钢结构设计计算题汇总.docx
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钢结构设计计算题汇总.docx
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钢结构设计计算题汇总
计算题A
1、如图所示用拼接板的平接连接,主板截面为14
400mm,拼接板的尺寸为8
360
300mm;用直角角焊缝三面围焊,每条侧面焊缝的长度为13cm(一边有4条)。
承受轴心力设计值
(静力荷载),钢材为Q235,采用E43系列型焊条,手工焊。
试验算该连接是否可靠?
(设焊缝的焊脚尺寸
,直角角焊缝的强度设计值
)
2、图示连接中,焊脚尺寸hf=8mm,钢材为Q235B,f=215N/mm2,手工焊,焊条为E4303,
=160N/mm2,盖板厚10mm,主板厚18mm,试计算此连接的承载能力。
3、验算如图所示摩擦型高强螺栓连接是否安全,已知:
荷载
N=300kN,螺栓M20,10.9级,μ=0.5,预紧力P=155kN。
4、如图连接,尺寸为mm,受静载拉力
,
,钢材为Q235BF,E43焊条,手工焊无引弧板,
。
试验算焊缝强度。
5、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,三级质量标准,施焊时采用引弧板。
解:
①计算焊缝截面处的内力
2计算焊缝截面几何特征值:
3计算焊缝强度
查附表得
折算应力:
6、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
取t1=6mm
(2)计算焊缝
按构造要求确定焊角高度hf
t1=6mmhfmax ①若只设侧面角焊缝,则每侧共有四条焊缝,每条角焊缝长度为 取 所需盖板全长 ②若采用三面围焊,则端缝承载力为 每条焊缝的长度为: 取 所需盖板全长 7、验算如图所示的摩擦型高强度螺栓连接的强度。 已知螺栓为8.8级M20高强度螺栓, ,被连接的支托板与柱翼缘的厚度均为t=12mm,各排螺栓编号如图,外力设计值为F=150KN。 (15分)(已知预拉力P=110KN) 计算题B 1、一实腹式轴心受压柱,承受压柱,承受轴压力3500kN(设计值),计算长度 ,截面为焊工字形,尺寸如图所示,翼缘为剪切边,钢材为Q235,容许长细比 。 要求: (1)验算整体稳定性 (2)验算局部稳定性 2、两端为铰接的轴心受压柱,柱长为5m,如图所示,在柱长一半处设有侧向(弱轴x方向)支撑,该柱承受的轴心y压力设计值N=1800KN,容许长细比[λ]=150,采用热轧工字钢Ⅰ56a,A=135cm2,ix=22.0cm,iy=3.18cm,钢材为Q235,f=215N/mm2。 验算此支柱的整体稳定和刚度。 满足 3、两端为铰接的轴心受压柱,柱长为9m,如图所示,在两个三分点处均有侧向(x方向)支撑,该柱承受的轴心压力设计值N=400kN,容许长细比[λ]=150,采用热轧工字钢Ⅰ25a,钢材为Q235,试验算柱的稳定性。 (截面对x轴为a类截面,对y轴为b类截面,f=215N/mm2)。 热轧普通工字钢的规格和截面特征 型号 尺寸(mm) 截面积A (cm2) ix (cm) iy (cm) h b 25a 250 116 48.541 10.2 2.40 a类截面轴心受压构件的稳定系数Φ λ(fy/235)1/2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 70 0.839 80 0.783 90 0.714 b类截面轴心受压构件的稳定系数Φ λ(fy/235)1/2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 110 0.493 120 0.437 130 0.387 4#、如图所示支架,支柱的压力设计值 ,柱两端铰接,钢材为Q235( ),容许长细比 。 截面无孔眼削弱。 支柱选用焊接工字形截面,已知面积 。 验算此支柱的整体稳定。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 0.899 0.895 0.891 0.887 0.882 0.878 0.874 0.870 0.865 0.861 【解】: 整体稳定和长细比验算 长细比 (2分) (2分) 取长细比较大值,故由 计算得 ,于是(2分) (4分) 截面无孔眼削弱,不必验算强度。 四、计算题 1、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: 解: (1)正应力强度验算 梁的跨中最大弯矩为: 所以,正应力强度满足。 (2)刚度验算 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。 2、一工字形截面梁绕强轴受力,截面尺寸如图,当梁某一截面所受弯矩M=400kN·m、剪力V=580kN时,试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。 已知钢材为Q235B,f=215N/mm2,fv=125N/mm2。 3#、图3所示简支梁长12m,钢材为Q235( )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149.2×9.8=1463N/m,截面积A=158.4cm2, cm4, cm3, cm3, mm。 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 , 。 (15分) 【解】: 梁自重产生的弯矩为: N·m(2分) 外荷载在跨中产生的最大弯矩为: kN·m(2分) 总弯矩为: kN·m(1分) 验算弯曲正应力: N/mm2< =215N/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=181.9×2×103+1463×1.2×6=374300N(2分) 剪应力为: N/mm2< =125N/mm2(4分) 计算题C 1#、某双轴对称焊接工字型截面压弯构件,其受力状态、支撑布置和截面尺寸如图所示。 承受的荷载设计值为 ,跨中横向集中力为 。 构件长度 ,材料用Q235-B.F钢。 试校核截面的强度、刚度。 解: 跨中截面: (1)截面几何特征: 在弯矩作用平面内: 翼缘板为剪切的焊接工字型截面,对x轴屈曲时属b类截面,对y轴屈曲时属c类截面。 Q235钢的强度设计值 (2)强度验算: ,故 满足要求。 (3)刚度验算 长细比: 构件的最大长细比 满足要求。 2、某焊接工字形截面压弯构件,翼缘板2-300ⅹ14,腹板1-560ⅹ10,截面翼缘为剪切边,钢材为Q345钢。 两端铰接,长度为15m,承受的轴心压力设计值为N=900kN,在杆的中央有一横向集中荷载设计值P=120kN,在弯矩作用平面外位于杆的三分点处各有一个支撑点,如图所示。 试验算此构件的强度和稳定是否满足要求。 计算题D 1.试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。 荷载设计值F=220kN。 钢材Q235,焊条E43,手工焊,无引弧板,焊缝质量三级。 有关强度设计值 =215N/mm2, =185N/mm2。 (假定剪力全部由腹板上的焊缝承受) 2.试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。 已知N=390kN(设计值),与焊缝之间的夹角 。 钢材Q235,焊条E43,手工焊。 有关强度设计值 =160N/mm2。 3.设计双角钢拉杆与节点板之间的连接角焊缝计算长度L1=? L2=? 已知: 采用三面围焊: hf=6mm,fwf=160N/mm2,N=529kN(静载设计值) 4.设计矩形拼接板与板件用三面围焊连接的平接接头。 轴心拉力N=1250kN,(静载设计值),钢材Q235,焊条E43,手工焊。 有关强度设计值 ƒ=215N/mm2, fwf=160N/mm2。 图示尺寸单位mm.(焊缝LW2实际长度取cm整数) 5.设计矩形拼接板与板件用普通螺栓连接的平接接头。 (如图所示,单位mm)。 已知轴心拉力设计值N=600KN,有关强度设计值: ƒbv=130N/mm2,ƒbc=305N/mm2,ƒ=215N/mm2。 粗制螺栓d=20mm,孔径d0=21.5mm。 6.图示一用M20普通螺栓的钢板拼接接头,钢材为Q235,ƒ=215N/mm2。 试计算接头所能承受的最大轴心力设计值。 螺栓M20,孔径21.5mm,ƒbv=130N/mm2,ƒbc=305N/mm2。 7.若上题的拼接接头改用10.9级M20磨擦型高强度螺栓,接触面处理采用钢丝刷清除浮锈。 接头所能承受的最大轴心力设计值能增大多少? 已知高强度螺栓预拉力设计值P=155kN,接触面抗滑移系数 。 8.计算图示连接的承载力设计值N。 螺栓M20,孔21.5mm,材料Q235A 已知: ƒ=215N/mm2,ƒbv=130N/mm2,ƒbc=305N/mm2。 9.试计算下图所示连接中C级螺栓的强度。 已知荷载设计值F=60KN,螺栓M20,孔径21.5mm,ƒbv=130N/mm2,ƒbc=305N/mm2. 10.两端铰接轴心受压柱,高9.6m,钢材为Q235,强度设计值ƒ=215N/mm2,采用图示截面,尺寸单位mm,计算可承受外荷载设计值N=? 注: ①不计自重 ②稳定系数 : 72 73 74 75 76 77 78 79 80 0.739 0.732 0.726 0.720 0.714 0.707 0.701 0.694 0.688 11.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱,长10.0m,截面由2I32a组成,两肢件之间的距离300cm,如图所示,尺寸单位mm。 试求该柱最大长细比。 注: 一个I32a的截面面积A=67cm2 惯性矩Iy=11080cm4 IX1=460cm4 12.如图所示为二简支梁截面,其截面面积大小相同,跨度均为12m,跨间无侧向支承点,均布荷载大小亦相同,均作用在梁的上翼缘,钢材为Q235,试比较梁的稳定系数 ,说明何者的稳定性更好? 13.一简支梁的计算简图如下,截面采用普通工字钢I50a,材料为Q235,除两端支承处能阻止梁端截面的扭转外,跨中无任何侧向支承点,试按整体稳定确定荷载P的大小(设计值,不计自重) 已知: ①钢材强度设计值f=215N/mm2 ②I50a的Ix=46470cm4,Wx=1860cm3,Iy=1120cm4,Wy=142cm3 ③整体稳定系数: 集中荷载作用于上翼缘0.5 均布荷载作用于上翼缘0.44 14.求图示钢梁所能承受的最大均布荷载设计值(含自重),已知梁截面为热轧普通工字钢I45a,其截面特性为: A=102cm2IX=32240cm4wx=1430cm3 Iy=855cm4wy=114cm3 材料为Q235,强度设计值ƒ=215N/mm2,梁两端不能扭转,跨中无侧向支撑点,挠度不起控制作用,截面无削弱。 整体稳定系数 b=0.44. 15.如图所示的拉弯构件,间接承受动力荷载。 横向均布荷载的设计值为8kN/m。 截面为I22a,无削弱。 试确定杆能承受的最大轴心拉力设计值。 已知: ƒ=215N/mm2。 16.用轧制工字钢I36a(材料Q235)作成的10m长两端铰接柱,轴心压力的设计值为650kN,在腹板平面承受均布荷载设计值q=6.24kN/m。 试计算此压弯柱在弯矩作用平面内的稳定有无保证? 为保证弯矩作用平面外的稳定需设置几个侧向中间支承点? 已知: ƒ=215N/mm2。 (注: 本资料素材和资料部分来自网络,仅供参考。 请预览后才下载,期待你的好评与关注! )
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