鋼結(jié)構(gòu)習(xí)題包括

1、第3章連接1、試計算題1圖所示角焊縫連接的焊腳尺寸。已知：連接承受靜力荷載設(shè)計值P300kN，N240kN，鋼材為Q235BF，焊條為E43型，ffw160Nmm2，設(shè)計算焊縫長度為實質(zhì)焊縫長度減去10mm。1題1圖2、計算如2題圖所示角焊縫連接能承受的最大靜力設(shè)計荷載P。已知：鋼材為Q235BF，焊條為E43型，ffw160N/mm2，考慮到起滅弧缺點，每條角焊縫計算長度取為290mm。2解：N4P,V3P,M3P120555N4p103N50.33pAe20.76290N3p103N50.25pAe20.76290M3p120103M50.61pWf10.762902262圖NM(0.33

2、P0.61P)2ffw()2(V)2(0.25P)2160N/mm21.221.22P197.5kN3、圖示角焊縫連接，承受外力N500kN的靜載，hfw28mm，ff160Nmm，沒有采納引弧板，驗算該連接的承載力。3圖3解：Nx400kN,Ny300kNfNx40010390.65Nmm2helw20.78(41028)fNy30010367.98N2helw20.78(41028)mm(f)2290.65)22100.7Nwf(67.982fff1.22mm4、計算圖示角焊縫連接中的hf。已知承受動荷載，鋼材為Q235-BF，焊條為E43型，w2F1180kN，F(xiàn)2240kN，圖中尺寸單

3、位：mm，有ff160Nmm，偏離焊縫形心的兩個力引弧板。4解：將外力F1，F(xiàn)2移向焊縫形心O，得：NF1180kN；VF2240kNMF1120F290180120240900kNN180103536fhelw20.7hf240hffV240103714helw20.7hf240hf1.0則：f225362(7142w160()f()fffhfhf解得hf5.58mm取hf6mm題4圖構(gòu)造要求：hfmax1.2tmin1.289.6mmhfmin1.5tmax1.5104.74mmhfminhf6mmhfmax滿足要求。5、驗算圖示角焊縫連接的強度。已知承受靜荷載，鋼材為Q235-AF，焊條

4、為E43型，ffw160Nmm2，偏離焊縫形心的力F500kN，e100mm，hf10mm，圖中尺寸單位：mm，無引弧板。5圖5解：將外力F移向焊縫形心，得：NFFFe；V2；M22fNN50010366.47N/mm2helw220.710(40020)fV250010366.47N/mm2helw20.710(40020)MfM6500103100104.95N/mm2W220.710(40020)2(f)22(104.9566.47266.4722w160N/mm2f)155.44N/mmfff1.226、驗算題6圖所示摩擦型高強度螺栓連接的強度能否滿足設(shè)計要求。已知：初連構(gòu)造件鋼材Q2

5、35BF，級M20高強度螺栓的設(shè)計預(yù)拉力P=110kN，接觸面噴砂后涂無機富鋅漆，抗滑移系數(shù)為。6解V=F=180kN；M=F150180150140Nt(70238.6kN221402)Nt38.60.8P0.811088kNNvb0.9nf(p1.25Nt)0.910.35(1101.2538.6)19.45kNNvV18018Nvb19.45kNn107、圖示牛腿采納摩擦型高強度螺栓連接，0.45，P125kN，N20kN，F(xiàn)280kN，驗算螺栓的連接強度。7解：方法1：題6圖NMy12028010016037kNNt1myi21022(160280n2)Nt2N358019.5kNn1

6、60Nt32kNNti(Nt1Nt2Nt3)58.52117kNNvb0.9nf(nP1.25Nti)0.910.45(101251.25117)447kNV280kN方法2：Ntb0.8P100kNNt137kNNtb100kN題7圖Nv28028kNNvb0.9nf(P1.25Nt1)31.89kN10Nt1Ntb，NvNvb滿足要求8、驗算圖示一般螺栓連接時的強度，已知螺栓直徑20mm，C級螺栓，螺栓和構(gòu)件資料為Q235，外力設(shè)計值F100kN，fvb140Nmm2，ftb170Nmm2，fcb305Nmm2，Ae2.45cm2。8圖8解：NtbAeftb2.4517010241.65k

7、NNvbnvd2fvb13.142214010144kN44Ncbdtfcb22305101122kN受力最大的號螺栓所受的剪力和拉力分別是：NvN10012.5kNn8NtMy110025030026.78kNmyi22(300220021002)Nv2Nt212.5)226.7820.7031(b)(b)()NvNt4441.65Nv12.5kNNcb122kN螺栓連接強度滿足要求。9、驗算圖示一般螺栓連接時的強度。已知螺栓直徑d22mm，C級螺栓，螺栓和構(gòu)件資料為Q235，外力設(shè)計值F150kN，fvb140Nmm2，ftb170Nmm2，fcb305Nmm2，Ae3.03cm2。（12

8、分）9圖9解：NtbAeftb3.0310217010351.51kNbnvd2b13.14222353.19kNNvfv4140104Ncbdtfcb2218305103120.78kN受力最大的號螺栓所受的剪力和拉力分別是：NvF15018.75kNn8NtMy115020024040.18kNmyi22(80216022402)(Nv)2Nt)218.75240.1820.861b(b()()NvNt53.1951.51Nv18.75kNNcb120.78kN螺栓連接強度滿足要求。10試驗算圖示高強度螺栓連接的強度。采納級M20摩擦型螺栓，P=125kN，u=，F(xiàn)300kN。10圖10解

9、：V=300kN，T=300=75kNm，b0.910.4512550.625KNNv0.9nfpN1TxT56kN2yi2106024120242402xiN1TyTx17510660 xi2yi232400013.89kNN1FV30030kNn10N1(N1TX)2(N1TyN1F)255.562(13.8930)270.8kNNVb50.625KN該螺栓連接的強度不滿足。第5章梁的設(shè)計1、焊接工字形截面簡支梁跨度6m，上翼緣受集中荷載作用，設(shè)計值如題42圖所示，鋼材為Q235BF，f315N/mm2，fy345N/mm2。忽視梁自重，試驗算梁的整體穩(wěn)固性和局部

10、穩(wěn)固性。已知Ix6.14108mm4，Iy3.125107mm4，A9456mm2，Wx2.05106mm3，iy57.5mm，b0.824320Ah1(1t1)22350.68，b1.070.282。2Wx4.4hfyby1圖1解(1)整體穩(wěn)固計算：最大彎矩Mx2002400kMm；b0.680.6,b0.64；b0.680.6,b0.64Mx/(bWx)400106/(0.642.05106)305N/mm2f滿足要求（2）驗算局部穩(wěn)固翼緣b122mm,tf12mm,b/tf10.213235/fy10.7滿足要求腹板h0/tw576/69680235/fy66；h0/tw96170235

11、/fy140應(yīng)部署橫向加勁肋2、如題2圖所示一焊接組合截面板梁，截面尺寸為：翼緣板寬度b=340mm，厚度為t=12mm；腹板高度為h0=450mm，厚度為tw=10mm，Q235鋼材。梁的兩端簡支，跨度為6m，跨中受一集中荷載作用，荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：恒載，活載(靜力荷載)。試對梁的抗彎強度、抗剪強度、折算應(yīng)40kN70kN力、整體穩(wěn)固性和撓度進行驗算。(f215N/mm2，fv125N/mm2，v1，l4004320Ahyt2235b0.81，當(dāng)計算出的b0.6按bb21()，此中，yWx4.4hfy0.282b1.07進行修正。注意，為降低計算量，這里已給出構(gòu)件截面部分幾何特征參數(shù)：b2444

12、33A=126.6cm，Ix=51146cm，I=7861cm，W=2158cm，S=1196cm，S=942cm。yxxx12圖2解：荷載設(shè)計值計算。P=40+70=146KN；M=PL1466=219KNm；V=P=73KN442(1)構(gòu)件截面幾何特征計算：Iy7861loy600iy=126.6=7.88cm；y=Aiy7.88強度驗算：抗彎強度=Mymax2191062372Ix51146104=mmf抗剪強度max=VSx7310311961032fvIxtw51446104=mm10折算應(yīng)力1=maxh0=4502h474=mm1=VSx173103942103=mm2Ixtw51

13、1461041023296.42313.42211=mm16，故需要驗算整體穩(wěn)固性。b344320Ahyt22354320126.647.476.11.2bb2Wx1()=76.1221581()21y4.4hfy4.447.4=1.10.46460.12691.10.46460.1269bb3/21.8341.8341.5=bM2191062bWx0.8982158=113N/mmf103撓度驗算：vPkl2(4070)103600021vl48EIx482.06105511461041277l故剛度條件能夠滿足。3、題3圖所示樓蓋梁跨度4.8m，采納焊接工字形截面，承受的均布荷載為恒載標(biāo)準(zhǔn)

14、值(包含自重)8kN/m+活載標(biāo)準(zhǔn)值qk，假如樓板可保證梁的側(cè)向穩(wěn)固性，鋼材為Q235BF，f215N/mm2，fv125N/mm2，試計算活荷載qk的最大值。已知允許撓度vl250，Ix9.511107mm4，Wx6.3105mm3，Sx3.488105mm3，x1.05，v5ql4/384EIx。3圖3解(1)按抗彎強度計算最大彎矩Mx(1.281.4qk)4.82/82.88(9.61.4qk)kMmMx/(xWx)2.88(9.61.4qk)106/(1.056.3105)215N/mm2qk=m驗算抗剪強度剪力V(1.281.428.4)4.8/2118.5kN；VSx/Ixtw11

15、8500348800/(9.5111076)72.4N/mm2fv，滿足要求（3）驗算撓算荷載標(biāo)準(zhǔn)值q828.436.4kN/m；v536.448004/(3842060009.511107)12.8mmv4800/25019.2mm滿足要求；整體穩(wěn)固無需計算，活荷載最大標(biāo)準(zhǔn)為m4、試驗算圖示簡支梁的整體穩(wěn)固性。已知作用在梁上的荷載設(shè)計值F300kN，梁自重設(shè)計4320Ahyt12值2.0kNm，采納Q235鋼材，f215Nmm2235，bb214.4hb，ywxfyb1.20，0.2821.0，A228cm2，Ix413683cm4跨中有側(cè)向支撐，b1.07，bIy17067cm4。4圖4解

16、：WxIx41368328017cm3Iy17067h/2103.2；iyA8.65cm；228Loy60069.36；Mmaxql2Fl2.012230012y8.65848936kNmiy44320Ahyt122351bb2wxbfyy4.4h2=1.24320228103.2169.36160235=3.260.669.36280174.410322350.2820.983b1.073.26Mx936106118.8N2fbWx0.9838017103mm5、圖示焊接工字鋼梁，均布荷載作用在上翼緣，Q235鋼，驗算該梁的整體穩(wěn)固。已知：A13200mm2，Wx5016.4cm3，Iy45

17、019392mm4，4320Ah22350.282yt10.71，1.07bb21b，bb1.0，ywx4.4hfybf215Nmm2。（10分）題5圖5解iyIy45019392A58.4mm13200Loy6000102.74ql218062yiy58.4，Mx810kNm884320Ah22351yt1bb2wxbfyy4.4h4320132001220102.74102235=0.7110=0.950.6102.7425016.41034.412202350.282b1.070.7730.95Mx810106209N2f215N2；滿足要求bWx0.7735016.4103mmmm6、

18、圖示焊接工字鋼梁，鋼材Q345，承受次梁傳來的集中荷載，次梁可作為主梁的側(cè)向支撐點，驗算該梁的整體穩(wěn)固。已知：F300KN，A15840mm2，Wx4.17106mm3，4320Ah2235Iy0.5110841yt11.20，mm，bb2wxb，by4.4hfy1.070.282，f310Nmm2。（10分）b1.0b6圖6解iyIy0.5110856.74mmA15840Loy4000Fa30041200kNmyiy70.50，Mx56.744320Ahyt12235bb1b2wxfyy4.4h2=1.20432015840828170.5140235=3.400.670.524.1710

19、64.48282351.070.282b0.9873.40Mx1200106291.6N2f310N2；滿足要求bWx0.9874.17106mmmm7、試驗算圖示簡支梁的整體穩(wěn)固性。已知作用在梁跨中的荷載設(shè)計值F=300kN，忽視梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力，采納2Q235鋼材，fy=235N/mm，4320Ahyt122352b=，f=215N/mm,bb21b，跨中有兩等距離側(cè)向支撐，yWx4.4hfyb=1.070.282，b截面幾何特征：A=，Ix=268206cm4，Iy=5122cm4。7圖7解（1）截面幾何特征WxIx22682063Iyh102.85218cmiy5.69cmA2（2）內(nèi)

20、力計算Fl30012900kNmMx44（3）整穩(wěn)計算l0y40070.3y5.69iy4320Ahyt12235bb2y14.4hbfyWx1.204320158.4102.81(70.31.4)23.350.670.3252184.4102.8b=1.070.2821.070.2820.986b3.35Mx90010622bWx0.9865218103175N/mmf=215N/mm滿足柱的設(shè)計計算題1、有一實腹式雙軸對稱焊接工字形截面軸心受壓柱，如題43圖所示，Q235鋼材，翼緣為焰切邊，對x，y軸均屬于b類截面。截面尺寸為：翼緣板寬b=250mm，厚度為t=12mm，腹板高度為h0=3

21、50mm，厚度為tw=10mm，計算長度為lox=12m，loy=4m，承受的軸心壓力設(shè)計值為1200kN。試對該柱進行驗算。已知f215N/mm2，A95cm2，Ix23237cm4，Iy3125cm4。題1圖1、解：(1)構(gòu)件截面幾何特征計算：A=252+35=95cm2；Ix=125(25-1)353=23237cm4；12134Ix23237Iy=225=3125cm；ix=A=15.64cm1295Iy3125=5.74cm；x=lox1200loy400iy=；y=A95ix15.64iy5.74強度驗算：因截面無削弱，因此這里無需驗算強度。整體穩(wěn)固性驗算：截面對x、y軸曲折屈曲都

22、屬于b類截面，故整體穩(wěn)固性由繞x軸屈曲控制。由x=查表得：y=N12001032yA0.70995102=mmf整體穩(wěn)固性能夠保證。局部穩(wěn)固性驗算：翼緣b1120=10(10+)235=10+=t12fy腹板h0350=35(25+)235=25+=tw10fy局部穩(wěn)固性能夠保證。2、如題2圖所示軸心受壓格構(gòu)柱承受軸力設(shè)計值N=800k，計算長度l=loy=10m，分肢采納ox25a：A=269.82cm2，iy=9.81cm，I141=175.9cm，i=2.24cm，y1=2.07cm，鋼材為Q235BF，綴條用L454，Ad=3.49cm2。綴條柱換算長細比為227A，試依據(jù)等穩(wěn)固原則確

23、立oxxA1兩分肢平行于X軸的形心軸間距離b。2解等穩(wěn)固條件為y；yloy10102oxiy9.81101.9；227A101.922769.82100.6；xyA123.49xlox10102b2；100.69.94cm；Ix2I1A()x2題2圖b2ix2t1219.4cm3、題3圖所示為一軸心受壓柱的工字形截面，該柱承受軸心壓力設(shè)計值N=4500kN，計算長度為ox7m,oy3.5m,鋼材為Q235BF，f205N/mm2，驗算該柱的剛度和整體穩(wěn)固性。已知A27500mm2，Ix1.5089109mm4，Iy4.1667108mm4，150。152025303540453解ixIx234

24、.2mmAiyIy123.1mmA3圖（1）剛度驗算：lox700029.9yloy3500 xix234.2iy28.4123.1max29.9150（2）整體穩(wěn)固算：當(dāng)29.9時，0.936N4500103192.3N/mm2f205N/mm2A0.936275004、圖示焊接工字形截面軸壓柱，在截面有兩個M20的C級螺栓孔，并在跨中有一側(cè)向支撐，該桿能擔(dān)當(dāng)多大外荷載已知：鋼材Q235-AF，A6500mm2，ix119.2mm，iy63.3mm，fy215Nmm2。題4圖4解：Lox600050.34，查表x0.855；yLoy3000 xix119.2iy47.3963.3An6500

25、21.51026070mm2；NAnf60702151305.1kNNxAf0.85565002151194.9kN；因此Nmax1194.9kN5、某綴板式軸壓柱由228a構(gòu)成，Q235-AF，LoxLoy8.4m，外壓力N100kN，驗算該柱虛軸穩(wěn)固承載力。已知：A40280cm2，I1218cm4，Z021mm，124，f215Nmm2。5解Ix2(I1Aa2)2(2184015.92)20660.8cm45圖ixIx20660.8Lox840A8016.07cm；x52.3；ix16.07222257.5查表x0.82oxx152.324NxAf0.8280002151410.4kN1

26、000kN滿足要求6、某綴板式軸壓柱由兩槽鋼220a構(gòu)成，Q235-AF，柱高為7m，兩端鉸接，在柱中間設(shè)有一側(cè)向支撐，iy7.86cm，f215Nmm2，試確立其最大承載力設(shè)計值（已知單個槽鋼20a的幾何特征：A28.84cm2，I1128cm4，135，值見附表）。6圖6解Ix2(I1Aa2)2(12828.8410.72)6860cm4Ix686010.9cm；Lox700ix228.84x64.2Aix10.922235273.1；yL0y3500 x查表x0.732；oxx164.2iy44.57.86NxAf0.732228.84102215907.8kN7、圖示焊接工字形截面軸壓

27、柱，在柱1/3處有兩個M20的C級螺栓孔，并在跨中有一側(cè)向支撐，試驗算該柱的強度、整體穩(wěn)固已知：鋼材Q235-AF，A6500mm2，ix119.2mm，iy63.3mm，fy215Nmm2，F(xiàn)1000kN。7解：Lox600050.34，查表Loy3000 xix119.2x0.855；y47.39iy63.3An650021.51026070mm2；N10001032f2xA0.855180N/mm215N/mm6500N10001032f2An6070165N/mm215N/mm拉彎和壓彎構(gòu)件計算題1、由熱扎工字鋼I25a制成的壓彎桿件，兩端鉸接，桿長10m，鋼材Q235，f215N2，

28、mmE206103N2，mx0.650.35M2，已知：截面Ix33229cm4，A84.8cm2，bmmM1類截面，作用于桿長的軸向壓力和桿端彎矩如圖，試由彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)固性確立該桿能承受多大的彎矩Mx（13分）1圖1解Ix33229Lox1000 x0.854ix84.819.8cm，x50.5；查表Aix19.8W1xIx3322923M20.65h/248.41373cm；mx0.650.35M1NEx2EA381006139.7kN1.1x21.150.52NmxMxfxANxW1x(10.8)NEx10001030.65Mx2150.85484.810

29、21373103(10.810001.05)6139.7Mx(215138)107148.6kNm5.182、試驗算圖示壓彎構(gòu)件平面外的穩(wěn)固性，鋼材為Q235，F(xiàn)100kN，N900kN，tx0.650.35M2，b1.072fyyf215Nmm2，跨中有一側(cè)向支撐，M144000235A16700mm2，Ix792.4106mm4，Iy160106mm4（10分）題2圖2解Ix792.410623.17106mm3Wx500；h/2ixIx792.4106217.8mm；L0 x16000A16700 x73.5ix217.8iyIy160106Loy80000.677A97.9mm；yiy81.7查表y1670097.92fy81.72fyM1.07y0.918；tx0.6520.65b440001.072350.3523544000M1NtxMx9001030.65400106168.9N/mm2f215Nmm2yAbWx0.677167000.918