钢结构计算题集VIP

1、精选P。已知：钢材为 Q235BF,焊条为E43钢结构设计原理计算题第3章连接1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。已知：连接承受静力荷载设计值P300kN,N240kN,钢材为Q235BF,焊条为E43型，ffw160N/mm2,设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm。1-一-二二一.jXy240x1(?5以t=42x07x(300-10)4rV300x1(?7391-42x0,7x(300-10)-与|丁犬1SQ1I代*八(九=4修卬=I秘加MV.LiFI%；552快用|比N,-1-5'15、104.7用股|ZrM-1.2x8-9j6mmm”=6tnn】2、计算如2题图所示角

2、焊缝连接能承受的最大静力设计荷载型，ffw160N/mm2,考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为290mm。题2图4332解：N-P,V-P,M-P120555Aep10520.762900.33p-p103-50.25p20.76290MWf3&p1201035V0.61pI22-0.7629026精选1.22)2(V)2(0.33P.61P)2(0.25P)2flw160N/mm21.22P197.5kN3、图示角焊缝连接，承受外力N500kN的静载，hf8mm,ffw160N/mm2,没有采用引弧板，验算该连接的承载力。题3图3 解：Nx 400kN,Ny 300kNNxhe

3、lw400 1032 0.7 8 (410 2 8)90.65Nmm2300 1032 0.7 8 (410 2 8)67.98fNy helw90.65 2 ;( 1.22 )267.98100.7Nmm2ffw4、计算图示角焊缝连接中的 hf。已知承受动荷载，钢材为Q235-BF,焊条为E43型,ffw 160N/mm2 ,偏离焊缝形心的两个力 F1 180kN , F2240kN ,图中尺寸单位：mm,有引弧板。4解：将外力F1,F2移向焊缝形心O,得:NFi180kN;VF2240kNFi120F290180120240900kNN180103536helw20.7hf240hfV24

4、0103714-10helw20.7hf240hf1.0则:f2253627142w()f.()(h)ff160:f'hfhf解得hf5.58mm取hf6mm构造要求：hfmax1.2tmin1.289.6mmhfmin1.5.tma；1.5104.74mmhfminhf6mmhfmax满足要求。5、验算图示角焊缝连接的强度。已知承受静荷载，钢材为Q235-AF,焊条为E43型，ffw160N./偏离焊缝形心的力F500kN,e100mm,hf10mm,图中尺寸单位：mm,无引弧板。5解：将外力F移向焊缝形心，得:FFFeN；V-;MVhe l w.2、2.2NN50010366.47

5、N/mm2fhelw220.710(40020)3266.47N/mm250010220.710(40020)3650010100W,220.710(40020)22104.95N/mm2；104.9566.47(1.22)266.472155.44N/mm2ffw160N/mm26、验算题6图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。已知：初连接构件钢材为Q235BF,8.8级M20高强度螺栓的设计预拉力P=110kN,接触面喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数为0.35。6解V=F=180kN;M=FX150Nt1801501402222(70140)38.6kNNt38.60.8P0.8

6、11088kNNb0.9nf(p1.25Nt)0.910.35(1101.2538.6)19.45kNV180bNv-18Nv19.45kNn107、图示牛腿采用摩擦型高弓II度螺栓连接，0.45,设计预拉力P125kN,N20kN,F280kN,验算螺栓的连接强度。7解：方法1:Nt1NMy1一2nmyi20102801001602222(1602802)37kN0.8P100kNN80Nt23519.5kNn160Nt32kNNti(Nt1Nt2Nt3)58.52117kNNV0.91(nP1.25Nti)0.910.45(101251.25117)447kNV280kN方法2Ntb0.8

7、P100kNNtiMyi2myi201028010016022(1602802)37kN0.8P100kNNv28028kNN：0.9nf(P1.25Nt1)31.89kN10Nt1Ntb,NvNb满足要求8、验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径d20mm,C级螺栓，螺栓和构件材料为Q235,外力设计值F100kN,fvb140N/mm2,f170N/mm2,fcb305N/mm2,Ae2.45cm2。8解：NtbAeftb24517010-341.65kN22bdb3.14203Nvnvfv11401044kN44N：dtfcb22305101122kNcc受力最大的1号螺栓所受的剪力

8、和拉力分别是:Nv10012.5kNNtMy12mV1002503002222(300220021002)26.78kN125）2（26.78）2,4441.650.7031Nv12.5kNN；122kNvc螺栓连接强度满足要求。9、验算图示普通螺栓连接时的强度。已知螺栓直径d22mm,C级螺栓，螺栓和构件材料为Q235,305N/mm2 , Ae 3.03cm2。外力设计值F150kN,f：140N/mm2,f170N/mm2,f；9解：NtbAeftb3.0310217010351.51kNnv旦fvb4314222314010353.19kNNbdctfcb2218305103120.7

9、8kNc受力最大的1号螺栓所受的剪力和拉力分别是:F150Nv18.75kNn8NtMyi2mV1502002402(80216022402)40.18kN(MV(Nb)(Nb)2Nt18.75240.182(53.19)(51.51)0.861Nv18.75kNN：120.78kN螺栓连接强度满足要求。10.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,F300kNo10解:V=300kN,Nvb0.9nfpNitxTy2XiN1TyTx1-2XiN1FNiNv题10图T=300X0.25=7kNm,0.910.4512550.625KN7510

10、62402V2V2106024751066030030kN10324000(Nitx)2(N1TyNif)2b50.625KN该螺栓连接的强度不满足。2_212024240255.56kN13.89kN:55.562(13.8930)270.8kNiy1解(1)整体稳定计算：1251第5章梁的设计1、焊接工字形截面简支梁跨度6m,上翼缘受集中荷载作用，设计值如题1图所示，钢材为Q345B,一22f310N/mm,fy345N/mm。忽略梁自重，受压翼缘扭转受到约束，试验算梁的整体稳定性和局部稳定性。已知Ix6.14108mm4,Iy3.125107mm4,A9456mm2,Wx2.05106m

11、m3,0.282ob最大弯矩Mx2002400kNm；b0.680.6,b0.64；Mx/(bWx)400106/(0.642.05106)305N/mm2f满足要求(2)验算局部稳定翼缘b0122mm,t12mmib0/t10.213必5f10.7满足要求腹板h0/tw576/69680必57f66；h0/tw96170235/fy140应布置横向加劲肋2、如题2图所示一焊接组合截面板梁，截面尺寸为：翼缘板宽度b=340mm,厚度为t=12mm；腹板高度为hc=450mm,厚度为tw=10mm,Q235钢材。梁的两端简支，跨度为6m,跨中受一集中荷载作用，荷载标准值为：恒载40kN,活载70

12、kN（静力荷载）。试对梁的抗弯强度、抗剪强度、折算应力、整体稳定性和挠度进行验算。f215N/mm2,%125N/mm2,E2.06105N/mm2,x1.0,v Fl3/48EIx,4320 Ahyt 2 235-b制1(本)至，其中，b=0.81,当计算出的b 1.07 6282进行修正。b注意，为降低计算量，这里已给出构件截面部分几何特性参数:0.6按A=126.6cm2,Ix=51146cm4, Iy=7861cm4, Wx=2158cm3, Sx=1196cm3, &1=942cm3 （不考虑局部压应力的影响）2解：荷载设计值计算。PlP=1.2 X 40+1.4 X 70=

13、1k46； M 一4(1)构件截面几何特性计算：(2)强度验算:146 6 =219kN . m； V= P =73kN 42乜照76.1iy 7.884 十. Mmax 219 1062抗弯强度 l7aL -=101.5N/mm 2<fWX2158 103抗剪强度_VSx6ax=I xtw73 103 1196 10351446 104 10=17.1N/mm 2<fv折算应力d= Omax *h0 =101.5 hx450 =96.4N/mm 2474VSx1 卡 I xtw=13.4N/mm7310394210351146104101231296.42313.42=99.2N

14、/mm2<1.1f整体稳定性验算:因l1 bi4320AhWx J (yt4.4h)2235=0.81 fy432076.12126.6 47.4215876.1 1.24.4 47.4)2 1600二17.6>13,故需要验算整体稳定性。34=1.834>0.6b 1.070.2820.2821.07 1.8340.916219 1060.916 2158 103=111N/mm 2<f(4)挠度验算：vPkl2(4070)103600021v48EIx482.061055114610412771故刚度条件能够满足。3、题3图所示楼盖梁跨度4.8m,采用焊接工字形截面

15、，承受的均布荷载为恒载标准值（包括自重）8kN/m+活载标准值qk,如果楼板可保证梁的侧向稳定性，钢材为Q235BF,f215N/mm2,fv125N/mm2,试计算活荷载qk的最大值。已知容许挠度vl/250,Ix9.511107mm4,Wx6.3105mm3,Sx3.488105mm3,x1.05,v5ql4/384EIx,E2.06105N/mm2。题3图3解.(1)按抗弯强度计算最大弯矩Mx(1.281.4qk)4.82/82.88(9.61.4qk)kNmMx/(xWx)2.88(9.61.4qk)106/(1.056.3105)215N/mm2qk=28.4kN/m(2)验算抗剪强

16、度剪力V(1.281.428.4)4.8/2118.5kN;VSx/1xtw72118500348800/(9.5111076)72.4N/mm2fv,满足要求(3)验算挠算荷载标准值q828.436.4kN/m;v536.448004/(3842060009.511107)12.8mmv4800/25019.2mm满足要求；整体稳定无需计算，活荷载最大标准为28.4kN/m4、试验算图示简支梁的整体稳定性。已知作用在梁上的荷载设计值F300kN,梁自重设计值2.0kN/m,采用 Q235 钢材，f 215N/mm2 , b4320 Ah _t£ 2 一T Wx 'J 4.4

17、h235fy跨中有侧向支撑,b 1.20, b 1.07 喳2 1.0, Ab228cm2, I x 413683cm4, I y17067cm4。4 解：WxIxh/2413683 23.8017cm ; iy103.217067 ,2288.65cm；loy 600iy 8.6569.36； Mmax2_2ql Fl 2.0 12848300 124936kN m4320Ah/yt1235-21b-yWx:4.4hfy精选4320228103.2693616235=1.2-4,10=3.260.669.36280174.410322351.070.2823.260.983Mx936 106

18、0.983 8017 103118.8Nmm2另解:11600工,-1516,整体稳定无需验算，满足要求。b1405、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：A13200mm2, 一 一 3Wx 5016.4cm , 1y 445019392mm , b4320 Ahyt1 2y Wx ： 14.4h235b 0.71 ,0 2822b 1.07 0-8- 1.0 , f 215N/mm。b180kN/m，口 口口 口口口 I75J, 6m I45019392iy58.4mmloyiy鬻 102.74, Mql28180 62810kN m= 0.7143

19、20b2-ye1yt14.4h235fy4320102.74213200 1220 1 5016.4 103 :2102.74 100 235=0.954.4 12202351.070.2820.950.773Mx810 1060.773 5016.4 1032092 m215Nmm2；满足要求6、图示焊接工字钢梁，钢材Q345,承受次梁传来的集中荷载（作用在上翼缘），次梁可作为主梁的侧向支撑点，验算该梁的整体稳定。已知:F300KN,A15840mm2,Wx4.17106mm3,I y 0.51 108mm4,b4320b 2 y2 yt14.4h235b 1.20,0.282.2b1.07

20、1.0,f310N/'mm。bQU题6图Iy0.511086解：iyV一J56.74mmy.A.15840loyy:iy400056.7470.50,MxFa30041200kNm2350 =3.40 0.62354320Ah12235yWx4.4hbfy432015840828170.514270.524.171064.48281.070.2823.400.987310N7 2 ;满足要求mmM12001066291.6N2bWx0.9874.17106mm精选F=300kN ,忽略梁自重产生的内力，采用 Q235钢材，fy=235N/mm 2, f=215N/mm 2, b4320

21、 Ah2357、试验算图示简支梁的整体稳定性。已知作用在梁跨中的荷载设计值114000中有两等距离侧向支撑，b=1.20,b=1.070.282<1.0,b截面几何特性： A=158.4cm2, Ix=268206cm4, Iy=5122cm4。题7图7解(1)截面几何特性W Ix 2 268206 x h 102.82(2)内力计算Mx 包45218 cm3iyIy 一 5.69 cm A300 12 900kNm整稳计算y:56970.34320Ah1_t12235jWx,4.4hbfy3.35 0.6(“4320158.4102.8/z70.31.401.202.1()70.325

22、218v4.4102.8b=1.070.282b1.070.2823.350.986MxW900 1060.986 5218 103175N/mm 2< f=215N/mm 2满足另解:b128014.316整体稳定无需验算，满足要求。精选5.74(2)强度验算:柱的设计计算题1、有一实腹式双轴对称焊接工字形截面轴心受压柱，如题1图所示，Q235钢材，翼缘为焰切边，对x,y轴均属于b类截面。截面尺寸为：翼缘板宽b=250mm,厚度为t=12mm,腹板高度为h0=350mm,厚度为tw=10mm,计算长度为lox=12m,10y=4m,承受的轴心压力设计值为1200kN。试对该柱进行验算。

23、已知一2244f215N/mm,A95cm,Ix23237cm,Iy3125cm。JQ1i3is«T»9D1.四iooc1.酬O.«9Bd碗&S960.第5小冷10txW15第9dU3OlHI伏打息*973也9T0a郭TQ.963Im必闻。.痴0l«54>G.946Q.S430L9M300.932Q.9器a"59其Q.flt0.»H0.910d9C«5W1种d蚪帛立时*爵74.M2xmH-tTiaerotxmSOMMd居工0.M7o.»uam0Ll2famQ.IJtLI13wQ-IOTOMS1心，丸.

24、由awOu1740769HEftW70Ol7S10.74SCiT3»上加(Lns0.T2Qd7NdmD,raiOu(94soUt0.UI&神Q.M1(Leu0.M<LMIxns0级*to(kBnCLB14aim上£。10.S94Oi»lDkStlaS750.5MOlSH(urn0.5钟5G"翦6工5Z9d5X0i5172iid碘non汰面G.4810.4750.4703M4；(MS10l153(M470.4柱0,437a仔0*皿dUI0.40C0.402a397amno!Q5*7生制30.3780.1H10.370asu0.357.1$3O

25、lWHD也，然飞利1a3trb.m4.3Z9a.antkU20l3U(UISOk3111500l3熊H1Ha.3Qi12H(k»5atsi0.2U区绮am«0；C.2t«(k2n0,270配卿d皿d型Q.256254小暮i1700.1498B4Saina3410.ZU愿现&mamUGdmdWOltu0.2150.21*tiu由打。0.20SQl2MISOd如，幢azoo乱19$0,1970.1韩Gl1»MSIo.网(HIM20aW4.1*4aiajL1ILa1M0.1”0.17B人】舞C173Q172210am21翻*加】辅0.1S5(tm机】较

26、iM604115f0工制220CklSS0.155M530.131tk150M<f又用&L4f(LUS2加上“40Mt3aatt很141a】4Q0l1370.13«c&IM曾。OlIU乌13Zain也130ai蹿aUiLI2Td徐0J250.L24250ai然11、解：(1)构件截面几何特性计算：A=25X1.2X2+35X1.0=95(2mIx=工25X37.4(25-1)X3句=23237cm4;12Iy=工 X 2X 1.2 X 253125cm4;12ix=I x 23237=15.64cmIy 3125_ l=5.74cm ; /= 一A 95iox1

27、20015.64l oy=76.7; Ay= - iy400 =69.7因截面无削弱，所以这里无需验算强度。(3)整体稳定性验算：截面对x、y轴弯曲屈曲都属于b类截面，故整体稳定性由绕x轴屈曲控制。由及二76.7查表得:x=0.7091200103_2xA0.70995102=178.2N/mm2<f整体稳定性能够保证。(4)局部稳定性验算:12077=10<(10+0.1入簪=10+0.1fyX76.7=17.67腹板h0tw=25+0.5350c小八=35<(25+0.510X76.7=63.35局部稳定性能够保证。2、如题2图所示轴心受压格构柱承受轴力设计值N=800k

28、N,计算长度lox=l0y=10m,分肢采用2125a：A=2X34.9169.82cm2,iy=9.81cm,I1=175.9cm4,ii=2.24cm,yi=2.07cm,钢材为Q235BF,缀条用L45X4Ad=3.49cm2。缀条柱换算长细比为oxJi27?,试IA1按照等稳定原则确定两分肢平行于X轴的形心轴间距离bo2解.等稳定条件为oxloyiy10102101.9;9.81I-T2ox2 27 Ay A题2图269.82101.9227100.623.49；ixlox210109.94cm；Ix100.62IiA(2)2i2A/22、i2i1219.4cm精选3、题3图所示为一轴

29、心受压柱的工字形截面，该柱承受轴心压力设计值N=4500kN，计算长度为2lox7m,loy3.5m,钢材为Q235BF,f205N/mm,验算该枉的刚度和整体稳定性。已知A27500mm2,Ix1.5089109mm4,Iv4.1667108mm4,150。xy3 解 ix 5 234.2mmIyiy ， 123.1mm ,A(1)刚度验算:lox 7000ix 234.229.9l oyiy3500123.128.4max 29.9 150(2)整体稳定算：当29.9 时， 0.9364500 1030.936 275002192.3N/mm22205N/mm215202530354045

30、0.9830.9700.9530.9360.9180.8990.8784、图示焊接工字形截面轴压柱，在截面有两个M20的C级螺栓孔，并在跨中有一侧向支撑，该杆能2承担多大外荷载？已知：钢材Q235-AF,A6500mm,ix119.2mm,iy63.3mm,4解:Loxix6000119.250.34 ,Loy300063.347.39,查表 x0.855 ；26500 21.5 10 2 6070 mm2； NAn f 6070 215 1305.1kNxAf0.855 6500 215 1194.9kN ；所以 Nmax 1194.9kN5、某缀板式轴压柱由 228a组成，Q235-AF,

31、 Lox Loy8.4m ,外压力N 100kN ,验算该柱虚轴稳定承载力。已知:A 40 2 80cm2, I1 218cm4, Z0 21mm, 1 24 , f 215N/mm2。5 解 Ix 2(I12)2 (218 40 15.92)20660.8cm4LoxoxIx 20660.8A :8016.07cm ；84016.0752.3 ；252.3224257.5查表x 0.82xAf0.82 80002151410.4kN1000kN满足要6、某缀板式轴压柱由两槽钢220a组成，Q235-AF,柱高为7m,两端钱接，在柱中间设有一侧向支撑,iy7.86cm,f215N/mm2,试确

32、定其最大承载力设计值（已知单个槽钢20a的几何特性：A28.84cm2,I1128cm4,135,M直见附表）。6解Ix2(I1Aa2)2(12828.8410.72)6860cm4oxIxA686028.84. 64.2210.9cm35273.1;Lox70064.210.9iy35044.57.860x查表 x 0.732 ；NxAf0.732228.84102215907.8kN7、图示焊接工字形截面轴压柱，在柱验算该柱的强度、整体稳定？已知：钢材1/3处有两个M20的C级螺栓孔，并在跨中有一侧向支撑，试Q235-AF,A6500mm2,ix119.2mm,iy63.3mm,fy215

33、N/2,F1000kN。mm7解:Lox6000ix 119.250.34题7图Loy 3000iy 63.347.39,查表 x0.855 ；An650021.51026070mm2；NZA10001030.85565002180N/mm22f215N/mm2100010360702165N/mm2215N/mm拉弯和压弯构件计算题1、由热扎工字钢125a制成的压弯杆件,两端钱接，杆长10m,钢材Q235,f2152，m_3206103M22,mx0.650.35M142已知：截面Ix33229cm,A84.8cm,b类截面,1.05,作用于杆长的轴向压力和杆端弯矩如图,试由弯矩作用平面内的

34、稳定性确定该杆能承受多大的弯矩Mx?N10m2|N=1000kN200,3322919.8cm,84.8Lox100019.850.5;查表x0.854W1xL给二1373cm3；h/248.4mx0.65M20.3520.65MiNex2EA381001.11.1250.526139.7kNmxMxxAxW1x(10.81000103-_20.85484.8100.65Mx31.05137310(10.810006139.7-215)n,(215138)10Mx148.6kN5.182、试验算图示压弯构件平面外的稳定性,钢材为Q235, F 100kN , N 900kN ,1,tx 0.650.35M2Mi，b 1.072y44000235跨中有一侧向支撑，f 215N/mm2,A 16700Ix792.4 106mm4, I y 160106mm4,对x轴和y轴均为见附表）。咫FLox1001