(完整版)钢结构计算题答案完整

1、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 185N /mm2。试求连接所能承受的最大拉力N ?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ftw移项得：lw tN lw t ftw (2502 10) 10 185425500N 425.5kN【变化】若有引弧板，问N ?解：上题中lw取实际长度250,得N 462.5kN【练习2】两截面为450 14mm的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm

2、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 ?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：N10.7hflw1ffw 4 0.7 6 (200 6) 160 521472N最大承载力 N 491904 521472 1013376N1013.4kN【变化】若取消端焊缝，问N ?解：上题中令 N30 , lw1 2002 6,得 N 弘 505.344 kN11【练习3】钢材为Q 235,

3、手工焊，焊条为 E43, ff 160N/mm2，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解：端焊缝所能承担的内力为：N 30.7hflw3 f2 0.7 6 125 1.22 160 204960N肢背焊缝所能承担的内力为:N1根据N1得:0.7hflw1ffw 2N3k1N 32N3 (N1)K120.7 6 (250 6) 160 327936N【变化】若取消端焊缝，问解：上题中令N3丄(327936204960)614880N 614.88kN0.72N ?0，lw1 250 2 6，得 N 456.96kN【练习4】钢材为Q 23

4、5，手工焊，焊条为 E43, ffw 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 在剪力作用下：Vhelw120 1032 0.7hf 250342.9hf2(N/mm )160N / mm2，静态荷载。在弯矩作用下：M MfWf120 103 1501 220.7hf 250261234hf(N /mm2)代入基本公式(f)2得:1234 2342.9 2F(3T)1068 160hf可以解得：hf 6.68mm，取hfhfmin 1.5 145.6m

5、m hf7 mm。h 1 2f max12M=Fe14.4mm，可以。【练习5】钢材为Q 235，手工焊，焊条为【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已知hf 8mm，求连接能承受的最大荷载 NE43, f；160N/mm2，静态荷载。?（焊缝无绕角）解：偏心距弯距:350e 100 75mm275NNhe1 w2 0.7 8 (3502 8)3740.8MWf75N10.7 86N(350 2 8)2N2776.5195.23740.8311082N2776.5 f311.08kN1.22 160可以解得：【变化】焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf，求N【练

6、习 6】钢板截面为 310mm 14mm盖板截面为 310mm 10mm钢材为 Q235, f 215N /mm2，C 级螺栓 M 20，孔径 21.5mm, fvb 140N /mm2，fcb 305N /mm2， 求该连接的最大承载力 N ?解：一个螺栓的抗剪承载力设计值：bd2 b 3 14 2023NV； nV 旦 fvb 2 3.140 10 3 87.96kN44一个螺栓的承压承载力设计值：N； d t fcb 20 14 305 10 385.4kN2 10 20mm,故公式中取t 14)N nN m.885.4683.2kN净截面强度验算：N683.21033683.2 10(

7、因为 t 14mm 2t1最大承载力An(310 4 21.5) 143136不满足要求。最大承载力由净截面强度控制:2217.9N/mm2215N /mmN An f 3136 215 10 3 674.24kN【变化】上题条件如改为已知N=600kN试验算该连接是否安全 ？【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 ( t 16), f 205N / mm (t 16)。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 ?解：一个高强度螺栓的抗剪承

8、载力设计值:P 0.9 2 0.45 125101.25kNNVb 0.9 n最大承载力101.25810kNNnNVb 8净截面强度验算：(10.5n1) n An毛截面强度验算：N 810 103A 310 2034810 1032（1 0.5 一）136.8N/mm8 （310 4 22） 20130.6N / mm2205N / mm22205N /mm2205 N / mm （ t 16 ）。8.8 级高=0.45，预拉力 P 125kN。求LL【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

9、连接钢板厚度216mm 钢材为 Q235, f 215N /mm (t 16)， f 强度螺栓摩擦型连接 M20，孔径22mm接触面喷砂， 该连接的最大承载力 F ?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 sin 45o<2 -Nv NtF48螺栓同时承受的剪力和拉力，用规范相关公式求解：NvNt 1Nb Ntb一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：n70.9 nf P 0.9 1 0.45 12550.625kN一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值:Ntb 0.8P0.8 125100kNdeftb代入规范公式：鉴竺Nv Nt可以解得：

10、N 190.13kN【变化】上题条件如改为已知【练习9】 钢材为Q235, f即2F8N=190kN215N /50.625、2F 18 100试验算该连接是否安全19.65mm ，孔径 d0 24mm ，2170N /mm ,求该连接的最大承载力 F ?解：斜拉力F的两个分力为：V N F sin45o， 每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：F sin 45°2NvNtF48螺栓同时承受剪力和拉力，应根据相关公式验算：mm2( t 16 )。C级螺栓M 22，有效直径为fvb 140N/mm2J(N)2 (Nb)21 及NvNi一个螺栓的抗剪承载力设计值：Nbd2Nv nvT4一个螺栓

11、的承压承载力设计值：N： d t一个螺栓的抗拉承载力设计值：Nbd；Nt 丁代入公式得：2vb 13C322 16 305NvNC14010 331053.2kN107.36kN2314 嘶 170 10 351.6kNNv 2 Ni 2 (b)(b)NvNi可以解得：F 209.5kNJ2209 5再验算：Nv 2209.582F 2是)37.03kN NC【变化】上题条件如改为已知(总)21107.36kN，可以。N=200kN试验算该连接是否安全【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 12mm

12、腹板尺寸为200mnX 6mm钢材为Q235 , f 215N /mm2。求最大承载力 N ?解：I按题意得：lox 5m，loy 2.5m解题思路：轴心受压柱整体稳定的验算公式为A式中要由y查出上式中:l oxl oyiy其中.>/、 I I xA，iy A ?A为柱的截面积（按实计算） 验算时将上述过程倒过来即可。 截面积：ixbh12，l0x、l°y为柱在Aa23：7 二厂刊惯性距:回转半径:长细比:稳定系数:IxIyixiy2 30 1.2330 22.4X、y方向的计算长度。 为方便计算，单位采用220 0.6 84cm329.4 2048498.56cmcm。121232 竺旦 5400cm4-AIy.Al oxixI oyiyb类截面，x 0.861128498.5610.06cm845400 8.02cm84輕 49.7010.05空 31.178.02由最大长细比49 749497一 (0.85650 49整体稳定验算：N Af 0.8575局部稳定验算：腹板的高厚比：ho15015049.7