习题01计算部分概要

1、例5-1 一工字形截面 200X320X8X6，求绕强轴、弱轴的屈服弯矩、塑性弯矩和截面两边缘塑性区高度占截面高度1/8时的弹塑性弯矩。已知屈服强度fy=235MPa。士2A解：（1）求屈服弯矩200X3203 -194X30434IX = 91939499mm4ly12"8 決 2003 +30恥 63 =10672139mm4WxWyMex12=91939499 = 574622mm3 160106720393=106721mm100= 574622咒235= 135036170N mm(3)求截面塑性区高度占截面高度1/8时的弹塑性弯矩Mey（2）求塑性弯矩= 10672lx2

2、35=25079435N mm1 2 3wp 2015r304 =637824mm1 2 2 3Wpy=->42X8X200 + 3046 ）= 162736mm4M px =637824235 =149888640 N mmM py =162736235 =38242960N mm或根据表51求其近似值M pxpxM ex =1.12X135036170= 151240510N mmM py pyMey =1.50X25079435 = 37619153N mmMep x=2x(200<8x156235+6x32x(1608-16235)+1 x6x246x235=1431206

3、4l0*mmMepy=4x8x25x87.5235+2xx8x156x235+x30462x2353一 =3056714N mm660.75100例5-2 一简支梁，梁跨 7m,焊接焊接组合截面150X450X18X 12。梁上作用均布恒0.1m。钢材1.2，对活载载(未含梁自重)17.1kN/m,均布活载6.8kN/m，距一端2.5m处，尚有集中恒载 60kN， 支承长度0.2m，荷载作用面距钢梁顶面 0.12m。此外，梁两端的支承长度各 屈服强度235MPa，屈服剪力136MPa。在工程设计时，荷载系数对恒载取 取1.4,材料强度系数取1.093。考虑上述系数，计算钢梁截面强度。】一2*&

4、amp;0讪45002500100 H00-414x12-150x18-150x18IS4S4J(kN* mJ解：(1)计算截面系数A =10368mm2I 323046144 mm43Wx 俺 1435760mm3Sxl =150咒18咒216 =583200mm丄 12 咒 20723Sxm =583200 +840294mm32(2)计算荷载与内力自重 g=0.814kN/m均布荷载 q =1.2x(17.1 +0.814) + 1.4咒6.8 =31.017kN /m集中荷载 F =1.2x60 = 72kN梁上剪力与弯矩分布见上图。（3）计算截面强度1）弯曲正应力235按题意 fd

5、=215 MPa1.093C处截面弯距最大，按边缘屈服准则MxW<290.639>d061435760俺 202MPa Y 215MPa按有限塑性发展准则（取Yx =1-05)M0-897"0按全截面塑性准则（取 =1.12)=0.841 Y 1.0M pxd2）剪应力按题意fvd =厂235一 俺 125M Pa如 1.093A处截面剪力最大帯蠶牆:曲Pa55M Pa3）局部承压应力A处虽有很大集中反力，因设置了加劲肋，可不计算局部承压应力。B截面处72000be _200 + 2X(120+18)P<12= 12.6MPa V 215MPa4 ）折算应力剪力和局

6、部承压应力，计算腹板与翼缘交界处的分B处左侧截面同时存在很大的弯矩、 项应力与折算应力X 凹=185.8M Pa225M.2O7290.185X106W = - X=W<2251435760 VySxi77303X583200宀仆q = =11.6 MPaIxt32304614412be =12.6 MPabzs=J185.d +1262 -185.8X12.6 + 3X11.62 =181MPa Y 215MPa习题厚度7 1:试设计用拼接钢板的角焊缝对接连接（如下图示）。已知钢板宽 B=270mm,t1=28 mm,拼接钢板t2=16 mm。该连接承受的静态轴心力 N=1400kN

7、（设计值），钢材为Q235-B,手工焊，焊条为 E43型。解：设计拼接盖板的角焊缝对接连接有两种方法：一是假定焊脚尺寸求焊缝长度，再由 焊缝长度确定拼接盖板的尺寸；二是先假定焊脚尺寸和拼接盖板的尺寸，然后再验算焊 缝的承载力，如不能满足，则调整尺寸后再行验算。1、确定角焊缝焊角尺寸：习题72:试验算下图示牛腿与钢柱连接角焊缝的强度。钢材为Q235-B，手工焊，焊条为E43型。荷载设计值 N=365kN，偏心距e=350mm，焊脚尺寸hfi=8mm,hf2=6mm。习题7 3:如图所示连接，尺寸为mm受静载拉力P=130KNhf=10mm,钢材为Q235BF E43焊条，手工焊无引弧板，ftw=

8、160N/mm试验 算焊缝强度，并指出焊缝最危险点的位置。习题7 4: 一工字形梁，跨度12米，在跨中作用集中力P=20 KN 在离支座4米处有一拼接焊缝（采用对接焊缝），如下图示。已知 截面尺寸为：b=100mm,t=10mm梁高h=200mm腹板厚度tw=8mm钢 材采用Q345焊条为E50,施焊时采用引弧板。求拼接处焊缝受力。1 111广/"I rb JLU/GUJL'L| -PC；.+Z/1'C级螺栓连接于钢柱上，牛腿下有一习题7 5:计算牛腿连接（如下图示）。已知牛腿截面尺寸为：焊 缝为对接焊缝，翼缘板宽度 b1 = 120mm厚度t1 = 12mm腹板高度

9、 h=200mm厚度t=10mm 作用力F=150KN距离焊缝 e=150mm钢 板用Q39Q施焊时不用引弧板。求焊缝受力。F/习题7 6:设有一牛腿，用支托板以受剪力，钢材为Q235钢。螺栓采用M2Q栓70mm抗拉强 度设计值ftb=170N/mm荷载V=100KN作用点距离柱翼缘表面为 200mm水平轴向力N=120KN验算螺栓强度和支托焊缝，角焊缝 强度设计值ftN=160N/mm如改用A级5.6级螺栓，可否不用支 托承担。1S,S4 1习题77:验算用双盖板和C级螺栓的拼接，被拼接钢材-14 X 370, 盖板为2-8X 370,钢材为Q345B- F钢。螺栓采用M2Q孔径22mm 螺

10、栓排列如下图示。作用在螺栓群形心上的设计值为：弯矩M=2><107N- mm 竖向轴心力 V=3.2 X 105N,水平轴向拉力 N=3X 105N,C 级螺栓抗剪强度设计值为f vb=130 N/mm,螺栓承压强度设计值fcb=380N/mmQ345钢的抗拉强度设计值 fd=315 N/mn。（18 分）。457045:o- :© :00: :04570454578咼强度螺栓连接计算。一受斜向偏心力作用的咼强度螺栓摩擦型连接， 偏心荷载设计值T=550KN钢材为Q235螺栓为10.9级的M20高强度螺栓, 构件接触面经喷砂后涂无机富锌漆。79对接焊缝强度验算。焊接工字形

11、梁，截面如下图示。腹板上设置一条 工厂拼接的对接焊缝，拼接处 M=3000KN.m,V=600KI钢材为Q235钢,焊条为 E43型,对接焊缝抗压强度设计值f cW=215N/mm抗拉强度设计值f tW=215N/mi23 抗剪强度设计值仁二1252口务施焊时加引弧板。710:对接焊缝强度验算。有一工字形钢梁,采用I50a(Q235钢),承受荷载如图示:F=150KN,用对接焊缝连接.E43型焊条,手工焊,施焊时加引弧板.对 接焊缝抗拉强度设计值ft =215N/mm抗剪强度设计值fvw=125N/mm4.6 习4.1 一块-400 X 20的钢板用两块拼接板 -400 X 12进行拼接。螺栓

12、孔径为 22mm , 排列如图4.30所示。钢板轴心受压， N=1350kN (设计值)。钢材为 Q235钢，解答 下列问题：(1) 钢板1-1截面的强度够否？(2) 是否还需要验算2-2截面的强度？假定 N力在13个螺栓中平均分配，2-2截面 应如何验算？(3) 拼接板的强度够否？123> N112131图4.30习题4.1图4.2试验算图 4.31所示焊接工字形截面柱（翼缘为焰切边）。轴心压力设计值N =4500kN，柱的计算长度l0x T0y =6m。钢材为Q235,截面无削弱。500y12图4.31习题4.2图4.3若在习题4.2柱的中点侧向增加一支承，即取10y = 3m，其他

13、条件不变。设计承载力为多少？ 设计承载力是否显著提高?N= 350kN，截面是否能满足要求？如不满足，从4.5试设计一两端铰接的轴心受压柱,l0x = 7m， l0y = 3.5m。轴心压力设计值N =450kN，采用热轧工字钢，钢材为Q235。（1）重新设计此焊接工字形截面；（2）设计为H型钢截面。4.4某车间工作平台柱高 2.6m,按两端铰接的轴心受压柱考虑。如果柱采用16号热轧工字钢，试经计算解答：（1）钢材采用Q235时，（2）钢材采用Q345时，（3）如果轴心压力设计值构造上采取什么措施就能满足要求？4.6某轴心受压柱承受轴心压力设计值N =5000kN，柱两端铰接，l0x =l0y

14、 =8m。钢材为Q235，截面无削弱。试设计此柱的截面:（1）采用普通轧制工字钢；（2）采用热轧H型钢；(3)采用焊接工字形截面，翼缘板为焰切边。4.7某钢屋架的上弦压杆，承受轴心压力设计值N =800kN，已知计算长度l0x =1500mm , y = 3000mm。采用双角钢组成 T形截面，节点板厚度为 12mm，钢材为Q235,截面无削弱。试确定此上弦杆的截面:(1) 采用等边角钢；(2) 采用不等边角钢。4.8 一工作平台的轴心受压柱， 承受轴心压力设计值 N = 4000kN , l0x = l0y = 7m。截面采用两个热轧普通工字钢组成，钢材为Q235，截面无削弱。试设计此缀板柱

15、。4.9同习题4.8，但改用缀条柱。斜缀条截面采用1/ 50X 5,斜缀条与柱子轴线间的夹角£ =40°。试设计此轴心受压柱的截面和验算所选定缀条截面是否满足要求。若斜 缀条截面减小为1 / 45 X 4，对柱承载力有何影响？4.10某格构式轴心受压柱，截面采用两热轧槽钢组成，翼缘肢尖向内。l0x =l0y =7.5m，承受轴心压力设计值 N =1500kN。钢材为Q235，截面无削弱。试设计此柱的截面：(1)缀材采用缀条；(2 )缀材采用缀板。1、如图1中下弦扦采用单角钢L140X 10，杆件计算长度loy = lox=6m。构造见图。问AB扦是否安全。2、如图2所示析架

16、，AB杆采用2L100 X 63X &钢材采用2Q235A , fd =215N /mm ,杆件计算长度loy = 12m, lox=6m。在C节点处设有安装孔,孔径为d0=21.5mm。承受节mH点荷载P=720kN ,rr/*L0 /13、验算图示用摩擦型高强度螺柱连接的节点强度。螺栓直径 为Q235AF，承受轴心拉力 N = 600kN(设计值)。20mm，孔径22mm，钢材40 S0X2 40 10 nnr*1i11feI1fJj111I1.1.、or-井婷甘軒爭亠炉coTo4.1 一块ZOO X 20的钢板用两块拼接板 -400 X 12进行拼接。螺栓孔径为 22mm , 排

17、列如图4.30所示。钢板轴心受压，N=1350kN (设计值)。钢材为 Q235钢，解答下列问题：(1) 钢板1-1截面的强度够否？(2) 是否还需要验算2-2截面的强度？假定 N力在13个螺栓中平均分配，2-2截面 应如何验算？(3) 拼接板的强度够否？> N瓷N12311213图4.30习题4.1图。轴心压力设计值4.2试验算图 4.31所示焊接工字形截面柱(翼缘为焰切边)N = 4500kN，柱的计算长度Iqx =6 =6m。钢材为Q235，截面无削弱。500y12图4.31习题4.2图4.3若在习题4.2柱的中点侧向增加一支承，即取I oy = 3m，其他条件不变。（1）重新设计

18、此焊接工字形截面；（2）设计为H型钢截面。4.4某车间工作平台柱高 2.6m,按两端铰接的轴心受压柱考虑。如果柱采用16号热轧工字钢，试经计算解答：（1）钢材采用Q235时，（2）钢材采用Q345时，（3）如果轴心压力设计值设计承载力为多少？ 设计承载力是否显著提高?N= 350kN，截面是否能满足要求？如不满足，从4.5试设计一两端铰接的轴心受压柱,l0x = 7m , l0y = 3.5m。轴心压力设计值N =450kN，采用热轧工字钢，钢材为Q235。4.6某轴心受压柱承受轴心压力设计值N = 5000kN，柱两端铰接，l0x=l0y=8m。构造上采取什么措施就能满足要求？钢材为Q235

19、，截面无削弱。试设计此柱的截面：（1）采用普通轧制工字钢；（2）采用热轧H型钢；N =800kN，已知计算长度（3）采用焊接工字形截面，翼缘板为焰切边。4.7某钢屋架的上弦压杆，承受轴心压力设计值l0x =1500mm ,気=3000mm。采用双角钢组成 T形截面，节点板厚度为 12mm，钢 材为Q235,截面无削弱。试确定此上弦杆的截面:（1）采用等边角钢；（2）采用不等边角钢。4.8 一工作平台的轴心受压柱， 承受轴心压力设计值 N = 4000kN , l0x = l0y = 7m。截面采用两个热轧普通工字钢组成，钢材为Q235，截面无削弱。试设计此缀板柱。4.9同习题4.8，但改用缀条

20、柱。斜缀条截面采用1/ 50X 5,斜缀条与柱子轴线间的夹角日=40°。试设计此轴心受压柱的截面和验算所选定缀条截面是否满足要求。若斜 缀条截面减小为1 / 45 X 4，对柱承载力有何影响？4.10某格构式轴心受压柱，截面采用两热轧槽钢组成，翼缘肢尖向内。l0x =l0y =7.5m，承受轴心压力设计值 N =1500kN。钢材为Q235，截面无削弱。试设计此柱的截面：（1）缀材采用缀条；（2 ）缀材采用缀板。1.一平台的梁格布置如图 5.26所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。设平台恒 荷载的标准值（不包括梁自重）为 2.0KN /m2。试选择次梁截面，钢材为 Q345钢。

21、卜1 - >:LJ1-冬jL '3rFrFl'lI- J* FH图5.28习题1图2 .选择一悬挂电动葫芦的简支轨道梁的截面。跨度为6cm ；电动葫芦的自重为 6KN ,起重能力为30KN （均为标准值）。钢材用Q235 -B钢。注：悬吊重和葫芦自重可作为集中荷载考虑。另外，考虑葫芦轮子对轨道梁下翼缘的磨损，梁截面模量和惯性矩应乘以折减系数。3. 设计习题1的中间主梁（焊接组合梁），包括选择截面、计算翼缘焊缝、确定腹板加劲 肋的间距。钢材为 Q345钢，E50型焊条（手工焊）。4. 根据习题1和习题3所给定的条件和所选定的主、次梁截面，设计次梁与主梁连接 （用 高等的平接），并按1: 10比例尺绘制连接构造图。5. 工字形焊接组合截面简支梁，其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变性。梁上均布荷载（包括梁自重）q =4KN /m ,跨中已有一集中荷载 F90KN ,现需在距右端4m处 设一集中荷载F1。问根据边缘屈服准则，F1最大可达到多少。设各集中荷载的作用位置距梁顶面为120mm，分布长度为120mm。钢材的设计强度取为 300N / mm2。另外所 有的已知荷载和所有未知荷载中，都已包含有关荷载的分项系数。_I齐员-SO