钢结构原理与设计习题

1、4.1解：焊缝强度设计值（查附表1.2，三级、对接焊缝）拉力设计值： kn mm取厚度，采用单边v形坡口对接焊缝。4.2 解：轴心拉力设计值焊缝计算长度 mm（未用引弧板）焊缝强度设计值 n/m2（查附表1.2，二级、对接焊缝） kn所以 kn24.3n/mm2215 n/mm4.3解：焊缝强度设计值 n/m2（查附表1.2，二级、对接焊缝）焊缝截面： 因 所以 kn4.4解：单面角钢，e43： kn背面：趾部：，取背面趾部背面实际焊接长度趾部实际焊接长度6 150 6 320 4.5.解：1）当采用，不满足构造要求。2）当采用，满足构造要求。当采用，满足构造要求4.6解： ； 1）当，解1：

2、外力通过焊缝中心代入焊缝强度条件即解得 取 ，满足构造要求。或者解2： ； 由；解得：取 ，满足构造要求。 2），用试算法设取则： ， 则不满足要求设取 ， 满足要求取；或10mm ，满足构造要求。注：习惯上，时，宜采用偶数。4.7 解：，取 满足要求4.8解：假设取焊缝形心： ； ，所以可取5.1解: 单个螺栓承载力a级m20螺栓直径,q235钢材：d=20mm; ；中距螺杆受剪： 螺杆承压：单个剪力螺栓的设计承载力：119.32kn螺栓；外排最大间距12t=12*10=120mm边距c=1.5d=30.75mm取35mm一列最多排3个螺栓,无法排下4个,节点一侧尺寸如图所示故连接盖板长度

3、mm截面1-1 an1=250*20-3*20.5*20=3770 mm2 mpa块状拉剪破坏验算: 每块板块被拉剪破坏力: n1=(45+65*2-2.5*20.5)*10*125*10-3+(35-0.5*20.5)*10*215*10-3=207.9kn4n1=831.6kn772.8kn所以不会发生块状拉剪破坏5.2解:设纵向间距为p,则1-2-3-4截面净截面积an1=240*t-2*23.5*t=193t mm21-2-5-3-4截面净截面积an2=即所以取p=45mm5.3解: 螺杆受剪： 螺杆承压：单个剪力螺栓的设计承载力：61knn=3*61=183kn又角钢强度验算:270

4、*5 a=1375mm2n=215*(1375-21.5*10)=249.4kn所以n=183kn 由螺栓孔壁挤压破坏控制5.4解p=(1.2*0.2+1.4*0.8)*400=544kn单个螺栓承载力设计值螺杆受剪： 螺杆承压：72.189knt=pe=544*0.25=136knm 取n=6强度验算:满足要求。5.5解:n=400*1.4=560knnx=ny=560*0.707=396kn则: nx1=ny1=396/2n螺杆受剪： 螺杆承压：螺杆抗拉 ，即所以n5.35取n=6 又nvb=396/12=33kn nmax=52500n 可以5.7解:an=250*20-3*21.5*2

5、0=3710mm2n=772.8kn p=125kn所以n=n/nvb=7.6 采用n=8布置同5.1题净截面强度验算:可以5.8解:m22: p=150kn t=136/2=68knm 取n=7满足要求5.9解:10.9 m22 : 又 所以 取n=46.1解:n=200*(1.2*0.2+1.4*0.8)=272kna=n/f=272*103/215=1265.1mm2=12.65cm2 a=12mm因为 ix=iy 所以选不等边角钢长边拼接，查附表2.3取 a=12.75cm2 ix=2.56cm iy=2.25cm所选截面已满足要求，故而不需验算。6.2解:反对称结构故ac杆轴力为0又

6、最小截面ab:设计值n=-1.4*8.84=-12.37kn(压杆) 假设，得需要截面回转半径需要面积：a= 面积非常小，故此处偏小。本题由于外力较小。现假定，得需要截面回转半径需要面积：a=要满足长细比要求，则故这里取（a=6mm）截面验算换算长细比：等边双角钢截面类别x、y方向都是b类查表得满足要求6.3解：（1）当平均外应力时，柱保持弹性 ； （2）当平均时，翼缘两端出现塑性区 即 按照力的平衡计算m又 得 故 plotsqrt(m/(1-0.3*m2),m,0,1)与m相关和m10.90.80.70.60.50.40.30.20.101.1951.0900.9950.9060.8200

7、.7350.6480.5550.4499210.31670300.70.7570.8080.8530.8920.9250.9520.9730.9880.99716.6解： 轴心压力设计值：设轴心压力设计值：n=1.216000.3+1.416000.7=2144kn设=60，对焊接工字形翼缘板为剪切边时，对x轴为b类，对y轴为c类按c类查表得=0.709则=140.65cm2又=13.3cm =6.7cm查附表2.9b2.79cm h=30.9cmt=1.53cm（初定厚度）当翼缘板取2-16300 ，a f=96cm2 腹板取14320 aw=44.8cm2 截面几何特性：截面面积：a=14

8、0.8cm2惯性矩：ix=(3035.2328.6323)=30938cm4 iy=(321.4321.6303)=7207cm4=14.82cm =7.15cm=54 =56由=56，c类截面查表得=0.735=207.2n/mm2215 n/mm2局部稳定验算：=56 （根据容许宽厚比计算，此处参见p182 表6.4）翼缘=8.9=（10+0.156）=15.6腹板=2211.7cm如选=50 查表=0.856 则=218.4cm2又ix=14cm =109.2cm2可选=40 查表=0.899 则=208cm2ix=17.5cm =104cm2取i45b a=111.446 cm2 ，i

9、x=17.4cm ，i1=2.84cm=40.2按分肢稳定要求40且=0.550=25（）25缀板间距ai1=252.84=71cm 取a=70cm =24.6根据等稳定要求 ，且按稳定要求=31.8 =22cm又 =43.6cm 取b=44cm截面验算=22.18cmix=17.4cm y=31.6 x=40.2 =24.6 =40.04 =40.2按=40.2查表得=0.898 =200.8215 n/mm2 可以按分肢稳定=24.6=6mm=4.7mm 焊缝长度 =350 mm=115n/mm2 =19.18 n/mm2折算应力 =96.19 n/mm26 （规范规定：缀板柱同一截面处两

10、块缀板线刚度之和不得小于柱较大分肢线刚度的6倍 ）满足要求6.9解：设计值n=1600（1.20.3+1.40.7）=2144kna10=bl=2978 cm2采用2个d=24cmm锚栓=48mm a=2978+24.82=3014 cm2由lh=bb得l=bb +h =5.81cm取l=58cm b=51.9取b=52mm底板反力q=7.11 n/mm2=7.1136078+27.11(807878)=10.09106 nmm=7.1142480+27.11(788080)=12.01106nmm= 28.6mm= 28.8mm取t=30mm（t宜用mm偶数）柱身子底板用水平角焊缝连接=7.1mm采用=9mm 满足要求7.7解：次梁（跨度为m的简支梁）（1）荷载及内力荷载标准值荷载设计值最大弯矩标准值最大弯矩设计值最大剪力设计值（2）试选截面设次梁自重引起弯矩为（估计），且次梁上铺设钢筋混凝土预制板，楼板与次梁的上翼缘牢固相连，故对次梁不必计算整体稳定性。截面将由抗弯强度确定，需要的