钢结构设计复习题

1、例5.5.7 按构造要求计算焊脚的尺寸 取 取 因是贴边焊：所以取合理。 取 取 因是贴边焊且取所以取焊脚尺寸合理。，钢材为Q345，焊条E50型，手工焊。 要求：确定焊缝所能承受的最大静力荷载直F。 答案：将偏心力F向焊缝群形心简化，则焊缝同时承受弯矩和剪力VFkN，按最危险点A或B确定焊脚尺寸。因转角处有绕角焊缝2，故焊缝计算长度不考虑弧坑影响，200mm。 焊缝计算截面的几何参数： 应力分量： ：0，3571F。解得：.因此该连接所能承受的最大静力荷载设计值为450.7kN. 条件：图5.5.16所示，一竖立钢板用有 钢柱上。已知焊缝承受的静态斜向力N=280N（设 计值），60，角焊缝

2、的焊脚尺寸8mm，钢材为Q235B，手工焊，焊条E43. 要求：验算直角角焊缝的强度 答案：查表得 1）解法1 将N力分解力垂直于焊缝和平行于焊缝的分力，即焊缝同时承受和 2）解法2 已知=60 280kN，满足要求 焊缝连接，N667kN（静载设计值），角钢为，节点板厚度为10mm，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。 要求：试确定所需焊缝的厚度和施焊长度 答案：角焊缝的强度设计值角钢肢尖处 角钢肢背处 角钢肢背、肢尖都取（角钢肢背和肢尖可采用相同的焊脚尺寸，也可使肢背的焊脚尺寸比肢尖的大2mm）。 所需焊缝计算长度为 侧面焊缝实际施焊长度为，取280mm，取130mmKn(静力荷载)，

3、角钢为2L1107010（长肢相连），连接板厚度为12mm，刚才Q235，焊条E43型，手工焊。 要求：试确定所需焊脚尺寸和焊缝长度。答案：设角钢肢背、肢尖及端部焊脚尺寸相同，取;160Nm。端缝能承受的内里为：肢背和肢尖分担的内力为：肢背和肢尖焊缝需要的实际长度为： 取235mm 取100mm条件：两截面为的钢板，采用双盖板和C级普通螺栓连接，螺栓M20，刚才Q235，承受轴心拉力设计值N=940Kn. 要求：试设计此链接。答案：1）确定连接盖板截面。采用双盖板拼接，截面尺寸选，于连接钢板截面面积相等，刚才也采用Q235.2)确定螺栓数目和螺栓排列布置。，。单个螺栓受剪承载力设计值：单个螺栓

4、承压承载力设计值：则连接一侧所需螺栓数目为：个，取n=12个。3）验算连件的净截面强度。连接钢板在截面受力最大的N,连接盖板则是截面受力最大也是N，但是因两者刚才、截面均相同，故只验算连接钢板。设螺栓孔径。满足。，焊条采用E43系列，手工焊。 要求：按可拆卸的和永久性的两种情况分别设计此连接。最上排螺栓承受的拉力最大，按下列公式计算： 每个螺栓承受的剪力为： ， 单个螺栓的承载力为： ,满足要求。最上一排单个螺栓承受拉力为：支托和柱翼缘的连接用侧面角焊缝，查表得，考虑V力对焊缝的偏心影响，取，。条件：有一角钢和节点板搭接的螺栓连接，钢材为Q235BF钢。承受的轴心拉力设计值计值（静载）。采用C

5、级螺栓，用。 要求：确定螺栓数量和布置 答案：1.栓直径确定 根据在角钢上设置螺栓的构造要求，在角钢上的栓孔最大开孔直径为23.5mm，线距e=50mm。据此选用M20螺栓，孔径为。由螺栓的最大、最小容许距离queding螺栓边距和中距。顺内力方向边，故取端距为45mm中距（螺距），故取端距为65mm螺栓数目确定：一个C级螺栓受剪承载力设计值为所需螺栓数目n为个 取7个故螺栓的承载力设计值应乘以折减系数为得所需螺栓数为个所以取7个螺栓满足螺栓抗剪要求。3.构建净截面强度验算所以该连接按M20，7个螺栓如图布置满足要求。被两块盖板用M20的C级螺栓拼接，螺栓孔径d。要求：试确定此拼接所能承受的最

6、大轴心拉力设计值N（静载）。答案：1螺栓的排列距离校核 C级螺栓的M20，应取栓空。螺栓中心间距、中心至构件边缘距离均符合螺栓排列距离的最大、最小要求。2.螺栓能承受的最大轴心拉力设计值 一个螺栓抗剪承载力设计值为 。是短拼头，螺栓承载力不折减。所以：所以螺栓能承受的最大拉力设计值为3.构件能承受的最大轴心拉力设计 值主板1-1正交 净截面积主板1-1折线净截面积为WEI 所以故所以，该连接所能承受的最大拉力设计值N（静载）为由上计算表明，该连接多能承受的最大拉力设计值N是由主板净截面强度条件控制。要求：试确定此拼接所呢个承受的最大拉力值N。答案：1.螺栓距离校核取2.螺栓能承受的最大轴心拉力

7、设计值 在抗剪连接中，每个高强度摩擦型螺栓的承载力设计值为所以为=3.构件能承受的最大轴心拉力设计值对应的为得主板1-1折线净截面对应的为盖板3-3净截面,对应的为主板毛截面A，对应的为=N所以，该连接所能承受的最大拉应力设计值N为由上计算表明，该连接多能承受的最大拉力设计值N是由主板净截面强度条件控制。例5.2.3 焊接工形等截面简支梁的强度、刚度验算，为间接动力荷载，其中可变荷载效应占一半，多用正在梁的顶面，其沿梁跨度方向的支承为130mm。要求：验算该梁的强度和刚度答案：Q235钢强度设计值楼盖主梁的挠度容许值1. 截面几何特性计算面积 度强轴x轴的惯性矩式中略去不及翼缘板对自身形心轴的

8、惯性矩。对受压纤维的截面模量对受拉纤维的截面模量受压翼缘板对x轴的面积矩受拉翼缘板对x轴的面积矩x轴以上（或以下）截面对x轴的面积矩2. 梁的内力计算（1） 荷载计算梁自重标准值式中1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造用钢材使梁自重增大的系数，为钢材质量密度，9.807为重力加速度取值。梁自重设计值集中荷载设计值跨中截面弯矩设计值支座截面剪力设计值跨度中点截面处剪力设计值3. 截面强度计算（1） 抗弯强度验算跨中截面受拉边缘纤维因截面无削弱，翼缘厚t=14mm，受压翼缘自由外伸宽度，。 基本满足要求。（2） 梁支座截面处的抗剪强度 ，满足要求。（3） 腹板局部承压强度由于在跨度中点固定集中荷载作用

9、处金额支座反力作用处设置支承加劲肋，因而不被验算腹板局部承压强度。（4） 折算应力 由跨度中点截面腹板计算高度下边缘处控制，该处的正应力剪应力和局部压应力分别为：折算应力：，满足要求。跨中最大挠度满足要求。该梁的强度刚度均满足要求。2.45kNm（标准值）。梁上翼缘有3个集中荷载F500kN（设计值）分别作用于跨度的四分点处，跨度中点有一个侧向支承，钢材为Q343钢。 要求：试验算此梁的整体稳定性。 答案：（1）判断是否要进行整体稳定计算 梁受压翼缘侧向自由长度与其宽度的比值 （2）求最大弯矩设计值 （3）梁截面几何特性（4）钢材强度设计值。（5）用近似公式计算因，可以用规范（B.5-1）式计

10、算，满足要求.(6)用规范（B1）公式计算 按规范表B.1跨度中点有一个侧向支承点的情况，但3个集中荷载不全位于跨中央附近，故根据注3，应取表中项次5，即按均布荷载作用在上翼缘上的。双轴对称截面整体稳定系数为整体稳定性满足要求。 要求：验算整体稳定性 答桑：根据题意可知。l）计算截面特征值。 毛截面面积： 截面惯性：（忽略腹板） 截面回转半径： 2）柱的长细比和刚度验算。 3）整体穗定验缉。 根据截面组成条件，从规范表5.1.-1知，对x轴属b类，对y轴属c类，查规范表C-2，C-3得：满足要求。 要求：验算实腹桂腹板和翼缘的局部稳定。 答案：腹板高度，厚度；长细比，翼缘外仲宽度，厚度。 腹板

11、和翼缘的局部稳定均能得到保证。 要求：试设计此支柱的截面：采用普通轧制工字钢；（1）试选截面 假定90，对于轧制工字钢，当绕x轴失稳时属于a类截面，由规范表c-1查得绕y轴失稳时属于b类截面，由规范表C2查得。需要的截面面积和回转半径为： 不可能选出同时满足的型号，可适当照顾到和进行选择。现试选（2） 截面验算因截面无孔眼削弱，可不验算强度。又因轧制工字钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行整体稳定和刚度验算。长细比：远大于，故由查规范表C-2得。）组成，柱肢的中心距为260mm，缀条采用单角钢（）。荷载的设计值为轴心压力N=1750kN，柱的计算长度为，钢材为Q235，截面无削弱。要求：验算柱肢和缀条的强度、稳定和刚度答案：1.截面特性：柱截面面积 单肢计算长度 单肢回转半径 绕虚轴惯性矩 虚轴回转半径 长细比 缀条截面面积 换算长细比 2.截面验算，只需要计算绕虚轴的稳定性，查规范表C-2，当时，于是满足整体稳定要求；因截面无削弱不需要验算净截面强度。局部稳定：因柱肢为型钢，局部稳定能够保证。4.刚度验算缀条轴力 缀条长度 缀条最小回转半径 缀条长细比 单角钢强度这件系数 由查得稳定系数 （b类截面）缀条稳定验算