鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算題(有答案).doc

1、【練習(xí)1】?jī)蓧K鋼板采用對(duì)接焊縫（直縫）連接。鋼板寬度L= 250mm厚度t=10mm 鋼材采用Q 235,焊條E43系列，手工焊，無(wú)引弧板，焊縫采用三級(jí)檢驗(yàn)質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)，ftw 185N/mm2。試求連接所能承受的最大拉力 N ?解：無(wú)引弧板時(shí)，焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度lw取實(shí)際長(zhǎng)度減去2t ,即250-2*10mm根據(jù)公式 ftw移項(xiàng)得：lw tN lw t ftw （250 2 10） 10 185 425500N 425.5kN【變化】若有引弧板，問N ?解：上題中l(wèi)w取實(shí)際長(zhǎng)度250,彳3N 462.5kN【練習(xí)2】?jī)山孛鏋?50 14mmi勺鋼板，采用雙蓋板焊接連接，連接蓋板寬300mm長(zhǎng)度41

2、0mm中間留空10mm）厚度8mm鋼材Q 235,手工焊，焊條為E43, ffw 160N/mm2 ,靜態(tài)荷載，hf 6mm求最大承載力N解：端焊縫所能承擔(dān)的內(nèi)力為：N30.7hflw3 f ffw 2 0.7 6 300 1.22 160 491904N側(cè)焊縫所能承擔(dān)的內(nèi)力為：N10.7hflw1fr 4 0.7 6 (200 6) 160 521472N最大承載力 N 491904 521472 1013376N1013.4kN【變化】若取消端焊縫，問N ?解：上題中令 N30, lw1 200 2 6,得 N N1505.344kN160N/mm2,靜態(tài)荷【練習(xí)3】鋼材為Q 235,手工

3、焊，焊條為E43, ffw雙角鋼2L125x8采用三面圍焊和節(jié)點(diǎn)板連接，hf 6mm,肢尖和肢背實(shí)際焊縫長(zhǎng)度均為250mm等邊角鋼的內(nèi)力分配系數(shù)ki0.7, k2 0.3。求最大承載力N ?5160N / mm2 ,靜態(tài)荷解：端焊縫所能承擔(dān)的內(nèi)力為：N30.7hflw3 f ffw 2 0.7 6 125 1.22 160 204960N肢背焊縫所能承擔(dān)的內(nèi)力為：Ni0.7hflwiffw 2 0.7 6 (250 6) 160 327936N根據(jù)N1 k1N 上 21N31204960得：N (N13)(327936 ) 614880N 614.88kNK120.72【變化】若取消端焊縫，問

4、N ?解：上題中令 N3 0, lw1 250 2 6,得 N 456.96kN【練習(xí)4】鋼材為Q 235,手工焊，焊條為E43, ffw載。已知F 120kN ,求焊腳尺寸hf ?（焊縫有繞角，焊縫長(zhǎng)度可以不減去 2hQ解：設(shè)焊腳尺寸為hf ,焊縫有效厚度為he 0.7hf將偏心力移到焊縫形心處，等效為剪力V= F及彎矩M=Fe在剪力作用下：3V V 120 10342.92f (N/mm2)helw 2 0.7hf 250 hf在彎矩作用下： _ _3m M 120 101501234 ”2、f (N / mm )Wf 2 10,7hf 2502 hf6代入基本公式J(二)2 ( f)2

5、fW 得：可以解得:hfmin,1234 、2(1.22hf )hf6.68mm,(342.9)2 hf取hf1068 160 hf7 mm 。1.5.14 5.6mm hfhfmax 1.2 12 14.4mm,可以?！咀兓可项}條件如改為已知hf 8mm,試求該連接能承受的最大荷載N ?E43, ffw 160N/mm2,靜態(tài)荷【練習(xí)5】鋼材為Q 235,手工焊，焊條為 載。?（焊縫無(wú)繞角）已知hf 8mm ,求連接能承受的最大荷載 N解：偏心距e 350 100 75mm彎距:2M 75NNN2 0.7 8 (350 2 8)MWf75N0.7 8 (3508)2N2776.5N 374

6、0.8可以解得:3740.82776.51.22 160 195.2311082N 311.08kNf 215N / mm2 , fcb 305N/mm2,【變化】焊縫有繞角，焊縫長(zhǎng)度可以不減去 2hf ,求N【練習(xí)6】鋼板截面為310mm 14mm蓋板截面為310mm 10mm鋼材為Q23aC 級(jí)螺栓 M20,孔徑 21.5mm, fvb 140N/mm2 , 求該連接的最大承載力N解：一個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：.22Nv nV - fvb 2 3.14 20140 10 387.96kN44一個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值：N： d t fcb 20 14 305 10 3 85.4kN cc

7、(因?yàn)閠 14mm 2tl 2 10 20mm,故公式中取 t14)最大承載力N nNmin 8 85.4 683.2kN凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算：33N683.2 10683.2 10An(310 4 21.5) 143136_2217.9N/mm-_2f 215N/mm不滿足要求。最大承載力由凈截面強(qiáng)度控制：3NAn f 3136 215 10674.24kN【變化】上題條件如改為已知 N=600kN試驗(yàn)算該連接是否安全？【練習(xí)7】鋼板截面為310mm 20mm蓋板截面為310mm12mm鋼材為Q235 f 215N /mm2 (t 16), f 205N/mm2 (t 16)。8.8級(jí)高強(qiáng)度螺栓摩

8、擦型 連接M20,孔徑22mm接觸面噴砂，=0.45 ,預(yù)拉力P 125kN。求該連接的最大承載力N ?解：一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值:NVb 0.9nf最大承載力N nN； 8凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算:(1 0.5n1) n An毛截面強(qiáng)度驗(yàn)算:N 810 103P 0.9 2 0.45 125 101.25kN101.25 810kN4810 1032,2(1 0.5) 136.8N /mm2f 205N/mm28 (310 4 22) 20130.6N / mm2 f 205N/mm2A 310 20【變化】上題條件如改為已知N=800kN試驗(yàn)算該連接是否安全？【練習(xí)8】 拉力F與4個(gè)螺栓軸

9、線的夾角為45°,柱翼緣厚度為24mm連接 鋼板厚度 16mm 鋼材為 Q23a f 215N /mm 2( t 16), f 205N/mm 2(t 16)。8.8級(jí)高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 M 20,孔徑22mm接觸面噴砂，=0.45 ,預(yù)拉力P 125kN。求該連接的最大承載力F ?解：斜拉力F的兩個(gè)分力為：V NFsin 45o ,每個(gè)螺栓同時(shí)承受的剪力和拉力為:Nv NtF sin 45o . 2 匚 F48螺栓同時(shí)承受的剪力和拉力，用規(guī)范相關(guān)公式求 解：Nv Nt 1N； Nb一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：Nb 0.9nf P 0.9 1 0.45 12550.625kN

10、一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值：Ntb 0.8P 0.8 125 100kN代入規(guī)范公式：? 4r 1 即"2F士匚1Nv Nt8 50.625 8 100可以解得：N 190.13kN【變化】上題條件如改為已知 N=190kN試驗(yàn)算該連接是否安全？【練習(xí)9】 鋼材為Q23a f215N/mm2 (t 16)。C級(jí)螺栓 M 22 ,有效直徑為 de 19.65mm,孔徑 d0 24mm, f： 140N /mm2 , fcb 305N / mm2 , ftb 170N/mm2 ,求該連接的最大承載力F ?解：斜拉力F的兩個(gè)分力為：V N Fsin 45o , 每個(gè)螺栓同時(shí)承受的剪力

11、和拉力為：Nv NtFsin45o 、2 F4螺栓同時(shí)承受剪力和拉力,8應(yīng)根據(jù)相關(guān)公式驗(yàn)算:Nv、2 NV)(Nb)21 及NvNbc一個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：Klb d2 h . 3.14 222Nv nv fv 1 14044一個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值：Nb d t fcb 22 16 305 10 3 cc一個(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值：31053.2kN107.36kNNtb 且2 ftb4 代入公式得：(Nv一 ，一一23.14 19.65170 10 3 51.6kN2 N 1 2 (Nib)2F 2 2F 、2 彳()()18 53.28 51.6可以解得：F 209.5kN再驗(yàn)算

12、：Nv & 209.5 37.03kN NC 107.36kN ,可以。 8【變化】上題條件如改為已知 N=200kN試驗(yàn)算該連接是否安全？12【練習(xí)10已知某軸心受壓實(shí)腹柱 AB, AB長(zhǎng)L=5m中點(diǎn)L/2處有側(cè)向支撐。采用三塊鋼板焊成的工字型柱截面，翼緣尺寸為300m由12mm腹板尺寸為200mme6mm 鋼材為Q 235 , f 215N/mm2。解：按題意得：lox 5m, 10y 2.5m解題思路：軸心受壓柱整體穩(wěn)定的驗(yàn)算公 式為：N"A式中要由y查出oxixIxiyxIy,a乜，其中: iybh312Aia2A為柱的截面積（按實(shí)計(jì)算），求最大承載力N7l0x、l0y為柱在x、y方向的計(jì)算長(zhǎng)度。 x y驗(yàn)算時(shí)將上述過程倒過來(lái)即可。為方便計(jì)算，單位采用cm!截面積:慣性距:Ix2 30 1.2 20 0.6 84 cm2 3330 22.429.4 2048498.56cm回轉(zhuǎn)半徑:長(zhǎng)細(xì)比:穩(wěn)定系數(shù):ix12一 一一 32 1.2 303I xAI y1 Aoxxl oyi yb類截面,0.861整體穩(wěn)定驗(yàn)算：N Af局部穩(wěn)定驗(yàn)算：腹板的高厚比：h0200 33.3tw 0.6翼緣的寬厚比:1245400cm128498.56人.10.06cm8454008450010.058.02cm49.70150絲0 31.178.02由最大