鋼結(jié)構(gòu)考試題庫(kù)計(jì)算題版

1、試驗(yàn)算圖示焊縫連接的強(qiáng)度。已知作用力F=150kN（靜力荷載），手工焊，E43

型焊條，/；=160N/mm2o（12分）

4=0.7x8x384x2=4300.8mm2

W=(%)0.7x8x2x384?=275251.2/W

截面內(nèi)力：V=150KN,M=33KN-m

J取四“9N/蕨

Xe4300.8

M33x106

(yM—=-.........=119.9N/加2故該連接可靠

275251.2

2、如圖所示一梁柱的端板連接，鋼材為Q235,采用M20c級(jí)普通螺栓，該連接

所受的偏心力F=150kN,試驗(yàn)算其連接的強(qiáng)度是否滿足要求。

b2

（ft=170N/mm,de=\1.66mm）（12分）

Yy24X(802+1602)

解：偏心距e=80mm,核心距：p=—~f-=——--------------=80mm

ny}10x160

e=p,為小偏心N；=245x170=41650N…

_FFeyxh_150000150000x80x160_

N、―工+工/-io+4(802+1602)

3、圖示簡(jiǎn)支梁，不計(jì)自重，Q235鋼，，受壓翼緣有做夠約束能保證整體穩(wěn)定,

2

均布荷載設(shè)計(jì)值為50kN/m,荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4,>215N/mmo問(wèn)該梁抗彎強(qiáng)

度及剛度是否滿足要求。已知：

[?]=-,s=5〃EnZ.OGxl^N/mmZab分）

250384E/V

解：截面幾何特征值:

；=^(150x5203—142x50()3)=278433333.3mm4

W=-^=1070897.4相加…截面抗彎強(qiáng)度：取力=1.05

X/!/2X

M=?m

315xlO6

M2

4=280.1^/mm<f=295N/mm2,滿足要求

八叱1.05x1070897.4

5ql45x50x6000411

co=-------=-----------------------------=------>----

3842384x2.06xIO5x278433333.30.068250

梁剛度不滿足要求…

1、試設(shè)計(jì)如圖所示角鋼與連接板的連接角焊縫。軸心力設(shè)計(jì)值N=900ZN（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，定為=102…正面角焊縫受力

乂=Z0.7〃兒=2x0.7x6x125x1.22x160=204960N

肢背焊縫所能承擔(dān)的內(nèi)力為：

此=20.7%.乙/；'=2x0.7x10x/向x160=勺N—g=0.7x900—0.5x204.96ZN=5275202V

得：lwi=235.5mm,取心=240+20=260加加，滿足構(gòu)造要求

肢尖焊縫所能承擔(dān)的內(nèi)力為：

N、=Z0.7/1/J7=2x0.7x10xx160=0.3x900JWV-0.5x204.96雨=167520N

得：心=748加，取&=75+20=95］即，滿足構(gòu)造要求

2、鋼板截面為310mmx20mm,蓋板截面為310mmx12mm,鋼材為Q235,

f=2\5N!mni("16),/=0N/mnr(r>16)08.8級(jí)高強(qiáng)度螺栓摩擦型

連接M20,孔徑22mm,接觸面噴砂，〃=0.45,預(yù)拉力P=125利。求該連接

的最大承載力N=?（12分）

；II"II；干一十一

解：

⑴一個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：

N；=Q.9nf^P=0.9x2x0.45x125=101.25KN連接的抗剪承載力為:

N=12N；=12xlO1.25KN=1215KN........................5分

（2）連接板件凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算：（1-0.5%）以《4/可得：

=（3*4x21.5）x20x205=3136x205M.S雨…

2（1-0.5/）0.750.75

最大承載力由連接的抗剪控制：Na=N\=1215kN

1、（本題12分）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-A?F。手工焊，焊

w2w2w2

條E43型。ff=160N/mm,ft=185N/mm,fv=125N/mmo

V=S6.6kN

N=50kN

M=86.6x200-50x130=10820UV-mm

上邊緣點(diǎn)危險(xiǎn)

50X10

一NN——=n.9N/mnr

Of20.7〃/.2x0.7x8x250

V86.6x103……2

-------------=30.9N/mnr

￡0.7hJ2x0.7x8x250

6M6xl0820<103

=92.7N/mnr

%-Z0.7/2,/2-2X0.7X8X2502

嗎=b；=17.9+92.7=110.6/V/zn/n2

11Q62

+30.92=95.SN/mm2<f}'=\60N/mm2

1.22

3、圖示焊接工字鋼梁，均布荷載作用在上翼緣，Q235鋼，驗(yàn)算該梁的整體穩(wěn)定。

已知：A=13200/zn?,f^215N/mni,g,=0.71,例,=1.07—上空W1.0,

（Pb

c4320Ah235

Q,=Bbf-x——+Tjh—o（可不計(jì)梁自重）（16分）

4”于v

180kN/ni

解:截面幾何特征值：/、.=3.0602x10%^/,叱=50164c7/

4320Ah235

%=AT

…432013200x1220,102.7x10

整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算:=0.71-----x-----------1+---------

102.7275016.4xl03V4.4x1220

=1.02>0.6

,，八”0.282,,、r0.282八”

(pb=1.07-------=1.07--------=0.792分

(ph1.02

截面最大內(nèi)力：M=-^/2=-xl80x62=810X106N.?W?J

88

整體穩(wěn)定驗(yàn)巢”款"恚黑ZL?！獫M足條件

1、如圖連接，尺寸為mm,受靜載拉力P=15（RN,hf=10mm,鋼材為

Q235BF,E43焊條，手工焊無(wú)引弧板，f；—一…

試驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。（12分）!歸、詢、

A=2x0.7x10x90=1260/7zm2-----

/、=2x%（0.7x10）x9（）3=850500/加4

Wv一=8505^^5=1890斷病

焊縫截面承受內(nèi)力：軸心拉力：N=150kN

M=150xO.OtIkN-ncr1'；=—=150000=119.05N/m/n2

fA1260

=%=15°（）（）0%=79.4N/根加2強(qiáng)度驗(yàn)算：

cr；+of=119.05+79.4=198.45>^由=1.22x140=170.8N//wm2

故該焊縫連接強(qiáng)度不滿足要求。

2、下圖所示某鋼板的搭接連接，采用c級(jí)普通螺栓M22,孔徑d°=23.5mm,

承受軸心拉力N=400M,鋼材Q235,試驗(yàn)算此連接是否可靠。

（R=lAON/mm2于：=305^/mm2）（12分）

解：⑴一個(gè)螺栓的抗剪承載力

設(shè)計(jì)值:

M=〃v苧尸

x2

=2x3-1-4--2-2-x140x10-3=i()6.38kN

4

⑵一個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值

N：=舊/=20x16x305x10"=97.6ZN...

⑶最大承載力N=nN]=8x97.6=780.8AN>400ZN…

⑷凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算：A=(240-2x23.5)x16-3088

4=((50+87.2)x2-3x23.5)x16=3638.4

683.2xlO3400xlO3

N129.5N/〃"/<f=215N//w〃2滿足要

°一一(310-4x21.5)x14-3088

3、一工字形截面梁繞強(qiáng)軸受力，截面尺寸如圖，當(dāng)梁某一截面所受彎矩加400kN-m、

剪力片580kN時(shí)，試驗(yàn)算梁在該截面處的強(qiáng)度是否滿足要求。已知鋼材為a356,

盧215/V7mnA￡=1254mm?。(16分

解：/=645233333.3mm4A=13000mm2

v200

4

W,=645233333%（）=2389753.1/加S2=1352500mm1040000

400l6010

.59JUniin2<f=

1.OS2389753.1

6=迎0=1473/蕨，『58伙F伙wo”5加

254012645233333.3x10

折算應(yīng)力計(jì)算:

2222

^（（72）+3（^）=A/147.6+3X92.5=217.84</7f=1.1X215=236.5

強(qiáng)度滿足要求

2.(本題12分)試驗(yàn)算圖示節(jié)點(diǎn)摩擦型高強(qiáng)螺栓群的強(qiáng)度。圖中荷載為靜力荷

載設(shè)計(jì)值，高強(qiáng)螺栓為8.8級(jí)M20,預(yù)拉力P=110KN,被連接板件鋼材Q235-A

2

?F(/w=125N/mm,力=215N/mm2),板件摩擦面間作噴砂處理(u=0.45)。

N；=0.9"/〃P=0.9xlx0.45xII0=44.55kN

N=-=—=43.75kN<N^

v44

N!=（1-0.5^）W=（1-0.5X-）XI75=13\25kN

n4

An=A-n[dQt=12x200-2x21.5x12=1884〃ni

凈截面強(qiáng)度：（r=—="L25xlO_6966N/"”/<f=2\5Nlmnf

An1884

毛截面強(qiáng)度：。=?二173X10=72.9N/mnr<f=2\5N/mni

A12x200

3.（本題16分）某簡(jiǎn)支梁截面如圖所示，梁的跨度為6m,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）。

222

梁采用Q235-A鋼材，fd=215N/mm,fvd=125N/mm,fy=235N/mmo計(jì)算時(shí)可

忽略梁的自重。

驗(yàn)算圖示承受靜力荷載的連接中腳焊縫的強(qiáng)度。f'；=\6GN/mni,其他條件如

圖所示。無(wú)引弧板。（12分）解：M=180x0.2=36AMMV=180WV

6x36x106

=1629N/mnr

2xOJxhrL,2x0.7x8x(360-2x8)2

180xl03

=A6J2N/mirt

2x0.7hfLw_2x0.7x8x(360-2x8)

222

-J(o-Z/1.22)+T)=7(1629/1.22)+46.72=14L5N/根病<//=160N/根病

該連接安全可靠

1.某雙蓋板高強(qiáng)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(qiáng)度等級(jí)為8.8級(jí)，接觸面噴砂處理。試確定此連接所能承受的最大拉

力No（預(yù)拉力P=125Kn,摩擦系數(shù)為0.5,鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)f=295N/mm2）（12

分）

J444x1QQ100J4x1QQ145)

解：一個(gè)螺栓的抗剪承載力：M=0.9〃//P=U2.5KV

&N=nN;=\\25KN(2分)

凈截面驗(yàn)算：

2

An=f?—/4))=2.0x(21—2x2.2)=33.2cm

-200X12

-600X8

M2

M=200kN?m

V=10QW

=—x8x50tf+2x200x12x3062=5.32x1tf/n/zz4

12

s

%=5.32x10=xnM{fmnf

312

S|二200x12x306=7.344x1()5〃?加

Smax=5+300x8x150=10.94x105m加

M200x106

bmax=111.39N/〃ZJ才<f=215N/mnf

九W”-1.05x1.71x1()6d

35

VSmax_100xl0x10.94xl0…/

工max-----------------=25JN!tnnr<f-\25N/mtvr

5.32X108X8---------------VDV/i

x-^-=111.39x—=107.17V/w/n2

一0max

h624

VS.100xia,x7.344x105，

r.=--=----------；------=17.2NImnr

s

'Ixtw5.32x10x8

aCT2+3r222

eq=Vii=>/107.1+3xl7.2=11X.INImnr<\.\fd=2365N/〃?病

因洗。陛"。〈人%=75

\fytw8

故需按構(gòu)造要求設(shè)置橫句加勁肋，且。取2%=1200其中支座及跨中集電處均設(shè)橫向加勁肋

2、圖示焊接工字鋼梁，鋼材Q345,承受次梁傳來(lái)的集中荷載，次梁可作為主梁

的側(cè)向支撐點(diǎn)，驗(yàn)算該梁的整體穩(wěn)定。已知：F=3（X）KN,A=15840/zw2,

叱=4.17xl()6加病，j=0.51xl08mm/=31W/rnnf

。4320Ah235noft?

%=BbF-*一+力片=1.20,%=1.07---<1.0,

4.4/?T%

分）

=300x4=1200lMm(2分)

。4320Ah235

辦=—

4%T

2

43201584(X82870.5x14235

12QXX1++0—=3.40>0.6(4分)

70.524.17xl064.4x828235

^^■=0.987(1分)

劭，=1.07-

3.40

1200xl06

%-=2九6%?。?=31。%/（3分）滿足要求

(phWx0.987x4.17x1()6

3、圖示焊接工字形截面軸壓柱，在柱1/3處有兩個(gè)M20的C級(jí)螺栓孔，并在跨

中有一側(cè)向支撐，試驗(yàn)算該柱的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定？已知：鋼材Q235-B,

A=6500〃病,

/v=215%"#,F=1000yW（16分）。

Q235鋼b類截面軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)

30354045505560

<p0.9360.9180.8990.8780.8560.8330.807

44

解：lx=92354167mm,/v.=26046167mm（3分）

g=119.2/〃/%，iy-=63.3mm,（2分）

=L^=6000=5（）34（1分），查表Q=o.855（1分）

A

ir119.2*

L3000

2---m=---=47.39（1分）

,ix63.3

A,=6500-21.5x1Ox2=607加病（2分）

N_IQOOxlO3

ISQN/mnr<f=215N/mnr（3分）

正一0.855x650。一

-=!°.=165N/mnT<f-215N/mnT

An6070

N'=N-Q.5—n,=1125-0.5x1^x2=1012.5"

nI。（2分）

a=—=1°125二*一=3O5A^/mrrr>f=295N/mnf

433.2x102不滿足要求。

故應(yīng)按鋼板的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)。

N'=以=295x10-3x33.2x1（）2=97947W（2分）

N'9794

N=---=-=1088.22KN

9

1一0.n5.l—0.5x—

〃10故該連接最大承載力為1088KN

2、如圖所示的簡(jiǎn)支梁，其截面為不對(duì)稱工字形，材料為Q235—B,鋼梁的中

點(diǎn)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(jì)值）

的作用，是驗(yàn)算該梁抗彎強(qiáng)度是否滿足？（12分）

解：1.計(jì)算梁的自重（2分）

4=30x1+80x0.8+lOx1=104cm2

=104x10-1x76.98=0.8kN/m（76.98KN/m2為鋼的重力密度）

跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值：（2分）

2…0.8xl22160x12……

/ax=_/G—H+~PI=1.2x-----------+-----------=497.3kN-m

84

2、計(jì)算截面幾何特征值：（2分）

I=—xO.8x8O3+80x0.8x7.82+30xlx327+10xlx48.32=93440cm4

“12

二二空?]92（W

%

入48.8

截面抵抗矩：*'L

3、強(qiáng)度（4分

.max.497.3xlO6

=247N/nmi2>f-215N/iimi2

3

yxW21.05xl920xl0抗彎

強(qiáng)度不滿足要求

3、有一軸心受壓實(shí)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：7V=15OOkN,公=1°&"，/Ov=3.6m,

于=215N/mR,試驗(yàn)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

A...5060708090100...

b類...0.8560.8070.7510.6880.6210.555...

240X16

2

解：截面幾何特征值：A=10880mm/=244230827W,/v=36890667mM

%=149.8mm,4=58.2加m長(zhǎng)細(xì)比：4=10.8/4=72.1,4=3。"=7.9

查表得：0=0.737

整體穩(wěn)定驗(yàn)算：。J=—1^92^=i87.1N/一一2<九整體穩(wěn)定滿足要求

(pA0.737x10880

局部穩(wěn)定：(5分)腹板的高厚比

=—=32<(25+0.52)^^=(25+0.5x72.1)^^=61.05(可以)

1。yfyV235

翼緣的寬厚比:q=唱=7.2<(10+0.U)=(10+0.1x72.1)舊|=17.2

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(jí)普通螺栓M22,孔徑4=23.5mm,

承受軸心拉力N=400kN,鋼材Q235,試驗(yàn)算此連接是否可靠。

f:=1407V/m病,=3052V/mnr

、解：(1)螺栓連接計(jì)算

苧齒葭40=53叩

單個(gè)螺栓抗剪設(shè)計(jì)承載力此=nv

單個(gè)螺栓的承壓設(shè)計(jì)承載力N：=dZtmf：=2"143659邦

kF，由，，人皿N380000

所需螺栓個(gè)數(shù)：n>——--------7.14

%53192

單面搭接，螺栓實(shí)際用量應(yīng)為：〃=1.1*7.14=7.9個(gè)

該連接采用了8個(gè)螺栓，符合要求

(2)構(gòu)件凈截面驗(yàn)算

因?yàn)閹熷e(cuò)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=°-2Jo)f=(240-2X23.5)X14=2702/mz2

1-2-5-3-4截面的凈截面面積為：

A,=(2X40+1g0+15-W)23x5=44nm

—=380000=141AN/mm2<f=2\5N/mm2故：該連接是可靠的。

4,2578

s

4-

p1

120

2、下圖所示角焊縫連接能承受的靜力設(shè)計(jì)荷戴P=160KN?已知：鋼材為Q235BF,

焊條為E43型，ff=160N/m2,是判斷該連接是否可靠。（12分）

z-PX1o3

,433

解：N=:P,V=2P,M=二Pxl20■N=—=——5---------=033p

555Ap2x0.7x6x290、中

3

5PX，°3一px!20xl03

N_MM5

xN=0.25pa=---=----------------=0.6Ip

12

Ae2x0.7x6x290Wf2xX0.7X6X290

6

0.33P+0.61P

?)2+(0.25分=0.81x160=129.67V/mnr

1.22

<f"=l60N/mm2

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(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(yàn)

算。（16分）

截面幾何特性：

A=2^200^20+500^10=13000mm2

4=j-(4x20x24+2x10x24)=10600羽/

L=—X10X5003+2X200X20X2602=6.45xlOgmm

12

L=2x-Lx20x2003=2.67xlO7mm4

’12

4'4零~=2.23x4^

&=\267X10'=45,3mm按強(qiáng)度條件確定的承載力:

lyMT1.3x204

=L06xx215=2.28義捶N=2280kN

按穩(wěn)定條件確定的承載力：2=^=-=40.4

ix22.3

2=-^=—=66,2<[2]=150

*§4.53

因x軸為弱軸，且義>2.因而對(duì)y軸的穩(wěn)定承載力小于對(duì)x軸的穩(wěn)定

yx

承載力，由匕=66.2查表得（py=0,773所以

43

電=<pyAf=0.77SX/JX；（9X225X/0-=2161kN

所以此柱的最大承載力為2160kN。

圖示為摩擦型高強(qiáng)螺栓的對(duì)接接頭，鋼板材料為Q235B,用8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓M20,

孔徑為21.5m加，預(yù)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)

ill

jssjRC[Re).Rck4k斗ACJac.【RC片I

"17III”I?"解：1.確定摩擦型高強(qiáng)度螺栓所能承受的

最大軸心力設(shè)計(jì)

/,=240mm<15do=323mm故取/?=1.0。

單個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：

M="0.9〃〃/尸=1x0.9x0.45x2x110=89.1XN

故N="N?=16x89.1=1425.6儂...........(4分)

2.構(gòu)件所能承受的最大軸心力毛截面：

N=4/=410xl8x215xl0-3=1586.73..........(2分)

I-I截面：A,=410x18—4x2L5xl8=5832X7V

(?A(A\N'

N'=\1-0.5X-2-N=\l-0.5x—N=0.875N由一=/得

In)I16；A

N=5832x215x10-3/0875=14333

由此可見(jiàn)，接頭所能承受的最大軸心力設(shè)計(jì)值2回=1425.6A7Vo

2、驗(yàn)算圖示承受靜力荷載的連接中腳焊縫的強(qiáng)度。_//=16()N/加/，其他條件

200N=200KN

(設(shè)計(jì)值)

如圖所示。無(wú)引弧板。解：M=200x0.2=4供而V=200WV

6〃6x40xl(r

=181.08W/wm2

2xQ.7xhfL；2x0.7x8x(360-2x8)2

V200x1Q3

=51.9W/OT/M2

-2x0.7印“，2x0.7x8x(360-2x8)

J(bf/1.22)2+?；="(181.08/1.22)2+51.912=157.24N/機(jī)病<力卬=160N/根/

3.簡(jiǎn)支梁受力及支承如圖所示，荷載標(biāo)準(zhǔn)值尸=180kN,分項(xiàng)系數(shù)1.4,不計(jì)自

重，。235鋼，fy=235N/mn?。1）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？

-8x200

X

-8x200

設(shè)強(qiáng)軸為x軸。（1）強(qiáng)度驗(yàn)算

L=2X0,8X20X40.42+—X0.6X803-77829cm4

12

憶鬻~3

S=0,8X20X40.4+0.6x40x20=1126.4cm3

Sj=0.8x20x40.4=646.4cm'

14P14^180

--"-----二又6=378kN、M

44

L4xp

126kN...

2

最大正應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算：因?yàn)橐砭壺?"=12,5<13所以可以考慮部分塑性。

t8

M378x10s

K弘1.05xi908xl03

最大剪應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算:

VS_126xi03xll26.4xl03

=30.4^/<L=125^/

孩77829x1。"/mm2/mm

腹板與翼緣交界處折算應(yīng)力驗(yàn)算:

b=岫=378燈0”4。0=93此/

1L77829x104/mm'

126x1爐X646.4X1）=普消/

77829x104*6/mn^

%=4」+=1966%病<A/=1.1x215=236.5^

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，則需受壓翼緣自由長(zhǎng)度與其寬度的比滿足要

求：^-<161,<16^200=3200

b

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。

版本二

1.如圖所示，鋼牛腿與鋼柱采用對(duì)接焊縫進(jìn)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ho=3OOmm,厚度為t、、.=12mm。作用于牛腿上的偏

心荷載設(shè)計(jì)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(jí)為二級(jí)，試對(duì)此連接進(jìn)行驗(yàn)算。（15分）（已知

f\=125N/mm2,R=f>215N/mm2）注意：為降低計(jì)算量，這里已給出構(gòu)件截面的部分幾

何特性參數(shù)：

對(duì)接焊縫截面形心軸距翼緣外邊緣距離為yo=86.6mm,yi=yo=86.6mm,y2=227.4mm,

42

Ix=7074cm,Aw=36cm?

2.有一實(shí)腹式雙軸對(duì)稱焊接工字形截面軸心受壓柱，Q235鋼材，翼緣為焰切邊，對(duì)x,y軸

均屬于b類截面。截面尺寸為:翼緣板寬b=250mm,厚度為t=12mm,腹板高度為ho=35Omm,

厚度為tw=10mm,計(jì)算長(zhǎng)度為幾=1201,1。丫=401,承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值為1200KN。試對(duì)該

柱進(jìn)行驗(yàn)算。（20分）（f=215N/mn?）

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ho=450mm,厚度為tw-10mm,Q235鋼材。梁的兩端簡(jiǎn)支，跨度為6m,跨中受

一集中荷載作用，荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：恒載40KN,活載70KN（靜力荷載）。試對(duì)梁的抗彎強(qiáng)

度、抗剪強(qiáng)度、折算應(yīng)力、整體穩(wěn)定性和撓度進(jìn)行驗(yàn)算。（f=215N/mm2,f、.=125N/mm2,

--）（25分）

400

注意，為降低計(jì)算量，這里已給出構(gòu)件截面部分幾何特性參數(shù)：

244433

A=126.6cmIx=51146cm,Iy=7861cm,Wx=2158cm,Sx=l196cm,SX|=942cm

計(jì)算題答案1.解：由于翼緣處剪應(yīng)力很小，可以認(rèn)為全部剪力由腹板處的豎直焊縫均勻承

受，而彎矩由整個(gè)T形截面焊縫承受。

荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算：

V=F=250KN

M=250X0.17=42.5KN?m

驗(yàn)算正應(yīng)力：

qM^,^2.5x10^x86.6=52N/mm%R

4

Ix7074xl0

My42.5x106x227.4處

oM———2=------------------------=136.6N/mm2o<f

4c

Ix7074xlO

驗(yàn)算剪應(yīng)力：

3

V250xlO2w

T=-----=-------------=69.4N/mm<fv

Aw3600

驗(yàn)算2點(diǎn)折算應(yīng)力

J（吟）2+3小7136.62+3x69.42=182N/mm2<1.1

驗(yàn)算表明：連接安全。

2.解：（1）構(gòu)件截面幾何特性計(jì)算：

A=25X1.2X2+35X1.0=95cm2

334

Ix=—[25X37.4-（25-l）X35]=23237cm

12

4

Iv=—X2X1.2X253=3125cm

12

(2)強(qiáng)度驗(yàn)算：

因截面無(wú)削弱，所以這里無(wú)需驗(yàn)算強(qiáng)度。

(3)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：

截面對(duì)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3=76.7查表得：(py=0.709

1200X103

N,=178.2NW<f

2

(pyA0.709x95xlO

整體穩(wěn)定性能夠保證。

(4)局部穩(wěn)定性驗(yàn)算：

翼緣旦=U2=10<(10+0.1人)1235

—=10+0.1X76.7=17.67

t12

腹板—=—=35<(25+0.5X)—=25+0.5X76.7=63.35

tw10'fy

局部穩(wěn)定性能夠保證。

3.解：荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算。

P=1.2X40+1.4X70=146KN

PL146x6_,__

M=——=------=219KTNKT?m

44

P

V=-=73KN

2

(1)構(gòu)件截面幾何特性計(jì)算:

17861…

-----=7.88cm

126.6

工照=76」

、iv7.88

(2)強(qiáng)度驗(yàn)算:

219X106X237

MymaxM0L5N/M

抗彎強(qiáng)度。二mm

4

Ix51146xl0

T

抗剪強(qiáng)度imax-

折算應(yīng)力

2

°1=°max—=101.5X—=96.4N/mm

h474

VSxi73x103x942x103,

T-------------------=13.4N/mm-

IXtw51146xl04xlO

鬲+3守=J96.42+3x13.42=99.2N/mm2<l.lf

(3)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：

因工=史2=17.6>16,故需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。

b34

04320Ah入yt2235

1+()------

4.4hfy

4320126.6x47.4I,76.1x1.2、,1

=0.81X-----x-----------Jl+(---------)2x1

76.122158V4.4x47.4

=1.834>0.6

0.46460.1269—0.46460.1269

<Pb=11------+—=11--------+-------=0.898

15

(pb<P，21.8341.834-

219x106

M=113N/mm2<f

0.898x2158x103

(PbWx

(4)撓度驗(yàn)算:

v_PkP(40+70)x103x600()2_iFvl

54

7-48EIX-48x2.06xl0x51146xl0-1277<T

故剛度條件能夠滿足。

版本三：

六、計(jì)算題

1.某簡(jiǎn)支梁，鋼材為Q235,跨度為/=12m,承受均布靜力荷載設(shè)計(jì)值＜7=

69kN/m,施工時(shí)因腹板長(zhǎng)度不夠，需要在跨度方向離左支座3.5m處設(shè)對(duì)接焊

縫，焊縫質(zhì)量用級(jí)，手工焊，焊條E43型，試驗(yàn)算該對(duì)接焊縫是否滿足強(qiáng)度要

2

求。已知77=185N/mn?,=125N/mm0

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(diǎn)板采用側(cè)焊縫連接。

角鋼為2L110X10,節(jié)點(diǎn)板厚度i=l0mm,鋼材為Q235,E43型手工焊

(=160MPa)。靜力N=660kN,焊縫正邊尺寸％=8mm(在最大最小焊縫正邊

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

w

Q235,手工焊，E43焊條(f(=160MPa)，焊腳尺寸％=10mm。假設(shè)e=100mm,

試計(jì)算該連接能承受的最大靜力荷載設(shè)計(jì)值？

17Tpl

4.一連接構(gòu)造圖如下圖所示。兩塊A板用三級(jí)對(duì)接焊縫（已知/J=185N/mm2,

f：=125N/mm2）與立柱焊接，B板與A板用8個(gè)直徑為d=22mm預(yù)拉力P=

190kN的摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接。構(gòu)件材料為Q235。試計(jì)算焊縫連接所能承受

荷載設(shè)計(jì)值F。（提示：由于只要求計(jì)算焊縫連接的承載力設(shè)計(jì)值，螺栓連接的

5.驗(yàn)算下圖所示角焊縫連接的強(qiáng)