鋼結(jié)構(gòu)考前復(fù)習(xí)題計(jì)算答案

1、1 .設(shè)計(jì)雙角鋼拉桿與節(jié)點(diǎn)板之間的連接角焊縫計(jì)算長度Li及L2 ,已知：采用三面圍焊：hf=6mm,fwf=160N/mm2,N=529kN（靜載設(shè)計(jì)值）解：（1）計(jì)算端縫承擔(dān)的拉力：（書上68頁公式）N3 f 0.7hflW3ffw1.22 0.7 6 80 2 160131174N131KN（2）計(jì)算肢背焊縫L1：（內(nèi)力分配系數(shù)見 68頁表）N10.7 (529 131)278.6KN!w1N1heffw空4414.6mm0.7 6 160lw1 .廠hf4146 6 213.3mm2（3）計(jì)算肢尖焊縫L2:n20.3 (529 131) 119.4KNlw2N2heffw塑®

2、177.7mm0.7 6 160I2lw2 .廠hf血 6 94.9mm2(4)構(gòu)造要求:8hf48mm,60hf360mm48l1360,48l2360均滿足構(gòu)造要求。2、如圖所示雙角鋼 2L50X 5和鋼板的連接，鋼板厚度 t=12mm受軸心力（靜載）N=500kN作用，采用側(cè)面 角焊縫連接，手工焊，試設(shè)計(jì)此焊縫。（ffw =160N/m t=12（1）選擇焊腳尺寸：（書上58頁公式）肢背：15125.2mm，且.25 6mm，取 6mm肢尖：因?yàn)槭琴N著板邊施焊，且t 5 6，所以取hf 5mm（2）計(jì)算肢背焊縫L1:（內(nèi)力分配系數(shù)見 68頁表）(3)N2N1I1'w10.7N1h

3、effWlw1 2hf500 350 KN計(jì)算肢背焊縫L2:I w2350 1吐 520.8mm1600.7 6520.82 6 272.4mm0.3 500 150KN3150 103N2hf 0.7 5 160267.9mml w222hf267.922 5 144 mm（4）構(gòu)造要求：（同上題，此處略）3、焊接工字形梁（如圖所示）在板與翼緣處設(shè)置一條工廠拼接的對接焊縫，拼接處承受的M=150kNm,V=350kN ,試驗(yàn)算拼接的對接焊縫。已知鋼材為Q235,采用E43型焊條，手工焊，施焊時(shí)采用引弧板。(ftw 185N /mm2 fvw 125N /mm2)解：（1）計(jì)算焊縫截面幾何特征

4、值1 W13260 4123 122483803381.2276410 mmSW1260 16 1980.826310 mmSW SW1190 12 95 1.04 106mm(2)計(jì)算焊縫強(qiáng)度：wft185N/mm2 f125N/mm2最大正應(yīng)力：150 106 206381.227 10681.05N / mm2MymaxI小于 ftw 185N / mm2，滿足。最大剪應(yīng)力:vSwmax ""丨wtw350 103 1.04 106381.227 106 1279.6N/mm2 125N/mm2滿足。折算應(yīng)力：My1 IVSw1I wtw150 106 190381.

5、227 106350 103 0.82 106381.227 106 1274.75N / mm2262.7N/mm1 -.74.7523 62.72滿足。76N/mm2 1.1 185N/mm24、設(shè)計(jì)矩形拼接板與板件用三面圍焊連接的平接接頭。軸心拉力N= 1250kN,(靜載設(shè)計(jì)值)，鋼材Q235,mm.(焊縫Lw2實(shí)際長度取焊條E43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ？ =215 N/mm, f Wf=160N/mnio圖示尺寸單位所以，一條側(cè)面角焊縫的實(shí)際長度為28cm。LBN4/*y1II IIIIOII匚7 eOIIIIII11LU2解:(1)端縫(正面角焊縫)承擔(dān)的力：lw ffwN!1

6、.22 0.7 6 320 2 160 524.7(KN)(2) 側(cè)面角焊縫承擔(dān)的力:N21250 524.7725.3(KN)(3) 所需側(cè)面角焊縫的總長度:N2he ffw725.3 1031079.3mm0.7 6 160(4) 一條側(cè)面角焊縫的長度:lw21079.36 276mm(5) 構(gòu)造要求:(同 2題，此處略)5、試計(jì)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(jì)值），與焊縫之間的夾角60。鋼材Q235,焊條E43,手工焊。有關(guān)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值w2ff =160 N/mm。解：（利用書上63頁公式3.20進(jìn)行計(jì)算）（1）力的分解：,3N2-N2NxNy(2)求應(yīng)力

7、：NxhelwNy入lw390337.75 KN390 195KN3337.75 100.7 8 (200 8 2) 2195 1032163.9N/mm0.7 8 (200 8 2) 294.6N / mm2（3）驗(yàn)算:)2(163.9)294.62164.3N / mm21.22大于160,所以不安全。(此題若采用引弧板施焊，則不用減弧坑缺陷，結(jié)果安全)6、兩截面為-400 X 12的鋼板，采用雙蓋板，C級普通螺栓拼接，螺栓采用M2Q鋼板為Q235,承受軸心cb 305N / mm2d° 21.5mm)拉力設(shè)計(jì)值N=870KN試設(shè)計(jì)此連接。(fvb 130N/mm230.89 N

8、 / mm3768 f解:(1)選定連接蓋板截面采用雙蓋板截面，強(qiáng)度不低于被連接構(gòu)件，故選截面為-400 X 6, Q235鋼。(2)計(jì)算所需螺栓數(shù)目和排列布置單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值:NVbd2vb 2420213081381N單個(gè)螺栓抗壓承載力設(shè)計(jì)值為:Nb d tcb 20 12 30573200 NN 850000n b11.88N min 73200取 n=12(3)驗(yàn)算連接板件的凈截面強(qiáng)度連接鋼板與蓋板受最大內(nèi)力相同,均為N,且兩者在最大內(nèi)力處的材料、凈截面均相同。按螺栓孔徑do=21.5mm 計(jì)算Anbnd0 t400 4 21.51223768mmAn8700002215N /

9、 mm(不滿足要求)7、有一軸心受壓實(shí)腹式柱，柱截面為焊接工字形，屬b類截面，如圖所示，鋼材為Q235,已知：lox10.8m, loy 3.6m, f2215N / mm，試求此柱能承受的最大軸心力N?(按整體穩(wěn)定要求)y240 16/廠X.>20 1ftX-II、1y 240 16解:(1)IxIy求截面慣性矩:24012丄16 :1235232403(2)求回轉(zhuǎn)半徑:2401612230 32032442308267mm436864000mm4(忽略腹板對y軸的慣性矩)320210 10880mmix，x244230826.710880149.8mmiy'yA3686400

10、058.2mm(3)求長細(xì)比:I Oxxixl0yy .Iy(3)查穩(wěn)定系數(shù):由長細(xì)比 x10880鯉垃72.1149.833.6 1061.8658.2721查表得到:0.739(4) 最大承載力:N fA 0.739 215 10880 1728.7(KN)(此題計(jì)算時(shí)可以用 cm作為長度單位，減少數(shù)字的位數(shù))300mm,&已知一兩端鉸支軸心受壓綴板式格構(gòu)柱，長10.0m，截面由2132a組成，兩肢件之間的距離如圖所示，尺寸單位 mm試求該柱繞虛軸的換算長細(xì)比。注： 一個(gè) I32a 的截面面積 A=67cm2 慣性矩 ly=11080cm4 I xi=460cm41解：(書上143

11、頁公式4.57，或者144頁表內(nèi)公式)(1)計(jì)算對虛軸的長細(xì)比x :(長度單位用cm)Ix2Ix12 460 2 6715231070cm4IxIx2A3107015.2cmloxlx67 210 10215.265.8(2)單肢的長細(xì)比 x：(長度單位用cm)x12.62cm(3)換算長細(xì)比:J65.82 30.53272.59、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(jì)值為N 880kN，跨中橫向集中力為F 180kN。構(gòu)件長度1 10m，材料用Q235- B F鋼。試校核截面的強(qiáng)度、剛度。5000x50050001M -Fl解：跨中截面：41

12、-180 10450kN m44(1) 截面幾何特征:An 2bt hwtw 152cm2Ix £bh3tw)hw312 1282327cm123.27cm414933cm在彎矩作用平面內(nèi)：W1x 2lx/h 3118cm3lox 10m,l°y 5m翼緣板為剪切的焊接工字型截面，對x軸屈曲時(shí)屬b類截面，對y軸屈曲時(shí)屬c內(nèi)截面tx 0.65 M10.65M20.4Q235鋼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2215N / mm構(gòu)件的最大長細(xì)比max max x, y 50.5150(2) 強(qiáng)度驗(yàn)算:b' (b tw)/21413，故x1.0NMxAnxWx880103450 106152 1021.0 3118 103202N /mm2f 215N/mm2滿足要求。(3) 剛度驗(yàn)算長細(xì)比:10 102/23.7 43.0y l0y i 50