鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計計算題匯總

1、計算題A1、如圖所示用拼接板的平接連接，主板截面為14400mm，拼接板的尺寸為8360300mm；用直角角焊縫三面圍焊，每條側(cè)面焊縫的長度為13cm（一邊有4條）。承受軸心力設(shè)計值（靜力荷載），鋼材為Q235，采用E43系列型焊條，手工焊。試驗(yàn)算該連接是否可靠？（設(shè)焊縫的焊腳尺寸，直角角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值）2、圖示連接中，焊腳尺寸hf=8mm,鋼材為Q235B，f=215N/mm2,手工焊，焊條為E4303, =160N/mm2，蓋板厚10mm，主板厚18mm，試計算此連接的承載能力。3、驗(yàn)算如圖所示摩擦型高強(qiáng)螺栓連接是否安全，已知：荷載N=300kN,螺栓M20，10.9級，=0.5，預(yù)緊力

2、P=155kN。4、如圖連接，尺寸為mm，受靜載拉力，鋼材為Q235BF，E43焊條，手工焊無引弧板，。試驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。5、某6m跨度簡支梁的截面和荷栽（含梁自重在內(nèi)的設(shè)計值）如圖所示。在距支座2.4m處有翼緣和腹板的拼接連接，實(shí)驗(yàn)算其拼接的對接焊縫。已知鋼材為Q235，采用E43型焊條，手工焊，三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施焊時采用引弧板。解：計算焊縫截面處的內(nèi)力 計算焊縫截面幾何特征值： 計算焊縫強(qiáng)度 查附表得 折算應(yīng)力：6、設(shè)計圖示雙蓋板對接連接。已知鋼板寬a=240mm，厚度t=10mm，鋼材為Q235鋼，焊條為E43，手工焊，軸力設(shè)計值N=550kN。解：（1）確定蓋板尺寸為了保證施焊，蓋板b取為

3、b=240mm-40mm=200mm 按蓋板與構(gòu)件板等強(qiáng)度原則計算蓋板厚度取t1=6mm(2) 計算焊縫按構(gòu)造要求確定焊角高度hft1=6mm hfmax<t1=6mm 因此取hf=6mm若只設(shè)側(cè)面角焊縫，則每側(cè)共有四條焊縫，每條角焊縫長度為取 所需蓋板全長若采用三面圍焊，則端縫承載力為每條焊縫的長度為：取 所需蓋板全長7、驗(yàn)算如圖所示的摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的強(qiáng)度。已知螺栓為8.8級M20高強(qiáng)度螺栓，被連接的支托板與柱翼緣的厚度均為t=12mm，各排螺栓編號如圖，外力設(shè)計值為F=150KN。(15分)(已知預(yù)拉力P=110KN)計算題B1、一實(shí)腹式軸心受壓柱，承受壓柱，承受軸壓力3500

4、kN（設(shè)計值），計算長度，截面為焊工字形，尺寸如圖所示，翼緣為剪切邊，鋼材為Q235，容許長細(xì)比。要求：（1）驗(yàn)算整體穩(wěn)定性（2）驗(yàn)算局部穩(wěn)定性2、兩端為鉸接的軸心受壓柱，柱長為5m，如圖所示，在柱長一半處設(shè)有側(cè)向（弱軸x方向）支撐，該柱承受的軸心y壓力設(shè)計值N1800KN，容許長細(xì)比=150，采用熱軋工字鋼56a，A=135cm2，ix22.0cm，iy=3.18cm，鋼材為Q235，f215N/mm2。驗(yàn)算此支柱的整體穩(wěn)定和剛度。滿足25002500xx113、兩端為鉸接的軸心受壓柱，柱長為9m，如圖所示，在兩個三分點(diǎn)處均有側(cè)向（x方向）支撐，該柱承受的軸心壓力設(shè)計值N400kN，容許長細(xì)

5、比=150，采用熱軋工字鋼25a，鋼材為Q235，試驗(yàn)算柱的穩(wěn)定性。（截面對x軸為a類截面，對y 軸為b類截面，f215N/mm2）。熱軋普通工字鋼的規(guī)格和截面特征型號尺寸(mm)截面積A（cm2）ix(cm)iy(cm)hb 25a 25011648.54110.22.40a類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)（fy/235）1/20123456789700.839800.783900.714b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)（fy/235）1/201234567891100.4931200.4371300.387300030003000xx4#、如圖所示支架，支柱的壓力設(shè)計值，柱兩端鉸接，鋼材為Q23

6、5（），容許長細(xì)比。截面無孔眼削弱。支柱選用焊接工字形截面，已知面積。驗(yàn)算此支柱的整體穩(wěn)定。0123456789400.8990.8950.8910.8870.8820.8780.8740.8700.8650.861【解】：整體穩(wěn)定和長細(xì)比驗(yàn)算長細(xì)比 （2分） （2分）取長細(xì)比較大值，故由計算得，于是 （2分）（4分）截面無孔眼削弱，不必驗(yàn)算強(qiáng)度。四、計算題1、圖示簡支梁，不計自重，Q235鋼，不考慮塑性發(fā)展，密鋪板牢固連接于上翼緣，均布荷載設(shè)計值為45kN/m，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4，f=215N/mm2。問是否滿足正應(yīng)力強(qiáng)度及剛度要求，并判斷是否需要進(jìn)行梁的整體穩(wěn)定驗(yàn)算。已知：解：（1）正應(yīng)

7、力強(qiáng)度驗(yàn)算 梁的跨中最大彎矩為： 所以，正應(yīng)力強(qiáng)度滿足。（2） 剛度驗(yàn)算所以，剛度滿足要求。（3） 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算由于密鋪板牢固連接于上翼緣，所以不必進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。2、一工字形截面梁繞強(qiáng)軸受力，截面尺寸如圖，當(dāng)梁某一截面所受彎矩M=400kN·m、剪力V=580kN時，試驗(yàn)算梁在該截面處的強(qiáng)度是否滿足要求。已知鋼材為Q235B，f=215N/mm2，fv=125N/mm2。3#、圖3所示簡支梁長12m，鋼材為Q235（,）采用如圖所示焊接工字形截面，已知單位長度得質(zhì)量為149.2kg/m，梁的自重為149.2×9.81463N/m，截面積A=158.4cm2，cm4，

8、cm3，cm3，mm。梁上集中荷載如圖所示（單位kN）。試驗(yàn)算此梁的正應(yīng)力和支座處剪應(yīng)力。荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，截面塑性發(fā)展系數(shù)，。（15分）【解】：梁自重產(chǎn)生的彎矩為： N·m （2分） 外荷載在跨中產(chǎn)生的最大彎矩為： kN·m （2分） 總彎矩為： kN·m （1分） 驗(yàn)算彎曲正應(yīng)力： N/mm2215 N/mm2 （4分） 驗(yàn)算支座處最大剪應(yīng)力： 支座處的最大剪力按梁的支座反力計算， V181.9×2×103+1463×1.2×6374300 N （2分） 剪應(yīng)力為： N/mm2125 N/mm2 （4分）計算題C1#

9、、某雙軸對稱焊接工字型截面壓彎構(gòu)件，其受力狀態(tài)、支撐布置和截面尺寸如圖所示。承受的荷載設(shè)計值為，跨中橫向集中力為。構(gòu)件長度，材料用Q235B.F鋼。試校核截面的強(qiáng)度、剛度。解：跨中截面：（1）截面幾何特征：在彎矩作用平面內(nèi)：翼緣板為剪切的焊接工字型截面，對x軸屈曲時屬b類截面，對y軸屈曲時屬c類截面。Q235鋼的強(qiáng)度設(shè)計值（2）強(qiáng)度驗(yàn)算：，故滿足要求。（3）剛度驗(yàn)算長細(xì)比： 構(gòu)件的最大長細(xì)比 滿足要求。2、某焊接工字形截面壓彎構(gòu)件，翼緣板230014，腹板156010，截面翼緣為剪切邊，鋼材為Q345鋼。兩端鉸接，長度為15m，承受的軸心壓力設(shè)計值為N900kN，在桿的中央有一橫向集中荷載設(shè)計

10、值P120kN，在彎矩作用平面外位于桿的三分點(diǎn)處各有一個支撐點(diǎn)，如圖所示。試驗(yàn)算此構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定是否滿足要求。計算題D1. 試驗(yàn)算如圖所示牛腿與柱連接的對接焊縫的強(qiáng)度。荷載設(shè)計值F=220kN。鋼材Q235，焊條E43,手工焊，無引弧板，焊縫質(zhì)量三級。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計值=215 N/mm2，=185 N/mm2 。（假定剪力全部由腹板上的焊縫承受）2. 試計算如圖所示鋼板與柱翼緣的連接角焊縫的強(qiáng)度。已知N=390kN（設(shè)計值），與焊縫之間的夾角。鋼材Q235，焊條E43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計值=160 N/mm2 。3. 設(shè)計雙角鋼拉桿與節(jié)點(diǎn)板之間的連接角焊縫計算長度L1=?,L2=?已知：采用

11、三面圍焊：hf=6mm,fwf=160N/mm2,N=529kN(靜載設(shè)計值)4.設(shè)計矩形拼接板與板件用三面圍焊連接的平接接頭。軸心拉力N1250kN，（靜載設(shè)計值），鋼材Q235，焊條E43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計值=215 N/mm2， fwf=160N/mm2。圖示尺寸單位mm.(焊縫LW2實(shí)際長度取cm整數(shù))5. 設(shè)計矩形拼接板與板件用普通螺栓連接的平接接頭。（如圖所示，單位mm）。已知軸心拉力設(shè)計值N=600KN,有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計值：bv=130N/mm2, bc=305 N/mm2,=215 N/mm2。粗制螺栓d=20mm,孔徑d0=21.5mm。6.圖示一用M20普通螺栓的鋼板拼接接

12、頭，鋼材為Q235，215 N/mm2。試計算接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計值。螺栓M20,孔徑21.5mm, bv=130N/mm2, bc=305 N/mm2。7.若上題的拼接接頭改用10.9級M20磨擦型高強(qiáng)度螺栓，接觸面處理采用鋼絲刷清除浮銹。接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計值能增大多少？已知高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計值P155kN,接觸面抗滑移系數(shù)。8. 計算圖示連接的承載力設(shè)計值N。螺栓M20，孔21.5mm,材料Q235A已知：215N/mm2, bv=130 N/mm2, bc=305 N/mm2 。9.試計算下圖所示連接中C級螺栓的強(qiáng)度。已知荷載設(shè)計值F=60KN,螺栓M20,孔徑21.

13、5mm, bv=130N/mm2, bc=305 N/mm2.10.兩端鉸接軸心受壓柱，高9.6m,鋼材為Q235，強(qiáng)度設(shè)計值=215 N/mm2，采用圖示截面，尺寸單位mm,計算可承受外荷載設(shè)計值N=？ 注：不計自重 穩(wěn)定系數(shù) ：7273747576777879800.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.6940.688 11.已知一兩端鉸支軸心受壓綴板式格構(gòu)柱，長10.0m，截面由2I32a組成，兩肢件之間的距離300cm,如圖所示，尺寸單位mm。試求該柱最大長細(xì)比。 注： 一個I32a的截面面積 A=67cm2 慣性矩 Iy=11080cm4 IX1=4

14、60cm4 12.如圖所示為二簡支梁截面，其截面面積大小相同，跨度均為12m，跨間無側(cè)向支承點(diǎn)，均布荷載大小亦相同，均作用在梁的上翼緣，鋼材為Q235，試比較梁的穩(wěn)定系數(shù)，說明何者的穩(wěn)定性更好？13. 一簡支梁的計算簡圖如下，截面采用普通工字鋼I50a，材料為Q235，除兩端支承處能阻止梁端截面的扭轉(zhuǎn)外，跨中無任何側(cè)向支承點(diǎn)，試按整體穩(wěn)定確定荷載P的大?。ㄔO(shè)計值，不計自重）已知：鋼材強(qiáng)度設(shè)計值f215N/mm2I50a的Ix46470cm4，Wx1860cm3， Iy1120cm4，Wy142cm3整體穩(wěn)定系數(shù)：集中荷載作用于上翼緣 0.5 均布荷載作用于上翼緣 0.4414. 求圖示鋼梁所能承受的最大均布荷載設(shè)計值（含自重），已知梁截面為熱軋普通工字鋼I45a,其截面特性為： A=102cm2 IX=32240cm4 wx=1430cm3 Iy=855cm4 wy=114cm3材料為Q235,強(qiáng)度設(shè)計值=215 N/mm2，梁兩端不能扭轉(zhuǎn)，跨中無側(cè)向支撐點(diǎn)，撓度不起控制作用，截面無削弱。整體穩(wěn)定系數(shù)b=0.4