鋼結(jié)構(gòu)答案匯總

1、2L 135X10解：（1 ）三面圍焊佔(zhàn) 曙=3 暹冷第三章鋼結(jié)構(gòu)的連接3.1試設(shè)計(jì)雙角鋼與節(jié)點(diǎn)板的角焊縫連接（圖 3.80）。鋼材為Q235B，焊條為 E43型，手工焊，軸心力N=1000KN （設(shè)計(jì)值），分別采用三面圍焊和兩面?zhèn)?焊進(jìn)行設(shè)計(jì)。nr確定焊腳尺寸:隔皿避耐=1.2x10 = -12wwhf 昨札 = 5尿.2蝕!如=亦忍 內(nèi)力分配:M =易工 Qd婦=1.22X 2x0,7x8x125x160 = 2732807V= 27左2瞰M瑪=刊時(shí)一字=龍1000-絲廻=刃0.03加焊縫長(zhǎng)度計(jì)算:530.03=2 9 6潮唧2x0.7x3x150則實(shí)際焊縫長(zhǎng)度為/訣洌+ 10仿必60刃廠

2、60雖480呦，取310mm。,地196.69 r “八口 眄右二 2x0.7x2x160 = 噸則實(shí)際焊縫長(zhǎng)度為110+211晞必陰=60湘現(xiàn)T，取120mm。(2) 兩面?zhèn)群复_定焊腳尺寸：同上，取 婦二粉詢(xún)，如二6咖1 ?77 =ZJAr=-xlOOO=333A2V阿=遍時(shí)=xlOOO= 667 勁內(nèi)力分配：3，?焊縫長(zhǎng)度計(jì)算:667如3 旳書(shū) =2x0.7x3x160二刃卻酬則實(shí)際焊縫長(zhǎng)度為： 3巧* S貂晞小6附“如牝亦，取390mm。心旳訂;2x0 7x6x160則實(shí)際焊縫長(zhǎng)度為： /；, = 248 + 6x2= 26亦 i + eJ = Fx(?00 + 1622) = 462一

3、2F(2)焊縫截面參數(shù)計(jì)算:=5.6x511.2 +2x2C5x5.6xC250 + 2 啟=2.09 肉1(/梆/= 5.6x 511.2x45.6 -h2x 205x5.6x(162.2-一尸二 1.41x12陀卅 戈7 =/ +/ = 2.231x10F*= 511.2x5.6+2x205x5.6= 515&(3) 應(yīng)力計(jì)算T引起的應(yīng)力:竺蘭學(xué) *沁1心i2 231X10P珂=7=-=1 933x10V引起的應(yīng)力:遲為九 515S72咒1曠旳2十(婁竺)x10*尸M1601 _ 2 2=728.04-hl8.86xl0F160493%7=7 + 12-7 + 193-75 5=143 5

4、wot3/龍= 150乂7 乂 f7T.5 M+ 2乂697(75.57 12 3.：5尸+ 右乂 7 猶 19羅 + 193 乂 7敦143.5-罟丿=2.210% 戰(zhàn)(3 )應(yīng)力計(jì)算注J樸W嚴(yán)5 =刑9仙加L22X1MV引起的應(yīng)力：可=無(wú)=帚=張27/3.4習(xí)題3.3的連接中，如將焊縫及焊縫改為對(duì)接焊縫（按三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢 驗(yàn)），試求該連接的最大荷載。V引起的應(yīng)力:j!O 麗莎萬(wàn)產(chǎn)顧而7萬(wàn)B = L148F:185 = 2W.5(M*2j3.5焊接工字形梁在腹板上設(shè)一道拼接的對(duì)接焊縫(圖 3.83 )，拼接處作用有 彎矩M = 1122上盼，剪力v=374KN鋼材為Q235B鋼，焊條用E43

5、型，半自動(dòng) 焊，三級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)算該焊縫的強(qiáng)度。11rIVtCZ,i(1)內(nèi)力分析：V=374KN，(2)焊縫截面參數(shù)計(jì)算:/”=訂伽卩+2蝕皿50化2屁小曲 = 200x14x507 + 500x8x250 = 29&744 0/ 燃 肆嚴(yán) 2SOxMx507 = 19R7440郴?？(3) 應(yīng)力計(jì)算耳理農(nóng) 2.68x10x86 =折算應(yīng)力:腹板和翼緣交接處:空沖代嚴(yán)=2曲湖祐厶 2 68x10段、加嘰I喚。2杯I畑=如曲-hSif = 7209.3+3x34.7 = 217.3Z/= 1 1巧二04陽(yáng)噸不滿(mǎn)足3.6試設(shè)計(jì)圖3.81的粗制螺栓連接,F=1OOKN設(shè)計(jì)值)，珂二喩腳。X205

6、巧=300 += 402 5?iaj(1) 內(nèi)力分析：V=1OOKN，2T =卩它二 100 X 0.4025 =牝一淤(2)參數(shù)計(jì)算:單個(gè)螺栓抗剪承載力(M22 )陽(yáng)=/ Zu Z = 20 X8x 305 = 671瞪廠tmn碼殆=53.2血 乞彳 +23” =16400曲/(3)內(nèi)力計(jì)算T引起的應(yīng)力：-金盼金r籠將5N = = =WKNV引起的應(yīng)力：即料10(4)% = J略+ %+%)? = 39.26+(14.73+10) = 4&4爐 配五=5 3 左財(cái)3.7試設(shè)計(jì)如圖3.84所示：構(gòu)件鋼材為Q235B螺栓為粗制螺栓。 角鋼與連接板的螺栓連接; 豎向連接板與柱的翼緣板的螺栓連接。嘰

7、二心=170觀啊。豎向連接板與柱的翼緣板的螺栓連接。“ 5咖，= 190咖豊白建權(quán)/=対21_1P0XIOXSEQ 3. 94 習(xí) 1 圖CiAHtf)角鋼與連接板的螺栓連接;單個(gè)螺栓抗剪承載力（M20）.兀3= 2乞竺1140 = 87934 4N=d-另鈴 / = 20 X14X 305 = 85.4Z?/螺栓個(gè)數(shù) 隘 劭上個(gè)，取5個(gè)螺栓，按規(guī)范規(guī)定間距排列（圖省略）。豎向連接板與柱的翼緣板的螺栓連接o嘰二心= oN =此=N.史 二350試色 二 247.5Z77內(nèi)力分析22卩二城二 N二二 3庁Ox二 2A15KN22，由支托承擔(dān)。2單個(gè)螺栓抗拉承載力（M20, &）=AA = 245

8、J70 =41.65KM_2處螺栓個(gè)數(shù)琦 41.65個(gè)，取6個(gè)螺栓，排2 排,按規(guī)范規(guī)定間距排列（圖省略）。二0 Jr40 I W_ 豎向連接板與柱的翼緣板的螺栓連接。1二 叫桝&工-190rawo5 扛肩NT斗二環(huán)幼歸M M & = 247一衆(zhòng) 0.020 = 4 95冊(cè)皿|Z = JZ.Z_ = 350x =247.5rA；22，由支托承擔(dān)。M斗+金.呼 +筆第需52沏藝心4“如3.8按摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)習(xí)題 3.7中所要求的連接（取消承托板），且 分別考慮：心汀咖：心小T，& =。螺栓強(qiáng)度級(jí)別及接觸面處理方式自選。Q235 鋼，噴砂處理，M20, 8.8 級(jí)，P=125KN , 廳

9、0.45 , =0.8F= 0.8x125 = 100/：?& =心=170wa?M=2處沏7 = 247 5側(cè)個(gè)螺栓承擔(dān)的拉力弘二叫=空=空丄=2475妙明=100妙/I10F = 247.5冊(cè)07牛3嚴(yán)-1.2，丫 號(hào)）=0.9xlx0.45x10xl25-1.25:x2g 孑=215購(gòu)說(shuō)比 W，強(qiáng)度不滿(mǎn)足,所需凈截面面積為/21亍1256AA +-f = 2+2ax5 = 72E/所需截面積為2選石，面積A=7.29cm 2二了沾湘護(hù)工芒彌戰(zhàn)（2）長(zhǎng)細(xì)比4.2 塊-4Q0X 20的鋼板用兩塊拼接板-400x12進(jìn)行拼接。螺栓孔徑為22mm， 排列如圖4.38所示。鋼板軸心受拉，N=135

10、0KN (設(shè)計(jì)值)。鋼材為Q235鋼, 解答下列問(wèn)題；(1) 鋼板1-1截面的強(qiáng)度夠否?(2)是否需要驗(yàn)算2-2截面的強(qiáng)度？假定N力在13個(gè)螺栓中平均分配，2-2 截面應(yīng)如何驗(yàn)算？R3 4 . WMl(3) 拼接板的強(qiáng)度夠否?解：(1)鋼板1-1截面強(qiáng)度驗(yàn)算:如心）2Xmi =400-$x2220 = 6680咖2N=1350KN，強(qiáng)度滿(mǎn)足。(2) 鋼板2-2截面強(qiáng)度驗(yàn)算:L Xr7 It1LL厶1ftik-(a)，種情況,(a)是最危險(xiǎn)的。N=1350KN42 二（顯廠;5 4） 2 （400 - 80 十 齊麗5 X 22” 2 0 二 64 6 ?翊？7 = =門(mén)劉*1 = 208.Wf

11、l= 20汕?加珂2S，但不超過(guò)5%，強(qiáng)度滿(mǎn)足。對(duì)應(yīng)圖（d）的驗(yàn)算:比;=每廠 5 恥 t = (400-5x22)x20=丸00郴/-=，強(qiáng)度滿(mǎn)足。5800（3）拼接板的強(qiáng)度夠否?因?yàn)槠唇影搴穸?，所以不必?yàn)算拼接板。4.3驗(yàn)算圖4.39所示用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的鋼板凈截面強(qiáng)度。螺栓直徑 20mm，孔徑22mm，鋼材為Q235AF，承受軸心拉力 N=600KN （設(shè)計(jì)值）。*44* * *1泠，葉 + + +m 4. )13解: （ 1）凈截面驗(yàn)算:比=&-34工= (240 -3x22)xU= 2436 用鮎-心叫罟心亠咒。級(jí)7 = =竺竺=20 士/= 21W凡 W，強(qiáng)度滿(mǎn)足。（2）全截

12、面驗(yàn)算”*鶉R-e唇心吟，強(qiáng)度滿(mǎn)足。4.4 一水平放置兩端鉸接的Q345鋼做成的軸心受拉構(gòu)件，長(zhǎng) 9m，截面由2 L 90述組成的肢尖向下的T形截面，問(wèn)是否能承受設(shè)計(jì)值為 870KN的軸心力？解：(1 )強(qiáng)度驗(yàn)算 查表得的面積A=13.94cm 2，dn刃嚴(yán)276郴。手隣rni辱心嗨，但不超過(guò)5%，強(qiáng)度滿(mǎn)足。(2)剛度驗(yàn)算4.5某車(chē)間工作平臺(tái)柱高2.6m，按兩端鉸接的軸心受壓柱考慮。如果柱采用116 (16號(hào)熱軋工字鋼)，試經(jīng)過(guò)計(jì)算解答：(1) 鋼材采用Q235鋼時(shí)，設(shè)計(jì)承載力為多少?(2) 改用Q345鋼時(shí)，設(shè)計(jì)承載力是否顯著提高?(3)如果軸心壓力為330KN(設(shè)計(jì)值)，116能否滿(mǎn)足要求

13、？如不滿(mǎn)足，從構(gòu)造 上采取什么措施就能滿(mǎn)足要求？解：(1)鋼材采用Q235鋼時(shí),設(shè)計(jì)承載力為多少?查表得I16的面積A=26.1cm 24 = 6.51訥=1.89c：w召=也=型2 =40引打=1刃，a類(lèi)截面，查表得好創(chuàng)1,G 2600=尸叩1S.S=133 300&N整體穩(wěn)定滿(mǎn)足。4.6設(shè)某工業(yè)平臺(tái)柱承受軸心壓力 5000KN （設(shè)計(jì)值），柱高 要求設(shè)計(jì)一 H型鋼或焊接工字形截面柱。8m，兩端鉸接。解：H型鋼柱（1）初選截面設(shè)幾=0 今（ b 類(lèi)）選 H莊428 汽407x20x35，其面積丿二 36L4i郴， = lS.2z:陽(yáng)（2）驗(yàn)算兔* =黔1，b類(lèi)截面，查表得1厶 rSOOO=尸

14、104=77 = 150，b類(lèi)截面，查表得鄧5000x10C =195.7A5?ck y =曲（r7Q7x361glO，整體穩(wěn)定滿(mǎn)足。焊接工字形】和彳03N(1)初選截面根據(jù)H型鋼截面，初選焊接工字形截面，如圖所示。(2)計(jì)算參數(shù)J =420x32x2+400x18 = 34冷(畑418仙吩咖嘰桝2X擴(kuò)32如丄3處”“(2)整體穩(wěn)定驗(yàn)算殆申=黑5如：b類(lèi)截面，查表得心=空=聖巴=74銳卜1刃尸i 107 7L丿，b類(lèi)截面，查表得鄧=0.726整體穩(wěn)定滿(mǎn)足。(3)局部穩(wěn)定驗(yàn)算420-18 = = &2$ (10 + 01x74) = 174 如=型=22.2 (25+ 0674) = 62IX，

15、局部穩(wěn)定滿(mǎn)足。4.7圖4.40 (a)、( b)所示兩種截面(焰切邊緣)的截面積相等，鋼材均為 Q235鋼。當(dāng)用作長(zhǎng)度為10m的兩端鉸接軸心受壓柱時(shí)，是否能安全承受設(shè)計(jì)荷 載 3200KN解：計(jì)算(a)圖截面（）計(jì)算參數(shù)：？l = 500x20x2 + 500淇 S = 24000?w?1 20J產(chǎn)評(píng)52心EES十充皿二護(hù)PHI匚曲 /存 g碩(2)整體穩(wěn)定驗(yàn)算兔今=谿|小】：b類(lèi)截面，查表得心加=761 = 150，、，b類(lèi)截面，查表得卩廠671冷諾鶴皿昨-2。隔，整體穩(wěn)定滿(mǎn)足。(3) 局部穩(wěn)定驗(yàn)算500-8A 遙一二12.3 00+（116 = 1?上= = 62.5(25 +0 二= 6

16、3區(qū)，局部穩(wěn)定滿(mǎn)足。計(jì)算(b)圖截面(1)計(jì)算參數(shù)：応二戈40 00用悄12S冷皿4卅+ 2x25仙咻0+茅一曲皿曲徐J選將皿:“徐擺浮皿曲(2)整體穩(wěn)定驗(yàn)算入牛瞪b類(lèi)截面，查表得段=0.856金二型2 = 9上就卜識(shí)尸 J 105 5L丿 ，b類(lèi)截面，查表得唇=0.588護(hù)dl蹤r 226.叫2。礙整體穩(wěn)定不滿(mǎn)足。(3)局部穩(wěn)定驗(yàn)算400-10-=7Stl0+0 1x95) = 19.5 r 25=122=40 (25 + 0.5x95) = 72.5幾 1，局部穩(wěn)定滿(mǎn)足。4.8設(shè)計(jì)由兩槽鋼組成的綴板柱，柱長(zhǎng) 7.5m，兩端鉸接，設(shè)計(jì)軸心壓力為 1500KN，鋼材為Q235B截面無(wú)削弱。解:

17、( 1)初選截面：設(shè)旳(b類(lèi))選2 32a,，其面積二仏滬，址履(2)驗(yàn)算實(shí)軸的整體穩(wěn)定幾= 60 ll = 150衣, b類(lèi)截面，查表得叭。- 缶0爲(wèi)：鳥(niǎo)0宀1砂4 6咖，繞實(shí)軸的整體穩(wěn)定滿(mǎn)足。(3) 確定柱寬設(shè)心30=入=制-器=擄=52 J -石一曲取b=330mm如下圖所示。*A(4) 驗(yàn)算虛軸的整體穩(wěn)定召,=2.24rw h = 3047匸亦ij = 2 5 hr聊截面對(duì)虛軸的參數(shù):255 2珥=2x304.7-h48.5Clx（一 尸=16402異=1.6410%/130=徐爲(wèi)當(dāng)=1曲入=1500x10心二十舟二J5護(hù)十3(?二6于 劃二:bO二何二站虻C =7 = 19S.3 肚

18、pas v = 15陽(yáng)朋重選150a2,二 46472cm384 EIx 38466x60002.06x10X 46472x103）整穩(wěn)：不必計(jì)算。4）局穩(wěn)：因?yàn)槭切弯?，不必?yàn)算。5.3解：圖5.54（a）所示的簡(jiǎn)支梁，其截面為不對(duì)稱(chēng)工字形圖5.54 （b）， 材料為Q235B鋼；梁的中點(diǎn)和梁端均有側(cè)向支承；在集中荷載（未包括梁自重） F=16W（設(shè)計(jì)值）的作用下，梁能否保證其整體穩(wěn)定性？T-iDssnajcidrr 4320 Ah 強(qiáng)=禹X XX4320104x32=1.75 XX127 一 T2210豈7+湘235X127.7x1l=3Oixl + SOx D.g + 10xl = 104

19、c/ra tl/aSxS0+(S2/2-33 2)30xa S4 30x1x(33.2-0.5)+ 10x1x(48.3-0 亠畀 44空滬 1 2Tjr M 93440 Min 3Ji 33 2二求如查附表31今血 1/75fy =(1x30 + 1x10) = 2陽(yáng) k滋* 3330=4.7m 04禺=右爲(wèi)=6C0/4.7=12T7口 = ； /(/ + / )=(収引W = a.先0 八 12330巧=C.E(3Q-l) = 0.3x(3x0.9d-l) = 0.74解:Fj=66x6 = 396KNF =91-2x6 = 547.2= 1x547.2 = 1368 W2M =1368x

20、9-547.2 x (6 + 3) = 7387.2刖用 療73872 xlO 一- “33rr 一- = 23849x10 mmr f1.0 5x295(1)試選截面:2951-34x10耳衣400x180001.34x10 =1585科加h = 2町* 二 2x(23849x10) =17S6朋聊 取梁腹板高1% =1700m/?it 1.2工二1.2x 空空匹 =5/7片X戰(zhàn)廿h。&1700x170仃=護(hù)7/乳5 =118御肌 取g = 12陀胡 翼緣也=曲皿-1250 = 10629.1700% 6 切=館=間2 1嗖=(340 e S67)mm 取切=500用幡 貝% = 10639

21、 取Fy二24用那(2)強(qiáng)度驗(yàn)算:IE 豈=(1 X12 X + 500 x24 yS62) = 1.48 xlO mw?y = 1(500x1748 -4SSxl7Dtf) = 227 冥訕鬲= = 227x %4 = r597x 10A = 50024x2+1700x12 =444)02X 7387,2x10* ynch心 r 武 x0 = = =27D.QA& Yf = 295mASmm 1環(huán) =1524 = 73mm(6)主梁加勁肋設(shè)計(jì)九/仁= 1700712 =142,80 Y 142 Y170,宜設(shè)置橫向加勁肋（工尸+上十（三尸03心=0.5 x1700 = 850 用即 Y 2

22、論=2 x1700 = 3400 用用 取盤(pán)=2i000m,i在集中荷載作用處/E 格：7i = 1368HV陸=1368x1.5 =zW；屁2052x10 1700 r一（Tf yX二 WQMpaW, h2.597x10 174SE 1368x10Zf 二=二 bl.lMm1 如” 1700x12施格：V工二駝083=1368x4.5-547.2x1.5 = 5335.2巧嚴(yán)除牛賽 56隔占 0=40*1700x12囲| = 1無(wú)27 A1.2n區(qū)格:蠶)1 需宀 + 0.325 “釣,1m區(qū)格:m區(qū)格：卩”皿Mm =1368x7.5 - 547.2x(4.5 + 1.5) = 6976.8

23、lcNm f = 76.8x 空空=261.12M Pam2052=13.4 IMPa_ 273.6x10F _ 1700x12計(jì)算S177V234177 2350.85 Y 人 Y1.25 4 = 1 0.75(4 - 0.85)/ = _-0.75(0.97- 0.85)x295 = 165.45MPa %x = 1.77a1.0人=嘟.3二畸盔=I +密V3000書(shū)廠1.1% = L W%押=70.石曲衛(wèi)I區(qū)格:仏* F + 巴片=0.0 82 + 0.903 = 0.985 Y 1 268.4570.6橫向加勁助尺寸:tts 王如十 4 0 二 7 + 40 二 3了用用，取140朋

24、3030Z 紅=匕匕=9.用取1 0惟蛾1515嚴(yán)存心仞g(罟十=10 4x 1(/劇翊* A 3方弦J = 3 X1700 X12=乩8 x 10翊沢二1,陰刑4匸空沁竺=中部支承加勁助:1000Z= 2X140X 10 + 360x12 = 7120 忍忍 二x10k040x2+12) 二 2.07 兀(/燉叭4M 12I3 二 1坯沖二強(qiáng) T 化，二 0 929-=必 2 二 71 SAfPcz Y / = 295塑P垃審、A 0.929 衣 7120支座支承加勁助驗(yàn)算：547 2N = 13 68 + -=1641.6*2采用180K16板 貝=2乂18X 16 + (104 100)

25、x12 二 9120幡用2，嚴(yán)正 X 阿 X 2+3 = 6.86“曲曲=86.79120嘉M】恥仏三20 T卩立=0. 970N 1641.6x10(pA=1 S5.6MFa Y / = 29MFa 0.970x9120141 6x 10_二 366.AMPi2 Y /% = 4OOMP4 2080- 40)x1 &1641.6x104x0.7x(1700-2x50)x200=1 8加用，用6mm 1 5J6 = 6mm第六章6.1有一兩端鉸接長(zhǎng)度為4m的偏心受壓柱子，用 Q235鋼的HN400 X 200 X 8 X 13做成，壓力的設(shè)計(jì)值為490kN，兩端偏心距均為20cm。試驗(yàn)算其承載

26、力。解：查型鋼表得：A=83.37cm 2，Ix = 22775cm 4，ix = 16.53cm，iy = 4.56cm，Wx=1139cm 3。M= 490 X 0.2=98kN.m強(qiáng)度驗(yàn)算:V盞;=警孚+需爲(wèi)r 3皿iO.狗“ s 2詢(xún)曲 平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算：3 mx= 1NEx/= n 2E Ix/(1.1 X |ox2)=3.142 X 2.06 X 105 X 22775 X 1O4/(1.1 X4OOO2)=26283KN帖 |ox/ix=4OOO/165.3=24.2，屬于 a 類(lèi)截面，查表，得 叔=0.974N/( $A)+ 3 mxMx/ 丫 1x W1x(1-0.8N/N

27、 Ex/)=490 X 1O3/(O.974 X 8337)+1.0 X 98 X 106/1.05 X 1139 X 103 X (1-0.8 X 490 / 26283 ) =60.3+83.2=143.5 N/mm 2f=215 N/mm 2平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算:滬|oy/iy=4OOO/45.6=87.7，屬于b類(lèi)截面查表，得 叔=0.6373=1.07-滬/44000=1.07-87.7 2/44000=0.895 1.0p tx=1.0N/(yA)+ p txMx/ ( bWix)=490 X 1O3/(O.637 X 8337)+1.0 X 98 X 106/ (0.895 X 1

28、139 X 103) =92.3+96.1=188.4 N/mm 2 f=215 N/mm 2該構(gòu)件強(qiáng)度、平面內(nèi)整體穩(wěn)定、平面外的整體穩(wěn)定均滿(mǎn)足要求。6. 2如圖所示懸臂柱，承受偏心距為 25cm的設(shè)計(jì)壓力1600kN，彎距作用平面外有支撐體系對(duì)柱上端形成支點(diǎn)，要求選定熱軋 H型鋼或焊接工字形截面,材料為Q235鋼（注：當(dāng)選用焊接工字形截面時(shí)，可試用翼緣2 400 X 20 ,焰 切邊，腹板460 X 12）。解：選用選用焊接工字形截面時(shí)，可試用翼緣2 400 X 20，焰切邊，腹板460X 12平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度lox = 14000mm，平面外計(jì)算長(zhǎng)度loy = 7000mm承受均勻彎距 M=1600 X 0.25=400kN.m計(jì)算截面特性:A=400 X 20 X 2+460 X 12=21520mm 2X 20xW 十型竺 =2.134X11/淤存 12 12Wx