钢结构计算题

13.高强度螺栓连接 14.粗制螺栓 15.角焊缝 16.斜缝 17.部分焊透 18.斜角角焊缝 19.残余变形 20.施工要求 21.受剪螺栓 22.受拉螺栓 23.钢梁 24.组合梁 25.热轧型钢梁 26.临界荷载 27.局部稳定 28.经济条件 29.建筑高度 30.拼接 31.工厂拼接 32.工地拼接 33.刚接 34.滚轴支座 35.桁架 36.高度 37.弯矩 38.轴心力 39.节点板 40.构件详图 41.结构布置图 42.结构布置图 43.构件详图 44.施工导流闸门 45.弧形闸门 46.液压式 47.螺杆式

48.卷扬式 49.水头的大小 50.闸门的尺寸

. 六、计算题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)

如图所示的角钢截面为2∠100×12与厚度14mm的节点板用角焊缝相连，已知角钢承受轴心拉力460kN，钢材为Q235-B·F，焊条为E43型。试采用两侧角焊缝，设计角钢肢背和肢尖的焊缝尺寸(注意角钢有两个)。（选取角钢肢背焊角尺寸hf112mm；肢尖焊角尺寸hf210 mm。等肢角钢的内力分配系数为：k1 = 0.7，k2 = 0.3） 解：

肢背焊缝长度为：

lw1k1N0.746010311.98 cm（4分） 20.7hf1ffw20.712160101取lw1 =15 cm (大于8hf181.29.6 cm) （1分） 肢尖焊缝长度为：

lw2k2N0.34601036.16 cm（4分） w120.7hf2ff20.71016010取lw2 =9 cm (大于8hf281.08.0 cm) （1分）

2．某桁架腹杆设计内力N=-430kN(压力)，l0x=l0y=250cm，选用2∠100×80×10的角钢与厚度为

12mm的节点板用长肢相连，用Q235钢，试验算杆件的稳定性。

解：查表ix3.12 cm (相当于表上iy)，iy3.61 cm (考虑了节点板厚度12mm)，f=215 N/mm2 截面面积为：A=2×17.2=34.4 cm2 查表得：x0.687、y0.756 取minx0.687 验算杆件的稳定性： 满足稳定性要求

3. 等截面简支焊接组合梁的整体稳定性和弯应力强度验算。已知：l=6m，Mmax

=370 KN.m，材料Q235，f=215N/mm2,Ix=6604cm4,Iy=2091cm4,I1=1613cm4,I2=478cm4(I1、I2分别为受压翼缘和受拉翼缘对y轴的贯性矩)

解：l1/b1=600/24=25>13 需进行稳定计算

lt6001.4110.5570.2 (1分)

b1h2462.8所以 0.730.180.5570.830

A241.4161.4600.8104 cm2 (1分)

iy20914.48cm (1分)

A104l600y1133.9 (1分)

iy4.48WxIx660432350cm3 (1分) y12091Iy

abI116130.771 (1分) I1I22091b0.8(2ab1)0.8(20.7711)0.434 (1分)

2432010462.8133.91.41 b0.8300.4340.9130.6 (1分) 22350133.94.462.8对b进行修正

0.2820.2821.07b1.070.761 (1分)

b0.913

Mmax37010220.7kN/cm2207N/mm2f215N/mm2 (安全) bWx0.7612350最大弯应力：

Mmax37010234.7 max18.5kN/cm2185N/mm2f215N/mm2(安全) (1

xWmi1.0566043分)

4. 计算焊接工字形等截面简支梁的整体稳定系数φb。已知：梁长6m，材料Q235，双轴对称，跨中无侧向支承，集中荷载作用在上翼缘，腹板选用(截面)-800×8，翼缘选用(截面)-280×12，Ix=144900cm4，Iy=4390cm4？

解：已知：梁长l1=600 cm，翼缘厚t1=1.2 cm，梁高h=80+2×1.2=82.4 cm 按集中荷载作用在上翼缘，查表

截面面积：A800.82281.2131.2 cm2 (1分) 截面模量：Wx回转半径：iy长细比：yIx2I2144900x3517.0 cm3 (1分) h/2h82.4IyA43905.784 cm (1分) 131.2l1600103.73 (1分) iy5.784双轴对称，所以b0 fy=235 N/mm2 (1分) 梁的整体稳定系数为：

2yt14320Ah235bb21 (2分) bfyyWx4.4h1.026 (2分)

因b  0.6 所以要对b进行修正，得：

1.07b0.2821.070.2820.795 (1分) 1.026b5. 验算图示焊接工字形等截面简支梁的整体稳定。已知：采用钢材Q345钢，梁跨度L=6m，跨中无侧向支承，集中荷载作用在上翼缘。Mmax5433 kNm，Ix=1564336cm4，Iy=28395cm4，fy =325N/mm2(Q345钢材厚度大于16mm时)。 解：因为l1b16004413.613故须验算梁的整体稳定性。查表：l1t160020.1662 b1h44164 b0.730.180.730.180.1660.76 (1分)

A24421601.2368 cm2 (1分)

iyIyA283958.784 (1分) 368

yl160068.3 (1分) iy8.784Ix156433619077.27 cm3 (1分) ymax82

Wx由题已知：fy325 N/mm2、查表：b0、f295 N/mm2 梁的整体稳定系数为：

bb43202y22235ytAh235432036816468.32•10.76101.638b24.4hWxf68.319077.274.4164325y (2分)

因为b0.6需要修正

1.070.282/b1.070.282/1.6380.898 (1分) b验算梁的整体稳定性：

Mmax543310531713.7 N/cm2317.1 N/mm2f295 N/mm2 (2分) Wx0.89819077.27b所以稳定性不符合要求

6. 有一焊接连接如图所示，钢材为Q235钢，焊条采用E43系列，角钢为

2∠100x 8，采用手工焊接，承受的静力荷载设计值N＝600kN。试计算两侧面所需角焊缝的长度。

7.

试计算焊缝强度，并指出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

(每式2分，共6

分)

（每式2分，共4分）

8.如图所示连接集中荷载P=100KN的作用。被连接构件由A3钢材制成，焊条为T422型。已知焊缝厚度（焊脚尺寸）：

试验算连接焊缝的强度能否满足要求。 解：将外力P向焊缝形心简化，得： 8.

（4分 ）

（2分）

（2分）

（2分）

9. 解：

（2分）

（2分）

（1分）

（1分） （1分） （3分）

10.

（3分） （2分） （1分） （1分） （1分） （1分） （1分）

11、如图1所示角钢两边用角焊缝与柱相连,钢材用Q345B,焊条E50手工焊,静力荷载设计值F=390kN,请确定焊角尺寸(转角处绕焊2hf，可不计对焊缝计算的长度的影响)。

ffw=200N/mm2

（1分）

（1分）

（2分）

（2分）

（1分）

（1分）

（1分）

（1分）