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计算题A1、如图所示用拼接板的平接连接,主板截面为14400mm,拼接板的尺寸为8360300mm;用直角角焊缝三面围焊,每条侧面焊缝的长度为13cm(一边有4条)。承受轴心力设计值(静力荷载),钢材为Q235,采用E43系列型焊条,手工焊。试验算该连接是否可靠?(设焊缝的焊脚尺寸,直角角焊缝的强度设计值)2、图示连接中,焊脚尺寸hf=8mm,钢材为Q235B,f=215N/mm2,手工焊,焊条为E4303, =160N/mm2,盖板厚10mm,主板厚18mm,试计算此连接的承载能力。3、验算如图所示摩擦型高强螺栓连接是否安全,已知:荷载N=300kN,螺栓M20,10.9级,=0.5,预紧力P=155kN。4、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。5、某6m跨度简支梁的截面和荷栽(含梁自重在内的设计值)如图所示。在距支座2.4m处有翼缘和腹板的拼接连接,实验算其拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235,采用E43型焊条,手工焊,三级质量标准,施焊时采用引弧板。解:计算焊缝截面处的内力 计算焊缝截面几何特征值: 计算焊缝强度 查附表得 折算应力:6、设计图示双盖板对接连接。已知钢板宽a=240mm,厚度t=10mm,钢材为Q235钢,焊条为E43,手工焊,轴力设计值N=550kN。解:(1)确定盖板尺寸为了保证施焊,盖板b取为b=240mm-40mm=200mm 按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度取t1=6mm(2) 计算焊缝按构造要求确定焊角高度hft1=6mm hfmaxt1=6mm 因此取hf=6mm若只设侧面角焊缝,则每侧共有四条焊缝,每条角焊缝长度为取 所需盖板全长若采用三面围焊,则端缝承载力为每条焊缝的长度为:取 所需盖板全长7、验算如图所示的摩擦型高强度螺栓连接的强度。已知螺栓为8.8级M20高强度螺栓,被连接的支托板与柱翼缘的厚度均为t=12mm,各排螺栓编号如图,外力设计值为F=150KN。(15分)(已知预拉力P=110KN)计算题B1、一实腹式轴心受压柱,承受压柱,承受轴压力3500kN(设计值),计算长度,截面为焊工字形,尺寸如图所示,翼缘为剪切边,钢材为Q235,容许长细比。要求:(1)验算整体稳定性(2)验算局部稳定性2、两端为铰接的轴心受压柱,柱长为5m,如图所示,在柱长一半处设有侧向(弱轴x方向)支撑,该柱承受的轴心y压力设计值N1800KN,容许长细比=150,采用热轧工字钢56a,A=135cm2,ix22.0cm,iy=3.18cm,钢材为Q235,f215N/mm2。验算此支柱的整体稳定和刚度。满足25002500xx113、两端为铰接的轴心受压柱,柱长为9m,如图所示,在两个三分点处均有侧向(x方向)支撑,该柱承受的轴心压力设计值N400kN,容许长细比=150,采用热轧工字钢25a,钢材为Q235,试验算柱的稳定性。(截面对x轴为a类截面,对y 轴为b类截面,f215N/mm2)。热轧普通工字钢的规格和截面特征型号尺寸(mm)截面积A(cm2)ix(cm)iy(cm)hb 25a 25011648.54110.22.40a类截面轴心受压构件的稳定系数(fy/235)1/20123456789700.839800.783900.714b类截面轴心受压构件的稳定系数(fy/235)1/201234567891100.4931200.4371300.387300030003000xx4#、如图所示支架,支柱的压力设计值,柱两端铰接,钢材为Q235(),容许长细比。截面无孔眼削弱。支柱选用焊接工字形截面,已知面积。验算此支柱的整体稳定。0123456789400.8990.8950.8910.8870.8820.8780.8740.8700.8650.861【解】:整体稳定和长细比验算长细比 (2分) (2分)取长细比较大值,故由计算得,于是 (2分)(4分)截面无孔眼削弱,不必验算强度。四、计算题1、图示简支梁,不计自重,Q235钢,不考虑塑性发展,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/mm2。问是否满足正应力强度及刚度要求,并判断是否需要进行梁的整体稳定验算。已知:解:(1)正应力强度验算 梁的跨中最大弯矩为: 所以,正应力强度满足。(2) 刚度验算所以,刚度满足要求。(3) 整体稳定性验算由于密铺板牢固连接于上翼缘,所以不必进行整体稳定性验算。2、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=400kNm、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。3#、图3所示简支梁长12m,钢材为Q235(,)采用如图所示焊接工字形截面,已知单位长度得质量为149.2kg/m,梁的自重为149.29.81463N/m,截面积A=158.4cm2,cm4,cm3,cm3,mm。梁上集中荷载如图所示(单位kN)。试验算此梁的正应力和支座处剪应力。荷载分项系数为1.2,截面塑性发展系数,。(15分)【解】:梁自重产生的弯矩为: Nm (2分) 外荷载在跨中产生的最大弯矩为: kNm (2分) 总弯矩为: kNm (1分) 验算弯曲正应力: N/mm2215 N/mm2 (4分) 验算支座处最大剪应力: 支座处的最大剪力按梁的支座反力计算, V181.92103+14631.26374300 N (2分) 剪应力为: N/mm2125 N/mm2 (4分)计算题C1#、某双轴对称焊接工字型截面压弯构件,其受力状态、支撑布置和截面尺寸如图所示。承受的荷载设计值为,跨中横向集中力为。构件长度,材料用Q235B.F钢。试校核截面的强度、刚度。解:跨中截面:(1)截面几何特征:在弯矩作用平面内:翼缘板为剪切的焊接工字型截面,对x轴屈曲时属b类截面,对y轴屈曲时属c类截面。Q235钢的强度设计值(2)强度验算:,故满足要求。(3)刚度验算长细比: 构件的最大长细比 满足要求。2、某焊接工字形截面压弯构件,翼缘板230014,腹板156010,截面翼缘为剪切边,钢材为Q345钢。两端铰接,长度为15m,承受的轴心压力设计值为N900kN,在杆的中央有一横向集中荷载设计值P120kN,在弯矩作用平面外位于杆的三分点处各有一个支撑点,如图所示。试验算此构件的强度和稳定是否满足要求。计算题D1. 试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。荷载设计值F=220kN。钢材Q235,焊条E43,手工焊,无引弧板,焊缝质量三级。有关强度设计值=215 N/mm2,=185 N/mm2 。(假定剪力全部由腹板上的焊缝承受)2. 试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知N=390kN(设计值),与焊缝之间的夹角。钢材Q235,焊条E43,手工焊。有关强度设计值=160 N/mm2 。3. 设计双角钢拉杆与节点板之间的连接角焊缝计算长度L1=?,L2=?已知:采用三面围焊:hf=6mm,fwf=160N/mm2,N=529kN(静载设计值)4.设计矩形拼接板与板件用三面围焊连接的平接接头。轴心拉力N1250kN,(静载设计值),钢材Q235,焊条E43,手工焊。有关强度设计值=215 N/mm2, fwf=160N/mm2。图示尺寸单位mm.(焊缝LW2实际长度取cm整数)5. 设计矩形拼接板与板件用普通螺栓连接的平接接头。(如图所示,单位mm)。已知轴心拉力设计值N=600KN,有关强度设计值:bv=130N/mm2, bc=305 N/mm2,=215 N/mm2。粗制螺栓d=20mm,孔径d0=21.5mm。6.图示一用M20普通螺栓的钢板拼接接头,钢材为Q235,215 N/mm2。试计算接头所能承受的最大轴心力设计值。螺栓M20,孔径21.5mm, bv=130N/mm2, bc=305 N/mm2。7.若上题的拼接接头改用10.9级M20磨擦型高强度螺栓,接触面处理采用钢丝刷清除浮锈。接头所能承受的最大轴心力设计值能增大多少?已知高强度螺栓预拉力设计值P155kN,接触面抗滑移系数。8. 计算图示连接的承载力设计值N。螺栓M20,孔21.5mm,材料Q235A已知:215N/mm2, bv=130 N/mm2, bc=305 N/mm2 。9.试计算下图所示连接中C级螺栓的强度。已知荷载设计值F=60KN,螺栓M20,孔径21.5mm, bv=130N/mm2, bc=305 N/mm2.10.两端铰接轴心受压柱,高9.6m,钢材为Q235,强度设计值=215 N/mm2,采用图示截面,尺寸单位mm,计算可承受外荷载设计值N=? 注:不计自重 稳定系数 :7273747576777879800.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.6940.688 11.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱,长10.0m,截面由2I32a组成,两肢件之间的距离300cm,如图所示,尺寸单位mm。试求该柱最大长细比。 注: 一个I32a的截面面积 A=67cm2 惯性矩 Iy=11080cm4 IX1=460cm4 12.如图所示为二简支梁截面,其截面面积大小相同,跨度均为12m,跨间无侧向支承点,均布荷载大小亦相同,均作用在梁的上翼缘,钢材为Q235,试比较梁的稳定系数,说明何者的稳定性更好?13. 一简支梁的计算简图如下,截面采用普通工字钢I50a,材料为Q235,除两端支承处能阻止梁端截面的扭转外,跨中无任何侧向支承点,试按整体稳定确定荷载P的大小(设计值,不计自重)已知:钢材强度设计值f215N/mm2I50a的Ix46470cm4,Wx1860cm3, Iy1120cm4,Wy142cm3整体稳定系数:集中荷载作用于上翼缘 0.5 均布荷载作用于上翼缘 0.4414. 求图示钢梁所能承受的最大均布荷载设计值(含自重),已知梁截面为热轧普通工字钢I45a,其截面特性为: A=102cm2 IX=32240cm4 wx=1430cm3 Iy=855cm4 wy=114cm3材料为Q235,强度设计值=215 N/mm2,梁两端不能扭转,跨中无侧向支撑点,挠度不起控制作用,截面无削弱。整体稳定系数b=0.44.15. 如图所示的拉弯构件,间接承受动力荷载。横向均布荷载的设计值为8kN/m。截面为I22a,无削弱。试确定杆能承受的最大轴心拉力设计值。已知:, =215 N/mm2 。16. 用轧制工字钢I36a(材料Q235)作成的10m长两端铰接柱,轴心压力的设计值为650kN,在腹板平面承受均布荷载设计值q6.24kN/m。试计算此压弯柱在弯矩作用平面内的稳定有无保证?为保证弯矩作用平面外的稳定需设置几个侧向中间支承点?已知:, =215 N/mm2 。
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