鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算題(含答案)

1、1、某 6m跨度簡(jiǎn)支梁的截面和荷栽（含梁自重在內(nèi)的設(shè)計(jì)值）如圖所示。在距支座 2.4m 處有翼緣和腹板的拼接連接，實(shí)驗(yàn)算其拼接的對(duì)接焊縫。已知鋼材為 Q235，采用 E43型焊條，手工焊，三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施焊時(shí)采用引弧板。解：計(jì)算焊縫截面處的內(nèi)力M1 qab1 2402.4(6.02.4)kN m 1036.8kN m22Vq 1 l a24032.4 kN144kN2計(jì)算焊縫截面幾何特征值：I W12501032 3240 1000 3mm42898 10 6 mm412WW2898 106516 mm35.61610 6 mm3SW125016508 mm32.032 106 mm3SWSW

2、 150010 250 mm33.282 106 mm3計(jì)算焊縫強(qiáng)度查附表得 f tw185N / mm2f vw125N / mm2M1036.81062w185N / mm2max5.616106184.6N / mmf tWWVSW144 1033.282 1062w2maxI W tw28981061016.3N / mmf v125N / mm1h0max1000184.6178.9N / mm2h1032VSW 1144 1032.03210621I W t w2898106 1010.1N / mm折算應(yīng)力：232178.9222w2113 10.1179.8N / mm1.1f

3、 t1.1 185 203.5N / mm2、設(shè)計(jì)圖示雙蓋板對(duì)接連接。 已知鋼板寬a=240mm，厚度 t =10mm，鋼材為 Q235鋼，焊條為 E43，手工焊，軸力設(shè)計(jì)值N=550kN。解：（1）確定蓋板尺寸為了保證施焊，蓋板b 取為 b=240mm-40mm=200mm按蓋板與構(gòu)件板等強(qiáng)度原則計(jì)算蓋板厚度24010t16mm2200取 t1=6mm(2) 計(jì)算焊縫按構(gòu)造要求確定焊角高度hfh f min1.5 t max4.74mmt1=6mmhfmax<t1=6mm因此取hf=6mm若只設(shè)側(cè)面角焊縫，則每側(cè)共有四條焊縫，每條角焊縫長(zhǎng)度為l wN10mm550103205mm0.7

4、h ff fw4 0.710mm46 160取 l w210mm200mm所需蓋板全長(zhǎng) l2l w 10mm 430mm若采用三面圍焊，則端縫承載力為N1 2bhe f f fw2 200 0.7 6 1.22 160 327936N 328KN每條焊縫的長(zhǎng)度為：l wN N15mm(550 328)1034 0.7h ff fw40.765mm 88mm160取 l w90mm 所需蓋板全長(zhǎng) l 2l w 10mm 190mm3、如圖所示支架，支柱的壓力設(shè)計(jì)值N1600kN，柱兩端鉸接，鋼材為Q235（f215 N mm 2），容許長(zhǎng)細(xì)比150 。截面無(wú)孔眼削弱。支柱選用焊接工字形截面，已知

5、面積A 90cm 2 , i x12.13cm,i y63.6cm。驗(yàn)算此支柱的整體穩(wěn)定。01234567890.80.80.80.80.80.80.80.80.80.84099959187827874706561【解】：整體穩(wěn)定和長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算長(zhǎng)細(xì)比xl 0 x600049.5i x121.3yl 0 y300047.2i y63.6取長(zhǎng)細(xì)比較大值，故由x 計(jì)算得N1600103207.0(N mm2 )A0.8599010 2截面無(wú)孔眼削弱，不必驗(yàn)算強(qiáng)度。150 （2 分）150 （2 分）0.859 ，于是（2 分）f215 N mm2 （4 分）4、圖示簡(jiǎn)支梁，不計(jì)自重，Q235鋼，不考慮

6、塑性發(fā)展，密鋪板牢固連接于上翼緣，均布荷載設(shè)計(jì)值為45kN/m，荷載分項(xiàng)2系數(shù)為 1.4 ，f =215N/mm。問(wèn)是否滿足正應(yīng)力強(qiáng)度及剛度要求，并判斷是否需要進(jìn)行梁的整體穩(wěn)定驗(yàn)算。已知： l,5ql,E2.06105 N/mm 2250384EI x-10 ×150xx8×5006000-10 ×150解：（1）正應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算梁的跨中最大彎矩為：M1 ql 2145 62202.5kN m881I x2 151.025.520.8 50327841cm42.0 I x12Wx278413h1071cm26maxM202.5 103 103189.1N / mm2

7、f 215N / mm2Wx1071 103所以，正應(yīng)力強(qiáng)度滿足。（2） 剛度驗(yàn)算5ql 4545600049.5mm1384EI x1.4 384 2.0610527841 10424mm250所以，剛度滿足要求。（ 3） 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算由于密鋪板牢固連接于上翼緣，所以不必進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。5 、圖 3所示 簡(jiǎn)支 梁 長(zhǎng) 12m ， 鋼 材 為 Q235（ f215 N mm 2, f v125 N mm2 ）采用如圖所示焊接工字形截面，已知單位長(zhǎng)度得質(zhì)量為149.2kg/m ，梁的自重為149.2 × 9.8 1463N/m，截面積A=158.4cm2， I x 268193

8、cm4，W nx 5128cm3， Sx 2987 cm3， t w8 mm。梁上集中荷載如圖所示（單位kN）。試驗(yàn)算此梁的正應(yīng)力和支座處剪應(yīng)力。荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2 ，截面塑性發(fā)展系數(shù)x 1.05 ，y1.20 。（15 分）【解】：梁自重產(chǎn)生的彎矩為：M 111.2 1463 12231600 N· m （2 分）8外荷載在跨中產(chǎn)生的最大彎矩為：M 2272.856 181.9 31091.4 kN·m（2 分）總彎矩為：M x1091.431.61123 kN · m （1 分）驗(yàn)算彎曲正應(yīng)力：M x1123 10622xWnx1.0552183204.97

9、 N/mm f 215 N/mm10（ 4 分）驗(yàn)算支座處最大剪應(yīng)力：支座處的最大剪力按梁的支座反力計(jì)算，V 181.9 × 2 × 103+1463 × 1.2 × 6 374300 N（ 2 分）剪應(yīng)力為：VSx374300298710322（4 分）It w268193104852.1 N/mm f v 125 N/mm6、某雙軸對(duì)稱(chēng)焊接工字型截面壓彎構(gòu)件，其受力狀態(tài)、支撐布置和截面尺寸如圖所示。承受的荷載設(shè)計(jì)值為N880kN ，跨中橫向集中力為F180kN 。構(gòu)件長(zhǎng)度 l10m ，材料用 Q235B.F鋼。試校核截面的強(qiáng)度、剛度。50005000

10、400y14xxF5008NN14y'10000b解：跨中截面： M1 Fl1 180 10 450kN m44（1）截面幾何特征：An2bthwt w152cm2I x1 bh3 13(b t w ) hw 82327cm41212I y21 tb314933cm412i xI x23.27cmAni yI y9.91cmAn在彎矩作用平面內(nèi)：W1 x2I x / h3118cm3l 0 x10m, l0 y5m翼緣板為剪切的焊接工字型截面，對(duì) x 軸屈曲時(shí)屬 b 類(lèi)截面，對(duì)y 軸屈曲時(shí)屬 c 類(lèi)截面。tx0.65M 10.65 0.4M 2Q235鋼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f215N / mm2（2）強(qiáng)度驗(yàn)算：b'(bt w ) / 2141323513 ，故 x1.0ttf yNM x880103450 10622AnxW1x1521021.