钢结构考试计算题.doc

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，=160N/mm2。(12分)

截面内力：
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。（，）(12分)

解：偏心距e=80mm，核心距： ，为小偏心 …

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/mm2。问该梁抗弯强度及刚度是否满足要求。已知：(16分)

解：截面几何特征值：

…截面抗弯强度：取
，满足要求

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＝900kN（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…正面角焊缝受力
肢背焊缝所能承担的内力为：
得：，取，满足构造要求
肢尖焊缝所能承担的内力为：
得：，取，满足构造要求

2、钢板截面为310mm20mm，盖板截面为310mm12mm，钢材为Q235，（），（）。级高强度螺栓摩擦型连接，孔径22mm，接触面喷砂，＝0.45，预拉力。求该连接的最大承载力(12分)

解：
⑴ 一个螺栓的抗剪承载力设计值：
连接的抗剪承载力为： ……………….5分
(2) 连接板件净截面强度验算： 可得：…
最大承载力由连接的抗剪控制：

1、（本题12分）试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度（说明验算点）。图中荷载为静力荷载设计值。钢材为Q235-A•F。手工焊，焊条E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

3、图示焊接工字钢梁，均布荷载作用在上翼缘，Q235钢，验算该梁的整体稳定。已知：，，，，。（可不计梁自重）(16分)

解:截面几何特征值： ，

，，

整体稳定系数计算：

………….2分

截面最大内力：
整体稳定验算： 满足条件

1、 如图连接，尺寸为mm，受静载拉力，，钢材为Q235BF，E43焊条，手工焊无引弧板，。
试验算焊缝强度。(12分)

焊缝截面承受内力： 轴心拉力：
强度验算：
故该焊缝连接强度不满足要求。
2、 下图所示某钢板的搭接连接，采用c级普通螺栓M22，孔径＝23.5mm，承受轴心拉力，钢材Q235，试验算此连接是否可靠。（）（12分）
解：⑴一个螺栓的抗剪承载力设计值：

⑵一个螺栓的承压承载力设计值 …
⑶最大承载力 …
⑷净截面强度验算：
满足要
3、一工字形截面梁绕强轴受力，截面尺寸如图，当梁某一截面所受弯矩M=400kN·m、剪力V=580kN时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235B，f=215N/mm2,fv=125N/mm2。（16分
解：
…
折算应力计算：

强度满足要求

2.（本题12分）试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度。图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为8.8级M20，预拉力P=110KN，被连接板件钢材Q235-A•F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.（本题16分）某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，荷载为静力荷载设计值，试验
算梁的强度是否满足要求。判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2 ，fy=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。
验算图示承受静力荷载的连接中脚焊缝的强度。，其他条件如图所示。无引弧板。（12分）解：

该连接安全可靠

1.某双盖板高强度螺栓摩擦型连接如图所示。构件材料为Q345钢，螺栓采用M20，强度等级为8.8级，接触面喷砂处理。试确定此连接所能承受的最大拉力N。(预拉力P=125Kn，摩擦系数为0.5，钢材强度设计指标f=295N/mm2)（12分）

解：一个螺栓的抗剪承载力：
故 （ 2分）
净截面验算：

2、图示焊接工字钢梁，钢材Q345，承受次梁传来的集中荷载，次梁可作为主梁的侧向支撑点，验算该梁的整体稳定。已知：，，，
，，，

解：（1分）
（1分），（2分）

==（4分）
（1分）
（3分）满足要求

3、图示焊接工字形截面轴压柱，在柱1/3处有两个M20的C级螺栓孔，并在跨中有一侧向支撑，试验算该柱的强度、整体稳定？已知：钢材Q235-B，，
，（16分）。

Q235钢b类截面轴心受压构件稳定系数
λ
30
35
40
45
50
55
60
φ
0.936
0.918
0.899
0.878
0.856
0.833
0.807
解：（3分）
，，（2分）
（1分），查表（1分）
（1分）
（2分）
（3分）

（ 2分）
        不满足要求。
故应按钢板的抗拉强度设计。
（ 2分）
故该连接最大承载力为1088KN
2、如图所示的简支梁，其截面为不对称工字形，材料为Q235－B ，钢梁的中点和两端均有侧向支承，承受集中荷载（未包括梁自重）F = 160kN （设计值）的作用，是验算该梁抗弯强度是否满足？（12分）

解：1．计算梁的自重（2分）

（76.98KN/m2 为钢的重力密度）
跨中最大弯矩设计值：（2分）

2、计算截面几何特征值：（2分）
截面抵抗矩：
3、 强度（4分抗弯强度不满足要求

3、有一轴心受压实腹式柱，柱截面为焊接工字型，两主轴方向均属b类截面，如图所示，钢材Q235，已知：1500kN，，，，试验算此柱的整体稳定性。（16分）
Q235钢的轴心受压构件稳定系数值

…50 60 70 80 90 100 …
b类
…0.856 0.807 0.751 0.688 0.621 0.555 …

解：截面几何特征值：A=10880mm2 ，
， 长细比：，
查表得：
整体稳定验算：，整体稳定满足要求
局部稳定：（5分）腹板的高厚比（可以）
翼缘的宽厚比：
局部稳定满足要求

1、下图所示某钢板的搭接连接，采用c级普通螺栓M22，孔径＝23.5mm，承受轴心拉力，钢材Q235，试验算此连接是否可靠。，

、解：（1）螺栓连接计算
单个螺栓抗剪设计承载力
单个螺栓的承压设计承载力
所需螺栓个数：
单面搭接，螺栓实际用量应为：个
该连接采用了8个螺栓，符合要求
（2）构件净截面验算
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：

1-2-5-3-4截面的净截面面积为：

故：该连接是可靠的。

2、下图所示角焊缝连接能承受的静力设计荷戴P=160KN。已知：钢材为Q235BF，焊条为E43型，，是判断该连接是否可靠。（12分）
解：

故该连接可靠。

3. 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。（16分）

截面几何特性：

按强度条件确定的承载力：

按稳定条件确定的承载力：

因x轴为弱轴，且 ，因而对y轴的稳定承载力小于对x轴的稳定承载力，由 查表得 所以

所以 此柱的最大承载力为2160kN。

图示为摩擦型高强螺栓的对接接头，钢板材料为Q235B，用8.8级高强螺栓M20，孔径为21.5mm，预拉力P=110kN，接触面喷砂处理μ=0.45，求接头所能承受的最大拉力N?(12分)
解：1．确定摩擦型高强度螺栓所能承受的最大轴心力设计
故取。
单个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值：

故……………..(4分)
2．构件所能承受的最大轴心力毛截面：
……………..(2分)
Ⅰ-Ⅰ截面：
由得

由此可见，接头所能承受的最大轴心力设计值。
2、验算图示承受静力荷载的连接中脚焊缝的强度。，其他条件如图所示。无引弧板。解：

3. 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，fy=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？ 

设强轴为x轴。 （1） 强度验算

…
最大正应力强度验算： 因为翼缘 所以可以考虑部分塑性。
…
最大剪应力强度验算：
…
腹板与翼缘交界处折算应力验算：

所以强度均满足。（2） 整体稳定性保证
如不需验算梁的整体稳定性，则需受压翼缘自由长度与其宽度的比满足要求：
所以在梁跨中设一道侧向支承点就能保证梁的整体稳定性。