钢结构设计计算题汇总

1、计算题A1、如图所示用拼接板的平接连接，主板截面为14400mm，拼接板的尺寸为8360300mm；用直角角焊缝三面围焊，每条侧面焊缝的长度为13cm（一边有4条）。承受轴心力设计值（静力荷载），钢材为Q235，采用E43系列型焊条，手工焊。试验算该连接是否可靠？（设焊缝的焊脚尺寸，直角角焊缝的强度设计值）2、图示连接中，焊脚尺寸hf=8mm,钢材为Q235B，f=215N/mm2,手工焊，焊条为E4303, =160N/mm2，盖板厚10mm，主板厚18mm，试计算此连接的承载能力。3、验算如图所示摩擦型高强螺栓连接是否安全，已知：荷载N=300kN,螺栓M20，10.9级，=0.5，预紧力

2、P=155kN。4、如图连接，尺寸为mm，受静载拉力，钢材为Q235BF，E43焊条，手工焊无引弧板，。试验算焊缝强度。5、某6m跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在内的设计值）如图所示。在距支座2.4m处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。解：计算焊缝截面处的内力 计算焊缝截面几何特征值： 计算焊缝强度 查附表得 折算应力：6、设计图示双盖板对接连接。已知钢板宽a=240mm，厚度t=10mm，钢材为Q235钢，焊条为E43，手工焊，轴力设计值N=550kN。解：（1）确定盖板尺寸为了保证施焊，盖板b取为

3、b=240mm-40mm=200mm 按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度取t1=6mm(2) 计算焊缝按构造要求确定焊角高度hft1=6mm hfmax<t1=6mm 因此取hf=6mm若只设侧面角焊缝，则每侧共有四条焊缝，每条角焊缝长度为取 所需盖板全长若采用三面围焊，则端缝承载力为每条焊缝的长度为：取 所需盖板全长7、验算如图所示的摩擦型高强度螺栓连接的强度。已知螺栓为8.8级M20高强度螺栓，被连接的支托板与柱翼缘的厚度均为t=12mm，各排螺栓编号如图，外力设计值为F=150KN。(15分)(已知预拉力P=110KN)计算题B1、一实腹式轴心受压柱，承受压柱，承受轴压力3500

4、kN（设计值），计算长度，截面为焊工字形，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为Q235，容许长细比。要求：（1）验算整体稳定性（2）验算局部稳定性2、两端为铰接的轴心受压柱，柱长为5m，如图所示，在柱长一半处设有侧向（弱轴x方向）支撑，该柱承受的轴心y压力设计值N1800KN，容许长细比=150，采用热轧工字钢56a，A=135cm2，ix22.0cm，iy=3.18cm，钢材为Q235，f215N/mm2。验算此支柱的整体稳定和刚度。满足25002500xx113、两端为铰接的轴心受压柱，柱长为9m，如图所示，在两个三分点处均有侧向（x方向）支撑，该柱承受的轴心压力设计值N400kN，容许长细

5、比=150，采用热轧工字钢25a，钢材为Q235，试验算柱的稳定性。（截面对x轴为a类截面，对y 轴为b类截面，f215N/mm2）。热轧普通工字钢的规格和截面特征型号尺寸(mm)截面积A（cm2）ix(cm)iy(cm)hb 25a 25011648.54110.22.40a类截面轴心受压构件的稳定系数（fy/235）1/20123456789700.839800.783900.714b类截面轴心受压构件的稳定系数（fy/235）1/201234567891100.4931200.4371300.387300030003000xx4#、如图所示支架，支柱的压力设计值，柱两端铰接，钢材为Q23

6、5（），容许长细比。截面无孔眼削弱。支柱选用焊接工字形截面，已知面积。验算此支柱的整体稳定。0123456789400.8990.8950.8910.8870.8820.8780.8740.8700.8650.861【解】：整体稳定和长细比验算长细比 （2分） （2分）取长细比较大值，故由计算得，于是 （2分）（4分）截面无孔眼削弱，不必验算强度。四、计算题1、图示简支梁，不计自重，Q235钢，不考虑塑性发展，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载设计值为45kN/m，荷载分项系数为1.4，f=215N/mm2。问是否满足正应力强度及刚度要求，并判断是否需要进行梁的整体稳定验算。已知：解：（1）正应

7、力强度验算 梁的跨中最大弯矩为： 所以，正应力强度满足。（2） 刚度验算所以，刚度满足要求。（3） 整体稳定性验算由于密铺板牢固连接于上翼缘，所以不必进行整体稳定性验算。2、一工字形截面梁绕强轴受力，截面尺寸如图，当梁某一截面所受弯矩M=400kN·m、剪力V=580kN时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235B，f=215N/mm2，fv=125N/mm2。3#、图3所示简支梁长12m，钢材为Q235（,）采用如图所示焊接工字形截面，已知单位长度得质量为149.2kg/m，梁的自重为149.2×9.81463N/m，截面积A=158.4cm2，cm4，

8、cm3，cm3，mm。梁上集中荷载如图所示（单位kN）。试验算此梁的正应力和支座处剪应力。荷载分项系数为1.2，截面塑性发展系数，。（15分）【解】：梁自重产生的弯矩为： N·m （2分） 外荷载在跨中产生的最大弯矩为： kN·m （2分） 总弯矩为： kN·m （1分） 验算弯曲正应力： N/mm2215 N/mm2 （4分） 验算支座处最大剪应力： 支座处的最大剪力按梁的支座反力计算， V181.9×2×103+1463×1.2×6374300 N （2分） 剪应力为： N/mm2125 N/mm2 （4分）计算题C1#

9、、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，跨中横向集中力为。构件长度，材料用Q235B.F钢。试校核截面的强度、刚度。解：跨中截面：（1）截面几何特征：在弯矩作用平面内：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类截面。Q235钢的强度设计值（2）强度验算：，故满足要求。（3）刚度验算长细比： 构件的最大长细比 满足要求。2、某焊接工字形截面压弯构件，翼缘板230014，腹板156010，截面翼缘为剪切边，钢材为Q345钢。两端铰接，长度为15m，承受的轴心压力设计值为N900kN，在杆的中央有一横向集中荷载设计

10、值P120kN，在弯矩作用平面外位于杆的三分点处各有一个支撑点，如图所示。试验算此构件的强度和稳定是否满足要求。计算题D1. 试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。荷载设计值F=220kN。钢材Q235，焊条E43,手工焊，无引弧板，焊缝质量三级。有关强度设计值=215 N/mm2，=185 N/mm2 。（假定剪力全部由腹板上的焊缝承受）2. 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。钢材Q235，焊条E43,手工焊。有关强度设计值=160 N/mm2 。3. 设计双角钢拉杆与节点板之间的连接角焊缝计算长度L1=?,L2=?已知：采用

11、三面围焊：hf=6mm,fwf=160N/mm2,N=529kN(静载设计值)4.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N1250kN，（静载设计值），钢材Q235，焊条E43,手工焊。有关强度设计值=215 N/mm2， fwf=160N/mm2。图示尺寸单位mm.(焊缝LW2实际长度取cm整数)5. 设计矩形拼接板与板件用普通螺栓连接的平接接头。（如图所示，单位mm）。已知轴心拉力设计值N=600KN,有关强度设计值：bv=130N/mm2, bc=305 N/mm2,=215 N/mm2。粗制螺栓d=20mm,孔径d0=21.5mm。6.图示一用M20普通螺栓的钢板拼接接

12、头，钢材为Q235，215 N/mm2。试计算接头所能承受的最大轴心力设计值。螺栓M20,孔径21.5mm, bv=130N/mm2, bc=305 N/mm2。7.若上题的拼接接头改用10.9级M20磨擦型高强度螺栓，接触面处理采用钢丝刷清除浮锈。接头所能承受的最大轴心力设计值能增大多少？已知高强度螺栓预拉力设计值P155kN,接触面抗滑移系数。8. 计算图示连接的承载力设计值N。螺栓M20，孔21.5mm,材料Q235A已知：215N/mm2, bv=130 N/mm2, bc=305 N/mm2 。9.试计算下图所示连接中C级螺栓的强度。已知荷载设计值F=60KN,螺栓M20,孔径21.

13、5mm, bv=130N/mm2, bc=305 N/mm2.10.两端铰接轴心受压柱，高9.6m,钢材为Q235，强度设计值=215 N/mm2，采用图示截面，尺寸单位mm,计算可承受外荷载设计值N=？ 注：不计自重 稳定系数 ：7273747576777879800.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.6940.688 11.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱，长10.0m，截面由2I32a组成，两肢件之间的距离300cm,如图所示，尺寸单位mm。试求该柱最大长细比。 注： 一个I32a的截面面积 A=67cm2 惯性矩 Iy=11080cm4 IX1=4

14、60cm4 12.如图所示为二简支梁截面，其截面面积大小相同，跨度均为12m，跨间无侧向支承点，均布荷载大小亦相同，均作用在梁的上翼缘，钢材为Q235，试比较梁的稳定系数，说明何者的稳定性更好？13. 一简支梁的计算简图如下，截面采用普通工字钢I50a，材料为Q235，除两端支承处能阻止梁端截面的扭转外，跨中无任何侧向支承点，试按整体稳定确定荷载P的大小（设计值，不计自重）已知：钢材强度设计值f215N/mm2I50a的Ix46470cm4，Wx1860cm3， Iy1120cm4，Wy142cm3整体稳定系数：集中荷载作用于上翼缘 0.5 均布荷载作用于上翼缘 0.4414. 求图示钢梁所能承受的最大均布荷载设计值（含自重），已知梁截面为热轧普通工字钢I45a,其截面特性为： A=102cm2 IX=32240cm4 wx=1430cm3 Iy=855cm4 wy=114cm3材料为Q235,强度设计值=215 N/mm2，梁两端不能扭转，跨中无侧向支撑点，挠度不起控制作用，截面无削弱。整体稳定系数b=0.4