鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的計(jì)算題題庫文檔

1、1.試驗(yàn)算圖中所示柱牛腿中鋼板與柱翼緣節(jié)點(diǎn)的連接焊縫的強(qiáng)度（說明驗(yàn)算點(diǎn)）。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值。鋼材為Q235-AF。手工焊，焊條E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。 2.試驗(yàn)算圖示節(jié)點(diǎn)摩擦型高強(qiáng)螺栓群的強(qiáng)度。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，高強(qiáng)螺栓為8.8級(jí)M20，預(yù)拉力P=110KN，被連接板件鋼材Q235-AF（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面間作噴砂處理（=0.45）。 3.某簡支梁截面如圖所示，梁的跨度為6m，荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，試驗(yàn)算梁的強(qiáng)度是否滿足要求。判定梁的局部穩(wěn)定是否滿足要求（腹板判定是否需設(shè)加勁肋，如

2、需設(shè)加勁肋，請(qǐng)按構(gòu)造要求設(shè)置加勁肋，并畫出加勁肋的布置圖）。梁采用Q235-A鋼材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2 ，fy=235N/mm2。計(jì)算時(shí)可忽略梁的自重。 4.某壓彎構(gòu)件截面如圖所示，荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，試驗(yàn)算整體穩(wěn)定是否滿足要求。材質(zhì)：Q235-A鋼材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06105N/mm2。 ，；0.7572；平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：；0.6309；1.試驗(yàn)算圖中所示柱牛腿中鋼板與柱翼緣節(jié)點(diǎn)的連接焊縫的強(qiáng)度。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值。鋼材為Q235-A F。手工焊，焊條E43型。ffw=1

3、60N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。 2.試驗(yàn)算圖示節(jié)點(diǎn)摩擦型高強(qiáng)螺栓群的強(qiáng)度（不需驗(yàn)算連接板的強(qiáng)度）。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，高強(qiáng)螺栓為10.9級(jí)M20（孔d0=21.5mm），預(yù)拉力P=155kN，被連接板件鋼材Q235-A F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面間作噴砂處理（=0.45）。 3.某簡支梁截面如圖所示，梁的跨度為6m，所受荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，試驗(yàn)算梁的強(qiáng)度是否滿足要求。判定梁的局部穩(wěn)定是否滿足要求（腹板判定是否需設(shè)加勁肋，如需設(shè)加勁肋，請(qǐng)按構(gòu)造要求設(shè)置加勁肋，并畫出加勁肋的布置圖）。梁采用Q235-A鋼材，fd=215N

4、/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。計(jì)算時(shí)可忽略梁的自重。 4.某壓彎構(gòu)件截面如圖所示，荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，試驗(yàn)算整體穩(wěn)定是否滿足要求。材質(zhì)：Q235-A鋼材，fd =215N/mm2，fvd =125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06105N/mm2。 ，；0.9181；平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：；0.8368；平面外穩(wěn)定不滿足要求。1.兩鋼板截面為18400 ，兩面用蓋板連接，鋼材 Q235 ，承受軸心力設(shè)計(jì)值N=1181kN ，采用M22普通C級(jí)螺栓連接，d0 = 23.5mm ，按圖示連接。試驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)是否安全。已知：。 （1） 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算

5、 單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值 單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值 故取 。每側(cè)12個(gè)螺栓，承載力為 （2） 驗(yàn)算被連接鋼板的凈截面強(qiáng)度 2. 簡支梁受力及支承如圖所示，荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=180kN，分項(xiàng)系數(shù)1.4，不計(jì)自重，Q235鋼，fy=235N/mm2。1）驗(yàn)算該梁的強(qiáng)度。 2）如不需驗(yàn)算該梁的整體穩(wěn)定，問需設(shè)幾道側(cè)向支承？ 設(shè)強(qiáng)軸為x軸。 （1） 強(qiáng)度驗(yàn)算 最大正應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算： 因?yàn)橐砭?所以可以考慮部分塑性。 最大剪應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算： 腹板與翼緣交界處折算應(yīng)力驗(yàn)算： 所以強(qiáng)度均滿足。 （2） 整體穩(wěn)定性保證 如不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定性，則需受壓翼緣自由長度與其寬度的比滿足要求： 所以在梁跨中設(shè)一道側(cè)向支承

6、點(diǎn)就能保證梁的整體穩(wěn)定性。3.一工字形截面軸心受壓柱如圖所示，l0x=l = 9m，l0y=3m , 在跨中截面每個(gè)翼緣和腹板上各有兩個(gè)對(duì)稱布置的 d = 24mm 的孔，鋼材用Q235AF，f =215N/mm2，翼緣為焰切邊。試求其最大承載能力N。局部穩(wěn)定已保證，不必驗(yàn)算。 截面幾何特性： 按強(qiáng)度條件確定的承載力： 按穩(wěn)定條件確定的承載力： 因x軸為弱軸，且 ，因而對(duì)y軸的穩(wěn)定承載力小于對(duì)x軸的穩(wěn)定承載 力，由 查表得所以所以 此柱的最大承載力為2160kN。 4. 驗(yàn)算圖示端彎矩（計(jì)算值）作用情況下壓彎構(gòu)件的承載力是否滿足要求。已知構(gòu)件截面為普通熱軋工字鋼I10，Q235AF，假定圖示側(cè)

7、向支承保證不發(fā)生彎扭屈曲。I10截面的特性：A=14.3cm2，Wx=49cm3，ix=4.15cm。 熱軋工字鋼截面對(duì)x軸屬于a類。因而，當(dāng) 時(shí)，得 。由平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算公式： 由截面強(qiáng)度計(jì)算公式： 因?yàn)槠矫嫱夥€(wěn)定通過側(cè)向支承得到保證，所以本題承載力由強(qiáng)度、平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算均滿足要求。1、如圖所示一鋼板與工字形柱的角焊縫T形連接。手工焊，E43型焊條，hf=8mm。設(shè)鋼板高度為2a=400mm，鋼板與一斜拉桿相連，拉桿受力F。鋼材采用Q235 鋼，試求兩條焊縫能傳遞的靜載設(shè)計(jì)值F。已知 解、將拉力F分解為垂直于焊縫長度的分力和沿焊縫長度的分力，則 由公式 得 ，求得2、如圖2所示一牛腿，用C級(jí)螺

8、栓連接于鋼柱上，牛腿下設(shè)有承托板以承受剪力。螺栓公稱直徑M20，孔徑d0=22mm，螺紋處有效直徑de=17.65mm，螺栓布置如圖3。豎向荷載設(shè)計(jì)值F=1.0105 N（靜載），距柱翼緣表面200mm。軸心拉力設(shè)計(jì)值N=1.0105 N。試驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度已知、 解：用C級(jí)螺栓（承托承受剪力）1.螺栓承載力設(shè)計(jì)值。一個(gè)C級(jí)螺栓在桿軸方向受拉的承載力設(shè)計(jì)值為 2.螺栓的拉力計(jì)算及螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算先假定被連接構(gòu)件繞螺栓群的形心轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)彎矩的設(shè)計(jì)值 故連接中螺栓最小拉力值為 由于，說明被加構(gòu)件應(yīng)偏安全地認(rèn)為繞底排螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)，由對(duì)底排螺栓取矩，取頂排螺栓最大拉力值為 所以連接滿足要求3、某簡支梁跨長為5.5

9、m，在梁上翼緣承受均布靜力荷載，恒載標(biāo)準(zhǔn)值為10.2kN/m（不包括梁自重），活載標(biāo)準(zhǔn)值為25kN/m，假定梁的受壓翼緣有可靠側(cè)向支撐，鋼材為Q235鋼，梁的容許撓度為l/250。若選用型鋼36b，其單位長度質(zhì)量為65.7kg/m，梁的自重荷載為0.644kN/m，Ix=16574cm4，Wx=921cm3，Ix/Sx=30.6cm， tw=12.0mm，試驗(yàn)算該受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)是否合理。已知、 解、梁上的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 梁上的均布荷載設(shè)計(jì)值 跨中的最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值 跨中的最大彎矩設(shè)計(jì)值 支座處的最大剪力設(shè)計(jì)值 強(qiáng)度驗(yàn)算彎曲正應(yīng)力 支座處最大剪力 強(qiáng)度滿足要求。剛度驗(yàn)算 剛度滿足要求。對(duì)于型鋼截面無

10、須進(jìn)行局部穩(wěn)定驗(yàn)算；另外梁的受壓翼緣有可靠側(cè)向支撐，整體穩(wěn)定得到保障。綜上所述該受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)合理。 4、某焊接工字形截面壓彎構(gòu)件，翼緣板截面30014；腹板截面56010，截面翼緣為剪切邊（對(duì)x軸為b類截面，對(duì)y軸為c類截面），鋼材為Q345鋼。兩端鉸接，長度為15m，承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值為N=900kN，在桿的中央有一橫向集中荷載設(shè)計(jì)值P=120kN，在彎矩作用平面外位于桿的三分點(diǎn)處各有一個(gè)支撐點(diǎn)，如圖4所示。假設(shè)構(gòu)件的局部穩(wěn)定滿足要求，試驗(yàn)算此構(gòu)件其他方面是否滿足要求。已知、， 彎矩平面內(nèi)整體穩(wěn)定計(jì)算公式、，；彎矩平面外整體穩(wěn)定計(jì)算公式、，。解、1.構(gòu)件截面特性 2.強(qiáng)度計(jì)算跨中最大彎矩

11、強(qiáng)度滿足要求。3.彎矩平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度為 由，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表得（焊接、剪切邊，屬于b類截面） 平面內(nèi)僅一跨集中力作用， 平面內(nèi)穩(wěn)定性滿足。4.彎矩平面外穩(wěn)定計(jì)算因柱平面外三分點(diǎn)有側(cè)向支撐，故柱平面外的計(jì)算長度為 由，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表得（焊接、剪切邊，屬于c類截面） AB段 最大彎矩 彎矩系數(shù)（一端彎矩為零）BC段 最大彎矩 彎矩系數(shù)（有彎矩和橫向荷載，同向曲率）故應(yīng)對(duì)BC段計(jì)算即可 平面外穩(wěn)定性滿足。b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)j0123456789600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757700.

12、7510.7450.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.694c類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)j0123456789700.6430.6360.6290.6230.6160.6100.6040.5970.5910.584800.5780.5720.5660.5590.5530.5470.5410.5350.5290.523900.5170.5110.5050.5000.4940.4880.4830.4770.4720.467b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)0123456789400.8990.8950.8910.8870.8820.8780.8740.8700.8

13、650.861500.8560.8520.8470.8420.8380.8330.8280.8230.8180.813600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757700.7510.7450.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.6941. 試驗(yàn)算圖示結(jié)構(gòu)AB桿是否滿足要求。已知B點(diǎn)作用的集中力設(shè)計(jì)值，AB桿截面由HW100100制成，其截面參數(shù)為：，鋼材Q235-B()，b類截面，局部穩(wěn)定滿足要求，截面無削弱，不計(jì)自重。解： AB桿為軸壓桿，內(nèi)力為： ， 由查表的 由于截面無削弱，強(qiáng)度不需計(jì)算； 題1圖

14、2. 某工作平臺(tái)梁，用I36a型鋼制成，梁截面無削弱，承受均布可變荷載，如圖所示。鋼材Q235，(，)，（全部荷載作用下），梁的整體穩(wěn)定可以保證，荷載分項(xiàng)系數(shù)，不計(jì)自重。試確定該梁所能承擔(dān)的最大荷載標(biāo)準(zhǔn)值I36a截面參數(shù)：，（半個(gè)截面面積矩）。 解： 該梁所能承擔(dān)的最大荷載標(biāo)準(zhǔn)值為13.71 3. 如圖所示兩端鉸支格構(gòu)式構(gòu)件，截面由兩個(gè)32a型鋼組成，單系綴條采用 角鋼，柱的計(jì)算長度，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值，跨中橫向荷載設(shè)計(jì)值， Q235鋼材，（），b類截面，已知構(gòu)件的截面參數(shù)為：，單個(gè)角鋼的截面面積，。試驗(yàn)算該柱彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定是否滿足要求。解： 整體穩(wěn)定滿足要求4. 圖示側(cè)面角焊縫連接，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值，焊腳尺寸mm，鋼材為Q235-B，手工焊，焊條為E43型（），