鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的計(jì)算題試題(庫(kù))文檔

1、精品1.試驗(yàn)算圖中所示柱牛腿中鋼板與柱翼緣節(jié)點(diǎn)的連接焊縫的強(qiáng)度（說(shuō)明驗(yàn)算點(diǎn)）。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值。鋼材為Q235-APF手工焊，焊條E43型。ffw=160N/mm2,ftw=185N/mn,fvw=125N/mn2io卜感謝下載載精品3/=86,6x200-50x130=108200/7也- = 17.Mwm 2x0.7x8x25086,6xW3WhfLA /二3Q9臚imm2x0,7x8x2506M6x10320x10=92.7AT/mm2x0,7x8x2502j卬if+=n,9+92.7=H0M/m3110.6+30.9s =95.8/期必 力=彳當(dāng)二4mt展那必二(1-Q.5為方

2、=(1-。.5臺(tái)工門(mén)5二131.25加n44-A-dt-12x200-2x21.5x12-1884港附凈截面強(qiáng)度IW 13V25X103 (7=一二毛截面皴:41湖N 175xW3 7 12x200= 72,947那4 / = 215/7崎制3 .某簡(jiǎn)支梁截面如圖所示，梁的跨度為6ml荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，試驗(yàn)算梁的強(qiáng)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(qǐng)按構(gòu)造要求設(shè)置加勁肋，并畫(huà)出加勁肋的布置圖）。梁采用Q235-A鋼材，fd=215N/mm,fvd=125N/mm,fy=235N/mm2o計(jì)算時(shí)可忽略梁的自重。M=20。成煙=1口訊/=x8x

3、500?+2x200xl2K3Dda=5.32xlO8412W532Kl成151in53JK=1.71x10%演31ZS,1=200xL2x306=7.344xl053=+300x8x150=1094xW5ffiffi3ai200 X106QT =一 外科 l,D5xl71xl0e111.3?AFta3/i = 215J/W- 1D0x1DL.94x105.32x10s25.7AZ/3九= 125汨/柳H1.39X=107,1N/2100KN1100KN-200X136 -600x 82000?000_-aop xiex7,344xlOJ .-8=17.2Af fm5.32xlOqx3% =

4、7CT1+5ri = wT+Kir? = 111.2N/M2 el 5 = 236因鄭o235k阿,- oU C- /jfL 8故需按杓造要求設(shè)置橫向加勁肋f且。職2瓦=1200,其中支座及跨中集中力處均設(shè)橫向加勁帆4.某壓彎構(gòu)件截面如圖所示，荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值, fy=235N/mn2, E=2.06X 105N/mrh-=1卯二當(dāng)(0.98.4 03)+ 工 -J(0號(hào)65 +-d開(kāi)21:試驗(yàn)算整體穩(wěn)定是否滿足要求材質(zhì)：Q235-A鋼材，fd=215N/mm, fvd=125N/mn2,440002351000KNA-26(1XI2A=11040制解,7=Ax8x600+2x260x12

5、x3062=7.28x1Osjmw54,127.25x1三2.33x103122xxI2x26tf=3.52x10煙瓶12b.ZSxIcfV11040=256.9附附工=，j=拈9玄甩=15。&=2Jo.o3.52X101=56,5mm11040包U=ggq=15。56.538.9235JT=0.74113.14V2.06X105%二0.7572;平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算:4=0.55+0.35=0.55由外/EA3.14x2.06x101104011z33.913471AkN0-0.8WOOxlO3-十%0,7572x11040TJjSj.055x200x1011.05x2.33x10&x(1-O.S

6、x1000)13471T平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：,S8.5t235八Jr=0.9519344V2.06xlO5當(dāng)=0.6309;%=0,5+0,35=0.825N氏氏1000x10305255x200,10.上、達(dá)a+小_L=+=223.0M/=21537熠熠q)A用/Q630gxi104U0392x233xW61.試驗(yàn)算圖中所示柱牛腿中鋼板與柱翼緣節(jié)點(diǎn)的連接焊縫的強(qiáng)度。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值。鋼材為Q235-A?FO手工焊，焊條E43型。ffw=160N/mm2,ftw=185N/mM,fvw=125N/mn2ioy=6co必=60*200=1200044即60x100%仆2x0.7x10x200

7、6M2x0,7xlQx2002128.6+21甲=107.6Ar/wffl3/=16。加州加V=LOkt=16/L0k/10.9 級(jí) M20(孑=28.125t-V0,8P=1242 .試驗(yàn)算圖示節(jié)點(diǎn)摩擦型高強(qiáng)螺栓群的強(qiáng)度（不需驗(yàn)算連接板的強(qiáng)度）。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，高強(qiáng)螺栓為d0=21.5mm,預(yù)拉力P=155kNl被連接板件鋼材Q235-A?F（九二125N/m=215N/mri）,板件摩擦面間作噴砂處理（尸0.45）=100M=100x150=1SOOOhN-mm15000x1202x(2xV202+2x40)泌=0.91.252V；)=0,9x1x0.45xQ55-1.25x28

8、,125)=48.5W-12.5.W3 .某簡(jiǎn)支梁截面如圖所示，梁的跨度為6ml所受荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值，試驗(yàn)算梁的強(qiáng)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(qǐng)按構(gòu)造要求設(shè)置加勁肋，并畫(huà)出加勁肋的布置圖）。梁采用Q235-A鋼材，fd=215N/mm,25KN/n-240X166000-6 JO x 8 zfvd=125N/mn2,fy=235N/mn2。計(jì)算時(shí)可忽略梁的自重M=-x25x63=112.582/=Axgx6003+2x240x16x308J=8.73x106W12-240x16308+300x8x150=1,54乂1。網(wǎng)掰*“uldk

9、二黨田固7附蕨1M_1125x10。心叭1.05127611邛3MH爐175x10x1.54x10 111m _ 8J3xlOsx816.52V/ mm fVd = 125N/加陽(yáng)MV因鄭。口八為 600”80 10x25C3 = 2.64 xlOJ4122 64xl07 一=33 4的號(hào)2600q 9000-dr”3000% =-34一 9 之甩=150：入=* 258.155.42E5142 06xl05= 0.3754八;%=0.9181 ;蘆 _JTEA平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：一7二1.1x34.91-0.2=1-0.2xWQQ=0.98513037.11000x100.935x130x100

10、9181x8600皿皿W磊=223,9Mf喇陽(yáng)之聞力二2152V/mm54.2235平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：11J-=0.58334206xlW；死二0.8368;Ar=10542235電=107-=10440002351000x10,1.0x180x10+02362x860010x1,5x106忑=236,3277梢用二力=215A/7依例平面外穩(wěn)定不滿足要求。1.兩鋼板截面為一18X400，兩面用蓋板連接，鋼材Q235,承受軸心力設(shè)計(jì)值N=1181kN，采用M22普通C級(jí)螺栓連接，d0=23.5mm,按圖示連接。試驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)是否安全。已知:/=13027/mrn/=305鹿療O(1)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算單個(gè)

11、螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值=艘_=2力x130=g8300H=g83京方VVW八4單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值=厘/=22X1SX305=120800N=120Sk故取臉=9“叫每側(cè)12個(gè)螺栓，承載力為12-98.8=2185.2/=725；W(2)驗(yàn)算被連接鋼板的凈截面強(qiáng)度上4=A叼d/=40乂1B-”235x1,8=55.08cm2NH8110sb=7a乃.砧乂2.簡(jiǎn)支梁受力及支承如圖所示，荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=180kN,分項(xiàng)系數(shù)1.4,不計(jì)自重，Q235鋼，fy=235N/mm21)驗(yàn)算該梁的強(qiáng)度2)如不需驗(yàn)算該梁的整體穩(wěn)定,問(wèn)需設(shè)幾道側(cè)向支承?77829 3a嗎=1908cm40.8Sj = 0,8

12、x20x 40.4 = 4cmI 4乂尸%=kN設(shè)強(qiáng)軸為x軸(1)強(qiáng)度驗(yàn)算2乂0,8乂20乂4。/+工乂0、6乂網(wǎng)今=管82%煩72S=0.840.4+0,x4020=1126.4cm3=1=x6=3了8k環(huán)m吁44最大正應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算:=12.5238所以可以考慮部分塑性。378106外以1,05190310最大剪應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算：=1887f=21572J/m77329106304/.L=125/mm/mrri腹板與翼緣交界處折算應(yīng)力驗(yàn)算：4T=或=此幽=43號(hào),L77829x20/雁鵬的=9xj爐乂6464X?。3577829106所以強(qiáng)度均滿足。(2)整體穩(wěn)定性保證如不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定性，

13、則需受壓翼緣自由長(zhǎng)度與其寬度的比滿足要求:lj16200=3200所以在梁跨中設(shè)一道側(cè)向支承點(diǎn)就能保證梁的整體穩(wěn)定性。3.一工字形截面軸心受壓柱如圖所示，l0x=l=9nl10y=3m,在跨中截面每個(gè)翼緣和腹板上各有兩個(gè)對(duì)稱布置的d=24mm的孔,鋼材用Q235AFf=215N/mni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(yàn)算截面幾何特性：十=7mUU+-I。=:3強(qiáng)洋4=A-（4202602=5處乂/。加”12L=2乂工乂20乂20。，=2.57乂小澳112按強(qiáng)度條件確定的承載力：跖=AJ=1w乂4*x2訃=228乂iO&N=2280kN按穩(wěn)定條件確定的承載力：2.6710

14、7上汴?duì)t=45.3mm90022.3=40.4I10, Q235AF假定圖示九=a=66.2j因x軸為弱軸，且下因而對(duì)y軸的穩(wěn)定承載力小于對(duì)x軸的穩(wěn)定承載力,由工廠比2查表得%=0.773所以所以此柱的最大承載力為2160kN4.驗(yàn)算圖示端彎矩（計(jì)算值）作用情況下壓彎構(gòu)件的承載力是否滿足要求。已知構(gòu)件截面為普通熱軋工字鋼側(cè)向支承保證不發(fā)生彎扭屈曲。I10截面的特性：A=14.3cmW）=49cm,ix=4.15cm。熱軋工字鋼截面對(duì)x軸屬于a類。因而，當(dāng)4=匕/3.3足10平.14=90時(shí),朝矛=0.783s=1.050.31750A取心=口4U=0.65+0.35mflM 乂206乂10*乂

15、143乂1心=454279=4542792/由平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算公式:竺,2。式1一0./方/16乂0.4X10XW60.783143xl021,0549x103(1-0,8x16/454279)=9432v7掰喀/由截面強(qiáng)度計(jì)算公式：16xl(y10xl0d.+-_=11.2+1944=205.6/切加3/14.3X1021.05x49xl03因?yàn)槠矫嫱夥€(wěn)定通過(guò)側(cè)向支承得到保證，所以本題承載力由強(qiáng)度、平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算均滿足要求。1、如圖所示一鋼板與工字形柱的角焊縫T形連接。手工焊，E43型焊條，hf=8mm設(shè)鋼板高度為2a=400mm鋼板與一斜拉桿相連，拉桿受力F。鋼材采用Q235鋼，試求兩條焊縫

16、能傳遞的靜載設(shè)計(jì)值F。已知ffw160N/mm28F ,則Fy解、將拉力F分解為垂直于焊縫長(zhǎng)度的分力Fx0.訐和沿焊縫長(zhǎng)度的分力FxfhJw0.6F41.39510F由公式Fy fhelw0.8F2 0.7 8400 2 81.860 10 4F2f2ff1.395 10 4F 24l 1.860 10 4F1.22160,求得 F 733 kN2、如圖2所示一牛腿，用C級(jí)螺栓連接于鋼柱上，牛腿下設(shè)有承托板以承受剪力。螺栓公稱直徑M2Q孔徑d0=22mm螺紋處有效直20.7840028徑de=17.65mm螺栓布置如圖3。豎向荷載設(shè)計(jì)值F=1.0X105N（靜載），距柱翼緣表面200mm軸心拉

17、力設(shè)計(jì)值N=1.0X105N。試驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度已知、b2ft170N/mmO7沙70kyrlTlTlT解：用C級(jí)螺栓（承托承受剪力）1 .螺栓承載力設(shè)計(jì)值。一個(gè)C級(jí)螺栓在桿軸方向受拉的承載力設(shè)計(jì)值N為d,2Ntb-LftbAeftb244.817041616N42 .螺栓的拉力計(jì)算及螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算先假定被連接構(gòu)件繞螺栓群的形心轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)彎矩的設(shè)計(jì)值MFe1052002107Nmm故連接中螺栓最小拉力值為minNMy1一2nmyi1.0105102107140224702140218571N由于Nmin18571N0,說(shuō)明被加構(gòu)件應(yīng)偏安全地認(rèn)為繞底排螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)，由對(duì)底排螺栓取矩，取頂排螺栓最大拉力值為

18、一FeNey1(1052001.0105140)280Nmax22222myi27021402210228023.24104NNtb4.16104N所以連接滿足要求3、某簡(jiǎn)支梁跨長(zhǎng)為5.5m,在梁上翼緣承受均布靜力荷載，恒載標(biāo)準(zhǔn)值為10.2kN/m(不包括梁自重)，活載標(biāo)準(zhǔn)值為25kN/m,假定梁的受壓翼緣有可靠側(cè)向支撐，鋼材為Q235鋼，梁的容許撓度為l/250。若選用型鋼I36b,其單位長(zhǎng)度質(zhì)量為65.7kg/m,梁的自重荷載為0.644kN/m,Ix=16574cmi,Wx=921cnn?Ix/3=30.6cm,tw=12.0mm試驗(yàn)算該受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)是否合理。已知、f215N/mm2九1

19、25N/mm2x1.05解、梁上的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk10.2250.64435.84kN/m梁上的均布荷載設(shè)計(jì)值q1.2(10.20.644)1.42548.01kN/m跨中的最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值ql2835.845.528135.5kNm跨中的最大彎矩設(shè)計(jì)值Mmaxql2848.015.52181.5kN支座處的最大剪力設(shè)計(jì)值Vmaxqi2強(qiáng)度驗(yàn)算彎曲正應(yīng)力xWnxVSItw支座處最大剪力剛度驗(yàn)算48.015.5181.51061.05921103132.0100030.61010132.0kN187.7N/mm243.1N/mm2fv125N/mm2強(qiáng)度滿足要求。5ql4384EI384535.

20、845500412.5mm2.06l105165741045500”22mm250250f215N/mm2剛度滿足要求對(duì)于型鋼截面無(wú)須進(jìn)行局部穩(wěn)定驗(yàn)算；另外梁的受壓翼緣有可靠側(cè)向支撐，整體穩(wěn)定得到保障。綜上所述該受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)合理4、某焊接工字形截面壓彎構(gòu)件，翼緣板截面300X14;腹板截面560X10,截面翼緣為剪切邊（對(duì)x軸為b類截面，對(duì)y軸為c類截面），鋼材為Q345鋼。兩端較接，長(zhǎng)度為15rm承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值為N=900kN,在桿的中央有一橫向集中荷載設(shè)計(jì)值P=120kN在彎矩作用平面外位于桿的三分點(diǎn)處各有一個(gè)支撐點(diǎn)，如圖4所示。假設(shè)構(gòu)件的局部穩(wěn)定滿足要求，試驗(yàn)算此構(gòu)件其他方面是否滿

21、足要求。0彎矩平面內(nèi)整體穩(wěn)定計(jì)算公式、已知、x1.05f310N/mm2150mx1.0tx1.02.NmxMx_EA.一fNEx9xAxW1x10.8N/NEx,1.1x.彎矩平面N外整體穩(wěn)定計(jì)算公式、yAtxMxfW21.0744000解、1.構(gòu)件截面特性A56123014140cm2Ix1.0563八一21.4123028.7283825cm4ix24.47cmx21.43036300cm412iy6.71cmWix2.強(qiáng)度計(jì)算Ix8382529.42851cm3跨中最大彎矩Mmax112015450kNm4MxxxWnx3900103_21401024501061.0528511032

22、64.3150.3214.6N/mm2強(qiáng)度滿足要求3.彎矩平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度為吹15mxl0x/ix1500/24.4761.3150xxx由x0.7800.7740.7690.7630.7557700.7510.7450.7390.73)20.7260.7200.7140.7070.7P10.6941.試驗(yàn)算圖示結(jié)構(gòu)AB桿是否滿足要求。已知B點(diǎn)作用的集中力設(shè)計(jì)值F300kN,AB桿截面由HW100100制成，其截面參數(shù)為：A40.55cm2,Ix1660cm4,ix6.39cm,Iy564cm4,iy3.70cm,鋼材Q235-B(f215N/mm2),b類截面，150,

23、局部穩(wěn)定滿足要求，截面無(wú)削弱，不計(jì)自重。解：AB桿為軸壓桿，內(nèi)力為：N號(hào)普519.62kNtg300.577精品73x星242.25y回型ix6.39iy3.70maxmaxx，y73150由max73查表的y0.732一 一一 一 3N 519.62 10yA 0.732 40.55 102175.06f 215N2.mm感謝下載載由于截面無(wú)削弱，強(qiáng)度不需計(jì)算;2 .某工作平臺(tái)梁，用136a型鋼制成，梁截面無(wú)削弱，承受均布可變荷載，如圖所示。鋼材Q235,(f215Nmm2,fv125Nmm2,E206103N/mm2),x1.05,Vtl/250(全部荷載作用下)，梁的整體穩(wěn)定可以保證，荷

24、載分項(xiàng)系數(shù)小，不計(jì)自重。試確定該梁所能承擔(dān)的最大荷載標(biāo)準(zhǔn)值qkI36a截面參數(shù):A 76.4cm2, I x 15796cm4 , Wx 878cm3, ix 14.4cm , Sx 509.6cm3 （半個(gè)截面面積矩）tw 10mm o9000解:1 o。a-q l2xWxf 1.05 878 103 215 10 6 198.2kN m814198.2 892qk113.98kN/m5qkl4384EIxVt250qk2 _5 _436 384 2.06 105 15796 1045 9000413.71kN/mVSxI xtw承擔(dān)的最大荷載標(biāo)準(zhǔn)值為13.71 kN/m0.5 1.4 qk

25、3 9157963fv125 N mm2qk3 61.58kN m該梁所能3 .如圖所示兩端較支格構(gòu)式構(gòu)件，截面由兩個(gè)32a型鋼組成，單系綴條采用505角鋼，柱的計(jì)算長(zhǎng)度lxl,承受軸心壓力設(shè)計(jì)值N500kN,跨中橫向荷載設(shè)計(jì)值F80kN,Q235鋼材，(f215N/mm2,E206103N，mm2),b類截面，已知構(gòu)件的截面參數(shù)為：A97cm2,Ix31343cm4,ix17.98cm,單個(gè)505角鋼的截面面積Ai4.8cm2,mx1.0。試驗(yàn)算該柱彎矩作用平面內(nèi)的整樂(lè)穩(wěn)定是否滿足要求。解：Mx4P18010200kNm4l0xix100017.9855.620x227A：55.622279758xA1124.8EX0.8182EA1.120x_32_2206 1032 97 1021.1 5825324.141kNNxAmx500 10000.818 97 100200 106Wx 131343 104 , 10.818N ex2005005324.142_2201.26N/mm