钢结构计算题

三 填空 1 钢材 2 脆性破坏 3 塑性破坏 4 脆性破坏 5 力学性能 6 抗拉强度 7 屈服点 8 韧性 9 冷弯性能 10 疲劳强度 11 概率极限状态 12 铆钉 13 高强度螺栓连接 14 粗制螺栓 15 角焊缝 16 斜缝 17 部分焊透 18 斜角角焊缝 19 残余变形 20 施工要求 21 受剪螺栓 22 受拉螺栓 23 钢梁 24 组合梁 25 热轧型钢梁 26 临界荷载 27 局部稳定 28 经济条件 29 建筑高度 30 拼接 31 工厂拼接 32 工地拼接 33 刚接 34 滚轴支座 35 桁架 36 高度 37 弯矩 38 轴心力 39 节点板 40 构件详图 41 结构布置图 42 结构布置图 43 构件详图 44 施工导流闸门 45 弧形闸门 46 液压式 47 螺杆式 48 卷扬式 49 水头的大小 50 闸门的尺寸 六 计算题 本大题共 2 小题 每小题10 分 共 20 分 如图所示的角钢截面为2 100 12 与厚度 14mm 的节点板用角焊缝相连 已 知角钢承受轴心拉力460kN 钢材为 Q235 B F 焊条为 E43 型 试采用两侧 角焊缝 设计角钢肢背和肢尖的焊缝尺寸 注意角钢有两个 选取角钢肢背焊 角尺寸 肢尖焊角尺寸 等肢角钢的内力分配系数为 mmhf12 1 mmhf 10 2 k1 0 7 k2 0 3 解 肢背焊缝长度为 4 分 cm fh Nk l w ff w 98 11 10160127 02 104607 0 7 02 1 3 1 1 1 取lw1 15 cm 大于 1分 cmhf 6 92 188 1 肢尖焊缝长度为 4 分 cm fh Nk l w ff w 16 6 10160107 02 104603 0 7 02 1 3 2 2 2 取lw2 9 cm 大于 1分 cmhf 0 80 188 2 2 某桁架腹杆设计内力N 430kN 压力 l0 x l0y 250cm 选用 2 100 80 10 的角钢与厚度为12mm 的节点板用长肢相连 用Q235 钢 试 验算杆件的稳定性 解 查表 相当于表上 考虑了节点板厚度 12mm cmix 12 3 y icmiy 61 3 肢背焊缝 肢尖焊缝 f 215 N mm2 截面面积为 A 2 17 2 34 4 cm2 13 80 12 3 250 0 x x x i l 25 69 61 3 250 0 y y y i l 查表得 687 0 x 756 0 y 取687 0 min x 验算杆件的稳定性 22 2 3 min 215 95 181 10 4 34687 0 10430 mmNfmmN A N 满足稳定性要求 3 等截面简支焊接组合梁的整体稳定性和弯应力强度验算 已知 l 6m Mmax 370 KN m 材料 Q235 f 215N mm2 Ix 6604cm4 Iy 209 1cm4 I1 1613cm4 I2 478cm4 I1 I2分别为受压翼缘和受拉翼缘对y 轴 的贯性矩 解 l1 b1 600 24 25 13 需进行稳定计算 1 分 2 0557 0 8 6224 4 1600 1 11 hb tl 所以 830 0 557 0 18 0 73 0 1 分 2 cm 1048 0604 1164 124 A 1 分 cm A I i y y 48 4 104 2091 1 分 9 133 48 4 600 1 y y i l 1 分 3 1 2350 2091 66043 cm y I W x x 1 分 771 0 2091 1613 21 1 II I ab 1 分 434 0 1771 0 2 8 0 12 8 0 bb a 16 0913 0 434 0 8 624 4 4 1 9 133 1 2350 8 62104 9 133 4320 830 0 2 2 b 分 对进行修正 b 1 分 761 0 913 0 282 0 07 1 282 0 07 1 b b 222 2 max 215 207 7 20 2350761 0 10370 mmNfmmNcmkN W M xb 安全 最大弯应力 安 222 2 max max 215 185 5 18 6604305 1 7 3410370 mmNfmmNcmkN W M mix 全 1 分 4 计算焊接工字形等截面简支梁的整体稳定系数 b 已知 梁长 6m 材料 Q235 双轴对称 跨中无侧向支承 集中荷载作用在上翼缘 腹板选用 截面 800 8 翼缘选用 截面 280 12 Ix cm4 Iy 4390cm4 解 已知 梁长 l1 600 cm 翼缘厚 t1 1 2 cm 梁高 h 80 2 1 2 82 4 cm 0 2 312 0 4 8228 2 1600 1 11 hb t l 按集中荷载作用在上翼缘 查表 786 0 312 0 18 0 73 0 18 0 73 0 b 截面面积 1 分 2 2 1312 12828 080cmA 截面模量 1 分 3 0 3517 4 82 14490022 2 cm h I h I W xx x 回转半径 1 分 cm A I i y y 784 5 2 131 4390 长细比 1 分 73 103 784 5 600 1 y y i l 双轴对称 所以0 b fy 235 N mm2 1 分 梁的整体稳定系数为 2 分 y b y xy bb fh t W Ah235 4 4 1 4320 2 1 2 235 235 0 4 824 4 2 173 103 1 3517 4 82 2 131 73 103 4320 786 0 2 2 2 分 026 1 因 所以要对进行修正 得 6 0 b b 1 分 795 0 026 1 282 0 07 1 282 0 07 1 b b 5 验算图示焊接工字形等截面简支梁的整体稳定 已知 采用钢材 Q345 钢 梁跨度 L 6m 跨中无侧向支承 集中荷载作用在上翼缘 Ix cm4 Iy 28395cm4 fy 325N mm2 Q345 钢材厚度大于mkNM 5433 max 16mm 时 解 因为故须验算梁的整体稳定性 查表 13 6 13 44 600 1 1 b l 2166 0 16444 2600 1 11 hb t l 76 0 166 0 18 0 73 0 18 0 73 0 b 1 分 2 3682 11602442cmA 1 分 784 8 368 28395 A I i y y 1 分 3 68 784 8 600 1 y y i l 1 分 3 max 27 19077 82 1564336 cm y I W x x 1 分 由题已知 查表 2 325mmNfy 0 b 2 295mmNf 8 82 20 08 82 20 0 1 16 64 40 0 x xx x y y y y 4 44 40 0 2 20 0 1 16 60 00 0 1 12 2 4 44 40 0 2 20 0 梁的整体稳定系数为 638 1 325 235 0 1644 4 2 3 68 1 27 19077 164368 3 68 4320 76 0 235 4 4 1 4320 2 2 2 2 y b y xy bb fh t W Ah 2 分 因为需要修正6 0 b 1 分 898 0 638 1 282 0 07 1 282 0 07 1 bb 验算梁的整体稳定性 222 5 max 295 1 317 7 31713 27 19077898 0 105433 mmNfmmNcmN W M xb 2 分 所以稳定性不符合要求 6 有一焊接连接如图所示 钢材为 Q235 钢 焊条采用 E43 系列 角钢为 2 100 x 8 采用手工焊接 承受的静力荷载设计值 N 600kN 试计算两侧面 所需角焊缝的长度 7 试计算焊缝强度 并指出焊缝最危险点的位置 如仅将 P 变为压力 最不利点位置和应力大小有无变化 每式 2 分 共 6 分 每式 2 分 共 4 分 8 如图所示连接集中荷载 P 100KN 的作用 被连接构件由 A3 钢材制成 焊条为 T422 型 已知焊缝厚度 焊脚尺寸 试验算连接焊缝的强度能否满足要求 解 将外力 P 向焊缝形心简化 得 8 4 分 2 分 2 分 2 分 9 解 2 分 2 分 1 分 1