习题01计算部分.docx
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习题01计算部分
习题01(计算部分)
[例5-1]一工字形截面200
320
8
6,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
=235MPa。
解:
(1)求屈服弯矩
(2)求塑性弯矩
1)弯曲正应力
按题意
C处截面弯距最大,按边缘屈服准则
按有限塑性发展准则(取
)
按全截面塑性准则(取
)
2)剪应力
按题意
A处截面剪力最大
3)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
4)折算应力
B处左侧截面同时存在很大的弯矩、剪力和局部承压应力,计算腹板与翼缘交界处的分项应力与折算应力
习题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,厚度t1=28mm,拼接钢板t2=16mm。
该连接承受的静态轴心力N=1400kN(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7—2:
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hf1=8mm,hf2=6mm。
习题7—3:
如图所示连接,尺寸为mm,受静载拉力P=130KN,hf=10mm,钢材为Q235BF,E43焊条,手工焊无引弧板,ftw=160N/mm2。
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=20KN,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,tf=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。
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h=200mm,厚度t=10mm。
作用力F=150KN,距离焊缝e=150mm。
钢板用Q390,施焊时不用引弧板。
求焊缝受力。
习题7—6:
设有一牛腿,用C级螺栓连接于钢柱上,牛腿下有一支托板以受剪力,钢材为Q235钢。
螺栓采用M20,栓70mm,抗拉强度设计值ftb=170N/mm2,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/mm2,如改用A级5.6级螺栓,可否不用支托承担。
习题7—7:
验算用双盖板和C级螺栓的拼接,被拼接钢材-14×370,盖板为2-8×370,钢材为Q345B·F钢。
螺栓采用M20,孔径22mm,螺栓排列如下图示。
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=3.2×105N,水平轴向拉力N=3×105N,C级螺栓抗剪强度设计值为fvb=130N/mm2,螺栓承压强度设计值fcb=380N/mm2,Q345钢的抗拉强度设计值fd=315N/mm2。
(18分)。
7—8高强度螺栓连接计算。
一受斜向偏心力作用的高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。
7—9对接焊缝强度验算。
焊接工字形梁,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=600KN,钢材为Q235钢,焊条为E43型,对接焊缝抗压强度设计值fcw=215N/mm2,抗拉强度设计值ftw=215N/mm2,抗剪强度设计值fvw=125N/mm2。
施焊时加引弧板。
7—10:
对接焊缝强度验算。
有一工字形钢梁,采用Ι50a(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ftw=215N/mm2,抗剪强度设计值fvw=125N/mm2.
4.6习题
4.1一块–400×20的钢板用两块拼接板–400×12进行拼接。
螺栓孔径为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?
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
,柱的计算长度
。
钢材为Q235,截面无削弱。
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
,其他条件不变。
(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,设计承载力为多少?
(2)钢材采用Q345时,设计承载力是否显著提高?
(3)如果轴心压力设计值
,截面是否能满足要求?
如不满足,从构造上采取什么措施就能满足要求?
4.5试设计一两端铰接的轴心受压柱,
,
。
轴心压力设计值
,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
,柱两端铰接,
。
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
,已知计算长度
,
。
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
,
。
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,但改用缀条柱。
斜缀条截面采用1∠50×5,斜缀条与柱子轴线间的夹角
。
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∠45×4,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。
,承受轴心压力设计值
。
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L140×10,杆件计算长度
=
=6m。
构造见图。
问AB扦是否安全。
2、如图2所示析架,AB杆采用2L100×63×8.钢材采用Q235A,
=215N/mm2,杆件计算长度
=12m,
=6m。
在C节点处设有安装孔,孔径为
=21.5mm。
承受节点荷载P=720kN,验算下弦杆AB是否安全。
1
2
3、验算图示用摩擦型高强度螺柱连接的节点强度。
螺栓直径20mm,孔径22mm,钢材为Q235AF,承受轴心拉力N=600kN(设计值)。
4.1一块–400×20的钢板用两块拼接板–400×12进行拼接。
螺栓孔径为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?
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
,柱的计算长度
。
钢材为Q235,截面无削弱。
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
,其他条件不变。
(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,设计承载力为多少?
(2)钢材采用Q345时,设计承载力是否显著提高?
(3)如果轴心压力设计值
,截面是否能满足要求?
如不满足,从构造上采取什么措施就能满足要求?
4.5试设计一两端铰接的轴心受压柱,
,
。
轴心压力设计值
,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
,柱两端铰接,
。
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
,已知计算长度
,
。
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
,
。
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,但改用缀条柱。
斜缀条截面采用1∠50×5,斜缀条与柱子轴线间的夹角
。
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∠45×4,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。
,承受轴心压力设计值
。
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
。
试选择次梁截面,钢材为
钢。
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
;电动葫芦的自重为
,起重能力为
(均为标准值)。
钢材用
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
钢,
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)
,跨中已有一集中荷载
,现需在距右端
处设一集中荷载
。
问根据边缘屈服准则,
最大可达到多少。
设各集中荷载的作用位置距梁顶面为
,分布长度为
。
钢材的设计强度取为
。
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。
图5.29习题5图
6.一卷边
形冷弯薄壁型钢,截面规格
,用于屋面檩条,跨度为
。
作用于其上的均布荷载垂直于地面,
。
设檩条在给定荷载下不会发生整体失稳,按边缘屈服准则作强度计算。
所给荷载条件中已包含分项系数。
钢材强度设计值取为
。
6.1有一两端绞接长度为
的偏心受压柱,用
的
做成,压力的设计值为
,两端偏心距相同,皆为
。
试验算其承载力。
6.2所示悬臂柱,承受偏心距为
的设计压力
。
在弯距作用平面外有支撑体对柱上端形成支点,要求选定热轧
型钢活焊接工字型截面,材料为
(注:
当选用焊接工字形截面时,可试用翼缘
,焰
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