钢结构考前复习题计算答案

1、1 .设计双角钢拉杆与节点板之间的连接角焊缝计算长度Li及L2 ,已知：采用三面围焊：hf=6mm,fwf=160N/mm2,N=529kN（静载设计值）解：（1）计算端缝承担的拉力：（书上68页公式）N3 f 0.7hflW3ffw1.22 0.7 6 80 2 160131174N131KN（2）计算肢背焊缝L1：（内力分配系数见 68页表）N10.7 (529 131)278.6KN!w1N1heffw空4414.6mm0.7 6 160lw1 .厂hf4146 6 213.3mm2（3）计算肢尖焊缝L2:n20.3 (529 131) 119.4KNlw2N2heffw塑®

2、177.7mm0.7 6 160I2lw2 .厂hf血 6 94.9mm2(4)构造要求:8hf48mm,60hf360mm48l1360,48l2360均满足构造要求。2、如图所示双角钢 2L50X 5和钢板的连接，钢板厚度 t=12mm受轴心力（静载）N=500kN作用，采用侧面 角焊缝连接，手工焊，试设计此焊缝。（ffw =160N/m t=12（1）选择焊脚尺寸：（书上58页公式）肢背：15125.2mm，且.25 6mm，取 6mm肢尖：因为是贴着板边施焊，且t 5 6，所以取hf 5mm（2）计算肢背焊缝L1:（内力分配系数见 68页表）(3)N2N1I1'w10.7N1h

3、effWlw1 2hf500 350 KN计算肢背焊缝L2:I w2350 1吐 520.8mm1600.7 6520.82 6 272.4mm0.3 500 150KN3150 103N2hf 0.7 5 160267.9mml w222hf267.922 5 144 mm（4）构造要求：（同上题，此处略）3、焊接工字形梁（如图所示）在板与翼缘处设置一条工厂拼接的对接焊缝，拼接处承受的M=150kNm,V=350kN ,试验算拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235,采用E43型焊条，手工焊，施焊时采用引弧板。(ftw 185N /mm2 fvw 125N /mm2)解：（1）计算焊缝截面几何特征

4、值1 W13260 4123 122483803381.2276410 mmSW1260 16 1980.826310 mmSW SW1190 12 95 1.04 106mm(2)计算焊缝强度：wft185N/mm2 f125N/mm2最大正应力：150 106 206381.227 10681.05N / mm2MymaxI小于 ftw 185N / mm2，满足。最大剪应力:vSwmax ""丨wtw350 103 1.04 106381.227 106 1279.6N/mm2 125N/mm2满足。折算应力：My1 IVSw1I wtw150 106 190381.

5、227 106350 103 0.82 106381.227 106 1274.75N / mm2262.7N/mm1 -.74.7523 62.72满足。76N/mm2 1.1 185N/mm24、设计矩形拼接板与板件用三面围焊连接的平接接头。轴心拉力N= 1250kN,(静载设计值)，钢材Q235,mm.(焊缝Lw2实际长度取焊条E43,手工焊。有关强度设计值 ？ =215 N/mm, f Wf=160N/mnio图示尺寸单位所以，一条侧面角焊缝的实际长度为28cm。LBN4/*y1II IIIIOII匚7 eOIIIIII11LU2解:(1)端缝(正面角焊缝)承担的力：lw ffwN!1

6、.22 0.7 6 320 2 160 524.7(KN)(2) 侧面角焊缝承担的力:N21250 524.7725.3(KN)(3) 所需侧面角焊缝的总长度:N2he ffw725.3 1031079.3mm0.7 6 160(4) 一条侧面角焊缝的长度:lw21079.36 276mm(5) 构造要求:(同 2题，此处略)5、试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知N=390kN（设计值），与焊缝之间的夹角60。钢材Q235,焊条E43,手工焊。有关强度设计值w2ff =160 N/mm。解：（利用书上63页公式3.20进行计算）（1）力的分解：,3N2-N2NxNy(2)求应力

7、：NxhelwNy入lw390337.75 KN390 195KN3337.75 100.7 8 (200 8 2) 2195 1032163.9N/mm0.7 8 (200 8 2) 294.6N / mm2（3）验算:)2(163.9)294.62164.3N / mm21.22大于160,所以不安全。(此题若采用引弧板施焊，则不用减弧坑缺陷，结果安全)6、两截面为-400 X 12的钢板，采用双盖板，C级普通螺栓拼接，螺栓采用M2Q钢板为Q235,承受轴心cb 305N / mm2d° 21.5mm)拉力设计值N=870KN试设计此连接。(fvb 130N/mm230.89 N

8、 / mm3768 f解:(1)选定连接盖板截面采用双盖板截面，强度不低于被连接构件，故选截面为-400 X 6, Q235钢。(2)计算所需螺栓数目和排列布置单个螺栓抗剪承载力设计值:NVbd2vb 2420213081381N单个螺栓抗压承载力设计值为:Nb d tcb 20 12 30573200 NN 850000n b11.88N min 73200取 n=12(3)验算连接板件的净截面强度连接钢板与盖板受最大内力相同,均为N,且两者在最大内力处的材料、净截面均相同。按螺栓孔径do=21.5mm 计算Anbnd0 t400 4 21.51223768mmAn8700002215N /

9、 mm(不满足要求)7、有一轴心受压实腹式柱，柱截面为焊接工字形，属b类截面，如图所示，钢材为Q235,已知：lox10.8m, loy 3.6m, f2215N / mm，试求此柱能承受的最大轴心力N?(按整体稳定要求)y240 16/厂X.>20 1ftX-II、1y 240 16解:(1)IxIy求截面惯性矩:24012丄16 :1235232403(2)求回转半径:2401612230 32032442308267mm436864000mm4(忽略腹板对y轴的惯性矩)320210 10880mmix，x244230826.710880149.8mmiy'yA3686400

10、058.2mm(3)求长细比:I Oxxixl0yy .Iy(3)查稳定系数:由长细比 x10880鯉垃72.1149.833.6 1061.8658.2721查表得到:0.739(4) 最大承载力:N fA 0.739 215 10880 1728.7(KN)(此题计算时可以用 cm作为长度单位，减少数字的位数)300mm,&已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱，长10.0m，截面由2132a组成，两肢件之间的距离如图所示，尺寸单位 mm试求该柱绕虚轴的换算长细比。注： 一个 I32a 的截面面积 A=67cm2 惯性矩 ly=11080cm4 I xi=460cm41解：(书上143

11、页公式4.57，或者144页表内公式)(1)计算对虚轴的长细比x :(长度单位用cm)Ix2Ix12 460 2 6715231070cm4IxIx2A3107015.2cmloxlx67 210 10215.265.8(2)单肢的长细比 x：(长度单位用cm)x12.62cm(3)换算长细比:J65.82 30.53272.59、某双轴对称焊接工字型截面压弯构件，其受力状态、支撑布置和截面尺寸如图所示。承受的荷载设计值为N 880kN，跨中横向集中力为F 180kN。构件长度1 10m，材料用Q235- B F钢。试校核截面的强度、刚度。5000x50050001M -Fl解：跨中截面：41

12、-180 10450kN m44(1) 截面几何特征:An 2bt hwtw 152cm2Ix £bh3tw)hw312 1282327cm123.27cm414933cm在弯矩作用平面内：W1x 2lx/h 3118cm3lox 10m,l°y 5m翼缘板为剪切的焊接工字型截面，对x轴屈曲时属b类截面，对y轴屈曲时属c内截面tx 0.65 M10.65M20.4Q235钢的强度设计值2215N / mm构件的最大长细比max max x, y 50.5150(2) 强度验算:b' (b tw)/21413，故x1.0NMxAnxWx880103450 106152 1021.0 3118 103202N /mm2f 215N/mm2满足要求。(3) 刚度验算长细比:10 102/23.7 43.0y l0y i 50