习题01计算部分word资料13页.docx

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习题01计算部分word资料13页

[例5-1]一工字形截面20032086，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

或根据表5—1求其近似值

（3）求截面塑性区高度占截面高度1/8时的弹塑性弯矩

[例5--2]一简支梁，梁跨7m，焊接焊接组合截面1504501812。

梁上作用均布恒载（未含梁自重）17.1kN/m,均布活载6.8kN/m，距一端2.5m处，尚有集中恒载60kN，支承长度0.2m，荷载作用面距钢梁顶面0.12m。

此外，梁两端的支承长度各0.1m。

钢材屈服强度235MPa，屈服剪力136MPa。

在工程设计时，荷载系数对恒载取1.2，对活载取1.4，材料强度系数取1.093。

考虑上述系数，计算钢梁截面强度。

解：

（1）计算截面系数

（2）计算荷载与内力

自重

均布荷载

集中荷载

梁上剪力与弯矩分布见上图。

（3）计算截面强度

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，