鋼結(jié)構(gòu)考試計算題

1、1、試驗算圖示焊縫連接的強度。已知作用力 F=150kN（靜力荷載），手工焊，E432型焊條，f=l60N/mm 。 （12 分）2A = 0.7 8 384 2 = 4300.8mm16 0.7 8 2 3842 = 275251.2mm3截面內(nèi)力：V =150KN,M =33KN m_L=15LJ0=34.9N/mm2二33 10n9.9N/mm2故該連接可 靠275251.2Ae 4300.8Wf2、如圖所示一梁柱的端板連接，鋼材為 Q235,采用M20C級普通螺栓，該連接 所受的偏心力F=150kN,試驗算其連接的強度是否滿足要求。（ftb=170N/mm2，de= 17.66mm）

2、（12 分）T二止ftN1瓦y2解：偏心距e=80mm,核心距：一，為小偏心bNtny1nyi4802 1602=80mm10 160二且 ftb=245 170= 41650N 4 t二嗨 150000 80 160 二 30000X Ntb 104 802 16023、圖示簡支梁，不計自重，Q235鋼，受壓翼緣有做夠約束能保證整體穩(wěn)定， 均布荷載設(shè)計值為50kN/m，荷載分項系數(shù)為1.4，f=215N/mm2。問該梁抗彎強 度及剛度是否滿足要求。已知：E =2.06 105N/mm2 （16 分）-10 X50解：截面幾何特征值:“ I5ql, , I250384EIx10 XI501&#

3、39;12 150 5203 一142 5003 = 278433333m4CxWx丄1070897.4mm3截面抗彎強度:h/2二昭 1.4 5036 = 315kN mM取 x = 1.05315 106280.1N /mm2xWx 1.05 1070897.4f = 295N/mm2，滿足要求5 50 600041250一旦5384E'x 384 2.06 105 278433333.30.068梁剛度不滿足要求1、試設(shè)計如圖所示角鋼與連接板的連接角焊縫。軸心力設(shè)計值N = 900kN （靜力荷載）。鋼材Q235,焊條E43系列。（采用三面圍焊）（12分）解：由構(gòu)造要求，定hf

4、=10mm正面角焊縫受力N3 八 0.7hflw31fffw =2 0.7 6 125 1.22 160 = 204960N肢背焊縫所能承擔(dān)的內(nèi)力為：Nx 0.7hflw1 ffw =2 0.7 10 lw1 160 二匕“ -叢=0.7 900-0.5 204.96kN = 527520N 2得：lw1 = 235.5mm，取 1= 240 2 260mm，滿足構(gòu)造要求肢尖焊縫所能承擔(dān)的內(nèi)力為：N 0.7hflwfr =2 0.7 10 lw2 160 = 0.3 900kN-0.5 204.9&N = 167520N得：lw2 =74.8mm，取 lw1 =75 20 = 95mm

5、，滿足構(gòu)造要求2、鋼板 截面為 310mm 20mm 蓋板截 面為 310mm 12mm 鋼材為 Q235,f=215N/mm2 (t6)，f =25 N / mm2 (t>16 )。8.8級高強度螺栓摩擦型連接M 20，孔徑22mm接觸面噴砂，0.45，預(yù)拉力P = 125kN。求該連接的最大承載力N二？ （12分）卜-11 f * + II ftF=*解：一個螺栓的抗剪承載力設(shè)計值：NV =0.9 njP= 0.9 2 0.45 125 =101.25KN 連接的抗剪承載力為:N12N' =12 101.25KN =1215KN.5分（2）連接板件凈截面強度驗算:(10.5n

6、 n) N2 < An f 可得:3136205 1224.5kN 0.75M ”AJ(3104x21.5)x20x205N21-0.5最大承載力由連接的抗剪控制：Nmax=1215kN0.751、（本題12分）試驗算圖中所示柱牛腿中鋼板與柱翼緣節(jié)點的連接焊縫的強度 （說明驗算點）。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計值。鋼材為 Q235-A?F。手工焊，焊條 E43 型。ffW=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvW=125N/mm2。V =86.6kNN =50kNM =86.6 200 -50 130 =10820kN mm上邊緣點危險N100KNMfV f._N- f350 102

7、17.9N / mm p.7hflw2 0.7 8 2503V86.6 102=30.9N /mm二0.7hflw 2 0.7 8 25036M 6 10820 10222 =92.7N / mmZ0.7hf lw2 0.7 8 250rf T7.9 92.7 =110.6N / mm2-21.22-.2二催+3。92 =95.8N/mm2 <f=160N/mm23、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)定2A =13200mm ，f = 215 N mm2“0.71，0.282= 1.071.0，cpb已知:1235（可不計梁自重）（16 分）解:截面幾何

8、特征值：lx =3.0602 109mm4，WX = 5016.4cm3ly = 45019392mm4-102.7b =0= 6000一 /58.4'yWx整體穩(wěn)定系數(shù)計算:PC 伴 13200 甲；7102.72 5016.4 1034.4 1220= 1.02 0.6-1.070.282= 1.07 -0.2821.02= 0.79.2分截面最大內(nèi)力:1 1M7ql_ 8 180 6_810 106 N mm整體穩(wěn)定驗算:6M _810 10；Wx0.79 5016.4 1032=204.4 N / mm :滿足條件PJ J= 160N/mm110wf1、如圖連接，尺寸為 mm，

9、受靜載拉力P =150kN， hf =10mm，鋼材為Q235BF, E43焊條，手工焊無引弧板,試驗算焊縫強度。（12分）2A =2 0.7 10 90=1260mm lx=2 112 0.7 1090 850500mm43=1 8900nmWx45 =85050(45焊縫截面承受內(nèi)力：軸心拉力：N =150kNM =1500.01 二 1kN mN =N = 150000 = 119.05N/mm2f A 1260M -f=150000018900 = 79.4N / mm2強度驗算：昇=119.0579.4 =198.45： ff： =1.22 140 = 170.8N/mm2故該焊縫連

10、接強度不滿足要求。2、下圖所示某鋼板的搭接連接，采用c級普通螺栓M22，孔徑d。= 23.5mm, 承受軸心拉力N =400kN，鋼材Q235,試驗算此連接是否可靠。（fvb =140N/mm2 fcb = 305N / mm2） （12 分）解：一個螺栓的抗剪承載力設(shè)計值:_ 兀d2 b- fv43.14 222=2140 10 =106.38kN4一個螺栓的承壓承載力設(shè)計值N： =d ' t fcb =20 16 305 10 =97.6kN 最大承載力 N =nNmin =8 97.6=780.8kN400kN 凈截面強度驗算：A =(240一“23"163088A =

11、(50 +87.2 F 2 3漢 23.5 F 16 =3638.43683.2 10NVb=_N' 一 An min (310 -4 21.5) 143088400 10-=129.5N /mm2 < f =215N/mm2滿足要剪力 V=580kN時，試驗算梁在該截面處的強度是否滿足要求。已知鋼材為2 2f=215N/mm,fv=125NTmmo（ 16 分C235B,42解：lx = 645233333.3mm A = 13000mm2Wx =645233333.3270 = 2389753.1mm3 S2 = 1352500mm 41040000400 160.1 59.

12、M1. 052389753. 1m/m2 ： f =2T520:； I15001020.ll=147.6N/mm2 2540358 01 01 040000 丄 29 3. N n/m 645233333.3 10折算應(yīng)力計算:J(<i2)2 +3(乃)2 = J147.62 +3P2.52 =217.84 P f =1.仆 215= 236.5強度滿足要求2.（本題12分）試驗算圖示節(jié)點摩擦型高強螺栓群的強度。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計值，高強螺栓為8.8級M20，預(yù)拉力P=110KN，被連接板件鋼材Q235-A ?F （ fVd=125N/mm2, fd =215N/mm2）,板件摩擦面

13、間作噴砂處理（卩=0.45）。mm1 <2>§o+-4-f-<能=0.9rifMP =0.9X1 X0.45<11B4455<NM =N =乂5=437衣N ：Nb44N/ =(1 -0.Q)N =(1 -0.5 2) 175=1312永N n4人二A-qdot =12 200-2 215 12=18841吊凈截面強度：=N =13.25 10 =6966N/mm : f =215J/mmA 1884毛截面強度：=N =175 10 =729N/mm ：f =215J/mnmA 12003. （本題16分）某簡支梁截面如圖所示，梁的跨度為 6m,荷載為靜

14、力荷載設(shè)計 值，試驗算梁的強度是否滿足要求。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。計算時可 忽略梁的自重。驗算圖示承受靜力荷載的連接中腳焊縫的強度。f=160N/mm2，其他條件如圖所示。無引弧板。（12 分）解：M =180 0.2 =36kNm V =180kN-f22 0.7 hfLw6漢36如062 0.7 8360-2 8-162.9N /mm23V-f2P7hf Lw2二 46.72N / mm1801

15、02 0.7 8360 -2 8.(J/1.22)22 (162.9/1.22)2 46.722 =141.5N/mm2 ： ffw =160N/mm2該連接安全可靠1. 某雙蓋板高強度螺栓摩擦型連接如圖所示。構(gòu)件材料為Q345鋼，螺栓采用M20，強度等級為8.8級，接觸面噴砂處理。試確定此連接所能承受的最大拉 力N。(預(yù)拉力P=125Kn,摩擦系數(shù)為0.5,鋼材強度設(shè)計指標(biāo)f=295N/mm2) (12分)s'LsEIL | 十+;+*+4 + + + +） +-J- + + 4*IJ+FHf HI IH »解：一個螺栓的抗剪承載力:N； =0.9nfJ12.5KN故 N

16、=nN： "12.5KN（2 分）搏耳蔑城 100 土 4嫌訥 嚴(yán)卜凈截面驗算:代二 tb- nd =2.021 - 2 2.2 = 33.2cm2=200kN m-200X12-SDQX 8-SOO XLIxWxSmax53=0300 8 150 =10.94 10 mm200 106maxM200 10226 =111.39N/mm : fd =215N/mm xWx 1.051.711035100 1010.94 102225.7 N / m m : fVd =125N/mmVS max85.32 108=100kN1o2848 5002 200 12 306 =5.32 10

17、 mm12、- 85.32 1063G -；：max 匹=111.39 600 =107.1N/mm2 h624-VS1100 漢101.71 10 m m 312 匯7.344D03 CM /2-8=17.2N/mm1 xt w5.32 1088=8。上=型卡tw8二 eq = G2 3 f f?107.12 3 17.22 =1 11.2N/mm2 <1.1f236.5N /mm2因為80逬故需按構(gòu)造要求設(shè)置橫 向加勁肋，且a取2h。=1200,其中支座及跨中集中 力處均設(shè)橫向加勁肋。2、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

18、體穩(wěn)定。已知： F =300KN，A = 15840mm2，WX =4.17 106mm3，Iy =0.51 1084 mmf =3 1 N mm2b b24320 疋 AhWx J1.yti4.4h235， b =1.20， b =1.07-1.0，b ' b : 'f yb0.51 1081584056.74mm（ 1 分）y ，籍=70.5°（ 1 分）Mx 二 Fa = 300 4 = 1200kN m（2 分）Pb 432xAhb nb .2Wx |2'y7 24.4h235=1.20 冥 4320門5840進870.524.17 "06卩

19、14.4x828 丿b - 1.07 - 0.282 - 0.987 （ 1 分）3.401200 106MxbWX0.987 4.17 106 291.6:f =310235= 3.400.6（4 分）235Nmm2（3分）滿足要求3、圖示焊接工字形截面軸壓柱，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)定？已知：鋼材Q235-B,2A = 6500mm ，m2，F(xiàn) =1000 kN （ 16 分）。= 215入30354045505560©0.9360.9180.8990.8780.856:0.8330.807Q235鋼b類截面軸心受壓構(gòu)件

20、穩(wěn)定系數(shù)I 26046167mm4（ 3 分）lx = 92354167mm4,卄心湎，（2分）解:=119.2mm，i y6000 二 50.34119.2Loy（1 分），查表 =0.855（ 1 分）ly鳴47.3963.3（1 分）= 6500 -21.5 10 2 = 6070mm2（ 2 分）1000 103A0.855 6500 刊805亦"仙仙2（ 3 分）1000 103165N/mm2 ： f =215N / mm'6070N1125N =N-0.5=1125 -0.52 =1012.5KNn10（2 分）-n 二一二N1012.5 103An33.2 1

21、02= 305N mm2 f =295N mm2不滿足要求。故應(yīng)按鋼板的抗拉強度設(shè)計。NTA, =295 10 33.2 10 979.4 KN（2 分）1 -0.5匕n979 41088.22 KN21-0.5 -10故該連接最大承載力為1088KN2、如圖所示的簡支梁，其截面為不對稱工字形，材料為 Q235 B，鋼梁的中 點和兩端均有側(cè)向支承，承受集中荷載（未包括梁自重）F = 160kN （設(shè)計值）的作用，是驗算該梁抗彎強度是否滿足？ （12分）IfeOkNIfeOkN解：1 計算梁的自重（2分）,4 = 30x1 + 80x0.8+10x1 =104cnr一 l，： 1；'丨，

22、' d （76.98KN/m2為鋼的重力密度）跨中最大彎矩設(shè)計值：（2分）q 卩 PI 0-8 xl22 160x12J 4 = 1.2%+= 4973kN m84842、計算截面幾何特征值：（2分）L = x0,8x803 +80x0,8 x7r82 +30x lx 32,72 + 10x1 x4832 = 93440cn? 12眶二二= 1920cm3截面抵抗矩： '3、強度（4分497.3X106L05xl920xl03= 247N/nm2>/ = 215N/imi2抗彎強度不滿足要求3、有一軸心受壓實腹式柱，柱截面為焊接工字型，兩主軸方向均屬b類截面，如圖所示，鋼

23、材 Q235,已知：N = 1500kN, l0x=1O.8m，l03.6m，f =215N/mm2，試驗算此柱的整體穩(wěn)定性。（16分）Q235鋼的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)值k5060708090100 b類0.856 0.8070.7510.6880.6210.555 y240X16*x-320X10y、240X16解：截面幾何特征值：A=10880mmI 244230827mm4，I36890667mm4ix = 149.8mm， iy = 58.2mm 長細比：g = 108ix = 72.1，.；、= 36iy = 7.9 查表得：即-0.737整體穩(wěn)定驗算：；二1500000187.1N

24、 / mm2 ： f，整體穩(wěn)定滿足要求0.737 x10880局部穩(wěn)定：(5分)腹板的高厚比h°320235235032 ：(250.5 )(250.5 72.1)61.05 (可以)tw10:, fy 235翼緣的寬厚比：b =115 =7.2 £(10 +0.1 対 f235 =(10 +0.1匯72.1)丿空=17.2t 16V fy' 235局部穩(wěn)定滿足要求1、下圖所示某鋼板的搭接連接，采用c級普通螺栓M22，孔徑do = 23.5mm,承受軸心拉力N = 400kN，鋼材Q235，試驗算此連接是否可靠。fV =140N/mm2， fcb =305N/mm2

25、KNKN、解：(1)螺栓連接計算單個螺栓抗剪設(shè)計承載力二 d2=1 3.14 22 m0 = 53192N單個螺栓的承壓設(shè)計承載力N：二dtnvfcb=22 1 4 305 93940N 380000所需螺栓個數(shù)：n b7.14Nm.53192單面搭接，螺栓實際用量應(yīng)為：n =1.1 7.14 = 7.9個該連接采用了 8個螺栓，符合要求(2 )構(gòu)件凈截面驗算因為師錯排布置，可能沿1-2-3-4直線破壞，也可能沿 1-2-5-3-4折線破壞1-2-3-4截面的凈截面面積為：A hb-2d0 t h240-2 23.5 14=2702mm21-2-5-3-4截面的凈截面面積為：氏=2 402 8

26、035-3 2 3. 51 4m m225 78 = N = 380000 =147.4N / mm2 v f =215N / mm2故：該連接是可靠的。An2578Hid2、下圖所示角焊縫連接能承受的靜力設(shè)計荷戴P=160KN。已知：鋼材為Q235BF,焊條為 E43 型，ff =160N/mm2是判斷該連接是否可靠。（12分）433解：N=5p,5p，M =訂120n N<J =Ae4 3p 105 0.33p2 0.7 6 2903 p 1035n N5忑 _Ae 2X0.7 X6X290 °.25PM CTWf33p 120 103三0.61p2 0.7 6 29026

27、NM2V 2,()(), 1.2-ffw 160N / mm2(0.33P0.61P)2(0.25 P)2 =0.81 160 =129.6N/mm21.22故該連接可靠。3. 一工字形截面軸心受壓柱如圖所示，lox=l = 9m, loy=3m ,在跨中截面每個翼 緣和腹板上各有兩個對稱布置的 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，不必驗算。（16分）截面幾何特性:A = 220020 50010 = 1300024 =20 x?O 2 x /Ox 24) - Z0600m/ =2_x/()x 5003 +2

28、x200x20x；tf02 = tf.«x 10s mm4 122 =2x1x20x20( =2.tf7x?0W77=i.3104A斗山仙 12=2 23102mm-二:按強度條件確定的承載力:NZ 廠 1.0610215 = 2.28M0“N=2280kN按穩(wěn)定條件確定的承載力：' q 223邑二型二 &6 2 <= !50y i, 4.53L J因x軸為弱軸，且：L打，因而對y軸的穩(wěn)定承載力小于對x軸的穩(wěn)定承載力，由.<；1 - :查表得 r.所以= 0.7731 10215 = 216lkN所以 此柱的最大承載力為2160kNo圖示為摩擦型高強螺栓的

29、對接接頭，鋼板材料為Q235B,用8.8級高強螺栓M20, 孔徑為21.5mm,預(yù)拉力P=110kN,接觸面噴砂處理 尸0.45,求接頭所能承受的 最大拉力N?（12分）【1 1:解：1.確定摩擦型高強度螺栓所能承受的最大軸心力設(shè)計h = 240mm ：15d0 = 323mm 故取-T.0。單個摩擦型高強度螺栓的抗剪承載力設(shè)計值：N： £ 0.9nfP=1 0.9 0.45 2 110=89.1KN故 N 二 nN： =16 89.1 =1425.6KN .(4分)2 構(gòu)件所能承受的最大軸心力毛截面：N=A f =410 18 215 10" =1586.7KN .(2分)I -I 截面： A =