钢结构计算题.doc

四、计算题 图所示的拉弯构件长6000mm，轴向拉力的设计值为800kN，横向均布荷载的设计值为7kN/m。设截面无削弱，钢材为Q345（ f=310N/mm2），构件采用普通工字钢I22a，截面积A42.1cm2，重量0.32kN/m，Wx310cm3，ix8.99cm，iy2.32cm。验算截面是否满足设计要求。已知：允许长细比，截面塑性发展系数，荷载分项系数为1.0。公式： 解：(1)验算强度 (2)验算长细比 所选截面满足设计要求。如图1所示一根简支梁长6m，采用I32a（,），已知梁单位长度的重量为517N/m，cm4，cm3，cm，mm。梁上作用恒荷载，荷载密度q=29700N/m，试验算此梁的正应力及支座处剪应力。已知：荷载分项系数为1.2，截面塑性发展系数，。公式： ； q解： （1）计算总弯矩梁自重产生的弯矩为： Nm 外荷载在跨中产生的最大弯矩为： Nm 总弯矩为： Nm （2）验算弯曲正应力 N/mm2215 N/mm2 正应力满足要求 3）验算支座处最大剪应力： 支座处最大剪力： V= N 验算剪应力： N/mm2125 N/mm2 支座处剪应力满足要求 3. 如图3所示一根简支梁长6m，采用I32a（,），已知单位长度得质量为52.7kg/m，梁的自重为52.79.8517N/m，cm4，cm3，cm，mm。梁上作用恒荷载，荷载密度q=29700N/m，荷载分项系数为1.2，截面塑性发展系数，。试验算此梁的正应力及支座处剪应力。（13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： Nm （2分） 总弯矩为： Nm 、 验算弯曲正应力： N/mm2215 N/mm2 （3分） 验算支座处最大剪应力： 支座处最大剪力： V=0.5297006+517x1.2x3=90961.2N （2分） 剪应力： N/mm2125 N/mm2 （3分）、如图所示：已知焊缝承受的斜向静力荷载设计值kN，偏心e为20mm，角焊缝的焊脚尺寸，实际长度，钢材为Q235B，焊条为E43型（=160N/mm2）， 取122。验算图所示直角角焊缝的强度。公式：； ；解：将F分解为垂直于焊缝和平行于焊缝的分力 直角角焊缝的强度满足要求 5.验算图5所示直角角焊缝的强度。已知焊缝承受的斜向静力荷载设计值，偏心e为30mm，角焊缝的焊脚尺寸，实际长度，钢材为Q235B，焊条为E43型（=160N/mm2）。（15分）【解】：将F分解为垂直于焊缝和平行于焊缝的分力 （1分） （1分） （2分） （2分） （1分） （2分） （2分） （4分）直角角焊缝的强度满足要求1图1（a）所示为一支架，其支柱的压力设计值，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I56a（），。验算此支柱的承载力。（12分）0123456789200.9700.9670.9630.9600.9570.9530.9500.9460.9430.939900.6210.6140.6080.6010.5940.5880.5810.5750.5680.561图11解：因截面无孔眼削弱，可不验算强度。轧制工字形钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行整体稳定和刚度验算。（2分）长细比 （2分） （2分）远大于，故由计算得，于是 （2分）图2（4分）4. 图4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，。【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）6图6所示的双面角焊缝连接承受轴力N和偏心剪力V的共同作用，其中静力荷载N的设计值为100kN，剪力V为120kN，偏心e为20mm，角焊缝的焊脚尺寸hf为8mm，实际长度l为155mm，钢材强度为Q235B，焊条为E43型（=160N/mm2）。验算此角焊缝的强度。（15分）【解】： （2分） （2分） （2分） （2分） （2分） （5分）7试验算图7中承受静力荷载的拉弯构件。作用力设计值如图2所示，钢材为Q235（），构件截面无削弱。截面为轧制工字钢I45a，A102cm2， Wx1430cm3，截面塑性发展系数，。计算的弯矩最大值为129图4.解：计算的弯矩的的最大值为129kNm 验算强度得满足要求。2如图2所示支柱上下端均为铰接且设置支撑。支柱长度为9m，在两个三分点处均有侧向支撑，以阻止柱在弱轴方向的过早失稳。构件的设计压力为N250kN，容许长细比。支柱截面为工字形I20a，。钢材为Q235（）。验算此支柱的整体稳定和刚度。计算得， 解：先计算长细比， 计算得，取