钢结构大题分析

1、四、计算题（每题14分，共42分）1试验算焊接工字形截面柱（翼缘为焰切边），轴心压力设计值为 =4500KN，柱的计算长度，235钢材，截面无削弱。已知： b类截面444546474849500.8820.8780.8740.8700.8650.8610.856解：其截面参数为：整体稳定和刚度验算刚度验算：整体稳定性验算：按长细比较大值，查附表得局部稳定性验算自由外伸翼缘： 满足腹板部分： 满足强度验算：因截面无削弱，不必验算。2. 一两端铰接的拉弯杆。截面为I45a轧制工字钢，材料用Q235钢，截面无削弱，静态荷载。试确定作用于杆的最大轴心拉力的设计值。已知I45a的截面特征和质量为： ,

2、，1.05解 1)内力计算轴力为（最大弯矩不计杆自重)2)截面强度上翼缘215 解得：N=500KN下翼缘 解得：N=913KN所以最大轴心拉力设计值为500KN。3.已知一简支梁如图所示，焊接截面H828×300×10×14，跨中截面有静荷载设计值产生的,支座截面有静荷载设计值产生的。梁与铺板为刚性连接，能保证梁的整体稳定。钢材选用Q345B，钢材强度,(支座处沿跨度方向的支承长度为a=50mm)。要求：验算钢梁截面的强度。解：（1）跨中最大弯矩为 支座处最小剪力为 v=500（2）几何特性 =2bt （）+=2*30*1.4（）+1/12*80*1=1.818

3、1183*（cm）W=4393.26529（cm）；S=30x1.4x（）+80x1x（）=30x1.4x40.7+80x40=1709.4+3200=4909.4（3）应力分析跨中最大弯曲正应力为=0.173<f=310支座出最大剪力为=136.5<f=180分布长度：=a+2.5+=50+2.5*1.4+100=185局部压应力：=270.27<f=310跨中折算应力：= =4、试验算图示压弯构件平面外的稳定性，钢材为Q235，跨中有一侧向支撑，解：查表5、图示焊接工字钢梁，均布荷载作用在上翼缘，Q235钢，验算该梁的整体稳定。已知：，。解： ， =满足要求6、已知某轴心

4、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300mm×12mm，腹板尺寸为200mm×6mm。钢材为235 ，。求最大承载力 局稳是否合格？Q235钢b类截面轴心受压构件稳定系数 30 35 40 45 50 55 60 0.9360.9180.8990.8780.8560.8330.807解：截面积： 惯性距： 回转半径： 长细比： ，稳定系数：类截面，由最大长细比查附表得： 整体稳定验算：局部稳定验算：腹板的高厚比：（可以）翼缘的宽厚比： （可以）8、某缀板式轴压柱由228a组成，Q235AF，外压力，验算该柱虚

5、轴稳定承载力。已知：， 。解： ； 查表满足要求9、试验算图示压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定性，钢材为Q235，（设计值），偏心距，跨中有一侧向支撑，对x轴和y轴均为b类截面。解： 查表 10、试验算图示简支梁的抗弯强度和全部荷载标准值作用下的刚度。已知，荷载标准值为20 kN/m，设计值为30KN/m。 钢材Q235-BF，f=215N/mm2, , 容许相对挠度 , 截面无削弱。截面几何特性：，翼缘宽，翼缘厚，腹板厚。解：受压翼缘宽厚比 塑性发展系数 抗弯强度 ： 刚度：11.计算图示两侧焊连接的焊缝长度。已知N=900kN（静力荷载设计值），手工焊，焊条E43型，=160N/mm2 ，

6、K1=0.65，K2=0.35。解 ： 简要计算过程如下肢背： 肢尖： 肢背焊缝计算长度： 肢尖焊缝计算长度：肢背焊缝实际长度： 取肢尖焊缝实际长度： 取12、某轴心受拉杆由（）组成，每只角钢与厚为12mm的节点板用两条侧面角焊缝相连，如图，钢材为Q235-B，拉杆承受静力荷载作用，最大荷载设计值。验算此轴心受拉杆及其连接焊缝是否安全。解：载荷计算值作下静力强度：1、 构件强度，合格；2、 角钢背的焊缝强度合格3、 角钢肢的角焊缝强度合格13. 如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值。钢材为Q235B，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。已知 解：正面焊缝承受

7、的力 ：则侧面焊缝承受的力为：则满足要求。14. 两钢板截面18×400，两面用盖板连接，钢材Q235，承受轴心力设计值N=1181kN，采用M22普通C级螺栓连接，d0=23.5mm，按下图连接。试验算节点是否安全。解：（1）螺栓的强度计算单个螺栓抗剪承载力设计值单个螺栓承压承载力设计值取。每侧12个螺栓，承载力为（2）验算被连接钢板的净截面强度15.计算工字形截面牛腿与钢柱连接的对接焊缝强度。（设计值），偏心距。钢材Q235B，焊条为E43型，手工焊。焊缝为三级检验标准，上、下翼缘加引弧板和灭弧板施焊。注：,，解：（1）焊缝的几何特性（2）焊缝的强度验算最大正应力最大剪力 翼缘与

8、腹板相交处的折算应力；16、验算图示采用10.9级 M20摩擦型高强度螺栓连接的承载力。已知，构件接触面喷砂处理，钢材Q235-BF，构件接触面抗滑移系数0.45，一个螺栓的预拉力设计值P155 kN。解： V=100 KN， T=100×0.25=25KNm17、试验算图示高强度螺栓连接的强度。采用8.8级M20摩擦型螺栓，P=125kN，u=0.45，。解:V=300 KN， T=300×0.25=75KNm该螺栓连接的强度不满足。18、验算图示承受静力荷载的连接中脚焊缝的强度。，其他条件如图所示。无引弧板。解： 19、图示角焊缝连接，承受外力的静载，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。解：20、图示牛腿采用摩擦型高强度螺栓连接，、，验算螺栓的连接强度。解： 方法1： （2分）方法2：， 满足要求21、计算图示角焊缝连接中的。已知承受动荷载，钢材为Q235-BF，焊条为E43型，偏离焊缝形心的两个力，图中尺寸单位：mm，有引弧板。解：将外力，移向焊缝形心O，得：则：解得取构造要求：满足要求。22、验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径，C级