鋼結(jié)構(gòu)計算題(含答案)

1、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，實驗算其拼接的對接焊縫。已知鋼材為Q235,采用E43型焊條，手工焊，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)，施焊時采用引孤板。-250^16-lUUO^lU—匚米1-250^16-lUUO^lU—匚米1巳解：①計算焊縫截面處的內(nèi)力M=-qab=[-x240x2.4x(6.0—2.4)]kN-m=1036.8kN-m22=卜40xG-2.4膈=\44kN②計算焊縫截面幾何特征值:Iw=￡x(250x10323-240x10003)nm4=2898x106mm4W=^2898x106+516^m3=5.616x106mm3%1=&5。x16x508')mm3=2.032x106mm3S^=(s^+500x10x250)mm3=3.282x106mm3計算焊縫強度查附表得fw=185N/mm查附表得fw=185N/mm2fw=125N/mm2(1036.8x106)"5.616x106)=184.6N/mm2(1036.8x106)"5.616x106)2898x106x10t=性=144x103x經(jīng)x106=16.3N/mm2<fw=125N/mm2maxJ^t2R98x106X10vh1000b=節(jié)b=1032x184.6=178.9N/mm2t=土=144x103x2.032x106=10.1N/mm21I^t28982898x106x10折算應(yīng)力:VQ2+3T2=\；178.92+3x10.12=179.8N/mm2<1.1fw=1.1x185=203.5N/mm22、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。10-#Z~~i廠O1~~III4-'解：確定蓋板尺寸為了保證施焊，蓋板b取為b=240mm-40mm=200mm按蓋板與構(gòu)件板等強度原則計算蓋板厚度住Q=6mm12x200取t1=6mm計算焊縫按構(gòu)造要求確定焊角高度hfh>1.5Jt=4.74mmt1=6mmhfmax<t1=6mm因此取t1=6mmhfmax<t1=6mm因此取hf=6mm①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550x103l=+10mm=+10mm=205mmw4x0.7hfxffx.xx取l取l=210mm>200mm所需蓋板全長1=氣+10mm=430mm②若采用三面圍焊，則端縫承載力為N=2bhpf=2x200x0.7x6x1.22x160=327936N=328KN每條焊縫的長度為：l=N-N1,5mm=（55°一328）乂103,5mm=88mmw4x0.7hfxfw4x0.7x6x160取l=90mm所需蓋板全長l=2l+10mm=190mm3、如圖所示支架，支柱的壓力設(shè)計值N=1600kN柱兩端鉸接，鋼材為Q235(f=215Nmm2)，容許長細比口=150。截面無孔眼削弱。支柱選用焊接工字形截面，已知面積

v14【解】:v14整體穩(wěn)定和長細比驗算長細比X=上=6000=49.5<R]=150(2分)xi121.3X=上=3000=47.2<IX]=150（2分）yi63.6y取長細比較大值，故由X計算得中=0.859，于是（2分）=207.0(Nmm2)<f=215Nmm2（4分）N_=207.0(Nmm2)<f=215Nmm2（4分）截面無孔眼削弱，不必驗算強度。4、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，荷載分項系數(shù)為1.4，f=215N/mm2。問是否滿足正應(yīng)力強度及剛度要求，并判斷是否需要進行梁的整體穩(wěn)定驗算。已知：[m]=J—,3=5ql,e=2.06x105N/mm2250384EIX

解：（1）正應(yīng)力強度驗算梁的跨中最大彎矩為:M=-ql2=-x45x62=202.5kN-m88I=2x15x1.0x25.52+—x0.8x503=27841cm4x12W=2^=27841=1071mxh26bmax202.5bmax202.5x103x103

1071x103=189.1N/mm2<f=215N/mm2所以，正應(yīng)力強度滿足。（2）剛度驗算5ql45ql4384EI5x45x600041.4x384x2.06x105x27841x104=9.5mm<[to]=^—=24mm250所以，剛度滿足要求。（3）整體穩(wěn)定性驗算由于密鋪板牢固連接于上翼緣，所以不必進行整體穩(wěn)定性驗算。5、圖3所示簡支梁長12m，鋼材為Q235f=215N；mm2,f=125Nmm2）采用如圖所示焊接工字形截面，已V知單位長度得質(zhì)量為149.2kg/m，梁的自重為149.2X9.8=

1463N/m,截面積A=158.4cm2,I=268193cm4,W=5128cm3,S=2987cm3,t=8mm。梁上集中荷載如圖所示（單位kN）。試驗算此梁的正應(yīng)力和支座處剪應(yīng)力。荷載分項系數(shù)為1.2，截面塑性發(fā)展系數(shù)y=1.05一廣1.20。（15分）【解】：梁自重產(chǎn)生的彎矩為:M1=8X1.2X1463X122=31600外荷載在跨中產(chǎn)生的最大彎矩為:（4分）N?m（2分）M2=272.85x6-181.9x3=1091.4【解】：梁自重產(chǎn)生的彎矩為:M1=8X1.2X1463X122=31600外荷載在跨中產(chǎn)生的最大彎矩為:（4分）N?m（2分）M2=272.85x6-181.9x3=1091.4kN*m總彎矩為：M=1091.4+31.6=1123kN?m驗算彎曲正應(yīng)力：（2分）（1分）b=Mx=1123X106=20497N/mm2<f=215N/mm2yW1.05x5218x103驗算支座處最大剪應(yīng)力:支座處的最大剪力按梁的支座反力計算，V=181.9X2X103+1463X1.2X6=T=旦=374300X2987X四=521N/mm2<f=125N/mm2（4分）It268193x104x8^"6、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N=880kN跨中橫向集中力為F=180kN。構(gòu)件長度l=10m，材料用Q235-B.F鋼。試校核截面的強度、剛度。解：跨中截面：M=-Fl=-x180x10=450kN-m44(1)截面幾何特征:A=2bt+ht=152cm2I=—bh3-—（b-1）h3=82327cm4x1212I=2x1-tb3=14933cm41A=23.27cmniy=9.91cmn

在彎矩作用平面內(nèi)：iy=9.91cmnW=21/h=3118如3l=10m,l=5m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。p=0.65+M=0.65>0.4骯M2Q235鋼的強度設(shè)計值f=215N/mm2（2）強度驗算:-wt(b-t)/2=14>13,竺=13，故7=1.0fx*-wtNM880X10