最新钢结构计算题-答案完整

1、精品文档钢结构设计原理计算题【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L=250mm厚度t=10mm。钢材采用Q 235，焊条 E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，ftw “85N /mm2。试求连接所能承受的最大拉力N二？解：无引弧板时，焊缝的计算长度lw取实际长度减去2t，即250-2*10mm。根据公式Nftw移项得：lw tN : lw t ftw =(250 -2 10) 10 18 425500 N = 425.5kN【变化】若有引弧板，问N二？解：上题中lw取实际长度250,得N =462.5kN【练习2】两截面为450 X 14mm的钢板，采用双盖

2、板焊接连接，连接盖板宽300mm长度410mm中间留空10mm),厚度8mm钢材Q 235，手工焊，焊条为E43, ffw =160N / mm2，静态荷载，hf =6mm。求最 大承载力N = ?* :“ ：耳解：端焊缝所能承担的内力为：N30.7hflw3 f ffw =2 0.7 6 300 1.22 160 = 491904N侧焊缝所能承担的内力为：N1 =»0.7hflw1ffW =4 0.7 6 (200-6) 160=521472N 最大承载力 N =491904 521472 = 1013376N =1013.4kN【变化】若取消端焊缝，问N二？精品文档精品文档解：上

3、题中令 N3 =0 , Iwi =200 -2 6,得 N = N1 = 505.344kN精品文档【练习3】钢材为Q 235，手工焊，焊条为 E43, ff =160N/mm"，静态荷载。 双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，hf =6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度N = ?解：端焊缝所能承担的内力为：N30.7hf lw3 f =2 0.7 6 125 1.22 160 = 204960N肢背焊缝所能承担的内力为：Nx 0.7hflw1fT =2 0.7 6 (250-6) 160 = 327936N 根据弘=&N _巴2N31204960得：N(N13)(327

4、936)= 614880 N = 614.88kNK120.72【变化】若取消端焊缝，问N二？解：上题中令 N3 =0 , lw1 =250 -2 6，得 N =456.96kN【练习4】钢材为Q 235，手工焊，焊条为 E43, ffw =160N/mm2，静态荷载。 已知F =120kN，求焊脚尺寸hf =?（焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf）解：设焊脚尺寸为hf，焊缝有效厚度为he =0.7hf 将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V= F及弯矩M=Fe在剪力作用下：v _ V-f3120 10=342.9helw 2 0.7hf 250在弯矩作用下：m M 120 103 150:二

5、 fWf 21 0.7hf 25026hf1234hf可以解得:hfmin(N /mm2)2(N /mm )代入基本公式( f)f得:1234 2342.9 2( )2 ()21.22hfhfhf -6.68mm，取 hf = 7mm。= 1.5 14 = 5.6mm ： hf ： hf max = 1.2 12 = 14.4mm，可以。106860 hf精品文档【变化】上题条件如改为已知 hf =8mm，试求该连接能承受的最大荷载 N工 【练习5】钢材为Q 235,手工焊，焊条为 E43, ffw =160N/mm2，静态荷载。已知hf =8mm，求连接能承受的最大荷载 N = ?（焊缝无绕

6、角）350解：偏心距e100 = 75mm2弯距：M -75N_n _ N_N_ Nf 一 ' helw " 2 0.7 8 (350 -2 8) 一 3740.8M M75NNfWf2x0.7 x8"350 -2x8)22776.56N,MN , NR w“c “L c' - ' f ff ff =1.22 160 =195.23740.82776.5可以解得：N 乞 311082N =311.08kN【变化】焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf，求N二【练习 6】钢板截面为 310mm 14mm盖板截面为 310mm 10mm钢材为 Q235,

7、f=215N/mm2, C 级螺栓 M 20 ,孔径 21.5mm, f： =140N/mm2 , fj = 305N/mm2 , 求该连接的最大承载力 N =?2精品文档解：一个螺栓的抗剪承载力设计值：bnd2 b314汉 2023NV = nVf v =2140 10 = 87.96kN44一个螺栓的承压承载力设计值：N：=d't fcb=20 14 305 10°=85.4kN（因为 t =14mm ： 2 =2 10=20mm,故公式中取' t =14）最大承载力N = nNm -8 85.4 =683.2kN净截面强度验算：NAn3683.2 10(310-

8、4 21.5) 143683.2 1031362= 217.9N/mm2二 215N /mm不满足要求。最大承载力由净截面强度控制:精品文档N 二 Anf =3136 215 10 = 674.24kN【变化】上题条件如改为已知N=600kN试验算该连接是否安全 ？精品文档【练习 7】钢板截面为 310mm 20mm盖板截面为310mm 12mm钢材为 Q235,2 2f=215N/mm( t16), f=0 N / mm (t a16 )。8.8级高强度螺栓摩擦型连接M 20，孔径22mm接触面喷砂，= 0.45，预拉力P=125kN。求该连接的最大承载力N 二？解：一个高强度螺栓的抗剪承载

9、力设计值：NJ =0.9ni P=0.9 2 0.45 125 =101.25kN最大承载力N =n Nj =8 101.25 =810kN净截面强度验算：:;=(1 一0.5巴)里n An毛截面强度验算：3810 1034 8IU f IU2F。5 （310-4 22） 20 =13&8N/mm2=205N / mmN 810 1032130.6N / mm : f =205N/mmA 310 20【变化】上题条件如改为已知N=800kN试验算该连接是否安全【练习8】 拉力F与4个螺栓轴线的夹角为 45°，柱翼缘厚度为24mm连接钢板厚度16mm 钢材为 Q235, f=2

10、15N/mm2 (t <16), f=2 N / mm2 (t>16 ) 8.8 级高强度螺栓摩擦型连接 M20，孔径22mm接触面喷砂,J = 0.45，预拉力 P =125kN。求该连接的最大承载力 F二？解：斜拉力F的两个分力为：V = N = F sin45°, 每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：F sin45°4-2f8螺栓同时承受的剪力和拉力，用规范相关公式求解:Nv .山:1NbNtb -一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值:N=0.9nfP =0.9 1 0.45 125= 50.625kN一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值：叫0.8卩=0.8 125=

11、100kN代入规范公式：碟冀叮 即2F2F 1Nv Nt850.6258x100可以解得：N乞190.13kN【变化】上题条件如改为已知N=190kN,试验算该连接是否安全 ？2【练习9】 钢材为Q235, f =215N/mm（ t兰16 ）。C级螺栓M 22，有效直径为de =19.65mm ，孔 径 d° =24mm ，fv140N /mm2 ftb =170N/mm2，求该连接的最大承载力 F二？解：斜拉力F的两个分力为： V二N =Fsi n45°，每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：F sin 450、2Nv = NtF48螺栓同时承受剪力和拉力，应根据相关公式验算

12、:及Nv乞NbJ（箒）2+（篇）2兰1 NvNl一个螺栓的抗剪承载力设计值：23 14 x 22?f； =1 乂 疋140汶10, =53.2kN'44一个螺栓的承压承载力设计值：Nbd' t 伫=22 16 305 10”=107.36kNfj 二 305N /mm2.2二de f bTt423.14 19.6524170 10“-51.6kN一个螺栓的抗拉承载力设计值:代入公式得:"IF广（8；.6宀1可以解得：F乞209.5kN再验算：X. 209 5.N2095 =37.03kN : Nb =107.36kN，可以。8【变化】上题条件如改为已知N=200kN,

13、试验算该连接是否安全 ？精品文档【练习10】已知某轴心受压实腹柱AB, AB长L=5m中点L/2处有侧向支撑。采用三块钢板焊成的工字型柱截面，翼缘尺寸为300mnX 12mn,腹板尺寸为200mnX 6mm钢材为Q2235 , f =215N/mm。求最大承载力 N二？解：按题意得：l°x = 5m , l°y =2.5m解题思路：轴心受压柱整体稳定的验算公式为Af式中要由 x或 y查出oxx 二, - y=oy，其中IxIy上式中:ixIylxbps2A为柱的截面积（按实计算）,l0x、l0y为柱在x、y方向的计算长度。验算时将上述过程倒过来即可。为方便计算，单位采用cm截面积:惯性距:A=2 30 1.220 0.6 = 84cm23330 22.429.4 2048498.56cm12lx12回转半径:长细比:稳定系数:乞 50049.70 ： ；. |一 150Ix10.050250 =31.17 ： L 150Iy8.02b类截面，由最大长细比-x =49.70查附表得：49 7 49= 0.861 497 竺(0.856 - 0.861) = 0.85755049整体稳定验算：N = Af =0.8575 84 102 215