習(xí)題01計算部分

1、例5-1 一工字形截面20032086，求繞強軸、弱軸的屈服彎矩、塑性彎矩和截面兩邊緣塑性區(qū)高度占截面高度1/8時的彈塑性彎矩。已知屈服強度=235MPa。解：（1）求屈服彎矩（2）求塑性彎矩或根據(jù)表51求其近似值（3）求截面塑性區(qū)高度占截面高度1/8時的彈塑性彎矩例5-2 一簡支梁，梁跨7m，焊接焊接組合截面1504501812。梁上作用均布恒載（未含梁自重）17.1kN/m,均布活載6.8kN/m，距一端2.5m處，尚有集中恒載60kN，支承長度0.2m，荷載作用面距鋼梁頂面0.12m。此外，梁兩端的支承長度各0.1m。鋼材屈服強度235MPa，屈服剪力136MPa。在工程設(shè)計時，荷載系數(shù)

2、對恒載取1.2，對活載取1.4，材料強度系數(shù)取1.093。考慮上述系數(shù)，計算鋼梁截面強度。解：（1）計算截面系數(shù)（2）計算荷載與內(nèi)力自重 均布荷載 集中荷載梁上剪力與彎矩分布見上圖。（3）計算截面強度1）彎曲正應(yīng)力按題意 C處截面彎距最大，按邊緣屈服準(zhǔn)則 按有限塑性發(fā)展準(zhǔn)則（?。?按全截面塑性準(zhǔn)則（取）2）剪應(yīng)力 按題意 A處截面剪力最大3）局部承壓應(yīng)力A處雖有很大集中反力，因設(shè)置了加勁肋，可不計算局部承壓應(yīng)力。B截面處4）折算應(yīng)力B處左側(cè)截面同時存在很大的彎矩、剪力和局部承壓應(yīng)力，計算腹板與翼緣交界處的分項應(yīng)力與折算應(yīng)力習(xí)題71：試設(shè)計用拼接鋼板的角焊縫對接連接（如下圖示）。已知鋼板寬B=2

3、70mm,厚度t1=28mm,拼接鋼板t2=16mm。該連接承受的靜態(tài)軸心力N=1400kN（設(shè)計值），鋼材為Q235-B，手工焊，焊條為E43型。解：設(shè)計拼接蓋板的角焊縫對接連接有兩種方法：一是假定焊腳尺寸求焊縫長度，再由焊縫長度確定拼接蓋板的尺寸；二是先假定焊腳尺寸和拼接蓋板的尺寸，然后再驗算焊縫的承載力，如不能滿足，則調(diào)整尺寸后再行驗算。1、 確定角焊縫焊角尺寸：習(xí)題72：試驗算下圖示牛腿與鋼柱連接角焊縫的強度。鋼材為Q235-B，手工焊，焊條為E43型。荷載設(shè)計值N=365kN，偏心距e=350mm，焊腳尺寸hf1=8mm,hf2=6mm。習(xí)題73：如圖所示連接，尺寸為mm，受靜載拉力

4、P=130KN，hf=10mm,鋼材為Q235BF，E43焊條，手工焊無引弧板，ftw=160N/mm2。試驗算焊縫強度，并指出焊縫最危險點的位置。習(xí)題74：一工字形梁，跨度12米，在跨中作用集中力P=20KN，在離支座4米處有一拼接焊縫（采用對接焊縫），如下圖示。已知截面尺寸為：b=100mm,tf=10mm,梁高h=200mm,腹板厚度tw=8mm.鋼材采用Q345，焊條為E50，施焊時采用引弧板。求拼接處焊縫受力。習(xí)題75：計算牛腿連接（如下圖示）。已知牛腿截面尺寸為：焊縫為對接焊縫，翼緣板寬度b1=120mm，厚度t1=12mm，腹板高度h=200mm，厚度t=10mm。作用力F=15

5、0KN，距離焊縫e=150mm。鋼板用Q390，施焊時不用引弧板。求焊縫受力。習(xí)題76：設(shè)有一牛腿，用C級螺栓連接于鋼柱上，牛腿下有一支托板以受剪力，鋼材為Q235鋼。螺栓采用M20，栓70mm,抗拉強度設(shè)計值ftb=170N/mm2,荷載V=100KN,作用點距離柱翼緣表面為200mm，水平軸向力N=120KN。驗算螺栓強度和支托焊縫，角焊縫強度設(shè)計值ftN=160N/mm2,如改用A級5.6級螺栓，可否不用支托承擔(dān)。習(xí)題77：驗算用雙蓋板和C級螺栓的拼接，被拼接鋼材-14×370，蓋板為28×370，鋼材為Q345B·F鋼。螺栓采用M20，孔徑22mm，螺栓排

6、列如下圖示。作用在螺栓群形心上的設(shè)計值為：彎矩M=2×107N·×105N,水平軸向拉力N=3×105N,C級螺栓抗剪強度設(shè)計值為fvb=130 N/mm2,螺栓承壓強度設(shè)計值fcb=380N/mm2,Q345鋼的抗拉強度設(shè)計值fd=315 N/mm2。（18分）。4×70MV78高強度螺栓連接計算。一受斜向偏心力作用的高強度螺栓摩擦型連接，偏心荷載設(shè)計值T=550KN，鋼材為Q235，螺栓為10.9級的M20高強度螺栓，構(gòu)件接觸面經(jīng)噴砂后涂無機富鋅漆。79 對接焊縫強度驗算。焊接工字形梁，截面如下圖示。腹板上設(shè)置一條工廠拼接的對接焊縫，拼接處

7、M=3000KN.m,V=600KN,鋼材為Q235鋼, 焊條為E43型,對接焊縫抗壓強度設(shè)計值fcw=215N/mm2,抗拉強度設(shè)計值ftw=215N/mm2, 抗剪強度設(shè)計值fvw=125N/mm2。 施焊時加引弧板。710：對接焊縫強度驗算。有一工字形鋼梁,采用50a(Q235鋼),承受荷載如圖示:F=150KN,用對接焊縫連接.E43型焊條,手工焊, 施焊時加引弧板. 對接焊縫抗拉強度設(shè)計值ftw=215N/mm2, 抗剪強度設(shè)計值fvw=125N/mm2.4.6 習(xí)題4.1 一塊400×20的鋼板用兩塊拼接板400×12進行拼接。螺栓孔徑為22mm，排列如圖4.3

8、0所示。鋼板軸心受壓，N=1350kN（設(shè)計值）。鋼材為Q235鋼，解答下列問題：（1）鋼板1-1截面的強度夠否？（2）是否還需要驗算2-2截面的強度？假定N力在13個螺栓中平均分配，2-2截面應(yīng)如何驗算？（3）拼接板的強度夠否？4.2 試驗算圖4.31所示焊接工字形截面柱（翼緣為焰切邊）。軸心壓力設(shè)計值，柱的計算長度。鋼材為Q235，截面無削弱。4.3 若在習(xí)題4.2柱的中點側(cè)向增加一支承，即取，其他條件不變。（1）重新設(shè)計此焊接工字形截面；（2）設(shè)計為H型鋼截面。4.4 某車間工作平臺柱高，按兩端鉸接的軸心受壓柱考慮。如果柱采用16號熱軋工字鋼，試經(jīng)計算解答：（1）鋼材采用Q235時，設(shè)計

9、承載力為多少？（2）鋼材采用Q345時，設(shè)計承載力是否顯著提高？（3）如果軸心壓力設(shè)計值，截面是否能滿足要求？如不滿足，從構(gòu)造上采取什么措施就能滿足要求？4.5 試設(shè)計一兩端鉸接的軸心受壓柱，。軸心壓力設(shè)計值，采用熱軋工字鋼，鋼材為Q235。4.6 某軸心受壓柱承受軸心壓力設(shè)計值，柱兩端鉸接，。鋼材為Q235，截面無削弱。試設(shè)計此柱的截面：（1）采用普通軋制工字鋼；（2）采用熱軋H型鋼；（3）采用焊接工字形截面，翼緣板為焰切邊。4.7 某鋼屋架的上弦壓桿，承受軸心壓力設(shè)計值，已知計算長度，。采用雙角鋼組成T形截面，節(jié)點板厚度為12mm，鋼材為Q235，截面無削弱。試確定此上弦桿的截面：（1）采

10、用等邊角鋼；（2）采用不等邊角鋼。4.8 一工作平臺的軸心受壓柱，承受軸心壓力設(shè)計值，。截面采用兩個熱軋普通工字鋼組成，鋼材為Q235，截面無削弱。試設(shè)計此綴板柱。4.9 同習(xí)題4.8，但改用綴條柱。斜綴條截面采用150×5，斜綴條與柱子軸線間的夾角。試設(shè)計此軸心受壓柱的截面和驗算所選定綴條截面是否滿足要求。若斜綴條截面減小為145×4，對柱承載力有何影響？4.10 某格構(gòu)式軸心受壓柱，截面采用兩熱軋槽鋼組成，翼緣肢尖向內(nèi)。，承受軸心壓力設(shè)計值。鋼材為Q235，截面無削弱。試設(shè)計此柱的截面：（1）綴材采用綴條；（2）綴材采用綴板。1、如圖1中下弦扦采用單角鋼L140

11、5;10，桿件計算長度=6m。構(gòu)造見圖。問AB扦是否安全。2、如圖2所示析架，AB桿采用2L100×63×8鋼材采用Q235A，=215Nmm2，桿件計算長度12m，=6m。在C節(jié)點處設(shè)有安裝孔，孔徑為=。承受節(jié)點荷載P=720kN，驗算下弦桿AB是否安全。123、驗算圖示用摩擦型高強度螺柱連接的節(jié)點強度。螺栓直徑20mm，孔徑22mm，鋼材為Q235AF，承受軸心拉力N600kN(設(shè)計值)。4.1 一塊400×20的鋼板用兩塊拼接板400×12進行拼接。螺栓孔徑為22mm，排列如圖4.30所示。鋼板軸心受壓，N=1350kN（設(shè)計值）。鋼材為Q235鋼

12、，解答下列問題：（1）鋼板1-1截面的強度夠否？（2）是否還需要驗算2-2截面的強度？假定N力在13個螺栓中平均分配，2-2截面應(yīng)如何驗算？（3）拼接板的強度夠否？4.2 試驗算圖4.31所示焊接工字形截面柱（翼緣為焰切邊）。軸心壓力設(shè)計值，柱的計算長度。鋼材為Q235，截面無削弱。4.3 若在習(xí)題4.2柱的中點側(cè)向增加一支承，即取，其他條件不變。（1）重新設(shè)計此焊接工字形截面；（2）設(shè)計為H型鋼截面。4.4 某車間工作平臺柱高，按兩端鉸接的軸心受壓柱考慮。如果柱采用16號熱軋工字鋼，試經(jīng)計算解答：（1）鋼材采用Q235時，設(shè)計承載力為多少？（2）鋼材采用Q345時，設(shè)計承載力是否顯著提高？（

13、3）如果軸心壓力設(shè)計值，截面是否能滿足要求？如不滿足，從構(gòu)造上采取什么措施就能滿足要求？4.5 試設(shè)計一兩端鉸接的軸心受壓柱，。軸心壓力設(shè)計值，采用熱軋工字鋼，鋼材為Q235。4.6 某軸心受壓柱承受軸心壓力設(shè)計值，柱兩端鉸接，。鋼材為Q235，截面無削弱。試設(shè)計此柱的截面：（1）采用普通軋制工字鋼；（2）采用熱軋H型鋼；（3）采用焊接工字形截面，翼緣板為焰切邊。4.7 某鋼屋架的上弦壓桿，承受軸心壓力設(shè)計值，已知計算長度，。采用雙角鋼組成T形截面，節(jié)點板厚度為12mm，鋼材為Q235，截面無削弱。試確定此上弦桿的截面：（1）采用等邊角鋼；（2）采用不等邊角鋼。4.8 一工作平臺的軸心受壓柱，

14、承受軸心壓力設(shè)計值，。截面采用兩個熱軋普通工字鋼組成，鋼材為Q235，截面無削弱。試設(shè)計此綴板柱。4.9 同習(xí)題4.8，但改用綴條柱。斜綴條截面采用150×5，斜綴條與柱子軸線間的夾角。試設(shè)計此軸心受壓柱的截面和驗算所選定綴條截面是否滿足要求。若斜綴條截面減小為145×4，對柱承載力有何影響？4.10 某格構(gòu)式軸心受壓柱，截面采用兩熱軋槽鋼組成，翼緣肢尖向內(nèi)。，承受軸心壓力設(shè)計值。鋼材為Q235，截面無削弱。試設(shè)計此柱的截面：（1）綴材采用綴條；（2）綴材采用綴板。1.一平臺的梁格布置如圖5.26所示，鋪板為預(yù)制鋼筋混凝土板，焊于次梁上。設(shè)平臺恒荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（不包括梁自重）

15、為。試選擇次梁截面，鋼材為鋼。圖 5.28 習(xí)題1圖2選擇一懸掛電動葫蘆的簡支軌道梁的截面。跨度為；電動葫蘆的自重為，起重能力為（均為標(biāo)準(zhǔn)值）。鋼材用鋼。注：懸吊重和葫蘆自重可作為集中荷載考慮。另外，考慮葫蘆輪子對軌道梁下翼緣的磨損，梁截面模量和慣性矩應(yīng)乘以折減系數(shù)。3.設(shè)計習(xí)題1的中間主梁（焊接組合梁），包括選擇截面、計算翼緣焊縫、確定腹板加勁肋的間距。鋼材為鋼，型焊條（手工焊）。4.根據(jù)習(xí)題1和習(xí)題3所給定的條件和所選定的主、次梁截面，設(shè)計次梁與主梁連接（用高等的平接），并按1：10比例尺繪制連接構(gòu)造圖。5.工字形焊接組合截面簡支梁，其上密鋪剛性板可以阻止彎曲平面外變性。梁上均布荷載（包括

16、梁自重），跨中已有一集中荷載，現(xiàn)需在距右端處設(shè)一集中荷載。問根據(jù)邊緣屈服準(zhǔn)則，最大可達到多少。設(shè)各集中荷載的作用位置距梁頂面為，分布長度為。鋼材的設(shè)計強度取為。另外所有的已知荷載和所有未知荷載中，都已包含有關(guān)荷載的分項系數(shù)。圖 5.29 習(xí)題5 圖形冷彎薄壁型鋼，截面規(guī)格，用于屋面檁條，跨度為。作用于其上的均布荷載垂直于地面，。設(shè)檁條在給定荷載下不會發(fā)生整體失穩(wěn)，按邊緣屈服準(zhǔn)則作強度計算。所給荷載條件中已包含分項系數(shù)。鋼材強度設(shè)計值取為。6.1 有一兩端絞接長度為的偏心受壓柱，用的做成，壓力的設(shè)計值為，兩端偏心距相同，皆為。試驗算其承載力。 所示懸臂柱，承受偏心距為的設(shè)計壓力。在彎距作用平面外有支撐體對柱上端形成支點，要求選定熱軋型鋼活焊接工字型截面，材料為（注：當(dāng)選用焊接工字形截面時，可試用翼緣，焰切邊，腹板）。6.3 用扎