鋼結構設計原理計算題

1、鋼構造設計原理的計算題.鋼構造設計原理的計算題.42/42鋼構造設計原理的計算題.鋼構造設計原理計算題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計值。鋼材為Q235-A?F。手工焊，焊條E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。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計值，高強螺栓為8.8級M20，預拉力P=110KN，被連接板件鋼材Q235-A?F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面間作噴砂辦理（=0.45）。某簡支梁截面以以下圖，梁的跨度為6m，荷載為靜力荷載設

2、計值，試驗算梁的強度能否滿足要求。判斷梁的局部穩(wěn)固能否滿足要求（腹板判斷能否需設加勁肋，如需設加勁肋，請按構造要求設置加勁肋，并畫出加勁肋的部署圖）。梁采納Q235-A鋼材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。計算時可忽視梁的自重。某壓彎構件截面以以下圖，荷載為靜力荷載設計值，試驗算整體穩(wěn)固能否滿足要求。材質：Q235-A鋼材，fd=215N/mm2，2，fy=235N/mm2，E=2.06105N/mm2。fvd=125N/mm，；0.7572；平面內穩(wěn)固驗算：平面內穩(wěn)固驗算：；0.6309；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。圖中荷

3、載為靜力荷載設計值。鋼材為Q235-A?F。手工焊，焊條E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。試驗算圖示節(jié)點摩擦型高強螺栓群的強度（不需驗算連接板的強度）。圖中荷載為靜力荷載設計值，高強螺栓為10.9級M20（孔2，=215N/mm2），板件摩擦面間作噴砂辦理（=0.45）。d0=21.5mm），預拉力P=155kN，被連接板件鋼材Q235-A?F（=125N/mm某簡支梁截面以以下圖，梁的跨度為6m，所受荷載為靜力荷載設計值，試驗算梁的強度能否滿足要求。判斷梁的局部穩(wěn)固能否滿足要求（腹板判斷能否需設加勁肋，如需設加勁肋，請按構造要求設置加勁肋

4、，并畫出加勁肋的部署圖）。梁采納Q235-A鋼材，2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。計算時可忽視梁的自重。fd=215N/mm2，fvd4.某壓彎構件截面以以下圖，荷載為靜力荷載設計值，試驗算整體穩(wěn)固能否滿足要求。材質：Q235-A鋼材，fd=215N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06105N/mm2。=125N/mm，；0.9181；平面內穩(wěn)固驗算：平面內穩(wěn)固驗算：；0.8368；平面外穩(wěn)固不滿足要求。兩鋼板截面為18400，兩面用蓋板連接，鋼材Q235，承受軸心力設計值N=1181kN，采納M22一般C級螺栓連接，d0=23.5mm，按圖示連接。試驗算節(jié)點能

5、否安全。已知：。（1）螺栓強度驗算單個螺栓抗剪承載力設計值單個螺栓承壓承載力設計值故取。每側12個螺栓，承載力為（2）驗算被連接鋼板的凈截面強度2。2.簡支梁受力及支承以以下圖，荷載標準值P=180kN，分項系數(shù)1.4，不計自重，Q235鋼，fy=235N/mm1）驗算該梁的強度。2）如不需驗算該梁的整體穩(wěn)固，問需設幾道側向支承？設強軸為x軸。（1）強度驗算最大正應力強度驗算：因為翼緣因此可以考慮部分塑性。最大剪應力強度驗算：腹板與翼緣交界處折算應力驗算：因此強度均滿足。（2）整體穩(wěn)固性保證如不需驗算梁的整體穩(wěn)固性，則需受壓翼緣自由長度與其寬度的比滿足要求：因此在梁跨中設一道側向支承點就能保證

6、梁的整體穩(wěn)固性。一工字形截面軸心受壓柱以以下圖，l0 x=l=9m，l0y=3m,在跨中截面每個翼緣和腹板上各有兩個對稱部署的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)固已保證，不用驗算。截面幾何特征：按強度條件確立的承載力：按穩(wěn)固條件確立的承載力：因x軸為弱軸，且，因此對y軸的穩(wěn)固承載力小于對x軸的穩(wěn)固承載力，由查表得因此因此此柱的最大承載力為2160kN。驗算圖示端彎矩（計算值）作用狀況下壓彎構件的承載力能否滿足要求。已知構件截面為一般熱軋工字鋼I10，Q235AF，假設圖示側向支承保證不發(fā)生彎扭屈曲。I10截面的特征：A=14.

7、3cm2，Wx=49cm3，ix=4.15cm。熱軋工字鋼截面對x軸屬于a類。因此，當時，得。由平面內穩(wěn)固計算公式：由截面強度計算公式：因為平面外穩(wěn)固經(jīng)過側向支承獲取保證，因此本題承載力由強度、平面內穩(wěn)固計算均滿足要求。1、以以下圖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。設鋼板高度為2a=400mm，鋼板與一斜拉桿相連，拉桿受力F。鋼材采納Q235鋼，試求兩條焊縫能傳達的靜載設計值F。已知w2ff160N/mmFF和沿焊縫長度的分力F0.8F，則解、將拉力F分解為垂直于焊縫長度的分力0.6yxfF0.F64x1.3951F0hl20.7840028ewfFF0.8

8、y41.8601F0hl20.7840028ew由公式2fw2ffff得41.3951F01.22241.8601F0160，求得F733kN2、如圖2所示一牛腿，用C級螺栓連接于鋼柱上，牛腿下設有承托板以承受剪力。螺栓公稱直徑M20，孔徑d0=22mm，螺紋處有效直徑de=17.65mm，螺栓部署如圖3。豎向荷載設計值F=1.0105N（靜載），距柱翼緣表面200mm。軸心拉力設計值N=1.0105N。試驗算螺栓強度已知、fb2t170N/mm解：用C級螺栓（承托承受剪力）螺栓承載力設計值。一個C級螺栓在桿軸方向受拉的承載力設計值bN為t2dbtbbNfAfttet4244.81704161

9、6N螺栓的拉力計算及螺栓強度驗算先假設被連構造件繞螺栓群的形心轉動，此時彎矩的設計值MFe5710200210Nmm故連接中螺栓最小拉力值為57NMy1.0102101401Nmin222nmy10470140i18571N因為Nmin18571N0，說明被加構件應偏安全地以為繞底排螺栓轉動，由對底排螺栓取矩，取頂排螺栓最大拉力值為55FeNey(102001.010140)28011Nmax22222my270140210280i4b410NN4.1610Nt因此連接滿足要求3、某簡支梁跨長為5.5m，在梁上翼緣承受均布靜力荷載，恒載標準值為10.2kN/m（不包含梁自重），活載標準值為25

10、kN/m，假設梁的受壓翼緣有靠譜側向支撐，鋼材為Q235鋼，梁的允許撓度為l/250。若采納型鋼36b，其單位長度質量為65.7kg/m，梁的自重荷載為0.644kN/m，Ix=16574cm4，Wx=921cm3，Ix/Sx=30.6cm，tw=12.0mm，試驗算該受彎構件設計能否合理。已知、f215N/mm22f125N/mmx1.05v解、梁上的均布荷載標準值10.2250.64435.8qkNmk梁上的均布荷載設計值q1.2(10.20.644)1.4kN25m跨中的最大彎矩標準值22ql35.845.5M135.5kNmkmax88跨中的最大彎矩設計值22ql48.015.5M18

11、1.5kNmmax88支座處的最大剪力設計值ql48.015.5V132k.N0max22強度驗算曲折正應力MWxnx61039211022N/mmf215N/mmVS132.01000It30.61010w支座處最大剪力22N/mmf125N/mmv強度滿足要求。v445ql535.84550054384EI3842.06101657410剛度驗算l5500mmv22mm250250剛度滿足要求。對于型鋼截面不必進行局部穩(wěn)固驗算；其余梁的受壓翼緣有靠譜側向支撐，整體穩(wěn)固獲取保障。綜上所述該受彎構件設計合理。4、某焊接工字形截面壓彎構件，翼緣板截面30014；腹板截面56010，截面翼緣為剪切

12、邊（對x軸為b類截面，對y軸為c類截面），鋼材為Q345鋼。兩端鉸接，長度為15m，承受的軸心壓力設計值為N=900kN，在桿的中央有一橫向集中荷載設計值P=120kN，在彎矩作用平面外位于桿的三分點處各有一個支撐點，如圖4所示。假設構件的局部穩(wěn)固滿足要求，試驗算此構件其余方面能否滿足要求。已知、1.05x，NMmxxffNmm150mx1.0tx1.01.0彎矩平面內整體穩(wěn)固計算公式、AW110.8N/N，310/xxxEx2NEx2EA2x；彎矩平面NMtxxfAW，外整體穩(wěn)固計算公式、1ybxb2fyy44000235。解、1.構件截面特征2A56123014c1m4035624Icm2

13、4.4721.43028.783825icmx12x321.4304Icm6.716300icmy12yI838253xW2851cm1xy29.4強度計算跨中最大彎矩1M120154k5N0mmax4NMxAWnxnx36900104501023140101.052851102150.3214.6N/mmf強度滿足要求。彎矩平面內穩(wěn)固計算柱在框架平面內的計算長度為015lmxxl0 x/ix1500/24.4761.3150由345/23574.27x，查軸心受力穩(wěn)固系數(shù)表得x（焊接、剪切邊，屬于b類截面）222EA206000140103N106886kNEx221.161.3x平面內僅一

14、跨集中力作用，1.0mxNMmxxAW10.8N/Nxx1xEx36900101.04501023140101.0528511010.8900/68862288.8167.9256.7N/mmf310N/mm平面內穩(wěn)固性滿足。彎矩平面外穩(wěn)固計算因柱平面外三分點有側向支撐，故柱平面外的計算長度為05lmyyl0y/iy500/6.7174.52150由345/23590.29y，查軸心受力穩(wěn)固系數(shù)表得y（焊接、剪切邊，屬于c類截面）b274.522345fyy1.071.070.8854400023544000235AB段最大彎矩605300MMkNmBC彎矩系數(shù)（一端彎矩為零）0.65txBC

15、段最大彎矩Mmax607.54k5N0m彎矩系數(shù)（有彎矩和橫向荷載，同向曲率）1.0tx故對付BC段計算即可NMtxxAWybx36900101.045010123140100.88528511022178.3303.1N/mmf310N/mm平面外穩(wěn)固性滿足。b類截面軸心受壓構件的穩(wěn)固系數(shù)f0123456789/235y600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757700.7510.7450.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.694c類截面軸心受壓構件的穩(wěn)固系數(shù)f0123456789/235y700

16、.6430.6360.6290.6230.6160.6100.6040.5970.5910.584800.5780.5720.5660.5590.5530.5470.5410.5350.5290.523900.5170.5110.5050.5000.4940.4880.4830.4770.4720.467b類截面軸心受壓構件的穩(wěn)固系數(shù)0123456789400.8990.8950.8910.8870.8820.8780.8740.8700.8650.861500.8560.8520.8470.8420.8380.8330.8280.8230.8180.813600.8070.8020.7970

17、.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757700.7510.7450.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.694試驗算圖示構造AB桿能否滿足要求。已知B點作用的集中力設計值F300kN，AB桿截面由HW100100制成，其截面參數(shù)為：2A，cm4Ix，ix6.39cm，1660cmIy4，icmy3.70，鋼材Q235-B(564cmf2)，b類截面，150，局部穩(wěn)固滿足要求，截面無削弱，不計215Nmmf2)，b類截面，150，局部穩(wěn)固滿足要求，截面無削弱，不計自重。F300解：AB桿為軸壓桿，內力為：kNNo519.62tg300

18、.577l0 xxix2706.39l0y270，73yiymax,maxxy73150由max73查表的0.732yNAy31055210N2mmf215N2mm因為截面無削弱，強度不需計算；CHW100100yxx130A1By1-12700題1圖某工作平臺梁，用I36a型鋼制成，梁截面無削弱，承受均布可變荷載，以以下圖。鋼材Q235，(f2，215Nmmfv2，125NmmE)，1.0520610Nmm32x，vTl250（所有荷載作用下），梁的整體穩(wěn)固可以保證，荷載分項系數(shù)1.4，不計自重。試確立該梁所能擔當?shù)淖畲蠛奢d標準值kqI36a截面參數(shù)：A2，76.4cmA2，I4，x1579

19、6cmW3，ix14.4cm，x878cmS（半個截面面積矩）tw10mm。3x509.6cm12369000qlWf1.058781021510198.2kNm解：xx881qkqkNm.4k113.98/192yxx4545qll363842.06101579610k13.71/vqkNTk24384EI25059000 xm33VS0.51.4q910509.5510 x12561.58k32fNmmqvk34yIt157961010 xwkNm該梁所能擔當?shù)淖畲蠛奢d標準值為13.71kN/m以以下圖兩端鉸支格構式構件，截面由兩個32a型鋼構成，單系綴條采納505角鋼，柱的計算長度ll0

20、，承受軸心壓力設計x值N500kN，跨中橫向荷載設計值F80kN，Q235鋼材，（f），b類截面，已知構件的截面參數(shù)為：2,2061032A2，215NmmENmm97cmI，ix17.98cm，單個505角鋼的截面面積A，mx1.0。試驗算該柱彎矩作用平面內的整體穩(wěn)固能否滿足要求。42x31343cm014.8cm2232a1105m405m1132a1-111解：MPLkNmx801020044l0 xxix1000A2270Axx122729758xN2322EA206109710EX5324.141kN221.1580 xNM5001000200mxx610 xAWx1xNNEX971003134320041010.818500142215/2N/mmfNmm整體穩(wěn)固滿足要求圖示側面角焊縫連接，承受軸心拉力設計值N300kN，焊腳尺寸8hmm，鋼材為Q235-B，手工焊，焊條為E43型（ffw2f），160N/mm焊縫的內力分配系數(shù)：k0.7（肢背），k0.3（肢尖），不考慮焊口影響，試驗算該角焊縫連接的承載力和構造能否滿足要求。128-2408