1、1钢结构考题素材 200612106.3.1 如图所示连接，尺寸为 mm，受静载拉力 P=l30kN， =l0mm，钢材为fhQ235BF，E43 焊条，手工焊无引弧形板， =160N/mm2。试验算焊缝强度，并指出wf焊缝最危险点的位置。如仅将 P 变为压力，最不利点位置和应力大小有无变化?习题 6.3.1 图解：将外力 P 向焊缝截面的形心简化，得：N=P=130kNmkNePM.130由 N 作用在焊缝中产生的平均应力和 M 作用在焊缝中产生的最大应力分别为： 2/9.)(7.027.02lhNwff 2232 /7.5)10(.6.6 NlfMf A 点应力最大，为两者叠加，即： 2/
2、6.487.59.2mMfNffA因为 ，将最危险点 A 点的应力代入强度条件：0f wfff2).1(得 ff即 148.6N/mm21.22160N/mm2=195.2N/mm2，满足强度要求。当 P 变为压力时，仍为 A 点最不利，且应力数值不变，仅仅改变了方向 。26.3.2 图示连接受集中静力荷载 P=100kN 的作用。被连接构件由 Q235 钢材制成，焊条为 E43 型。已知焊脚尺寸 =8mm， =160N/mm2，试验算连接焊缝fhwf的强度能否满足要求。施焊时不用弓弧板。习题 6.3.2 图6.3.2 解：将外力 P 向焊缝形心简化，得V=P=l00kNM=Pe=30000k
3、Nmm由 V 在焊缝中产生的剪应力为： 23/9.)104(87.027.02 mNlhVwff 由 M 在焊缝中产生的正应力为： 2272 /7.5)(.36.6lwff代入强度条件： 22222 /160/6.89.).1705().1( mNfmNff 强度满足要求。37.3.1 设计两角钢拼接的普通 C 级螺栓连接，角钢 L805，轴心受拉 N=120kN，拼接角钢采用与构件相同截面的单剪连接，材料用 Q235 钢，螺栓直径 d=20mm，孔径 ， ， md5.2102/130mNfbV2/30mNfbc2/15f习题 7.3.1 图7.3.1解：(1) 螺栓连接计算单个螺栓的承载力设
4、计值：NfdnNbVVb 408134)2(142 ftbcbc 50所需螺栓数： 93.512minb可采用 4 只或 5 只，选 5 只排列如图所示。4题 7.3.1 图(2) 构件强度计算角钢截面毛面积： A = 791.2mm2II 截面净面积： mtdnn 7.6835.21.7901 II-II 截面净面积 tdneae)( 02 224.675.194357.3.2 两钢板截面为一 18400，两面用盖板连接，钢材 Q235，承受轴心力设计值 N=1181kN，采用 M22 普通 C 级螺栓连接， ，按下图连接。试验算节md5.230点是否安全。 ， ， 。2/130mNfbV/
5、35Nfbc 2/1Nf7.3.2解：(1) 螺栓强度验算单个螺栓抗剪承载力设计值kNfdnNbVbV 8.90134242 单个螺栓承压承载力设计值tfbcbc .12058故取 。kNb8.9min每侧 12 个螺栓，承载力为5kNk186.185.92(2) 验算被连接钢板的净截面强度201 0.5.324. cmtdnAn 223 /1/.8.5fNn 4.3.1 一实腹式轴心受压柱，承受轴压力 3500kN(设计值 )，计算长度 ，mlox10，截面为焊接组合工字形，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为 Q235，mloy5容许长细比 。要求：10(1)验算整体稳定性(2)验算局部稳定
6、性习题 4.3.1 图4.3.1解：（1）验算整体稳定性 241040240mA 4833 1059.7401)1( mIx 83.2122y mAIix 87.9405.748Iiyy 3.123.480.510xil61504.80yil对 x 轴为 b 类截面，对 y 轴为 c 类截面，查表： 785.085.0yx，如果承受静力荷载，材料为镇静钢，22/15/9. mNfmNAy 则在允许范围之内。（2）验算局部稳定性a.翼缘 13.52.10235)1.0(75.9 yftbb.腹板 6.0.).2(40 ywfth所以局部稳定均满足。4.3.2 请验算图示轴心受压双肢缀条格构柱的整
7、体稳定：轴心压力设计值为N=l100kN， ，钢材为 Q345， ，柱肢用20a 。单肢的 A=mloyx6.52/315mNf2883mm2， ， ， ，缀条用 L454108746108.2lxz1.04；A 1=348.6mm2，柱截面对工 x，y 轴，皆属 b 类截面。习题 4.3.2 图4.3.2解： miy 6.782310.560yil74726 1093.)1.0(28310.2 mIx mAix 6.97.8.60xil 4.69.3827.2721 Axo因为该截面对 x，y 轴均属 b 类截面， ，所以由 ，查表得：xy03.71y645.)65.0.(65.0 223
8、/31/8.924.1mNfNAN所以，此格构柱整体稳定能够保证。2.3.3 已知一钢平台梁中一截面静力荷载产生的弯矩 M 为 80OkNm，剪力V 为 500kN，均为设计值。截面形式如图，材料为 Q235，请验算截面强度。f=215N/mm2， =125N/mm2。Vf习题 2.3.3 图2.3.3解：需验算正应力强度、剪应力强度和折算应力强度。开孔对整个截面影响不是很大 ，故假定强轴仍在腹板中部。 4322 17580.46.17403.1 cmInx 4282cIx 835.4167.23cmhIWnxx最大正应力：因为受压翼缘 ，所以可考虑部分塑性。3.014tb 2236 /15/
9、8.5.70.8 mNfNWMnx 最大剪应力S 取毛截面 34.2509.34.12c 224max /15/61805 mNfmNtIVVw 折算应力： 2461 /5.07253IMynx31 .9.4. cmS2431 /0.710182NtIVwx 222 /65. mzs 1 /36.mf所以该截面强度满足。2.3.5 如图所示工字形简支主梁，材料为 Q235F 钢，f=215N/mm 2， =Vf125N/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， 。05.1x要求：(1)验算主梁的强度；(2)判别梁的整体稳定性是否
10、需要验算。9235解:(1)主梁强度验算梁的最不利截面为第一根次梁左侧截面和第二根次梁的右侧截面，由于其对称性，此两截面受力相同。 mkNPM.10425V=P=250kN梁的截面特性： 4322860.7.8 cmIx 354.1600.2chIWxx 32774.8S正应力强度:223 /15/8.1054.1 mNfNMx 剪应力强度： 22433 /.028675fmtIVS Vwx 该截面上腹板与翼缘连接处正应力、剪应力都较大，所以需验算折算应力。此点： 2461 /5.17028NIMyx 3619.5740cmS 2431 /5.170281tIVwx 21/.7Nzs 21 /
11、5.36.mNf10所以强度满足要求。(2) 梁的整体稳定性验算 163.42801bl所以不必验算整体稳定性 。5.3.1 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/mm 2，E=2.0 6105N/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Ix=32997cm4。A=84.8cm 2，b 类截面。5.3.1解： cmAIix7.198.43250750.19x838.74.6.mx311529cmhIWx fNMANExxmx )/8.0(1NExx 62322 107.7
12、.54816即 215)07.681(03.15.84053. 3311mkNM.159.059.18由弯矩作用平面内稳定确定的最大弯矩为:M= 159kN m5.3.2 验算图示端弯矩(设计值 )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。工字形截面的特性：A=14.3cm 2，W x=4gcm3，i x=4.14cm。532解：热轧工字钢截面对强轴 x 轴属于 a 类。因而，当时，得 ，8014.3./20 xxil 783.0x05.1x9556.m kNEANxx 279.645803.26222 由平面内稳定计算公式： fNWMAExxmx )/.1( fmN 23623 /8.105.963.14)27.58.01(4905.2478.06由截面强度计算公式 fWMANx12fmN 23623 /6.054.192.0495.10.46因为平面外稳定通过侧向支承得到保证，所以本题承载力由强度、平面内稳定计算均满足要求。13
