钢结构计算题含答案.docx

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钢结构计算题含答案

1、某6m跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在内的设计值）如图所示。

在距支座2.4m处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其拼接的对接焊缝。

已知钢材为Q235,采用E43型焊条，手工焊，

二级质量标准，施焊时米用引弧板。

-'250^16

解:

1计算焊缝截面处的内力

11

Mqab[2402.4（6.02.4）]kNm1036.8kNm

1

Vqla24032.4kN144kN

2

2计算焊缝截面几何特征值：

133464

IW2501032324010003mm42898106mm4

12

WW2898106516mm35.616106mm3

SW125016508mm32.032106mm3

SwSW150010250mm33.282106mm3

3计算焊缝强度

4

折算应力:

3：

2178.92310.12179.8N/mm21.1ftw1.1185203.5N/mm2

2、设计图示双盖板对接连接。

已知钢板宽a=240mm,厚度

t=10mm，钢材为Q235钢，焊条为E43,手工焊，轴力设计值

N=550kN。

解：

（1）确定盖板尺寸

为了保证施焊，盖板b取为b=240mm-40mm=200mm

按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度

24010

t16mm

2200取t1=6mm

（2）计算焊缝

（3）按构造要求确定焊角高度hf

hfmin1.5tmax4.74mm

②若采用三面围焊，则端缝承载力为

Ni

2bhefffw22000.761.22160327936N328KN

每条焊缝的长度为:

i

40.7hf

（550328）103

—5mm5mm88mm

W40.76160

取1w90mm所需盖板全长121w10mm190mm

3、如图所示支架，支柱的压力设计值N1600kN，柱两端铰接，钢材为Q235（f215N/mm2），容许长细比150。

截面无孔眼

削弱。

支柱选用焊接工字形截面，已知面积

A90cm2,ix12.13cm,iy63.6cm。

验算此支柱的整体稳定。

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.89

0.89

0.89

0.88

0.88

0.87

0.87

0.87

0.86

0.86

40

9

5

1

7

2

8

4

0

5

1

【解】：

整体稳定和长细比验算

截面无孔眼削弱，不必验算强度。

4、图示简支梁，不计自重，Q235钢，不考虑塑性发展，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载设计值为45kN/m，荷载分项

系数为1.4,f=215N/mm2。

问是否满足正应力强度及刚度要求，并判断是否需要进行梁的整体稳定验算。

已知:

[]250'

5ql

384Elx

5

2.0610N/mm

-10>150

6000

x

'二8>500

\

-10>50

解：

（1）正应力强度验算

梁的跨中最大弯矩为:

[ql2-4562202.5kNm

88

lx

1

2151.025.520.850327841cm4

12

2.0Ix278413

x1071cm

h26

max

M202.510J。

3189.1N/mm2f215N/mm：

Wx1071103

所以，正应力强度满足。

（2）刚度验算

型549.5mm

384EIx1.43842.0610527841104

54560004

1

24mm

250

所以，刚度满足要求。

（3）整体稳定性验算

由于密铺板牢固连接于上翼缘，所以不必进行整体稳定性验

算。

图3所示简支梁长12m，钢材为Q235

（f215N.mm2,fv125Nmm2）采用如图所示焊接工字形截面，已

知单位长度得质量为

149.2kg/m，梁的自重为149.2X9.8=

1463N/m，截面积A=158.4cm2,Ix268193cm4,Wnx5128cm3,

Sx2987cm3,tw8mm。

梁上集中荷载如图所示（单位kN）。

试验算此梁的正应力和支座处剪应力。

荷载分项系数为1.2,截面

塑性发展系数x1.05，y1.20。

（15分）

帥•朗

【解】：

梁自重产生的弯矩为：

1

M1-1.2146312231600N•m（2分）

8

外荷载在跨中产生的最大弯矩为：

M2272.856181.931091.4kN•m（2分）

总弯矩为：

Mx1091.431.61123kN•m（1分）

验算弯曲正应力：

N/mm2（4分）

验算支座处最大剪应力:

支座处的最大剪力按梁的支座反力计算，

V=181.9X2X103+1463X1.2X6=374300

N（2分）

剪应力为:

分）

钢。

试校核截面的强度、刚度。

1年（

400

Ncz

500

10000

Zb

11

解：

跨中截面：

M-Fl-18010450kNm

44

（1）截面几何特征:

23.27cm

ix

在弯矩作用平面内:

3

Wx2lx/h3118cmlox10m,l°y5m

y轴屈曲时属c类截面。

Q235钢的强度设计值f215N/mm2

（2）强度验算:

（btw）/2

t

13，故x1.0

满足要求。

（4）刚度验算

长细比：

xl0x.10102/23.743.0

/ix

y500/9.9150.5

构件的最大长细比maxmaxx,y50.5150满足要求。