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钢结构各章习题

钢结构各章习题
钢结构各章习题

第三章习题

1.焊接工字形截面梁,设一道拼接的对接焊缝,拼接处作用荷载设计值:弯矩

mm KN M ?=1122,剪力KN V 374=,钢材为Q235B ,焊条为E43型,半自动焊,Ⅲ级

检验标准,试验算该焊缝的强度。

2 试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材Q235B ,焊条E43型,手工焊,轴心拉力设计值KN N 500=(静力荷载)。①采用侧焊缝;②采用三面围焊。

3. 如图所示焊接连接,采用三面围焊,承受的轴心拉力设计值KN N 1000=。钢材为Q235B ,焊条为E43型,试验算此连接焊缝是否满足要求。

4. 试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知KN N 390=(设计值),与焊缝之间的夹角?=θ60,钢材为A3,手工焊、焊条E43型。

5. 试设计如图所示牛腿与柱的连接角焊缝①,②,③。钢材为Q235B ,焊条E43型,手工焊。

6. 试求如图所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B ,焊条E43型,手工焊,角焊缝焊脚尺寸mm

h f 8=,cm e 301=。

7. 如图所示两块钢板截面为40018?,钢材A3F ,承受轴心力设计值KN N 1180=,采用M22普通螺栓拼接,I 类螺孔,试设计此连接。

8. 如图所示的普通螺栓连接,材料为Q235钢,采用螺栓直径20mm ,承受的荷载设计值

KN V 240=。试按下列条件验算此连接是否安全:1)假定支托不承受剪力;2)假定支托承

受剪力。

9、验算图示采用10.9级 M20摩擦型高强度螺栓连接的承载力。已知,构件接触面喷砂处理,钢材Q235-BF,构件接触面抗滑移系数μ=0.45,一个螺栓的预拉力设计值P=155 kN。

第四章轴心受力构件

1:一块-400×20的钢板用两块拼接板-400×12进行拼接。螺栓孔径22mm,排列如图。钢板轴心受拉,N=1350KN(设计值)。钢材为Q235钢,请问:

(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) 拼接板的强度是否需要验算?

2:一实腹式轴心受压柱,承受轴压力3500kN(设计值),计算长度l0x=10m,l

=5m,截面为焊接组合工字型,尺寸如图所示,翼缘为剪切边,钢材为Q235,0y

容许长细比。要求:

(1)验算整体稳定性

(2)验算局部稳定性

3.验算由2L75×5(面积为7.41×2cm2)组成的水平放置的轴心拉杆。轴心拉力的设计值为270KN,只承受静力作用,计算长度为3m。杆端有一排直径为20mm的螺栓孔,图示。钢材为Q235钢。计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。[λ]=250。

i x=2.32cm,i y=3.29cm,单肢最小回转半径i1=1.50cm

4.一钢柱长6 m,两端铰接,承受轴心压力设计值5000kN。柱子截面由[40 a 和钢板组成,钢材均为Q235,每隔15 cm用螺栓连接,螺栓孔径为20 mm。

已知[40 a的截面积A

=75.05 cm2,I x1=17577.9 cm4,I y1=592 cm4,翼缘宽度

1

为100, 钢材强度设计值 f =215N/mm2,图示,螺栓连接已经验算。

要求综合考虑柱子的强度、整体稳定和局部稳定,讨论该柱是否可用?

5.一工字形截面轴心受压柱如图所示,l0x=l = 9m,l0y=3m , 在跨中截面每个翼缘和腹板上各有两个对称布置的d = 24mm的孔,钢材用Q235AF, f

=215N/mm2,翼缘为焰切边。试求其最大承载能力N。局部稳定已保证,

不必验算。

6.如图所示普通热轧工字型钢轴心压杆,采用Q235F, f =215N/mm2。问:(1)此压杆是否满足要求?

(2)此压杆设计是否合理?为什么?

(3)当不改变截面及两端支承条件时,欲提高此杆承载力,比较合理的措施是什么?

第五章受弯构件

1. 简支梁受力及支承如图所示,荷载标准值P =180kN,分项系数1.4,不计自重,Q235钢,

f y=235N/mm2

1)验算该梁的强度。

2)如不需验算该梁的整体稳定,问需设几道侧向支承?

2. 字形组合截面钢梁,其尺寸和受力如图所示。已知其腹板的高厚比

,为保证腹板的局部稳定,请在支座A、B处及其之间梁段内布置加劲肋。

3.图示为一焊接工字形简支梁,跨度 l = 4m 。钢材Q235F,f=215N/mm2,

p(包括自重)。假定该梁局部稳定和

f y=235N/mm2。承受均布荷载设计值为

强度以及刚度能满足要求,试求该梁能承受的荷载p 。

4:如图所示工字形简支主梁,Q235F钢,f =215N/mm2,f v=125N/mm2承受两个次梁传来的集中力P =250KN作用(设计值),次梁作为主梁的侧向支承,不计主梁自重,

要求:

1)验算主梁的强度

2)判别梁的整体稳定性是否需要验算

5:如图所示工字形简支主梁,Q235F钢,f =215N/mm2,承受两个次梁传来的集中力P =250KN作用(设计值),次梁作为主梁的侧向支承,不计主梁自重,荷载作用点设支承加劲肋,不考虑局部压应力的作用。

要求:验算腹板的局部稳定,计算出加劲肋间距,并示意在图中。

第六章拉压弯构件

1图示为一两端铰支焊接工字形截面压弯杆件,杆长l =10m。钢材Q235,f =215N/mm2,E =206×103N/mm2。作用于杆上的计算轴向压力和杆端弯矩见图。

试由弯矩作用平面内的稳定性确定该杆能承受多大的弯矩M?已知截面

I x=32997cm4,A=84.8cm2,b类截面。

2.验算图示端弯矩(计算值)作用情况下压弯构件的承载力是否满足要求。

已知构件截面为普通热轧工字钢I10,Q235AF,假定图示侧向支承保证不发生弯扭屈曲。I10截面的特性:

A=14.3cm2,W x=49cm3,i x= 4.14cm 。

3.验算图示压弯杆在弯矩作用平面内的稳定性。钢材为Q235BF。已知截面几何特性A=20cm2,y1=4.4cm,I x=346.8cm4。

4.某压弯构件(Q235)在y方向的上端自由,下端固定,图示。在x方向的上、下端均有不动铰支承。缀条布置见图。试按稳定条件确定该压弯构件能

承受的

M x

已知:肢件截面(2I25a)几何特性:,

,单肢缀条

()截面积为。

5:验算图示端弯矩(计算值)作用情况下压弯构件的承载力是否满足要求。

构件为普通热轧工字钢I10,Q235AF,假定图示侧向支承保证不发生弯扭屈

曲。I 字形截面的特性:A =14.3cm 3 ,W x =49cm 3 ,i x =4.14cm 。

6: 验算 图示 构件的稳定性。材料为Q235F ,f =215N/mm 2 ,梁中间有一侧向

支撑点。已知构件截面参数: A =21.27cm 3 ,I x =267cm 4 ,i x =3.54cm ,i y =2.88cm 。

7.试验算图示压弯构件平面外的稳定性,钢材为Q235,kN F 100=,

kN N 900=,1

235.065.0M M tx

+=β,2354400007.12y y

b f ?-=λ?,跨中有一侧向支撑,2215mm N f =,216700mm A =,46104.792mm I x ?=,4

610160mm I y ?=(15分)

钢结构第四章答案

验算图示焊接工字形截面轴心受压构件的稳定性。钢材为Q235钢,翼缘为火焰切割边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。已知构件承受的轴心压力为N =1500kN 。 解:由支承条件可知0x 12m l =,0y 4m l = 2 3364 x 1150012850025012225012476.610mm 12122I +??=??+??+???=? ??? 3364y 5001821225031.310mm 1212 I =?+???=? 2225012500810000mm A =??+?= x 21.8cm i === ,y 5.6cm i === 0x x x 12005521.8l i λ===,0y y y 400 71.45.6 l i λ===, 翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b 类截面,故按y λ查表得=0.747? 整体稳定验算: 3 150010200.8MPa 215MPa 0.74710000 N f A ??==<=?,稳定性满足要求。 图示一轴心受压缀条柱,两端铰接,柱高为7m 。承受轴心力设计荷载值N =1300kN ,钢材为 Q235。已知截面采用2[28a ,单个槽钢的几何性质:A =40cm 2,i y =,i x1=,I x1=218cm 4 ,y 0=, 1-21 y y x 1 x 1 x 260

缀条采用∟45×5,每个角钢的截面积:A 1=。试验算该柱的整体稳定性是否满足 解:柱为两端铰接,因此柱绕x 、y 轴的计算长度为:0x 0y 7m l l == 22 4x x10262221840 2.19940.8cm 22b I I A y ???? ????=+-=+-=???? ? ????????????? x 11.1cm i = == 0x x x 70063.111.1l i λ=== 0y y y 70064.210.9 l i λ=== 0x 65.1λ=== 格构柱截面对两轴均为b 类截面,按长细比较大者验算整体稳定既可。 由0x 65.1λ=,b 类截面,查附表得0.779?=, 整体稳定验算: 3 2 130010208.6MPa 215MPa 0.77924010N f A ??==<=??? 所以该轴心受压的格构柱整体稳定性满足要求。 某压弯格构式缀条柱如图所示,两端铰接,柱高为8m 。承受压力设计荷载值N =600kN ,弯矩100kN m M =?,缀条采用∟45×5,倾角为45°,钢材为Q235,试验算该柱的整体稳定性是否满足 已知:I22a A=42cm 2,I x =3400cm 4,I y1=225cm 4 ; [22a A=,I x =2394cm 4,I y2=158cm 4 ; ∟45×5 A 1=。 解:①求截面特征参数 截面形心位置: 1231.826 112mm 260112148mm 4231.8 x x ?= ==-=+, 24231.873.8cm A =+=

钢结构考试计算题

1、试验算图示焊缝连接的强度。已知作用力F=150kN(静力荷载),手工焊,E43 型焊条,w f f =160N/mm 2。(12分) 0.78384A =??()1 0.786W =?截面内力:150,33V KN M KN m ==? 3 2 1501034.9/4300.8 F e F N mm A τ?=== 6 23310119.9/275251.2 M f M N mm W σ ?===故该连接可靠 2、如图所示一梁柱的端板连接,钢材为Q235,采用M20C 级普通螺栓,该连接 所受的偏心力F=150kN ,试验算其连接的强度是否满足要求。 (2 170/b t f N mm =,17.66e d mm =)(12分) 解:偏心距e=80mm ,核心距: ()2221 4801608010160 i y mm ny ρ?+= = =?∑ e ρ=,为小偏心 2 245170416504 b b e t t d N f N π= =?=… () 11222 150000150000801603000010480160b b t t i F Fey N f N N n y ??=+=+=<+∑

3、图示简支梁,不计自重,Q235钢,,受压翼缘有做够约束能保证整体稳定,均布荷载设计值为50kN/m ,荷载分项系数为1.4,f =215N/mm 2。问该梁抗弯强度及刚度是否满足要求。已知: 25N/mm 1006.2,3845,250][?=== E EI ql l x ωω(16分) x x -10×150 -10×150 -8×500 解:截面几何特征值: ()3341 150520142500 278433333.312x I mm = ?-?= 3 1070897.4/2 x x I W mm h ==…截面抗弯强度:取 1.05x γ= ()1 1.450363158M kN m =??=?6 2231510280.1/295/1.051070897.4x x x M N mm f N mm W σγ?===<=?,满足要求 445 5550600011384384 2.0610278433333.30.068250 x ql EI ω??===>??? 梁刚度不满足要求… 1、试设计如图所示角钢与连接板的连接角焊缝。轴心力设计值N =900k N (静力荷载)。钢材Q235,焊条E43系列。(采用三面围焊)(12分 ) 解: 由构造要求,定10f h mm =…正面角焊缝受力 330.720.76125 1.22160204960w f w f f N h l f N β=∑=?????= 肢背焊缝所能承担的内力为: 3 11110.720.7101600.79000.5204.965275202 w f w f w N N h l f l k N kN N =∑=????=- =?-?=得:1235.5w l mm =,取124020260w l mm =+=,满足构造要求 肢尖焊缝所能承担的内力为: 120.720.7101600.39000.5204.96167520w f w f w N h l f l kN kN N =∑=????=?-?=得:274.8w l mm =,取1752095w l mm =+=,满足构造要求

钢结构的连接练习题

第三章 钢结构的连接 1.选择题 (1)焊缝连接按构造分为两类,它们是 C 。 A. 手工焊缝和自动焊缝 B. 仰焊缝和 俯焊缝 C. 对接焊缝和角焊缝 D. 连续焊缝 和断续焊缝 (2)在下图的连接中,角钢肢尖上的角焊缝的焊脚尺寸f h 应满足 B 。 A. 102.1105.1max min ?=≤≤=??f f f h h h B. )2~1(10125.1max min -=≤≤=??f f f h h h C. 122.1105.1max min ?=≤≤=??f f f h h h D. 102.1125.1max min ?=≤≤=??f f f h h h (3)在弹性阶段,侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为 C 。P 204 A. 均分分布 B. 一端大、一端小 C. 两端大、中间小 D. 两端小、中间大 (4)产生焊接残余应力的主要因素之一是 C 。

A. 钢材的塑性太低 B. 钢材的弹性模量太高 C. 焊接时热量分布不均 D. 焊缝的厚度太小(5)承受静力荷载的构件,当所用钢材具有良好的塑性时,焊接残余应力并不影响构件的 A 。 A. 静力强度 B. 刚度 C. 稳定承载力 D. 疲劳强度 (6)采用螺栓连接时,构件发生剪切破坏是因为D 。 A. 螺栓较细 B. 钢板较薄 C. 截面削弱过多 D. 端距或栓间距太小(7)一个普通抗剪螺栓的设计承载力是 D 。 A. 螺栓杆的抗剪承载力 B. 螺栓的承压承载力 C. A、B中的较大值 D. A、B中的较小值(8)摩擦型高强螺栓受拉时,螺栓的抗剪承载力B 。 A. 提高 B. 降低 C. 按普通螺栓计算 D. 按高强度螺栓承压型连接计算 (9)摩擦型高强螺栓在杆轴方向受拉时,承载力C 。P244 A. 与摩擦面的处理方法有关 B. 与摩擦面的数量有 关 C. 与螺栓直径有关 D. 与螺栓的性能等级无关

钢结构基础第四章课后习题答案

第四章 4.7 试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。杆件由屈服强度 f y 235N mm 2 的钢材制成,材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成,假定不 计残余应力。E 206 103 N mm2(由于材料的应力应变曲线的分段变化的,而每段的 4.8某焊接工字型截面挺直的轴心压杆,截面尺寸和残余应力见图示,钢材为理想的弹塑[性体,屈服强度为f y 235N mm2,弹性模量为 E 206 103N mm2,试画出o cry -人无量纲关系曲线,计算时不计腹板面积。 L - F 「 一 - i y 解:由公式 cr 以及上图的弹性模量的变化得cr - 曲线如下: 2 ) (2/3) f

构件在弹塑性状态屈曲。 因此,屈曲时的截面应力分布如图 截面的平均应力 二者合并得O cry - A y 的关系式 3 4 2 % (0.027 y 3)% 3 o cry 1 0 画图如下 4.10验算图示焊接工字型截面轴心受压构件的稳定性。钢材为 边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。已知构件承受的轴心压力为 N=1500KN 。 全截面对y 轴的惯性矩|y 2tb 【12,弹性区面积的惯性矩 I ey 2t kb 〔12 2 E l ey cry 2_ -~ y 1 y 2 E ~~2- y 3 / 2t kb 12 2tb 3 12 2btf y 2kbt cr 0.5 2bt 0.3k 2)f y Q235钢,翼缘为火焰切割 I I kb ‘ b 入

250 解:已知N=1500KN ,由支撑体系知对截面强轴弯曲的计算长度l ox=1200cm,对弱轴的计算长度l oy =400cm。抗压强度设计值 (1)计算截面特性 215 N mm2。 毛截面面积 截面惯性矩 截面回转半径(2) 柱的长细比 2 A 2 1.2 25 0.8 50 100cm l x 0.8 503 12 2 1.2 25 25.6247654.9cm4 3 ? 4 I y 2 1.2 25/12 3125cm i x lx/A 1247654.9/100 12 21.83cm t12. 12 i y l y..A 3125100 5.59cm x l x,i x 1200 21.83 55 y l y . i y 400 5.59 71.6 (3)整体稳定验算 从截面分类表可知,此柱对截面的强轴屈曲时属于b类截面,由附表得到x 0.833,对弱轴屈曲时也属于b类截面,由附表查得y 0.741。 N.. ( A) 1500 103. 0.741 100 102202.4 f 215 N mm2 经验算截面后可知,此柱满足整体稳定和刚度是要求。 4.11 一两端铰接焊接工字形截面轴心受压柱,翼缘为火焰切割边,截面如图所示,杆长为 12m,设计荷载N=450KN,钢材为Q235钢,试验算该柱的整体稳定及板件的局部稳定 性是否满足?

钢结构计算题-答案完整

《钢结构设计原理计算题》 【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L= 250mm厚度t=10mm。 根据公式f t w移项得: l w t N l w t f t w (250 2 10) 10 185 425500N 425.5kN 【变化】若有引弧板,问N ? 解:上题中l w取实际长度250,得N 462.5kN 解:端焊缝所能承担的内力为: N30.7h f l w3 f f f w2 0.7 6 300 1.22 160 491904N 侧焊缝所能承担的内力为: N10.7h f l w1f f w4 0.7 6 (200 6) 160 521472N 最大承载力N 491904 521472 1013376N 1013.4kN 【变化】若取消端焊缝,问N ? 解:上题中令N30 , l w1200 2 6,得N 弘505.344 kN 2t,即250-2*10mm。 300mm 长 6mm。求最大承载力N 钢材米用Q 235,焊条E43系列,手工焊,无引弧板,焊缝采用三级检验质量标准, 2 185N /mm。试求连接所能承受的最大拉力N 解:无引弧板时,焊缝的计算长度l w取实际长度减去 【练习2】两截面为450 14mm的钢板,采用双盖板焊接连接,连接盖板宽度 410mm中间留空10mm),厚度8mm 钢材Q 235,手工焊,焊条为E43, f f w160N / mm2,静态荷载,h f

【练习3】钢材为Q 235,手工焊,焊条为E43, f f 160N/mm",静态荷载。双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接,h f 6mm,肢尖和肢背实际焊缝长度 均为250mm等边角钢的内力分配系数0.7,k20.3。求最大承载力N —}心}\2LI25x8 解: 端焊缝所能承担的内力为: N30.7h f l w3 f f f" 2 0.7 6 125 1.22 160 204960N 肢背焊缝所能承担的内力为: N10.7h f l w1f f w20.7 6 (2506) 160327936N 根据N1 N3 k1N —3 2 1N31204960 得: N(N13)(3279360 960 )614880N K120.72【变化】若取消端焊缝,问 解:上题中令N3614.88kN N ? 0,l w1 250 2 6,得N 456.96kN 【练习4】钢材为Q 235,手工焊,焊条为E43, f f w 已知F 120kN,求焊脚尺寸h f (焊缝有绕角,焊缝长度可以不减去 2 160N / mm,静态荷载。 2h f ) 解:设焊脚尺寸为h f,焊缝有效厚度为h e 0.7h f 将偏心力移 到焊缝形心处,等效为剪力V= F及弯矩在剪力作用下: 3 120 10 342.9 M=Fe h e l w 在弯矩作用下: M M f W f , 2 0.7h f 250 120 103150 2 h f 1234 2 (N / mm ) IK W f 1 代入基本公式 h f 2 (N /mm ) 得: (1234 )2 (342.9)2 (1.22h f)( h f) 1068 160 h f 可以解得:h f6.68mm,取h f h f mi n 1.5 14 5.6mm h f 【变化】上题条件如改为已知h 7 mm。 h 12 f max 14.4mm,可以。 f 8mm,试求该连接能承受的最大荷载N 12

钢结构连接习题

第三章钢结构连接习题 简述钢结构连接的类型及特点 受剪普通螺检有哪几种可能的破坏形式?如何防止? 简述普通螺检连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时的异同点? 为何要规定螺栓排列的最大和最小间距要求? 影响高强螺栓承载力的因素有哪些? 有一焊接连接如图所示,钢材为Q235钢,焊条为E43系列,采用手工焊接,承受的静力荷载设计值N = 600kN,试计算所需角焊缝的长度。 习题图 如图所示的螺栓双盖板连接,构件钢材为Q235钢,承受轴心拉力,螺栓为级高强度螺检摩擦型连接,接触面喷砂处理,螺栓直径d=20mm,孔径d o = 21. 5 mm,试计算此连接最大承载力N=? 图示焊接连接采用三面围焊,焊脚尺寸为6mm,钢材为Q235B·F钢,试计算此连接所能承受最大拉力N=? 习题图 图示牛腿板承受扭矩设计值T=60kN·m,钢材为Q235B·F钢,焊条为E43系列。

①方案一:采用三面围焊的角焊缝与柱连接,试设计此角焊缝。 ②方案二:采用四面围焊的角焊缝与柱连接,焊角尺寸可以减少多少? ③方案二所耗焊条是否少于方案一? 习题图 图示连接中,2∟I00x80x10(长肢相并)通过14mm厚的连接板和20mm厚的端板连接于柱的翼缘,钢材用Q235-B·F,焊条为E43系列型,采用手工焊接,所承受的静力荷载设计值N=540kN。 ①要求确定角钢和连接板间的焊缝尺寸。 ②取d1=d2 = 170mm,确定连接板和端板间焊缝的焊角尺寸h f=? ③改取d1=150mm, d2 = 190mm,验算上面确定的焊角尺寸h f是否满足要求? 习题图 图示为C级螺栓的连接,钢材为Q235钢,已知d = 20mm, d e =17.65mm, d o=21.5mm,承受设计荷载P=l50kN

(完整版)钢结构戴国欣主编第四版__课后习题答案

钢结构计算题精品答案 第三章 钢结构的连接 3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。钢材为Q235B ,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN (设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。 解:(1)三面围焊 2 160/w f f N mm = 123α= 21 3 α= 确定焊脚尺寸: ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=, ,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm = 内力分配: 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.28 1000196.69232N N N KN α=- =?-= 3112273.28 1000530.03232 N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算: 11530.03 2960.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=,取310mm 。 22196.69 1100.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f l mm h mm '=+=≤=?=,取120mm 。 (2)两面侧焊 确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h mm = 内力分配:22110003333N N KN α==?=, 112 10006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算:

钢结构的连接习题及答案

钢结构的连接习题及答案 例 3.1 试验算图3-21所示钢板的对接焊缝的强度。钢板宽度为200mm ,板厚为14mm ,轴心拉力设计值为N=490kN ,钢材为Q235 ,手工焊,焊条为E43型,焊缝质量标准为三级,施焊时不加引弧板。 (a ) (b ) 图3-21 例题3-1 (a )正缝;(b )斜缝 解:焊缝计算长度 mm l w 172142200=?-= 焊缝正应力为 223 /185/5.20314 17210490mm N f mm N w t =>=??=σ 不满足要求,改为斜对接焊缝。取焊缝斜度为1.5:1,相应的倾角056=θ ,焊缝长度 mm l w 2.21314256 sin 200 '=?-= 此时焊缝正应力为 220 3'/185/1.136142.21356sin 10490sin mm N f mm N t l N w f w =<=???==θσ 剪应力为 2 203' /125/80.91142.21356cos 10490cos mm N f mm N t l N w v w =<=???==θτ 斜焊缝满足要求。48.1560 =tg ,这也说明当5.1≤θtg 时,焊缝强度能够保证,可不必计算。 例 3.2 计算图3-22所示T 形截面牛腿与柱翼缘连接的对接焊缝。牛腿翼缘板宽130mm ,厚12mm ,腹板高200mm ,厚10mm 。牛腿承受竖向荷载设计值V=100kN ,力作用点到焊缝截面距离e=200mm 。钢材为Q345,焊条E50型,焊缝质量标准为三级,施焊时不加引弧板。 解:将力V 移到焊缝形心,可知焊缝受剪力V=100kN ,弯矩 m kN Ve M ?=?==202.0100 翼缘焊缝计算长度为 mm 106122130=?- 腹板焊缝计算长度为 mm 19010200=-

陈绍蕃 钢结构第四章答案

第四章 4. 1有哪些因素影响轴心受压杆件的稳定系数? 答:①残余应力对稳定系数的影响; ②构件的除弯曲对轴心受压构件稳定性的影响; ③构件初偏心对轴心轴心受压构件稳定性的影响; ④杆端约束对轴心受压构件稳定性的影响; 4.3影响梁整体稳定性的因素有哪些?提高梁稳定性的措施有哪些? 答:主要影响因素: ①梁的侧向抗弯刚度y EI 、抗扭刚度t GI 和抗翘曲刚度w EI 愈大,梁越稳定; ②梁的跨度l 愈小,梁的整体稳定越好; ③对工字形截面,当荷载作用在上翼缘是易失稳,作用在下翼缘是不易失稳; ④梁支撑对位移约束程度越大,越不易失稳; 采取措施: ①增大梁的侧向抗弯刚度,抗扭刚度和抗翘曲刚度; ②增加梁的侧向支撑点,以减小跨度; ③放宽梁的受压上翼缘,或者使上翼缘与其他构件相互连接。 4.6简述压弯构件中等效弯矩系数mx β的意义。 答:在平面内稳定的计算中,等效弯矩系数mx β可以把各种荷载作用的弯矩分布形式转换为均匀守弯来看待。 4.10验算图示焊接工字形截面轴心受压构件的稳定性。钢材为Q235钢,翼缘为火焰切割边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。已知构件承受的轴心压力为N =1500kN 。 解:由支承条件可知0x 12m l =,0y 4m l = 2 3364x 1150012850025012225012476.610mm 12122I +??=??+??+???=? ??? 3364y 5001821225031.310mm 1212 I =?+???=? 2225012500810000mm A =??+?= x 21.8cm i === ,y 5.6cm i === 0x x x 1200 5521.8 l i λ===,0y y y 40071.45.6l i λ===, 翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b 类截面,故按y λ查表得=0.747? 整体稳定验算: 3 150010200.8MPa 215MPa 0.74710000 N f A ??==<=?,稳定性满足要求。

钢结构第四章答案

第四章 4.10验算图示焊接工字形截面轴心受压构件的稳定性。钢材为Q235钢,翼缘为火焰切割边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。已知构件承受的轴心压力为N =1500kN 。 解:由支承条件可知0x 12m l =,0y 4m l = 2 3364 x 1150012850025012225012476.610mm 12122I +??=??+??+???=? ??? 3364y 5001821225031.310mm 1212 I =?+???=? 2225012500810000mm A =??+?= x 21.8cm i === ,y 5.6cm i === 0x x x 12005521.8l i λ===,0y y y 400 71.45.6 l i λ===, 翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b 类截面,故按y λ查表得=0.747? 整体稳定验算: 3 150010200.8MPa 215MPa 0.74710000 N f A ??==<=?,稳定性满足要求。

4.13图示一轴心受压缀条柱,两端铰接,柱高为7m 。承受轴心力设计荷载值N =1300kN ,钢材为Q235。已知截面采用2[28a ,单个槽钢的几何性质:A =40cm 2,i y =10.9cm ,i x1=2.33cm ,I x1=218cm 4,y 0=2.1cm ,缀条采用∟45×5,每个角钢的截面积:A 1=4.29cm 2。试验算该柱的整体稳定性是否满足? 解:柱为两端铰接,因此柱绕x 、y 轴的计算长度为:0x 0y 7m l l == 22 4x x10262221840 2.19940.8cm 22b I I A y ???? ????=+-=+-=???? ? ???????????? ? x 11.1cm i = == 0x x x 70063.111.1l i λ=== 0y y y 70064.210.9 l i λ=== 0x 65.1λ=== 格构柱截面对两轴均为b 类截面,按长细比较大者验算整体稳定既可。 由0x 65.1λ=,b 类截面,查附表得0.779?=, 整体稳定验算: 3 2 130010208.6MPa 215MPa 0.77924010N f A ??==<=??? 所以该轴心受压的格构柱整体稳定性满足要求。 4.15某压弯格构式缀条柱如图所示,两端铰接,柱高为8m 。承受压力设计荷载值N =600kN ,弯矩100kN m M =?,缀条采用∟45×5,倾角为45°,钢材为Q235,试验算该柱的整体稳定性是否满足? 已知:I22a A=42cm 2,I x =3400cm 4,I y1=225cm 4; [22a A=31.8cm 2,I x =2394cm 4,I y2=158cm 4; ∟45×5 A 1=4.29cm 2。

钢结构计算题-答案完整

《钢结构设计原理计算题》 【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L=250mm ,厚度t=10mm 。钢材采用Q235,焊条E43系列,手工焊,无引弧板,焊缝采用三级检验质量标准, 2/185mm N f w t =。试求连接所能承受的最大拉力?=N 解:无引弧板时,焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ,即250-2*10mm 。 根据公式 w t w f t l N

【变化】若取消端焊缝,问?=N 解:上题中令03=N ,622001?-=w l ,得kN N N 344.5051==

第三章钢结构的连接自测题标准答案

第三章钢结构的连接 一.选择题 1.如图所示承受静力荷载的T形连接,采用双面角焊缝,手工焊,按构造要求所确定的合理焊脚尺寸应为(B) A.4mm B.6mm C.8mm D.10mm 2.如图所示连接,焊缝中最危险点为( A ) A.最上点 B.最下点 C.焊缝长度的中点 D.水平荷载延长线与焊缝相交处 3.T形连接中直角角焊缝的最小焊脚尺寸h fmin=1.5 2 t,最大焊脚尺寸h fmax=1.2t1,式中的t1和t2分别为(D) A.t1为腹板厚度,t2为翼缘厚度 B.t1为翼缘厚度,t2为腹板厚度 C.t1为较小的被连接板件的厚度,t2为较大的被连接板件的厚度 D.t1为较大的被连接板件的厚度,t2为较小的被连接板件的厚度 4.根据施焊时所持焊条与焊件间的相互位置的不同,施焊方位分为四种,其中操作最难、质量最难于保 证的施焊方位是( D ) A.平焊 B.立焊 C.横焊 D.仰焊 4.钢结构焊接节点设计中,应尽可能选用( A ) 的焊接位置。 A.俯焊 B.仰焊 C.立焊 D.任意 6.在下列各焊接连接缺陷中,对焊缝连接最危险的是( C )。 A.未焊透 B.气孔 C.裂纹 D.夹渣 7.结构焊接时,所选焊条和被焊接构件之间的匹配原则是( B ) A.弹性模量相适应 B.强度相适应 C.伸长率相适应 D.金属化学成份相适应 8.三级焊缝的质量检验内容为( C ) A.外观检查和100%的焊缝探伤 B.外观检查和至少20%的焊缝探伤 C.外观检查 D.外观检查及对焊缝进行强度实测 9.可不进行验算对接焊缝是( C )。 题1图题2图

A .I 级焊缝 B . 当焊缝与作用力间的夹角θ满足tan θ≤1.5时的焊缝 C . II 级焊缝 D . A 、B 、C 都正确 10.图示焊接连接中,最大的焊缝应力发生在( A ) A.a 点 B.b 点 C.c 点 D.d 点 11.如图所示,连接两工字钢的对接焊缝中,所受正应力最大的点是( A ) A .a 点 B .b 点 C .c 点 D .d 点 12.如图等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接,角钢受轴心力N =500kN ,肢背焊缝受力N 1为( D ) A.150kN B.250kN C.325kN D.350kN 13.如图,两钢板用直角角焊缝连接,手工焊,合适的焊角尺寸f h = ( C ) A.12mm B.10mm C.8mm D.5mm 14.如图所示连接中,在拉力N 作用下,侧面角焊缝中沿焊缝长度方向的应力分布形式为 ( D ) 题11图 题10图 题12图 题13图 题14图

钢结构习题(附答案)概要

钢结构的材料 1. 在构件发生断裂破坏前,有明显先兆的情况是______的典型特征。 脆性破坏塑性破坏强度破坏失稳破坏 2. 建筑钢材的伸长率与______标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。 到达屈服应力时到达极限应力时试件断裂瞬间试件断裂后 3. 钢材的设计强度是根据______确定的。 比例极限弹性极限屈服点极限强度 4. 结构工程中使用钢材的塑性指标,目前最主要用______表示。 流幅冲击韧性可焊性伸长率 5. 在钢结构房屋中,选择结构用钢材时,下列因素中的______不是主要考虑的因素。 建造地点的气温荷载性质钢材造价建筑的防火等级 6. 热轧型钢冷却后产生的残余应力______。 以拉应力为主以压应力为主包括拉、压应力拉、压应力都很小 7. 型钢中的钢和工字钢相比,______。 两者所用的钢材不同前者的翼缘相对较宽前者的强度相对较高两者的翼缘都有较大的斜度 8. 钢材内部除含有Fe、C外,还含有害元素______。 N,O,S,P N,O,Si Mn,O,P Mn,Ti 9. 有二个材料分别为3号钢和16Mn钢的构件需焊接,采用手工电弧焊,焊条应选用______型。

E43E50 E55 T50 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外,还需______指标。 低温屈服强度低温抗拉强度低温冲击韧性疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件______无关。 应力集中低温影响残余应力弹性模量 12.普通碳素钢标号C3表示______。 甲类平炉3号沸腾钢乙类氧气顶吹3号沸腾钢特类平炉3号沸腾钢丙类平炉3号镇静钢 13. 3号镇静钢设计强度可以提高5%,是因为镇静钢比沸腾钢______好。 脱氧炉种屈服强度浇注质量 14. 钢材的理想σ-ε曲线(包括考虑焊接应力和不考虑焊接应力)是______。 A B C D 15. 普通碳素钢强化阶段的变形是______。 完全弹性变形完全塑性变形弹性成分为主的弹塑性变形塑性成分为主的弹塑性变形 16. 下列因素中,______与钢构件发生脆性破坏无直接关系。 钢材屈服点的大小钢材含碳量负温环境应力集中

钢结构基本原理课后习题与答案完全版

2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力-应变曲线,请写出弹性阶段和非弹性阶段的-关系式。 tgα'=E' f 0f 0 tgα=E 图2-34 σε-图 (a )理想弹性-塑性 (b )理想弹性强化 解: (1)弹性阶段:tan E σεαε==? 非弹性阶段:y f σ=(应力不随应变的增大而变化) (2)弹性阶段:tan E σεαε==? 非弹性阶段:'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα =+-=+- 2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线,试验时分别在A 、B 、C 卸载至零,则在三种情况下,卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少? 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =?2'1000/E N mm = f 0 σF 图2-35 理想化的σε-图 解: (1)A 点: 卸载前应变:5 2350.001142.0610y f E ε= = =? 卸载后残余应变:0c ε= 可恢复弹性应变:0.00114y c εεε=-= (2)B 点: 卸载前应变:0.025F εε==

卸载后残余应变:0.02386y c f E εε=- = 可恢复弹性应变:0.00114y c εεε=-= (3)C 点: 卸载前应变:0.0250.0350.06' c y F f E σεε-=- =+= 卸载后残余应变:0.05869c c E σεε=- = 可恢复弹性应变:0.00131y c εεε=-= 2.3试述钢材在单轴反复应力作用下,钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。 答:钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系:当构件反复力y f σ≤时,即材料处于弹性阶段时,反复应力作用下钢材材性无变化,不存在残余变形,钢材σε-曲线基本无变化;当y f σ>时,即材料处于弹塑性阶段,反复应力会引起残余变形,但若加载-卸载连续进行,钢材σε-曲线也基本无变化;若加载-卸载具有一定时间间隔,会使钢材屈服点、极限强度提高,而塑性韧性降低(时效现象)。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外,载一定作用力下,作用时间越快,钢材强度会提高、而变形能力减弱,钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系:反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅(焊接结构)来量度。一般来说,应力比或应力幅越大,疲劳强度越低;而作用时间越长(指次数多),疲劳强度也越低。 2.4试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答:(1)钢材的化学成分,如碳、硫、磷等有害元素成分过多;(2)钢材生成过程中造成的缺陷,如夹层、偏析等;(3)钢材在加工、使用过程中的各种影响,如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响;(4)钢材工作温度影响,可能会引起蓝脆或冷脆;(5)不合理的结构细部设计影响,如应力集中等;(6)结构或构件受力性质,如双向或三向同号应力场;(7)结构或构件所受荷载性质,如受反复动力荷载作用。 2.5 解释下列名词: (1)延性破坏 延性破坏,也叫塑性破坏,破坏前有明显变形,并有较长持续时间,应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 (2)损伤累积破坏 指随时间增长,由荷载与温度变化,化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。 (3)脆性破坏 脆性破坏,也叫脆性断裂,指破坏前无明显变形、无预兆,而平均应力较小(一般小于屈服点fy )的破坏。 (4)疲劳破坏 指钢材在连续反复荷载作用下,应力水平低于极限强度,甚至低于屈服点的突然破坏。 (5)应力腐蚀破坏 应力腐蚀破坏,也叫延迟断裂,在腐蚀性介质中,裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。 (6)疲劳寿命 指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。 2.6 一两跨连续梁,在外荷载作用下,截面上A 点正应力为21120/N mm σ=,2280/N mm σ=-,B 点的正应力

钢结构计算题集

钢结构设计原理计算题 第3章 连接 1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。已知:连接承受静力荷载设计值300P kN =, 240N kN =,钢材为Q235BF ,焊条为E43型,2160w f f N mm =,设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm 。 2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P 。已知:钢材为Q235BF ,焊条为E43型,2/160mm N f w f =,考虑到起灭弧缺陷,每条角焊缝计算长度取为mm 290。 2 解:120P 53M ,P 53V ,P 54N ?=== p 33.0290 67.0210p 54A N 3e N =????==σ p 25.0290 67.0210p 53A N 3e N =????==τ p 61.029067.06 1210120p 53W M 23f M =??????==σ 题2图 题1图 1

2w f 222V 2M N mm /N 160f )P 25.0()22 .1P 61.0P 33.0()()22.1(=≤++=τ+σ+σ kN 5.197P ≤ 3、图示角焊缝连接,承受外力kN N 500=的静载,mm h f 8=,2160mm N f w f =,没有采用引弧板,验算该连接的承载力。 3 解:400,300x y N kN N kN == 23 65.90) 82410(87.0210400mm N l h N w e x f =?-????==∑σ 23 98.67)82410(87.0210300mm N l h N w e y f =?-????==∑τ w f f f f f mm N ≤=+=+222227.10098.67)22 .165.90()(τβσ 4、计算图示角焊缝连接中的f h 。已知承受动荷载,钢材为Q235-BF ,焊条为E43型,2 160mm N f w f =,偏离焊缝形心的两个力kN F 1801=,kN F 2402=,图中尺寸单位:mm ,有引弧板。 4解:将外力1F ,2F 移向焊缝形心O ,得: kN F N 1801==;kN F V 2402== kN F F M 0902401201809012021=?-?=?-?= 题3图

钢结构基础第四章课后习题答案

第四章 试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。杆件由屈服强度 2y f 235N mm =的钢材制成,材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成,假定不 计残余应力。3 20610mm E N =?2 (由于材料的应力应变曲线的分段变化的,而每段的变形模量是常数,所以画出 cr -σλ 的曲线将是不连续的)。 解:由公式 2cr 2E πσλ =,以及上图的弹性模量的变化得cr -σλ 曲线如下: 某焊接工字型截面挺直的轴心压杆,截面尺寸和残余应力见图示,钢材为理想的弹塑性体,屈服强度为 2 y f 235N mm =,弹性模量为 3 20610mm E N =?2 ,试画出 cry y σ-λ— — 无 量纲关系曲线,计算时不计腹板面积。 f y y f (2/3)f y (2/3)f y x

解:当 cr 0.30.7y y y f f f σ≤-=, 构件在弹性状态屈曲;当 cr 0.30.7y y y f f f σ>-=时,构件在弹塑性状态屈曲。 因此,屈曲时的截面应力分布如图 全截面对y 轴的惯性矩 3 212y I tb =,弹性区面积的惯性矩 ()3 212ey I t kb = ()3 2223 223 2212212ey cry y y y y I t kb E E E k I tb πππσλλλ=?=?= 截面的平均应力 2220.50.6(10.3)2y y cr y btf kbt kf k f bt σ-??= =- 二者合并得cry y σ-λ— — 的关系式 cry cry 342 cry σ(0.0273)σ3σ10y λ+-+-= 画图如下 验算图示焊接工字型截面轴心受压构件的稳定性。钢材为Q235钢,翼缘为火焰切割边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。已知构件承受的轴心压力为N=1500KN 。 0.6f y f y λ σ 0.2 0.40.60.81.0cry

钢结构-戴国欣主编第四版--课后习题答案

) 钢结构计算题精品答案 第三章 钢结构的连接 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图)。钢材为Q235B ,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN (设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。 解:(1)三面围焊 2 160/w f f N mm = 123α= 21 3 α= 确定焊脚尺寸: ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=, ,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm = 内力分配: ; 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=- =?-= 3112273.28 1000530.03232 N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算: 11530.03 2960.720.78160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=,取310mm 。 22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f l mm h mm '=+=≤=?=,取120mm 。 。 (2)两面侧焊 确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h mm =

内力分配:22110003333N N KN α==?=, 112 10006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算: 116673720.720.78160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑, 则实际焊缝长度为: mm h mm l f w 48086060388283721=?=<=?+=',取390mm 。 22333 2480.720.76160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑, : 则实际焊缝长度为: mm h mm l f w 48086060260262481=?=<=?+=',取260mm 。 试求图所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B ,焊条为E43型,手工焊,角焊缝焊脚尺寸8f h mm =,130e cm =。 焊脚尺寸:8f h mm = 焊缝截面的形心:0205 205 5.62245.6511.2 5.62205 5.6 x mm ?? ?==?+?? 则2 5.6 20545.6162.22 e mm =+-= (1)内力分析:V=F , 12()(300162.2)462.2T F e e F F =?+=?+= ] (2)焊缝截面参数计算: 32841 5.6511.22205 5.6(250 2.8) 2.091012 X I mm = ??+???+=? 22 742055.6511.245.62205 5.6(162.2) 1.41102 y I mm =??+???-=?

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