钢结构习题包括

1、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，ffw160Nmm2，设计算焊缝长度为实质焊缝长度减去10mm。1题1图2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P。已知：钢材为Q235BF，焊条为E43型，ffw160N/mm2，考虑到起灭弧缺点，每条角焊缝计算长度取为290mm。2解：N4P,V3P,M3P120555N4p103N50.33pAe20.76290N3p103N50.25pAe20.76290M3p120103M50.61pWf10.762902262图NM(0.33

2、P0.61P)2ffw()2(V)2(0.25P)2160N/mm21.221.22P197.5kN3、图示角焊缝连接，承受外力N500kN的静载，hfw28mm，ff160Nmm，没有采纳引弧板，验算该连接的承载力。3图3解：Nx400kN,Ny300kNfNx40010390.65Nmm2helw20.78(41028)fNy30010367.98N2helw20.78(41028)mm(f)2290.65)22100.7Nwf(67.982fff1.22mm4、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，w2F1180kN，F2240kN，图中尺寸单

3、位：mm，有ff160Nmm，偏离焊缝形心的两个力引弧板。4解：将外力F1，F2移向焊缝形心O，得：NF1180kN；VF2240kNMF1120F290180120240900kNN180103536fhelw20.7hf240hffV240103714helw20.7hf240hf1.0则：f225362(7142w160()f()fffhfhf解得hf5.58mm取hf6mm题4图构造要求：hfmax1.2tmin1.289.6mmhfmin1.5tmax1.5104.74mmhfminhf6mmhfmax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

4、为E43型，ffw160Nmm2，偏离焊缝形心的力F500kN，e100mm，hf10mm，图中尺寸单位：mm，无引弧板。5图5解：将外力F移向焊缝形心，得：NFFFe；V2；M22fNN50010366.47N/mm2helw220.710(40020)fV250010366.47N/mm2helw20.710(40020)MfM6500103100104.95N/mm2W220.710(40020)2(f)22(104.9566.47266.4722w160N/mm2f)155.44N/mmfff1.226、验算题6图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度能否满足设计要求。已知：初连构造件钢材Q2

5、35BF，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。6解V=F=180kN；M=F150180150140Nt(70238.6kN221402)Nt38.60.8P0.811088kNNvb0.9nf(p1.25Nt)0.910.35(1101.2538.6)19.45kNNvV18018Nvb19.45kNn107、图示牛腿采纳摩擦型高强度螺栓连接，0.45，P125kN，N20kN，F280kN，验算螺栓的连接强度。7解：方法1：题6图NMy12028010016037kNNt1myi21022(160280n2)Nt2N358019.5kNn1

6、60Nt32kNNti(Nt1Nt2Nt3)58.52117kNNvb0.9nf(nP1.25Nti)0.910.45(101251.25117)447kNV280kN方法2：Ntb0.8P100kNNt137kNNtb100kN题7图Nv28028kNNvb0.9nf(P1.25Nt1)31.89kN10Nt1Ntb，NvNvb满足要求8、验算图示一般螺栓连接时的强度，已知螺栓直径20mm，C级螺栓，螺栓和构件资料为Q235，外力设计值F100kN，fvb140Nmm2，ftb170Nmm2，fcb305Nmm2，Ae2.45cm2。8图8解：NtbAeftb2.4517010241.65k

7、NNvbnvd2fvb13.142214010144kN44Ncbdtfcb22305101122kN受力最大的号螺栓所受的剪力和拉力分别是：NvN10012.5kNn8NtMy110025030026.78kNmyi22(300220021002)Nv2Nt212.5)226.7820.7031(b)(b)()NvNt4441.65Nv12.5kNNcb122kN螺栓连接强度满足要求。9、验算图示一般螺栓连接时的强度。已知螺栓直径d22mm，C级螺栓，螺栓和构件资料为Q235，外力设计值F150kN，fvb140Nmm2，ftb170Nmm2，fcb305Nmm2，Ae3.03cm2。（12

8、分）9图9解：NtbAeftb3.0310217010351.51kNbnvd2b13.14222353.19kNNvfv4140104Ncbdtfcb2218305103120.78kN受力最大的号螺栓所受的剪力和拉力分别是：NvF15018.75kNn8NtMy115020024040.18kNmyi22(80216022402)(Nv)2Nt)218.75240.1820.861b(b()()NvNt53.1951.51Nv18.75kNNcb120.78kN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。采纳级M20摩擦型螺栓，P=125kN，u=，F300kN。10图10解

9、：V=300kN，T=300=75kNm，b0.910.4512550.625KNNv0.9nfpN1TxT56kN2yi2106024120242402xiN1TyTx17510660 xi2yi232400013.89kNN1FV30030kNn10N1(N1TX)2(N1TyN1F)255.562(13.8930)270.8kNNVb50.625KN该螺栓连接的强度不满足。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42图所示，钢材为Q235BF，f315N/mm2，fy345N/mm2。忽视梁自重，试验算梁的整体稳固性和局部

10、稳固性。已知Ix6.14108mm4，Iy3.125107mm4，A9456mm2，Wx2.05106mm3，iy57.5mm，b0.824320Ah1(1t1)22350.68，b1.070.282。2Wx4.4hfyby1图1解(1)整体稳固计算：最大弯矩Mx2002400kMm；b0.680.6,b0.64；b0.680.6,b0.64Mx/(bWx)400106/(0.642.05106)305N/mm2f满足要求（2）验算局部稳固翼缘b122mm,tf12mm,b/tf10.213235/fy10.7满足要求腹板h0/tw576/69680235/fy66；h0/tw96170235

11、/fy140应部署横向加劲肋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h0=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，活载(静力荷载)。试对梁的抗弯强度、抗剪强度、折算应40kN70kN力、整体稳固性和挠度进行验算。(f215N/mm2，fv125N/mm2，v1，l4004320Ahyt2235b0.81，当计算出的b0.6按bb21()，此中，yWx4.4hfy0.282b1.07进行修正。注意，为降低计算量，这里已给出构件截面部分几何特征参数：b2444

12、33A=126.6cm，Ix=51146cm，I=7861cm，W=2158cm，S=1196cm，S=942cm。yxxx12图2解：荷载设计值计算。P=40+70=146KN；M=PL1466=219KNm；V=P=73KN442(1)构件截面几何特征计算：Iy7861loy600iy=126.6=7.88cm；y=Aiy7.88强度验算：抗弯强度=Mymax2191062372Ix51146104=mmf抗剪强度max=VSx7310311961032fvIxtw51446104=mm10折算应力1=maxh0=4502h474=mm1=VSx173103942103=mm2Ixtw51

13、1461041023296.42313.42211=mm16，故需要验算整体稳固性。b344320Ahyt22354320126.647.476.11.2bb2Wx1()=76.1221581()21y4.4hfy4.447.4=1.10.46460.12691.10.46460.1269bb3/21.8341.8341.5=bM2191062bWx0.8982158=113N/mmf103挠度验算：vPkl2(4070)103600021vl48EIx482.06105511461041277l故刚度条件能够满足。3、题3图所示楼盖梁跨度4.8m，采纳焊接工字形截面，承受的均布荷载为恒载标准

14、值(包含自重)8kN/m+活载标准值qk，假如楼板可保证梁的侧向稳固性，钢材为Q235BF，f215N/mm2，fv125N/mm2，试计算活荷载qk的最大值。已知允许挠度vl250，Ix9.511107mm4，Wx6.3105mm3，Sx3.488105mm3，x1.05，v5ql4/384EIx。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)kMmMx/(xWx)2.88(9.61.4qk)106/(1.056.3105)215N/mm2qk=m验算抗剪强度剪力V(1.281.428.4)4.8/2118.5kN；VSx/Ixtw11

15、8500348800/(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；整体稳固无需计算，活荷载最大标准为m4、试验算图示简支梁的整体稳固性。已知作用在梁上的荷载设计值F300kN，梁自重设计4320Ahyt12值2.0kNm，采纳Q235钢材，f215Nmm2235，bb214.4hb，ywxfyb1.20，0.2821.0，A228cm2，Ix413683cm4跨中有侧向支撑，b1.07，bIy17067cm4。4图4解

16、：WxIx41368328017cm3Iy17067h/2103.2；iyA8.65cm；228Loy60069.36；Mmaxql2Fl2.012230012y8.65848936kNmiy44320Ahyt122351bb2wxbfyy4.4h2=1.24320228103.2169.36160235=3.260.669.36280174.410322350.2820.983b1.073.26Mx936106118.8N2fbWx0.9838017103mm5、图示焊接工字钢梁，均布荷载作用在上翼缘，Q235钢，验算该梁的整体稳固。已知：A13200mm2，Wx5016.4cm3，Iy45

17、019392mm4，4320Ah22350.282yt10.71，1.07bb21b，bb1.0，ywx4.4hfybf215Nmm2。（10分）题5图5解iyIy45019392A58.4mm13200Loy6000102.74ql218062yiy58.4，Mx810kNm884320Ah22351yt1bb2wxbfyy4.4h4320132001220102.74102235=0.7110=0.950.6102.7425016.41034.412202350.282b1.070.7730.95Mx810106209N2f215N2；满足要求bWx0.7735016.4103mmmm6、

18、图示焊接工字钢梁，钢材Q345，承受次梁传来的集中荷载，次梁可作为主梁的侧向支撑点，验算该梁的整体稳固。已知：F300KN，A15840mm2，Wx4.17106mm3，4320Ah2235Iy0.5110841yt11.20，mm，bb2wxb，by4.4hfy1.070.282，f310Nmm2。（10分）b1.0b6图6解iyIy0.5110856.74mmA15840Loy4000Fa30041200kNmyiy70.50，Mx56.744320Ahyt12235bb1b2wxfyy4.4h2=1.20432015840828170.5140235=3.400.670.524.1710

19、64.48282351.070.282b0.9873.40Mx1200106291.6N2f310N2；满足要求bWx0.9874.17106mmmm7、试验算图示简支梁的整体稳固性。已知作用在梁跨中的荷载设计值F=300kN，忽视梁自重产生的内力，采纳2Q235钢材，fy=235N/mm，4320Ahyt122352b=，f=215N/mm,bb21b，跨中有两等距离侧向支撑，yWx4.4hfyb=1.070.282，b截面几何特征：A=，Ix=268206cm4，Iy=5122cm4。7图7解（1）截面几何特征WxIx22682063Iyh102.85218cmiy5.69cmA2（2）内

20、力计算Fl30012900kNmMx44（3）整稳计算l0y40070.3y5.69iy4320Ahyt12235bb2y14.4hbfyWx1.204320158.4102.81(70.31.4)23.350.670.3252184.4102.8b=1.070.2821.070.2820.986b3.35Mx90010622bWx0.9865218103175N/mmf=215N/mm满足柱的设计计算题1、有一实腹式双轴对称焊接工字形截面轴心受压柱，如题43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=3

21、50mm，厚度为tw=10mm，计算长度为lox=12m，loy=4m，承受的轴心压力设计值为1200kN。试对该柱进行验算。已知f215N/mm2，A95cm2，Ix23237cm4，Iy3125cm4。题1图1、解：(1)构件截面几何特征计算：A=252+35=95cm2；Ix=125(25-1)353=23237cm4；12134Ix23237Iy=225=3125cm；ix=A=15.64cm1295Iy3125=5.74cm；x=lox1200loy400iy=；y=A95ix15.64iy5.74强度验算：因截面无削弱，因此这里无需验算强度。整体稳固性验算：截面对x、y轴曲折屈曲都

22、属于b类截面，故整体稳固性由绕x轴屈曲控制。由x=查表得：y=N12001032yA0.70995102=mmf整体稳固性能够保证。局部稳固性验算：翼缘b1120=10(10+)235=10+=t12fy腹板h0350=35(25+)235=25+=tw10fy局部稳固性能够保证。2、如题2图所示轴心受压格构柱承受轴力设计值N=800k，计算长度l=loy=10m，分肢采纳ox25a：A=269.82cm2，iy=9.81cm，I141=175.9cm，i=2.24cm，y1=2.07cm，钢材为Q235BF，缀条用L454，Ad=3.49cm2。缀条柱换算长细比为227A，试依据等稳固原则确

23、立oxxA1两分肢平行于X轴的形心轴间距离b。2解等稳固条件为y；yloy10102oxiy9.81101.9；227A101.922769.82100.6；xyA123.49xlox10102b2；100.69.94cm；Ix2I1A()x2题2图b2ix2t1219.4cm3、题3图所示为一轴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ox7m,oy3.5m,钢材为Q235BF，f205N/mm2，验算该柱的刚度和整体稳固性。已知A27500mm2，Ix1.5089109mm4，Iy4.1667108mm4，150。152025303540453解ixIx234

24、.2mmAiyIy123.1mmA3图（1）刚度验算：lox700029.9yloy3500 xix234.2iy28.4123.1max29.9150（2）整体稳固算：当29.9时，0.936N4500103192.3N/mm2f205N/mm2A0.936275004、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，该杆能担当多大外荷载已知：钢材Q235-AF，A6500mm2，ix119.2mm，iy63.3mm，fy215Nmm2。题4图4解：Lox600050.34，查表x0.855；yLoy3000 xix119.2iy47.3963.3An6500

25、21.51026070mm2；NAnf60702151305.1kNNxAf0.85565002151194.9kN；因此Nmax1194.9kN5、某缀板式轴压柱由228a构成，Q235-AF，LoxLoy8.4m，外压力N100kN，验算该柱虚轴稳固承载力。已知：A40280cm2，I1218cm4，Z021mm，124，f215Nmm2。5解Ix2(I1Aa2)2(2184015.92)20660.8cm45图ixIx20660.8Lox840A8016.07cm；x52.3；ix16.07222257.5查表x0.82oxx152.324NxAf0.8280002151410.4kN1

26、000kN满足要求6、某缀板式轴压柱由两槽钢220a构成，Q235-AF，柱高为7m，两端铰接，在柱中间设有一侧向支撑，iy7.86cm，f215Nmm2，试确立其最大承载力设计值（已知单个槽钢20a的几何特征：A28.84cm2，I1128cm4，135，值见附表）。6图6解Ix2(I1Aa2)2(12828.8410.72)6860cm4Ix686010.9cm；Lox700ix228.84x64.2Aix10.922235273.1；yL0y3500 x查表x0.732；oxx164.2iy44.57.86NxAf0.732228.84102215907.8kN7、图示焊接工字形截面轴压

27、柱，在柱1/3处有两个M20的C级螺栓孔，并在跨中有一侧向支撑，试验算该柱的强度、整体稳固已知：钢材Q235-AF，A6500mm2，ix119.2mm，iy63.3mm，fy215Nmm2，F1000kN。7解：Lox600050.34，查表Loy3000 xix119.2x0.855；y47.39iy63.3An650021.51026070mm2；N10001032f2xA0.855180N/mm215N/mm6500N10001032f2An6070165N/mm215N/mm拉弯和压弯构件计算题1、由热扎工字钢I25a制成的压弯杆件，两端铰接，杆长10m，钢材Q235，f215N2，

28、mmE206103N2，mx0.650.35M2，已知：截面Ix33229cm4，A84.8cm2，bmmM1类截面，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稳固性确立该杆能承受多大的弯矩Mx（13分）1图1解Ix33229Lox1000 x0.854ix84.819.8cm，x50.5；查表Aix19.8W1xIx3322923M20.65h/248.41373cm；mx0.650.35M1NEx2EA381006139.7kN1.1x21.150.52NmxMxfxANxW1x(10.8)NEx10001030.65Mx2150.85484.810

29、21373103(10.810001.05)6139.7Mx(215138)107148.6kNm5.182、试验算图示压弯构件平面外的稳固性，钢材为Q235，F100kN，N900kN，tx0.650.35M2，b1.072fyyf215Nmm2，跨中有一侧向支撑，M144000235A16700mm2，Ix792.4106mm4，Iy160106mm4（10分）题2图2解Ix792.410623.17106mm3Wx500；h/2ixIx792.4106217.8mm；L0 x16000A16700 x73.5ix217.8iyIy160106Loy80000.677A97.9mm；yiy81.7查表y1670097.92fy81.72fyM1.07y0.918；tx0.6520.65b440001.072350.3523544000M1NtxMx9001030.65400106168.9N/mm2f215Nmm2yAbWx0.677167000.918