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钢结构计算题2007 文档.docx

1、三、计算题(共 70 分)钢材的弹性模量 E2.0610 5MPaQ235 钢强度设计值:厚度 t16mm 时, , ;MPa215f Pa125vf厚度 t 在 1640mm 时, , 。Pa20f 0v1节点构造如图所示,钢材 Q235B,焊条 E43 型,手工焊接( ),wf60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 N400kN,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 。f1.2解: =240 kN (1)N=320 kN (1)V=2400.09

2、=21.6 kNm (1)fM=2400.12=28.8 kNm (1)B焊缝连接 MPa 9.420427.023weNflh(1)MPa (1)8.541.6226wfMfWMPa ( 1).707.033eVflhMPa .1MfNffVffMPaV=320 kN (4)638螺栓连接满足承载力要求。 2焊接工字形截面简支梁,截面如图所示,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 (包括自重) ,验算此梁的抗弯、60k/mq抗剪强度和整体稳定是否满足设计要求?若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)

3、, , , yb212b 354.430fhtWAyxy bb 28.07.115.b,1.5x.y解: kNm (1)10826812qlMkN (1)30Vmm4 (1)92068.57412xImm3 (1)6.54Wmm3 (1)6.08078S抗弯强度 MPa =215 MPa 整体稳定不满足要求 (2).236xbWMf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。 (2) 5.704yyi,619.3b982.bMPa =215 MPa 满足要求 (4)2xf3验算如图所示格构式压弯构件的整体稳定,钢材 Q235B。 (23 分

4、)构件承受的弯矩和轴压力设计值分别为 Mx 1550kN m、N1520kN;计算长度分别为 l0x=20.0m,l 0y=12.0m; ;其他条件如下:0.1tm分肢 1: A 1=14140mm2, I1=3.167x107mm4,i 1=46.1mm,i y1=195.7mm分肢 2:A 2=14220mm2,I 2=4.174x107mm4,i 2=54.2mm,i y2=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 45o缀条为 L140x90x8,A=1804mm 210 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1100.

5、9920.9700.9360.8990.8560.8070.7510.6880.6210.5550.49312yy38.41296.肢肢, ,m10.8xx ExNMfANWt1xybMfAW1Exxxf2E0.xxAN解: (1)211()42016.732.9my.789.36.420A验算 M 作用平面内的稳定(2)42211x 105.yAI(1) (1)m6.730ix 3.276.xil(2) 20.9x(1)93.0xkN54831.20xEXANM 使分肢 1 受压 (2)7m1093.4yIWxx(3)MPa215Pa0.1386.457 )8.(970.29.063fM 使

6、分肢 2 受压 (1)3xm079.yI(1)MPa25Pa6.1.4.7.0189.53609.136 f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 (1) (1) kN3.8y21aN.37.463.617.95201y(1)由 查 (1) (2)y0.1 MPaPa5.00.831 fAM 使肢 2 受压(2)kN7.1821aNy 0.27.546127.534.1y由 查2y3.0MPa2Pa.33.02 fA弯矩作用平面外稳定满足要求1. 试验算下图 1 所示柱牛腿钢板与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

7、荷载为静力荷载设计值,P60kN 。钢材为 Q235。手工焊,焊条 E43 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 kNV60mkM202/6.)201(7.67. mNlhwff 62 /5.4.0.06lff22222 /160/19154.1 fwff 2. 某连接接头两块被连接钢板截面为 18400,上下采用盖板连接,钢材Q235,承受轴心力设计值 N1181kN,采用 M22 普通 C 级螺柱连接,23.5mm,按下图连接。试验算该连接节点是否满足钢结构设计规范0d(GB50017-2003)要求。图 2 某盖板连接接头解:(1)螺栓强度验算单个螺栓抗剪承载力设计

8、值kNfdnNbvvb 4.106421.342 单个螺栓抗压承载力设计值ftbcbc 8.058故取 。kb.106min每侧 12 个螺栓,承载力为 kN18.274.(2)验算被连接钢板的净截面强度 21042.358.0nAdt cm32/15/5.8Nf节点安全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 M20,预拉力 P=110kN,被连接板件钢材 Q235-AF,板件摩擦面间作喷砂处理。 图 3 某摩擦型高强螺栓群的连接节点强度符合要求。4.某一简支梁及支撑如图 4

9、所示,所受荷载的标准值 P=180kN,分项系数 1.4,不计自重,Q235 钢,验算该梁的强度是否满足 钢结构设计规范 (GB50017-2003)要求。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 432782906.14.08.2 cmIX 39.47cmW30S31 6428kNplM7810maxkV4最大正应力强度验算:135.2801tb 26 /157.809.7mNfwrx 最大剪应力强度验算:22433 /15/4.06107829.6 mNfmNtIVS vwX 腹板与翼缘交界处折算应力验算:2461 /3.IMyx3 /4.17078291Nt

10、VSwX 2221 /5.362./6. mfmN所以强度均满足要求。四、计算题(40 分)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,0d承受轴心拉力 ,钢材 Q235,试验算此连接是否可靠。40k,2/bvfNm235/bcfNm(12 分)KNKN1、解:(1)螺栓连接计算单个螺栓抗剪设计承载力223.140531924bbvvdNnf 单个螺栓的承压设计承载力bbcctf N所需螺栓个数: min3807.14592b单面搭接,螺栓实际用量应为: 个.9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

11、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:20243.51470nAbdt m1-2-5-3-4 截面的净截面面积为: 2 2240835.14578nAm217.4/nNNmfN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)2fm/N1602、解: 120P53M,V,P54Np.967.02pAe25.0.153eNp61.2907.612pWM3f 22 22()()(0.5).81609./.10/NVwf PPNmm故该连接可靠。. 一工字形截面轴心受压柱如图所示,l 0x=l = 9m,l 0y=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)3 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。

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