挠度，。题3图3解(1)按抗弯强度计算最大弯矩qk=28.4kN/m(2)验算抗剪强度剪力；，满足要求（3）验算挠算荷载标准值；满足要求；整体稳定无需计算，活荷载最大标准为28.4kN/m4、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，梁自重设计值，采用Q235钢材，跨中有侧向支撑，。题4图4解：；=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：，。（10分）题5图5解 ，=；满足要求6、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：，。（10分）题6图6解 ，=；满足要求7、试验算图示简支梁的整体稳定性。已知作用在梁跨中的荷载设计值F=300kN，忽略梁自重产生的内力，采用Q235钢材，fy=235N/mm2，f=215N/mm2,，跨中有两等距离侧向支撑，=1.20，=1.0，截面几何特性：A=158.4cm2，Ix=268206cm4，Iy=5122cm4。题7图7解（1）截面几何特性cm3cm（2）内力计算kNm（3）整稳计算=N/mm2f=215N/mm2满足题1图柱的设计计算题1、有一实腹式双轴对称焊接工字形截面轴心受压柱，如题43图所示，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。试对该柱进行验算。已知，。1、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=21.2253=3125cm4；ix=15.64cmiy=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。题2图2、如题2图所示轴心受压格构柱承受轴力设计值N=800k，计算长度lox=loy=10m，分肢采用25a：A=234.9169.82cm2，iy=9.81cm，I1=175.9cm4，i1=2.24cm，y1=2.07cm，钢材为Q235BF，缀条用L454，Ad=3.49cm2。缀条柱换算长细比为，试按照等稳定原则确定两分肢平行于X轴的形心轴间距离b。2解等稳定条件为；3、题3图所示为一轴心受压柱的工字形截面，该柱承受轴心压力设计值N=4500kN，计算长度为钢材为Q235BF，验算该柱的刚度和整体稳定性。已知，。152025303540450.9830.9700.9530.9360.9180.8990.878题3图3解 （1）刚度验算：（2）整体稳定算：当时，4、图示焊接工字形截面轴压柱，在截面有两个M20的C级螺栓孔，并在跨中有一侧向支撑，该杆能承担多大外荷载？已知：钢材Q235-AF，。题4图4解：，查表；所以5、某缀板式轴压柱由228a组成，Q235-AF，外压力，验算该柱虚轴稳定承载力。已知：，。题5图5解 ；查表满足要求6、某缀板式轴压柱由两槽钢220a组成，Q235-AF，柱高为7m，两端铰接，在柱中间设有一侧向支撑，试确定其最大承载力设计值（已知单个槽钢20a的几何特性：，值见附表）。题6图6解 ；查表；7、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，试验算该柱的强度、整体稳定？已知：钢材Q235-AF，。题7图7解：，查表；拉弯和压弯构件计算题1、由热扎工字钢I25a制成的压弯杆件，两端铰接，杆长10m，钢材Q235，已知：截面，b类截面，作用于杆长的轴向压力和杆端弯矩如图，试由弯矩作用平面内的稳定性确定该杆能承受多大的弯矩？（13分）题1图1解 ，；查表；2、试验算图示压弯构件平面外的稳定性，钢材为Q235，跨中有一侧向支撑，（10分）题2图2解 ；查表；3、试验算图示压弯构件弯矩作用平面外的整体稳定性，钢材为Q235，（设计值），偏心距，跨中翼缘上有一侧向支撑，对x轴和y轴均为b类截面（值见附表）。（13分）题3图3解 ；查表4、试验算图示压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定性，钢材为Q235，（设计值），偏心距，跨中有一侧向支撑，对x轴和y轴均为b类截面。（13分）题4图4解：查表