钢结构复习题全部.docx
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钢结构复习题全部.docx
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钢结构复习题全部
1、如图所示两截面为-14x400的钢板,采用双盖板和C级普通螺栓连接,单盖板厚度为7mm。
螺栓为M22,螺栓孔径d0=24mm。
,;钢材为Q235,承受轴心拉力设计值N=700KN。
试验算此连接。
解:
单个螺栓抗剪承载力设计值:
kN
单个螺栓承压承载力设计值:
kN
连接一侧所需螺栓数目为12:
94kNF=1127.3kN>700kN
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,但是因两者钢材、截面均相同,故只验算连接钢板。
满足要求
2、图示双角钢与节点板三面围焊缝连接,受静态轴心拉力N,角钢为2∟125×80×10长肢相拼,焊脚尺寸hf=8mm,,钢材为Q235,焊条E43型,手工焊;肢背焊缝实际长度=300mm,焊缝内力分配系数=0.65,=0.35,正面焊缝的强度增大系数=1.22,角焊缝强度设计值=160N/mm2。
试确定此连接能承受的最大静力荷载设计值F及肢尖焊缝的长度。
(15分)
解:
由题意得mm
正面焊接:
=273.3kN
肢背侧焊缝:
=523.26kN
又
1015.24kN
=218693N(3分)
mm
3、如图所示钢板与工字形柱采用双面角焊缝T形连接,hf=8mm,其它尺寸已在图中给出,钢板承受一个斜向拉力F=500kN的作用(静力荷载),钢材Q235B,焊条E43系列,。
面积A=4300mm2,抵抗矩W=2.75×105mm3。
试验算此连接能否满足强度要求。
解:
力系分解:
水平轴心力
剪力
弯矩
在水平轴心力作用下:
在弯矩作用下:
在剪力作用下:
所以:
4、如图所示的两端铰接且在中点有侧向支撑的轴压柱。
钢材为Q235,截面无削弱,静载轴力设计值N=1600kN,柱为焊接工字型截面,翼缘为焰切割边([λ]=150,对、x−x、y−y轴均属b类截面)。
已知=9000mm2,Ix=1.325×108mm4,Iy=3.65×107mm4。
试对该支柱进行截面验算。
(注:
长细比计算精确到小数点后一位)(15分)。
解:
1)刚度验算
121.3mm63.7mm
2)整体稳定性验算:
因为截面对X轴、Y轴属b类截面,用查附表得满足要求
3)局部稳定验算:
满足要求
4)截面无孔洞削弱,故不进行强度验算。
例、竖立钢板用角焊缝连接于钢柱上的焊缝计算(拉、剪)
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°,角焊缝的焊脚尺寸=8mm,,钢材为Q235-B,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
焊缝同时承受和作用,可用《规范》式(7.1.3-3)验算
例、角钢和节点板连接计算(两边侧焊连接)
条件:
如图所示,角钢和节点板采用两面侧焊
焊缝连接,N=667kN(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130mm
例4、角钢和节点板连接计算(三面围焊连接)
条件:
图5.5.20所示角焊缝与连结板的三面围焊连接中,轴心力设计值N=800Kn(静力荷载),角钢为2L110×70×10(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
;
由《规范》表3.4.1-3查的角焊缝强度设计值=160N/m。
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
例、角钢和节点板的搭接连接(用螺栓连接〉
条件:
有一角钢和节点板搭接的螺栓连接,钢材为Q235-B·F钢。
承受的轴心拉力设计值计值(静载)。
采用C级螺栓,用的角钢组成T形截面(见图5.5.33),截面积。
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。
端距为45mm
中距(螺距)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
螺栓布置如图5.5.33所示。
7个螺栓6个空
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.构件净截面强度验算
所以该连接按M20,,7个螺栓如图布置满足要求。
例、工形截面柱的刚度、整体稳定验算
条件:
两端铰接轴心压杆所受的轴向压力设计值N=500kN,柱的高度为6m,设在x平面内柱高为4.5m处有支撑系统以阻止柱的侧向位移,柱截面为焊接工字形翼缘为轧制边,尺寸如图5.3.8所示,钢材为Q235。
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)整体稳定验算。
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。
例题、验算实腹柱腹板和翼缘的局部稳定。
答案:
腹板高度,厚度;长细比,腹板局部稳定
翼缘局部稳定性按《规范》公式(5.4.1-1)
腹板和翼缘的局部稳定均能得到保证。
例、
条件:
某轴心受拉构件的受力情况和截面尺寸见图5.4.3,承受的静力荷载设计值为N=1000kN,钢材为Q235A,构件截面无削弱。
要求:
确定能承受的最大荷载F
答案:
截面特性为
A=2×24×1.4+80×0.8=131.2
。
构件的最大弯矩为。
由《规范》式(5.2.1)有
即横向荷载F的最大值为85.3kN。
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