鋼結(jié)構(gòu)考試題庫計算題版

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，E43型焊條，=160N/mm2。(12分)截面內(nèi)力： 故該連接可靠2、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。（，）(12分)解：偏心距e=80mm，核心距： ，為小偏心 3、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：(16分)解：截面幾何特征值：截面抗彎強度：取，滿足要求梁剛度不滿足要求

2、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N900kN（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，定正面角焊縫受力肢背焊縫所能承擔的內(nèi)力為：得：，取，滿足構(gòu)造要求肢尖焊縫所能承擔的內(nèi)力為： 得：，取，滿足構(gòu)造要求2、鋼板截面為310mm20mm，蓋板截面為310mm12mm，鋼材為Q235，（），（）。級高強度螺栓摩擦型連接，孔徑22mm，接觸面噴砂，0.45，預拉力。求該連接的最大承載力(12分)解： 一個螺栓的抗剪承載力設(shè)計值： 連接的抗剪承載力為： .5分(2) 連接板件凈截面強度驗算： 可得：最大承載力由連接的抗剪控制：1、（本

3、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-AF。手工焊，焊條E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。3、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。已知：，。（可不計梁自重）(16分)解:截面幾何特征值： ， 整體穩(wěn)定系數(shù)計算：.2分截面最大內(nèi)力：整體穩(wěn)定驗算： 滿足條件1、 如圖連接，尺寸為mm，受靜載拉力，鋼材為Q235BF，E43焊條，手工焊無引弧板，。試驗算焊縫強度。(12分) 焊縫截面承受內(nèi)力： 軸心拉力： 強度驗算：故該焊縫連接

4、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23.5mm，承受軸心拉力，鋼材Q235，試驗算此連接是否可靠。（）（12分）解：一個螺栓的抗剪承載力設(shè)計值： 一個螺栓的承壓承載力設(shè)計值 最大承載力 凈截面強度驗算：滿足要3、一工字形截面梁繞強軸受力，截面尺寸如圖，當梁某一截面所受彎矩M=400kN·m、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Q235B，f=215N/mm2,fv=125N/mm2。（16分 解： 折算應(yīng)力計算： 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

5、強螺栓為8.8級M20，預拉力P=110KN，被連接板件鋼材Q235-AF（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面間作噴砂處理（=0.45）。3.（本題16分）某簡支梁截面如圖所示，梁的跨度為6m，荷載為靜力荷載設(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。，其他條件如圖所示。無引弧板。（12分）解： 該連接安全可

6、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。(預拉力P=125Kn，摩擦系數(shù)為0.5，鋼材強度設(shè)計指標f=295N/mm2)（12分）解：一個螺栓的抗剪承載力：故 （ 2分）凈截面驗算：        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，驗算該梁的整體穩(wěn)定。已知：， ，解：（1分）（1分），（2分） =（4分）（1分）（3分）滿足要求3、圖示焊接工字形截面軸壓柱，在柱

7、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，（16分）。Q235鋼b類截面軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù) 30 35 40 45 50 55 60 0.9360.9180.8990.8780.8560.8330.807解：（3分），（2分）（1分），查表（1分）（1分）（2分）（3分） （ 2分）        不滿足要求。 故應(yīng)按鋼板的抗拉強度設(shè)計。 （ 2分） 故該連接最大承載力為1088KN 2、如圖所示的簡支梁，其截面為不對稱工字形，材料為Q235B ，鋼梁的中點

8、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） 解：1計算梁的自重（2分）（76.98KN/m2 為鋼的重力密度）跨中最大彎矩設(shè)計值：（2分） 2、計算截面幾何特征值：（2分） 截面抵抗矩： 3、 強度（4分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，鋼材Q235，已知：1500kN，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50 60 70 80 90 100 b類0.856 0.807 0.751 0.688 0.621 0.555

9、解：截面幾何特征值：A=10880mm2 ， ， 長細比：， 查表得：整體穩(wěn)定驗算：，整體穩(wěn)定滿足要求局部穩(wěn)定：（5分）腹板的高厚比（可以）翼緣的寬厚比：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23.5mm，承受軸心拉力，鋼材Q235，試驗算此連接是否可靠。，、解：（1）螺栓連接計算 單個螺栓抗剪設(shè)計承載力 單個螺栓的承壓設(shè)計承載力 所需螺栓個數(shù)： 單面搭接，螺栓實際用量應(yīng)為：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： 1-2-5

10、-3-4截面的凈截面面積為： 故：該連接是可靠的。2、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，是判斷該連接是否可靠。（12分）解： 故該連接可靠。3. 一工字形截面軸心受壓柱如圖所示，l0x=l = 9m，l0y=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： 按強度條件確定的承載力： 按穩(wěn)定條件確定的承載力： 因x軸為弱軸，且 ，因而對y軸的穩(wěn)定承載力小于對x軸的穩(wěn)定承載力，

11、由 查表得 所以 所以 此柱的最大承載力為2160kN。圖示為摩擦型高強螺栓的對接接頭，鋼板材料為Q235B，用8.8級高強螺栓M20，孔徑為21.5mm，預拉力P=110kN，接觸面噴砂處理=0.45，求接頭所能承受的最大拉力N?(12分)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 故取。單個摩擦型高強度螺栓的抗剪承載力設(shè)計值：故.(4分)2構(gòu)件所能承受的最大軸心力毛截面：.(2分)-截面：由得由此可見，接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計值。2、驗算圖示承受靜力荷載的連接中腳焊縫的強度。，其他條件如圖所示。無引弧板。解：3. 簡支梁受力及支承如圖所示，荷載標準值P=180kN，分項系數(shù)1.

12、4，不計自重，Q235鋼，fy=235N/mm2 。1）驗算該梁的強度。 2）如不需驗算該梁的整體穩(wěn)定，問需設(shè)幾道側(cè)向支承？  設(shè)強軸為x軸。 （1） 強度驗算 最大正應(yīng)力強度驗算： 因為翼緣 所以可以考慮部分塑性。 最大剪應(yīng)力強度驗算： 腹板與翼緣交界處折算應(yīng)力驗算： 所以強度均滿足。（2） 整體穩(wěn)定性保證 如不需驗算梁的整體穩(wěn)定性，則需受壓翼緣自由長度與其寬度的比滿足要求： 所以在梁跨中設(shè)一道側(cè)向支承點就能保證梁的整體穩(wěn)定性。版本二1. 如圖所示，鋼牛腿與鋼柱采用對接焊縫進行連接。已知鋼牛腿的截面尺寸為：翼緣板寬b=250mm，厚度為t=14mm；腹板高度h0=300mm，厚度為

13、tw=12mm。作用于牛腿上的偏心荷載設(shè)計值為250KN(靜力荷載)，偏心距為e=170mm。鋼材為Q235，采用手工焊，焊條為E43型，采用引弧板，焊縫質(zhì)量等級為二級，試對此連接進行驗算。(15分)(已知fwv=125N/mm2，fwt=fwc=215N/mm2)注意：為降低計算量，這里已給出構(gòu)件截面的部分幾何特性參數(shù)： 對接焊縫截面形心軸距翼緣外邊緣距離為y0=86.6mm，y1=y0=86.6mm,y2=227.4mm, Ix=7074cm4,Aw=36cm2。2. 有一實腹式雙軸對稱焊接工字形截面軸心受壓柱，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=

14、250mm，厚度為t=12mm,腹板高度為h0=350mm，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。(20分)(f=215N/mm2)3. 如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，荷載標準值為：恒載40KN，活載70KN(靜力荷載)。試對梁的抗彎強度、抗剪強度、折算應(yīng)力、整體穩(wěn)定性和撓度進行驗算。(f=215N/mm2,fv=125N/mm2,=)(25分) b=

15、b· =0.81 b=1.1- 注意，為降低計算量，這里已給出構(gòu)件截面部分幾何特性參數(shù)： A=126.6cm2 Ix=51146cm4, Iy=7861cm4, Wx=2158cm4, Sx=1196cm3，Sx1=942cm3計算題答案 1.解：由于翼緣處剪應(yīng)力很小，可以認為全部剪力由腹板處的豎直焊縫均勻承受，而彎矩由整個T形截面焊縫承受。 荷載設(shè)計值計算： V=F=250KN M=250×0.17=42.5KN·m 驗算正應(yīng)力： M1= =52N/mm2<fwt M2=136.6N/mm2<fwc 驗算剪應(yīng)力： = =69.4N/mm2<fw

16、v 驗算2點折算應(yīng)力 =182N/mm2<1.1fwt 驗算表明：連接安全。 2.解：(1)構(gòu)件截面幾何特性計算： A=25×1.2×2+35×1.0=95cm2 Ix=25×37.43-(25-1)×353=23237cm4 Iy=×2×1.2×253=3125cm4 ix=15.64cm iy= =5.74cm x= =76.7 y= =69.7 (2)強度驗算： 因截面無削弱，所以這里無需驗算強度。 (3)整體穩(wěn)定性驗算： 截面對x、y軸彎曲屈曲都屬于b類截面，故整體穩(wěn)定性由繞x軸屈曲控制。 由x=76

17、.7查表得：y=0.709 =178.2N/mm2<f 整體穩(wěn)定性能夠保證。 (4)局部穩(wěn)定性驗算： 翼緣=10<(10+0.1)=10+0.1×76.7=17.67 腹板=35<(25+0.5) =25+0.5×76.7=63.35 局部穩(wěn)定性能夠保證。 3.解：荷載設(shè)計值計算。 P=1.2×40+1.4×70=146KN M= =219KN·m V= =73KN (1)構(gòu)件截面幾何特性計算： iy=7.88cm y= =76.1 (2)強度驗算： 抗彎強度=101.5N/mm2<f 抗剪強度max=17.1N/mm2

18、<fv 折算應(yīng)力 1=max· =101.5×=96.4N/mm2 1=13.4N/mm2 =99.2N/mm2<1.1f (3)整體穩(wěn)定性驗算： 因 =17.6>16,故需要驗算整體穩(wěn)定性。 =0.81× =1.834>0.6 = 0.898 =113N/mm2<f (4)撓度驗算： 故剛度條件能夠滿足。版本三：六、計算題1某簡支梁，鋼材為 Q235，跨度為 l12 m，承受均布靜力荷載設(shè)計值 q69 kN/m，施工時因腹板長度不夠，需要在跨度方向離左支座 3.5 m 處設(shè)對接焊縫，焊縫質(zhì)量級，手工焊，焊條 E43 型，試驗算該對接

19、焊縫是否滿足強度要求。已知185 N/mm2，125 N/mm2。2下圖 所示為雙角鋼組成的 T 形截面軸心受拉構(gòu)件與節(jié)點板采用側(cè)焊縫連接。角鋼為 2L110×10，節(jié)點板厚度，鋼材為 Q235，E43 型手工焊（）。靜力 N660 kN，焊縫正邊尺寸（在最大最小焊縫正邊尺寸之間）。試計算所需肢背、肢尖焊縫長度、。3下圖所示一牛腿鋼板兩邊用角焊縫與鋼柱連接，其尺寸如圖所示。鋼材為 Q235，手工焊，E43 焊條（），焊腳尺寸10 mm。假設(shè) e100 mm，試計算該連接能承受的最大靜力荷載設(shè)計值？4一連接構(gòu)造圖如下圖 所示。兩塊 A 板用三級對接焊縫（已知185 N/mm2，125

20、N/mm2）與立柱焊接，B 板與 A 板用 8 個直徑為 d22 mm 預拉力 P190 kN 的摩擦型高強度螺栓連接。構(gòu)件材料為 Q235。試計算焊縫連接所能承受荷載設(shè)計值 F。（提示：由于只要求計算焊縫連接的承載力設(shè)計值，螺栓連接的情況不管）5驗算下圖所示角焊縫連接的強度。已知：靜力荷載作用力設(shè)計值F500kN，e=100mm，hf=10mm，鋼材為Q235，焊條為E43型，。6某軸心受壓柱，設(shè)計內(nèi)力N=2000kN,l0x=6m(強軸), l0y=3m（弱軸）,鋼材Q345（f=310N/mm2），采用兩塊翼緣板2250×12和一塊腹板250×10焊成工字形截面，截面

21、無削弱。試驗算其強度和剛度（=150）。 7一連接構(gòu)造圖如下圖所示。兩塊 A 板用三級對接焊縫與立柱焊接，B 板與 A 板用 8 個直徑為 d22 mm 預拉力 P190 kN 的摩擦型高強度螺栓連接，摩擦系數(shù)為 m0.35，構(gòu)件材料為 Q235。試計算螺栓連接所能承受荷載設(shè)計值 F。（提示：由于只要求計算螺栓連接的承載力設(shè)計值，焊縫連接的情況不管。扭矩作用下，最不利螺栓的受力計算公式為：，）8已知一工字型鋼梁I32a(Wx=692cm3,Ix/Sx=27.5cm，腹板厚9.5mm)，承受靜力荷載，最大彎矩Mmax=130kN·m，最大剪力Vmax=89kN。Q235鋼材（f=215

22、MPa,fv=125MPa)。要求進行抗彎和抗剪強度驗算。9已知某樓蓋次梁 I40a（Q235B），跨中承受集中靜力荷載設(shè)計值 P160 kN，試進行各項強度驗算。集中荷載在跨度方向的分布長度為 a90 mm，計算跨度 l6 m，梁自重67.6 kg/m。（已知、）10如下圖所示拉彎構(gòu)件，受軸心拉力設(shè)計值 N200 kN，跨中作用一集中荷載設(shè)計值 F30 kN（以上均為靜載），構(gòu)件采用2個角鋼L140×90×8長邊相連，角鋼間凈距為 8 mm。鋼材為 Q235，已知截面無削弱，不考慮自重，試驗算該構(gòu)件的強度和剛度。（查雙角鋼 T 形截面特性表及截面塑性發(fā)展系數(shù)表可知：A36

23、.08 m2，Ix731 cm4，ix4.50 cm，Iy453 cm4，iy3.55 cm，Z04.50 cm，f215 N/mm2）單位：mm11.已知桁架中的上弦桿，軸心壓力設(shè)計值為 N1 350 kN；兩主軸方向的計算長度分別為 l0x300 cm，l0y600 cm；截面為兩根角鋼 2L200×125×16 組成短邊相連的 T形截面，角鋼節(jié)點板厚 10 mm（如下圖 所示），鋼材為 Q235AF（f=215N/mm2）。試驗算該壓桿的整體穩(wěn)定性。附：由型鋼表查得 A99.48 cm2，ix3.52 cm，iy9.62 cm。兩軸同屬b類柱子曲線：b類截面軸心受壓構(gòu)

24、件的穩(wěn)定系數(shù) j b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) j 版本三答案1某簡支梁，鋼材為 Q235，跨度為 l12 m，承受均布靜力荷載設(shè)計值 q69 kN/m，施工時因腹板長度不夠，需要在跨度方向離左支座 3.5 m 處設(shè)對接焊縫，焊縫質(zhì)量級，手工焊，焊條 E43 型，試驗算該對接焊縫是否滿足強度要求。已知185 N/mm2，125 N/mm2。解：（1）焊縫截面內(nèi)力計算支座反力：剪力：彎矩：（2）焊縫截面特性參數(shù)計算慣性矩：面積矩： （3）焊縫強度驗算由于只要求對焊縫強度進行驗算，所以，無需計算截面上下邊緣的最大彎曲正應(yīng)力。焊縫最大彎曲正應(yīng)力（翼緣與腹板交界處），有焊縫強度滿足要求。2下圖 所示

25、為雙角鋼組成的 T 形截面軸心受拉構(gòu)件與節(jié)點板采用側(cè)焊縫連接。角鋼為 2L110×10，節(jié)點板厚度，鋼材為 Q235，E43 型手工焊（）。靜力 N660 kN，焊縫正邊尺寸（在最大最小焊縫正邊尺寸之間）。試計算所需肢背、肢尖焊縫長度、。 圖3.30 例題3.3附圖【解】（1）計算肢背、肢尖焊縫受力（2）計算肢背、肢尖焊縫長度取lw1=280mm,lw2=130mm。焊縫長度滿足最大最小長度要求，驗算從略。3下圖所示一牛腿鋼板兩邊用角焊縫與鋼柱連接，其尺寸如圖所示。鋼材為 Q235，手工焊，E43 焊條（），焊腳尺寸10 mm。假設(shè) e100 mm，試計算該連接能承受的最大靜力荷載設(shè)

26、計值？解：（1）內(nèi)力計算焊縫所受內(nèi)力有N、M=Ne=100N（2）焊縫有效截面參數(shù)計算（3）各內(nèi)力產(chǎn)生的應(yīng)力計算（4）計算該連接能承受的最大靜力荷載設(shè)計值N由角焊縫基本計算公式，有解之，得N168.7×103N=168.7kN故計算該連接能承受的最大靜力荷載設(shè)計值N=168.7kN。4一連接構(gòu)造圖如下圖 所示。兩塊 A 板用三級對接焊縫（已知185 N/mm2，125 N/mm2）與立柱焊接，B 板與 A 板用 8 個直徑為 d22 mm 預拉力 P190 kN 的摩擦型高強度螺栓連接。構(gòu)件材料為 Q235。試計算焊縫連接所能承受荷載設(shè)計值 F。（提示：由于只要求計算焊縫連接的承載力

27、設(shè)計值，螺栓連接的情況不管）解：(1)對接焊縫所受內(nèi)力剪力 VF，彎矩 M250F(2)抗彎強度確定 F所以 (3) 抗剪強度確定 F所以 最后得焊縫連接的承載力設(shè)計值為 F356 kN。5驗算下圖所示角焊縫連接的強度。已知：靜力荷載作用力設(shè)計值F500kN，e=100mm，hf=10mm，鋼材為Q235，焊條為E43型，。解：（1）焊縫內(nèi)力計算豎向軸心力V=Fsin450=353.55kN水平軸心力H=Fcos450=353.55kN彎矩M=He=353.55×0.1=35.36kN.m（2）各內(nèi)力在焊縫截面最不利處產(chǎn)生應(yīng)力計算（3）焊縫強度驗算安全。6某軸心受壓柱，設(shè)計內(nèi)力N=2000kN,l0x=6m(強軸), l0y=3m（弱軸）,鋼材Q345（f=310N/mm2），采用兩塊翼緣板2250×12和一塊腹板250×10焊成工字形截面，截面無削弱。試驗算其強度和剛度（=150）。解：（1）截面幾何特性（2）強度驗算因截面無削弱，所以（強度安全）（3）剛度驗算（剛度通過）7一連接構(gòu)造圖如下圖所示。兩塊 A 板用三級對接焊縫與立柱焊接，B 板