钢结构习题答案

1、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，160Nmm2，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm。1-_4.J!_4,.-2、计算如题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载条为E43型，=_=%43听3乂（30030）几2解：N4P,V3P,M3P1205553、图示角焊缝连接，承受外力N载，hf8mm/160Nmm2，没有采用引Jkfma=1-X1'10=4.7MM板，验算该连接的承载力。-:、HZhr=6tmn度取为'，焊4：.心任忙煞霭-16Q/mm，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝

2、计算长500kN的3解：Nx400kN,Ny300kN4、计算图示角焊缝连接中的钢材为Q235-BF，焊条为_E生f160N/mm?，偏离焊缝F1180kN，F2240k弧板。4解：将外力F1，F2移向焊缝形心O，题1图hf。已知承受型,形心的两个力>500kN图中尺寸单位:0ZU*29§m载,有引NF1180kN；VF2240kN3N18010536fhelw20.7hf240hff1.0则：解得hf5.58mm取hf6mm10题4图构造要求：hfminhf6mmhfmax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，焊条为E43型,10mm，

3、图中尺寸单位:fT160Nmm2，偏离焊缝形心的力F500kN，e100mm，hfmm,无引弧板。5解：将外力F移向焊缝形心，得：题5图F2；VF2；MFe26、验算题6图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。已知：初连接构件钢材为Q235BF，8.8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0.35。6解V=F=180kN;M=FX1507、图示牛腿采用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:Nt1NMy12nmyj202801001602厂37kN1022(1602802)

4、方法2:Ntb0.8P100kNNt1Ntb,NvNb满足要求8、验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径d20mm,C级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值F100kN,f：140Nmm2,b2b22ft170N.mm,fc305Nmm,Ae2.45cm。8解：NtbAeftb2.4517010241.65kN受力最大的1号螺栓所受的剪力和拉力分别是：螺栓连接强度满足要求。9、验算图示普通螺栓连接时的强度。已知螺栓直径d22mm,c级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值F150kN,fvb140N.mm2,ftb170Nmm2,fj305N.mm2,2Ae3.03cm。（12分

5、）9解:NtbAeftb3.03102170题19图51.51kN受力最大的1号螺栓所受的剪力和拉力分别是：Nv18.75kNNb120.78kN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。采用8.8级M20摩擦型螺栓，P=125kN,u=0.45,F300kN。x_10解：V=300kN,T=300XQ.25=75kNm,题10图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22Q235BF，f315N/mm，fy345N/mm。忽略梁自重，试验算梁的整体稳定性和局部稳定性。已知lx6.14108mm4

6、，Iy3.1251Q7mm4，A9456mm2，Wx2.05106mm3，iy57.5mm，b0.824320Ah1倉rf50.68,b1.07应。4.4hfyb1解（1）整体稳定计算:最大弯矩Mx200240；b0.680kMm；b0.68Mx/(bWx)400106/(0.642.05106)305N/mm2f满足要求(2)验算局部稳定.翼缘b122mm,tf12mm,b/tfL2000一10.213235/fy2000L0.64腹板h0/tw576/69680235/fy66；h0/'题1图w96170235/fy140应布置横向加劲肋2、如题2图所示一焊接组合截面板梁，截面尺寸

7、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40kN，活载70kN（静力荷载）。试对梁的抗弯强度、抗剪强度、折1算应力、整体稳定性和挠度进行验算。(f215N/mm2,fv125N/mm2,-l4004320AhbTWx1Jyt、2235其中yb0.81，当计算出的b0.6按0282b1.07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性参数:bA=126.6cm2，Ix=51146cm4，Iy=7861cm4，Wx=2158cm4，Sx=119

8、6cm3，Sx1=942cm3。3402解：荷载设计值计算。PLP=1.240+1.470=146KN;M=一41466P丁=219心"；V=-=73KN(1)构件截面几何特性计算:7861.126.6=7.88cm;loyiy6007.88=76.1(2)强度验算：抗弯强度(T-MymaXlx抗剪强度Tax=VS2LIxtw219106237511461047310311961035144610410=101.5N/mm=17.1N/mm2<fv折算应力h04502d=omax-=101.5:冷=96.4N/mm2h474VSx1731039421032T=13.4N/mmI

9、xtw5114610410r-J23213196.42313.42=99.2N/mm2<1.1f整体稳定性验算:°°=17.6>16，故需要验算整体稳定性。344320b2y竺1()2235=0.814.4hfyWx126.647.421581严1牛14.447.42=1.834>0.6b1.10.4646o.12691.13/2b0.46461.8340.1269=0.8981.834MbWx219106=113N/mm2<f0.8982158103(4)挠度验算：故刚度条件能够满足。3、题3图所示楼盖梁跨度4.8m，采用焊接工字形截面，承受的均布

10、荷载为恒载标准值(包括自重)8kN/m+活载标准值qk，如果楼板可保证梁的侧向稳定性，钢材为Q235BF，22f215N/mm,fv125N/mm，试计算活荷载qk的最大值。已知容许挠度vl250,Ix9.511107mm4,Wx6.3105mm3,Sx3.488105mm3,1.05,v5q|4/384Elx。(3)验算挠算2060009.511107)荷载标准值q828.436.4kN/m;v536.448004/(38412.8mmv4800/25019.2mm满足要求；整体稳定无需计算，活荷载最大标准为28.4kN/m4、试验算图示简支梁的整体稳定性。已知作用在梁上的荷载设计值F300

11、kN，梁自重设计值2.0kNm，采用Q235钢材，f215Nmm2，b4320b2yAhWxyb14.4h235E，4跨中有侧向支撑,1.20b1.070.2821.0,A228cm2,Ix413683cm4,Iy17067cm。4解:Ix413683bF17067=1.2Loyh/2-103,268.65cm;_60°_69.36;M6mlymax22.0i20qily304320228103.2269.36801716m48-936kNm269.36164.4题32图J|4000235=3.260.62355、图示焊接工字钢梁，均布荷载作用在上翼缘,，Wx5016.4cm3132

12、00mm2Q235钢，验算该梁的整体稳定。已知:4Iy45019392mm，4320b2y2yt1Ah14.4h235石，0.71,b1.0702821.0,215Nmm2。（10分）Mx5解iy=0.710.68101062；满足要求2m32090.7735016.41032156、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,验算该梁的整体稳定。已知：F300KN，A15840mm2，Wx4.17106mm3，8Iy0.5110mm4320Ahb2yWx1yb4.4h235可，b1.20，1.0,zfiC6解iAb1.07°.282f310N

13、.mm2。（10分）8题6图0.511056.74mm15840zfiCLoyy-ly70.50，MxFa30056.741200kNm=1.20432015840828MxbW<170.51470.524.17106'4.482812001066291.60.9874.171062m0空=3.40235310n2；/mm7、试验算图示简支梁的整体稳定性。已知作用在梁跨中的荷载设计值产生的内力，采用Q235钢材，fy=235N/mm2,f=215N/mm2,bb警川丄士2235bb=1.070.6满足要求F=300kN，忽略梁自重，跨中有两等距离侧向支撑,yb=1.20,截面几何

14、特性：A=158.4cm2,lx=268206cm4,ly=5122cm4。(1)截面几何特性7解WxIx2268206h2102.85218cm3iy5.69cmA(2)内力计算Mx30012900kNm(3)整稳计算10yly4005.6970.3b=1.07逛1.070.2823.350.986Mx9001063bW<0.986521810175N/mm2vf=215N/mm2满足43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=

15、350mm，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43125cm。224215N/mm，A95cm，Ix23237cm,Iy1、解：(1)构件截面几何特性计算：1A=25X1.2X+35X.0=95cm2；lx=:25X37.43-(25-1)3X312=23237cm4；沦x1,2送53=312简4;"去23237=15.64cm95iy=A95I3125=5.74cm;佔世=76.7;ix15.64Ioy400?y=69.7iy5.74(2)强度验算:因截面无削弱，所以这里无需验算强度。(3)整体稳

16、定性验算：截面对x、y轴弯曲屈曲都属于b类截面，故整体稳定性由绕x轴屈曲控制。由k=76.7查表得：y=0.7091200103NA09=178.2N/mm2<f整体稳定性能够保证。(4)局部稳定性验算:120235=10+0.1>76.7=17.67y350=35<(25+0.5入10235)=25+0.5>6.7=63.35局部稳定性能够保证。2、如题2图所示轴心受压格构柱承受轴力设计值N=800kN,计算长度lox=loy=10m，分肢采用225a：A=2X34.91=69.82cm2,iy=9.81cm,I1=175.9cm4,ii=2.24cm,yi=2.07

17、cm，钢材为Q235BF，缀条用L45X4,Ad=3.49cm2。缀条柱换算长细比为ox7271,试按照等稳定原则确定两分肢平行于X轴的形心轴间距离b。|22解等稳定条件为oxy；y竺型d101.9；iy-9.81Iox27AA2101.92769.82100.6;23.49210102100.69.94cm；Ix2I1A题2图2.丄tj19.4cm度为3、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23.5m,钢材为Q235BF,f205N/mm,验算该柱的刚度和整体稳定ox7m,oy性。已知A27500mm21.5089109mm4,Iy4.1667

18、108mm4,150。3解234.2mm（1）刚度验算：lox700029.9loyxix234.2yiy（2）整体稳定算:当29.9时,鬻280.936152025303540450.9830.9700.9530.9360.9180.8990.8786、某缀板式轴压柱由两槽钢220a组成，Q235-AF，柱高为7m，两端铰接，在柱中间设有该杆能承担多大外4、图示焊接工字形截面轴压柱，在截面有两个M20级螺栓孔，并在跨中有一侧向支撑，载？已知：钢材Q235-AF,A6500mm2，ix119.2mm，iy63.3mm，fy215N2mm。xf215Nmm2。25解Ix2(hAa)2(21824

19、4015.9)20660.8cmix20660.8A,80Ix16.07cmLoxxix如52.3；16.07ox252.3224257.5查表x0.82匚xAf0.8280002151410.4kN1000kN满足要21侧向支撑，iy7.86cm,f215Nmm2，试确定其最大承载力设计值（已知单个槽钢20a的2，几何特性：24A28.84cm,I1128cm,135,$值见附表)。ixox撑,L1丨，t2Ix2(11Aa)2(12828.842410.7)6860cmIxxAf0.732686010.9cm28.8470010.964.2、64.223522228.841027、图示焊接工

20、字形截面轴压柱，在柱73.1；L0yiy215907.8kN35044.50x查表x0.732；7.861/3处有两个M20的C级螺栓孔，并在跨中有一侧向支试验算该柱的强度、整体稳定？已知：钢材Q235-AF，26500mm，ix119.2mm，2，F1000kN。yiy63.3mm，fy2151、由热扎工字钢I25a制成的压弯杆件,HILIILoyIyJ|IIIIIIIIII3063)047.339，杆长10m，钢材Q235，f215E206103N2，mx0.650.35性，已知：截面Ix33229cm4，A84.8cm2，b/mmM1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定性确定该杆能承受多大的弯矩Mx？（13分）1解W1x,3囂19.8cmLox，xN=1000kb100019.82f50.5；查表!x0.854IxIx332292h/21373cm348.410mmx2、试验算图示压弯构件平面外的稳定性tx0.650.35业，b1.07M116700mm2，2解WxIxIxh/2N440008M2?|0.6503-110.65iMlI200Q235,F100kN,，跨中有一侧向支撑,235N900kN，f215Nmm2，792.410mm，Iy160106mm4