《钢结构》习题集按自编教材.doc

1、11、图示简支梁，不计自重，Q235钢，不考虑塑性发展系数，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载设计值为45KN/m，荷载分项系数为1.4，f=215N/mm ,问：是否满足2正应力强度及刚度要求，并判断是否需进行整体稳定验算。解：（1） 、正应力强度验算梁的跨中最大弯矩为： 223max 34222 /15/1.891075.2764. 78150.1.01.658 mNfNcmhIWcI KNqlMxx 所以，正应力强度满足。刚度验算 mwEIqlx24501 5.9102784106.38.5384 所以刚度满足要求。（2） 、整体稳定性验算由于密铺牢固连接于上翼缘，所以不必进行整体稳定性验

2、算。2、选择Q235工字形钢工32a，用于跨度l=6m，均布荷载作用的简支梁，荷载分项系数1.4，求满足正应力强度和挠度条件时，梁所能承受的最大设计荷载是多少？解：先求满足正应力条件的最大荷载主设计值，设为 q135.692108. cmhIWxx 不考虑塑性发展，由 mNqf。l /09.36085.921812 满足刚度要求的最大荷载设计值为 q2 则：2245062108106.2384.153845 454 lwqEIqlwx所以最大设计荷载为：33.09N/mm。3、已知一钢平台梁中一截面静力荷载产生的弯矩为800KN.m,剪力V为500KN，截面形式如图，Q235，请验算截面强度

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。 2322 17580.46.17403.1 cmInx 4328.2cIx 35.4167.mhWnxx最大正应力：因为受压翼缘 ,所以可考虑部分塑性。3.014tb 2236 /15/8.5.70.8 mNfNWMnx 最大剪应力：S 取毛截面 4.2509.43.124c 2243max /15/61805 mNfmNtIVvw 21 22214331 2461/5.36. /6.0.7810.79.304. /5.25mNf mNtIVScIMyzswxnx用 于 连 接 次 梁 -14

4、*308-14*30d=3所以该截面强度满足。4、图示工字形简支梁，材料为Q235F，承受两个次梁传来的集中力P=250KN，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；05.x（2） 、判别梁的整体稳定性是否需要验算。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 kNPVmkM250104梁的截面特性 334322750.17.54128460. 860.cmShIWcIXX 正应力强度 223 /15/8.20. NfNMX 剪应力强度 22433 /4.108675 mfmTIVS vwx

5、 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： 21221 24631 32461 /5.6./.78/5709.5048/.2 mNfmNtIVSNIMyzswxx 所以强度满足要求。（2） 、梁的整体稳定性验算 .bl-14*280-14*2804040404所以不必验算整体稳定性。5、一工字形组合截面钢梁，其尺寸如图所示。已知腹板的高厚比，为保证腹板的局部稳定，请在支座和梁段内布置加劲肋ywfth/235170/0解：在图示力作用下，梁的弯矩图在支座A、B皆为负弯矩，即工字形梁的下翼缘受压，上翼缘受拉。由于腹板的高厚比 ，因而需要设置横向加劲ywfth/235170

6、/0肋和纵向加劲肋，其横向加劲肋的间距，由于题目未给出其他条件，故可按一般构造要求取a=2ho；其纵向加劲肋应设置在距受压的下翼缘（1/41/5）h处，在纵横向加劲肋相交处，横向加劲肋连续，切断纵向加劲肋。6、一焊接钢梁，支撑及荷载情况如图，P=200KN，q=20KN/m,荷载均为设计值，且为静载，Q235，要求：验算翼缘与腹板的连接焊缝（ ）mhf6解：翼缘面积矩 31891.60*4.cmS截面惯性矩 4522 10*8.1*.0)/(.2 cmIx 梁中最大剪力在支座处，其值为： KNV382/max沿梁腹板与翼缘交界处单位长度的最大水平剪力 tISVt wxwh 5.210*.5/3

7、9)/*(1 91max焊缝验算251.5/2*0.7*6*1=29.9N/ 22/160Nf所以焊缝与翼缘的连接焊缝强度足够。l=6oBA60-16*408257、等截面简支梁跨度为6米，跨中无侧向支承点，截面如图所示，上翼缘均布荷载设计值q=320KN/m，Q345钢。已知：A=172cm ,2 ,62,41cmy,h=103cm,试验算梁的整体稳定。44967,2830cmIcIyx解: 所以要验算整体稳定性。,1540/6/1bl梁跨中最大弯矩为： mKNqlM.408/*328/max梁的截面特性：受压翼缘 3691/4cWx1.874/60/.71/961yyy ilci 2.0*

8、/01hbtl查表得： 2. 432431 92/*.85/4*. cmIcmI 0.5.1,.9)( b21 应 乘 以时 ， 三 所 查 得 的 Ib .61)-0.860.7b（查表得： 82.0,计算梁的整体稳定性因此梁的整体稳定性满足要求。8、一焊接工字形简支梁，跨度l=4m。钢材Q235F，承受均布荷载设计值为p。假定该梁局部稳定和强度以及刚度都能满足要求，试求该梁保证整体稳定时能承受的荷载p解：根据题意，该梁局部稳定、强度、刚度都能满足要求，所以按整体稳定计算能够承受的最大荷载p-14*208yyxyb fhtWA/235*)4.(3212 6.03145/*614.869307

9、*.8146.0 232 b 2236, /315/8.501*942.0 mNfNWMxb 627908*24150*2mA设p的单位为KN/m mpKNlM.28/4/2要求满足 fWxb,即： mKNp/1.820/9.7*53.02110*9.753.0*166 该梁能承受的最大均布荷载为81.1KN/m9、一实腹式轴心受压柱，承受轴压力3500KN，计算长度 截面为焊llyx5,00接工字形，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为Q235，要求：（1） 、验算整体稳定；（2） 、验算局部稳定 解：（1） 、验算整体稳定 2410*402*40mA-12*5084-20*41953.0 6

10、4.20)64*.173(10*.726464*725).(38.0*5/10/7.68.24.69/10*3./50*1.4/ 10*58, 252212173 38 483 b ybyxybyyx fhtWAhtlIihIWmIiImyxyx 3./13./ 87959710*4.2/0*42/*40259.7 2/)1/(844338 323715032.5/15032.5/ 00 yyxx ilil对x轴为b类截面，对y轴为c类截面，查表： 78.8yx如果承受静力荷载，材料为镇静钢，则在,/2/9./ 2mNfmNA允许范围之内。（2） 、验算局部稳定a、翼缘b/t=9.75(10+

11、0.1 13.52.*10/35) yfb、腹板 /t =40(25+0.5ohw 602所以局部稳定均满足。10、一工字形截面轴心受压柱如图所示 ，在跨中截面每个翼缘mllyx3,900和腹板上各有两个对称布置得d=24mm的孔，钢材用Q235AF，翼缘为焰切边，试求其最大承载能力，局部稳定已保证不必验算。解：截面几何特性按强度条件确定的承载力： KNfANn 2801*8.2510*6. 641 按稳定条件确定的承载力 1502.653.4/.3./9/ 00 yyxx ilil因为x为弱轴，对y轴的稳定承载力小于对x轴的稳定承载力，所以得： AfNy 1*213.*7.7. 4 所以柱的

12、最大承载力为2161KN11、图示轴心受压柱，已知：N=950KN，钢材为Q235AF,A=56cm 2451cmIx,为b类截面，求：（1） 、验算该柱是否安全？（2） 、cmlcmIyxy 40,17504如不安全，则在不改变柱截面尺寸和端支座的前提下采用合理的办法满足承载力要求，并计算采取措施后该柱的最大承载力?l/3-20*1548 23 210*5.660*2/1)4(32mI mAxn mAIiIyxy 3.45/7./ 10*4./ 284738解：因为截面无削弱，只要柱的整体稳定和局部稳定满足要求，就不会发生强度破坏。整体稳定：所以得：将绕y轴失稳，为阻止在y轴的失稳可以在垂直

13、于y轴方向设置侧向支承，将该方向的计算长度减少一半 KNAfNyy 95010*25687.0876.0 3 局部稳定性：a、翼缘b/t=107/10=10.7(10+0.1 6.4.1)b、腹板 /t =200/6=33.4(25+0.5ohw 7加支撑后，该柱的最大承载力为1055KN12、轴心受压柱如图 钢材用Q235，翼,2.5,10*25.,10*54.2434 mlcIcmIyx 缘为轧制边，问：（1） 、此柱的最大承载力设计值？（2） 、绕y轴的失稳形式是什么？解 287602*4A稳定承载力计算： mlmloyox .2/.5稳 定承载力由y轴控制，对y轴为c类截面，查表得 6

14、50.yKNAfNy 1240*25876*50. 3因为截面无削弱，强度承载力高于稳定承载力，所以柱的最大承载力1224KN。并且此柱绕y轴的失稳形式为弯扭失稳。13、图示管道支架，其支柱所承受的计算压力为N=1600KN，截面尺寸如图。钢材为-10*26l/-14*0mAIiyx 3.56/17/892 1502.78./40/5.468.9/0/ 00 yyxx ilil 150.396./2/.4.9/ yyxx ililIiy 8.376./120/10 58.7.3/.00 xx ilil KNfNyy 1*25677. 39Q235AF，翼缘为焰切边，验算该柱是否可靠，局部稳定满

15、足要求。解：为b类截面，查得 85.0y净截面强度验算验算整体稳定14、图示连接受集中静力荷载 P=100KN 的作用。被连接构件采用 Q235 钢材，焊条为 E43 型，已知的焊脚尺寸为 8mm，试验算连接焊缝的强度能否满足要求？连接施焊时不采用引弧板。解：将外力 P 向焊缝形心简化，得V=P=100KNM=P*e=30000KN.mm由 V 在焊缝中产生的剪应力为： 23 /9.)104(*87.02/1*7.0*2/ mNlhwff 由 M 在焊缝中产生的正应力为： 222 /7.5./6./6lff代入强度条件： 22222 /160/6.89.).1/705().1/( fwff 强

16、度满足要求15、图示角钢两边用角焊缝与柱相连，钢材用 Q235，焊条 E50，手工焊，静力荷载设计值 F=390KN，请确定焊脚尺寸，转角处的绕角焊不考虑对焊缝的影响。30-14*2508-14*25047348 23 210*65.2/50*12. 3/9.90*2510*2mImAyxnAIiyx .9/ .47.6/64126/ 00 yyxx ill 22/15/579mNfNNn 22/7.08,*61fA10解：焊缝有效截面的几何特性确定焊脚尺寸 ，fh最危险的点在焊缝最上面或最下面点 ffwff hlhV/139280/1*397.0*2/ 3 fffWeF254. 0)/()/

17、54()/( 22 ffff解得： 取 =10mmh,7.8mfh同时满足强度和构造要求。16、验算牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。静力荷载设计值 F=220KN。钢材用Q235AF，焊条 E43 手工焊，无引弧板，焊缝质量等级为三级（假定剪力由腹板焊缝完全承担）解：（1）计算对接焊缝截面的几何特性中和轴位置： my219302焊缝截面几何特性：剪力只由腹板承担，所以只计算 ,wA（2）验算焊缝强度。最危险的点是最下面的点，所以只计算最下面的点就可以。 2273 /15/8.1930*.4/210*2/ mNfmNIMy wcwf 23, 595./1fAFwc折算应力 22222 /.0./.3.78.93)( ft故折算应力强度不满足要求，所以将焊缝改称二级焊缝就可以满足要求。17、如图所示，角钢和节点板采用三面围焊连接，如图角钢为 2L140*10，连接板厚度 12mm，承受动荷载设计值 N=1000KN，钢材为32 2.6/. 80*7070*2mhhlhAff ffwfWmy910*)3(10*)2( 650123, 472 32310*9.)10(.4)5(*2 1/0*)()96()/mAIw