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1、钢结构计算题文档VS 126x103 x1126.4x103 彳山 2,2=；=30.4N/ mm f, = 125N / mm Ixtw 77829x104x6腹板与翼缘交界处折算应力验算：My 378x106x400 “。山25 = - =- = 194.3N / mmI 77829xl04VS1126x103 x 646.4x103 /彳山 2t .=L =：= 17.4N / mmIxtw 77829x104 x6b =荷 +3一； = 196.6N/mm2 /?,/= 1.1x215 = 236.5A/mm2所以强度均满足要求。四、计算题（40分）1、下列图所示某钢板的搭接连接，采用
2、C级普通螺栓M22 ,孔径= 23.5mm , 承受轴心拉力N = 400火，钢材Q235 ,试验算此连接是否可靠。广=140N / mm2 , f（b = 305N / mm2（12 分）1、解：(1 )螺栓连接计算单个螺栓抗剪设计承载力2 7rd2 曲 i 3.14x 222Nv = nv- fv = lxxl40 = 53192N单个螺栓的承压设计承载力N1 = 2丽”=22 x 14 x 305 = 93940N二匚千小田经人拓、N 380000 r 1所需螺栓个数耳二主 14单面搭接，螺栓实际用量应为： =1.以7.14 = 7.9个该连接采用了 8个螺栓，符合要求(2 )构件净截面
3、验算因为师错排布置,可能沿1-2-3-4直线破坏，也可能沿1-2-5-3-4折线 破坏1-2-3-4截面的净截面面积为：4 = 0 -=(2402 X 23.5)X14 = 2702mm210 / 121-2-5-3-4截面的净截面面积为：4 =(2x40 + 2a/802+352 -3x23.5)x14 = 2578mm?N 380000 -2力夕脑/2(7 = - = 147.47V / mm f = 2157V / mmAfl 2578 故：该连接是可靠的。2、下列图所示角焊缝连接能承受的静力设计荷戴P=160KNo钢材为Q235BF , 焊条为E43型，f； = 160N/mm2 ,是
4、判断该连接是否可靠。（12分）】丰8】丰8V=2、解：N=-P,V=-P,M=-Pxl20 555z p x 10o -pxl20xl03= 0.61p 2xlx0.7x6x2902 aN = 0.33pAc 2x0.7x6x290KT -pxlO3 tn = = 0.25pqm= qm= Wf1.220.33P + 0.61P1.22)2 + (0.25 P)2 =0.81x160 = 129.6N / mm2Ae 2x0.7x6x29020 +50010 = 13000mm24 = A-(4 x20x24 -2x10x24) = 10600mm2L = x/0x5003 2x200x 20
5、 x 2602 =6.45x103mm 12L =2x x20 x 2003 = 2.67xl07mm45- = 2.23 义 10mmL3xlO&y 122.67 义 10,厂=45.3 mm1.3X104按强度条件确定的承载力：凡=AJ =L06xl0215 = 2.28x10。拉= 2280kN按稳定条件确定的承载力： 几=竺= 40.4L 22.3n也=300_ = 66 2 兄，因而对y轴的稳定承载力小于对x轴的稳定 承载力，由% =66.2查表得 与= 0.773所以%=/ = 0773x1,3xl04 X215X10-3 = 2161kN所以此柱的最大承载力为2160kN。12
6、/ 12作者:日期:三、计算题（共70分）钢材的弹性模量E=2.06X 105MPaQ235 钢强度设计值：厚度 6mm 时，/ = 215MPa, /v =125MPa ；厚度，在 16 40mm 时，f = 205MPa , /v= 120 MPa。1 .节点构造如下图，钢材Q235B,焊条E43型，手工焊接（力亚=ROMPa）, 高强度螺栓采用摩擦型连接，螺栓为8.8级M22,孔径23.5mm, P=150kN, 接触面喷砂后涂无机富锌漆，=0.35,连接承受的静力荷载N=400kN,验 算焊缝和螺栓连接强度是否满足要求。（20分）正面角焊缝强度增大系数4=1.22。七=12R=400k
7、N解：N =240 kN(1)V =320 kN(1)=240x0.09=21.6 kN-m8=240x0.12=28.8 kNm焊缝连接b7(1)(1)240 xlO3Z helw 2x0.7xl0x(420 - 20)=42.9 MPa(1)21.6X106re re= 57.8 MPa2xix0.7xl0x(420-20)2(1)320 xlO3f Y,hck - 2x0.7xl0x(420-20)= 57.1 MPa(1)% =cr：+cr7 =100.7MPaMPa /； =160MPa(3)焊缝强度满足要求。（2）螺栓连接3 / 12m N My. 240N“= + H = r +
8、 L x 102x2x(0.082+0.162)= 24 + 36 = 60 kN (1)N/2 =24+18=42 kN(1)M3 =24 kN (1)N/4=24-18=6kN(1)Mi =60 kN V=320 kN(4)螺栓连接满足承载力要求。9b7b八二1.05235Z,八=L202 .焊接工字形截面简支梁，截面如下图，钢材Q235B,跨中设置一道侧向支 撑，梁承受均布荷载的设计值为q = 60kN/m （包括自重），验算此梁的抗弯、 抗剪强度和整体稳定是否满足设计要求？假设整体稳定不满足要求，在不改变梁截 面尺寸的情况下采取什么措施可提高梁的整体稳定性，计算说明。（22分）.1 -
9、 0.2820(P b = 1.07,6b = L15 ,%-1000X8-280X14q = 60kN/m12000-280X14解：M=-ql28= -x60x122 =1080 kNm8(1)V=l/ = 360 kN(1)XxiootfxS + ZxZSOxUxSOVZSxlOm4* 12XxiootfxS + ZxZSOxUxSOVZSxlOm4* 12(1)W i- = 5.22xl06mm3“ 514W i- = 5.22xl06mm3“ 514(1)S = 280 x 14 x 507 + 500 x 8 x 250 = 2.99 x 106 mm3(1)抗弯强度抗弯强度108
10、0xl06八叱 6= 197.0 MPa f =215 MPa (2)抗剪强度rVS 360x103x2.99x1062.68x109x8= 50.2 MPa 0.6， m0.282 八(ph =1.07=0.876%(1)(1)- = 236.2 MPa/=215MPa整体稳定不满足要求TJ 70(2)在不改变梁截面的情况下可通过增加侧向支撑的方法提高粱的整体稳定性,分别在三分之一跨处设置侧向支撑。4=4000/iv=70.5=3.19 0.60 ,%=0.982(2)M-= 210.7 MPa f =215 MPa 满足要求(4)3.验算如下图格构式压弯构件的整体稳定，钢材Q235B。(2
11、3分)构件承受的弯矩和轴压力设计值分别为Mx= 1550kN m、7V=1520kN；计算长度分别为/ox=2O.Om, /oy=12.Om； /?rnx - Ax =；其他条件如下：分肢 1： Ai=14140mm2, /i =3.167x 107mm4, zi=46.1mm, zyi=195.7mm分肢 2：14220mm2, h-A. 174x 107mm4, ，2=54.2mm, iy2=223.4mm缀条体系采用设有横缀条的单系缀条体系，其轴线与柱分肢轴线交于一点，夹角 为45。缀条为 L140x9()x8,1804mm22102030405060708090100110(P0.99
12、20.9700.9360.8990.8560.8070.75 10.6880.62 10.5550.4935 / 12NF3A仆么k万句存刀 4(y + 必)14220x1461.6 c角华: y = = 732.9 mm1 Aj+A2 14220 + 14140%=1461.6 - 732.9 = 728.7 mm4 = 14140 +14220 = 28360 mm2验算M作用平面内的稳定(1)Ix =I+I2 + Ay； + 4y2? = 1.522 X1010 mm4(2)二732.6mm(1)4)2皆黑= 27.3(1)20v = Jax2 + 27 券=30.9(2)=54843
13、kN(1)例使分肢1受压y + 38.4=1.973 xlO7mm7(2)1520 x1031.0x1550 xlO60.933 x 28360 +/o 盘)= 57.4 + 80.6 = 138.0MPa f = 215 MPa(3)M 使分肢 2 受压=2.089 x 107 %3 mm(1)1520 x1031.0x1550 xlO610.933 x 283602.089 x 103 x 0.974= 57.4 + 76.2 = 133.6MPa f = 215 MPa(1)弯矩作用平面内稳定满足要求弯矩作用平面外稳定验算M使分肢1受压 Y? - M八 C 1461.6 c1 C 1 2
14、000 /r c(1)(1)N、= % n + 一 = 1818.3kN (1)2 = 37.1 (1) 2V1 = 61.3yx + y2 a46.1)195.7(2)由 4 查 =0.801 (1)丛; 1818.3x10 160.5MPa= 25MPa例 A 0.801x14140M使肢2受压6 / 12N +丝= 1822.7kN a=146L6 = 27 054.2%12000 =53.7223.4(2)= 18227义13 = 153 ()Mpa - = 215MPa由42 查。2 = 0.8380538 x 14220弯矩作用平面外稳定满足要求1 .试验算下列图1所示柱牛腿钢板与
15、柱翼缘节点的连接焊缝强度是否满足钢结 构设计规范(GB50017-2003)要求。图中荷载为静力荷载设计值，P=60kN。 钢材为。235。手工焊，焊条43型，施焊时不用引弧板。图1柱牛腿钢板与柱翼缘节点的连接V = 66kNM - 60 x 200 = 12000左 N mmV 2x0.7/?f/ j %V 2x0.7/?f/ j %600002x0.7x10x(210-20)=22.6N / mm2=142.5 N/ mm26M _ 6xl2xlQ6-2x0.7%/： - 2x0.7x10x(210-20)2( 142 5 V+ t) =- + 22.62 =119N/mm2 N = lS
16、lkN(2)验算被连接钢板的净截面强度An = A-ndt = 40x1.8-4x2.35x1.8 = 55.08cm2N 1181xl039/ a = =- 214.4N/mnr f - 25N/mm455.08x1()2节点平安3 .试验算图3所示某摩擦型高强螺栓群的连接节点强度是否满足钢结构设计 规范(GB50017-2003)要求。图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为8.8级 20,预拉力PEIOZM被连接板件钢材Q235-/F,板件摩擦面间作喷砂处理。175kNt=16175kN175kN175kNt = 12图3某摩擦型高强螺栓群的连接节点泄=0.9囹冲=0.9xlx 0.45x1
17、10 = 44.55胸Nv= = = A3J5kNNl / 448 / 12/ = (l-0.5-) = (l-0,5x-)xl75 = 131.25W n4强度符合要求。4 .某一简支梁及支撑如图4所示，所受荷载的标准值P=18(RN,分项系数L4, 不计自重,。235钢，验算该梁的强度是否满足钢结构设计规范(GB50017-2003) 要求。-8X200-6X800-8X200图4某一简支梁计算简图和截面解：设强轴为x轴。(1)强度验算IY2 + AIY2 + A-X120.6 x 803 = 77829cm4u/ 77829 innQ 3WY = 19QScm40.8S = 0.8 x 20 x 40.4 + 0.4 x 40 x 20 = 1126.4cm3S = 0.8 x 20 x 40.4 = 646.6cm3Apl 1.4x180x6 o_o/M= -f = 378左N 加max 44T7 1.4x n ” Vmax =- = 126kN最大正应力强度验算：= = 12,513 t 8M 378xl06 1qqt ,父32 = 188.7 f - 215N/mm rxwx 1.05xl908xl03最大剪应力强度验算：9 / 12