钢结构计算题

如有帮助欢迎下载支持【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Q235,焊条E43系列，手工焊，无引孤板，焊缝采用三级检验质量标准，fw=185N/mm2。试求连接所能承受的最大拉力N=?解：无引孤板时，焊缝的计算长度l取实际长度减去2t，即250-2*10mm。w根据公式 a=卢^<ftw 移项得：wN<l•t•fw=（250-2x10）x10x185=425500N=425.5kN【变化】若有引孤板，问N=?解：上题中l取实际长度250，得N=462.5kN【练习2】两截面为450x14mm的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm，长度410mm（中间留空10mm），厚度8mm。钢材Q235,手工焊，焊条为E43，fw=160N/mm2，静态荷载，h=6mm。求最大承载力N=? f fCO解：端焊缝所能承担的内力为：N=Z0.7hlpfw=2x0.7x6x300x1.22x160=491904N3 fw3ff侧焊缝所能承担的内力为：N=Z0.7hlfw=4x0.7x6x(200-6)x160=521472N最大承载力N=491904+521472=1013376N=1013.4kN【变化】若取消端焊缝，问N=?解：上题中令N3=0，l1=200-2x6，得N=N1=505.344kN【练习3】钢材为Q235,手工焊，焊条为E43,fw=160N/mm2，静态荷载。 f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均为250mm。等边角钢的内力分配系数七=0.7，七=0.3。求最大承载力N=? 1 2Vp，"\2L12ox8解：端焊缝所能承担的内力为：N=£0.7hlpfw=2x0.7x6x125x1.22x160=204960N3 fw3ff肢背焊缝所能承担的内力为：N=Z0.7hlfw=2x0.7x6x(250-6)x160=327936N1 fw1f根据N1=k[N-N得：N=—(N+N)=上(327936+204960)=614880N=614.88kNK1 2 0.7 2【变化】若'取消端焊缝，问N=?解：上题中令^=0，l]=250-2x6，得N=456.96kN【练习4】钢材为Q235，手工焊，焊条为E43，fw=160N/mm2，静态荷载。 f已知F=120kN，求焊脚尺寸h=?（焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf）解：设焊脚尺寸为hf，焊缝有效厚度为气=0.7hf将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V=F及弯矩M=Fe在剪力作用下：V120x103 342.9TV^ZhF=2x0.7hx250= /mm2)ew f f在弯矩作用下：M_M_120x103x150_1234f Wf 2x』0.7hx2502 hf6f代入基本公式，（2f）2+（T）2<fw得：jPfff

,(必)2+(竺：9)2=曜J160,(必)2+(竺：9)2=曜J160V1.22h hh可以解得：h>6.68mm，取h=7mm。=1.5v；14=5.6mm<h<h =1.2x12=14.4mm，可以。/8mm，试求该连接能承受的最大荷载hfmin f【变化】上题条件如改为已知hfN=?【练习5】钢材为Q235，手工焊，载。焊条为E43，fw=160N/mm2，静态荷已知h广8mm，求连接能承受的最大荷载N=?（焊缝无绕角）350解：偏心距e= -100=75mm2弯距：M=75NNQNf2x0.7x8x(350-2x8)3740.875NM=2107:'a8)=奈f 2x—x0.7x8x(350一2x8)26NN八Q=QN+QM= + <Pfw=1.22x160=195.2ff3740.82776.5rf可以解得：N<311082N=311.08kN【变化】焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2h，求N=?f【练习6】钢板截面为310mmx14mm,盖板截面为310mmx10mm，钢材为Q235,f=215N/mm2fb=305N/mm2C级螺栓M20，孑L径21.5mm，fb=140N/mm2，求该连接的最大承载力N=? v解：⑴一个螺栓的抗剪承载力设计值：Nb=n止fb=2x3.14X202x140x10-3=87.96kNVV4v 4⑵一个螺栓的承压承载力设计值：

Nb=dZt•fb=20x14x305x10一3=85.4kNc c(因为t=14mm<2t=2x10=20mm,故公式中取Zt=14)⑶最大承载力 1N=nNb=8x85.4=683.2kN⑷净截面强度验算：683.2x10683.2x103(310—4x21.5)x14683.2x1033136=217.9N/mm2>f=215N/mm2不满足要求。最大承载力由净截面强度控制:N=Af=3136x215x10-3=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?如有帮助欢迎下载支持【练习7】钢板截面为310mmx20mm,盖板截面为310mmx12mm，钢材为Q235,f=215N/mm2（t<16），f=2N/mm2（t>16）。8.8级高强度螺栓摩擦型连接M20，孔径22mm，接触面喷砂，旦=0.45，预拉力P=\25kN。求该连接的最大承载力N=?=N=N=竺尝=矣F

t4 8螺栓同时承受的剪力和拉力，用规范相关公式求解：解：⑴一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：Nb=09nr-P=0.9x2x0.45x125=101.25kNV f⑵最大承载力N=nNb=8x101.25=810kN⑶净截面强度验算：nN 4 810x103q=(1-0.5t)——=(1-0.5x—) =136.8N/mm2<f=205N/mm2nA 8(310-4x22)x20⑷毛截面强度验算：N810x103 , .…，q=—= =130.6N/mm2<f=205N/mm2A310x20【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450,柱翼缘厚度为24mm，连接钢板厚度16mm。钢材为Q235，f=215N/mm2(t<16)，f=0N/mm((t>16)。8.8级高强度螺栓摩擦型连接M20，孔径22mm，接触面喷砂，R=0.45，预拉力P=125kN。求该连接的最大承载力F=?解：斜拉力F的两个分力为：V=N=Fsin45。，每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：

N+N<1NbNbv t一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：Nb=0.9nlP=0.9x1x0.45x125v /=50.625kN一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值：Nb=0.8P=0.8x125=100kNt代入规范公式：N+N<1即 +疽七<1Nb Nb 8x50.6258x100 v t可以解得：N<190.13kN【变化】上题条件如改为已知N=190kN，试验算该连接是否安全?C级螺栓M22，有效，fb=305N/mm2，【练习9】钢材为Q235，f=215N/mm2（t<16）。直径为d=19.65mm，孔径d=24mm，fb=140N/mm2fb=170C级螺栓M22，有效，fb=305N/mm2，t解：斜拉力F的两个分力为：V=N=Fsin45。，每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"Fsin45。 <2N=N= 4 =~^-F螺栓同时承受剪力和拉力，应根据相关公式验算：,(七)2+(也)2<1 及N<NbVNb Nb vcL v l一个螺栓的抗剪承载力设计值：Nb=n性fb=1x3.14x222x140x10-3=532kN\o"CurrentDocument"vv4v 4一个螺栓的承压承载力设计值：\o"CurrentDocument"Nb=dZt•fb=22x16x305x10-3=107.36kNc c一个螺栓的抗拉承载力设计值：Nb=^dtfb=3.14x"面2x170x10-3=51.6kNt4t 4代入公式得：：(N)2+(4)2=.\d)2+(M)1<1

NbNb8x53.2 8x51.6、v l可以解得：F<209.5kN如有帮助欢迎下载支持再验算：N='"x；09.5=37.03kN<Nb=107.36kN，可以。【变化】上题条件如改为已知N=200kN，试验算该连接是否安全？如有帮助欢迎下载支持【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300mmX12mm，腹板尺寸为200mmX6mm。钢材为Q235，解：按题意得：l=5m解题思路：轴心受压柱整体稳定的验算公f=215N/mm2。求最大承载力N=?200mmX6mm。钢材为Q235，解：按题意得：l=5m解题思路：轴心受压柱整体稳定的验算公f=215N/mm2。求最大承载力N=?⑴式为：l=2.5m°yN<fpA式中中要由人或人y查出人=匕，其中：iy虹+ZAg212i上式中:X_l=oxiX;IOOCMC3C：|CMi=.、，L，xVAA为柱的截面积（按实计算），10、/°为柱在x、y方向的计算长度。验算时将上述过程倒过来即可。为方便计算，单位采用cm。①截面积:A=2x30x1.2+20x0.6=84cm2②惯性距:, 30x22.4329.4x203I= =8498.56cm4X12 12121.2x303I=2x—12——=5400cm4③回转半径:IT=\：848498.56 =10.06cm二.5400

tA\84=8.02cm④长细比:人=-ox='°。=49.70<R]=150④长细比:Xi10.05人=2=芝0=31.17<R]=150yi8.02y⑤稳定系数::b类截面，由最大长细比人x=49.70查附表得:中=0.861+49.7-49(0.856-0.861)=0.8575⑤稳定系数:X 50-49⑥整体稳定验算:N=pAf=0.8575x84x102x215=1548645N=1548.63⑦局部稳定验算：TOC\o"1-5"\h\z腹板的高厚比