《钢结构设计原理计算题》 【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L= 250mm厚度t=10mm。 根据公式f t w移项得： l w t N l w t f t w (250 2 10) 10 185 425500N 425.5kN 【变化】若有引弧板，问N ? 解：上题中l w取实际长度250,得N 462.5kN 解：端焊缝所能承担的内力为： N30.7h f l w3 f f f w2 0.7 6 300 1.22 160 491904N 侧焊缝所能承担的内力为： N10.7h f l w1f f w4 0.7 6 (200 6) 160 521472N 最大承载力N 491904 521472 1013376N 1013.4kN 【变化】若取消端焊缝，问N ? 解：上题中令N30 , l w1200 2 6,得N 弘505.344 kN 2t，即250-2*10mm。 300mm 长 6mm。求最大承载力N 钢材米用Q 235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准, 2 185N /mm。试求连接所能承受的最大拉力N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度l w取实际长度减去 【练习2】两截面为450 14mm的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽度 410mm中间留空10mm),厚度8mm 钢材Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w160N / mm2，静态荷载，h f
【练习3】钢材为Q 235,手工焊，焊条为E43, f f 160N/mm"，静态荷载。双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，h f 6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度 均为250mm等边角钢的内力分配系数0.7，k20.3。求最大承载力N —｝心｝\2LI25x8 解： 端焊缝所能承担的内力为： N30.7h f l w3 f f f" 2 0.7 6 125 1.22 160 204960N 肢背焊缝所能承担的内力为： N10.7h f l w1f f w20.7 6 (2506) 160327936N 根据N1 N3 k1N —3 2 1N31204960 得: N(N13)(3279360 960 )614880N K120.72【变化】若取消端焊缝，问 解：上题中令N3614.88kN N ? 0，l w1 250 2 6，得N 456.96kN 【练习4】钢材为Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w 已知F 120kN，求焊脚尺寸h f (焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去 2 160N / mm，静态荷载。 2h f ) 解：设焊脚尺寸为h f，焊缝有效厚度为h e 0.7h f 将偏心力移 到焊缝形心处，等效为剪力V= F及弯矩在剪力作用下： 3 120 10 342.9 M=Fe h e l w 在弯矩作用下: M M f W f , 2 0.7h f 250 120 103150 2 h f 1234 2 (N / mm ) IK W f 1 代入基本公式 h f 2 (N /mm ) 得: (1234 )2 (342.9)2 (1.22h f)( h f) 1068 160 h f 可以解得：h f6.68mm，取h f h f mi n 1.5 14 5.6mm h f 【变化】上题条件如改为已知h 7 mm。 h 12 f max 14.4mm，可以。 f 8mm，试求该连接能承受的最大荷载N 12
欢迎下载B模块：砌体结构 1B：砌体结构材料及构件构造要求/ 砌体结构构造要求 1、砌体材料中块材的种类有哪些？ 答：（ 1）砖（ 2）砌块（ 3）石材。 2、砂浆的强度等级有哪些？ 答：砂浆的强度等级：M15、M10、 M7.5、 M5、 M2.5 五种。 3、什么是砌体结构？ 答：砌体结构系指其承重构件的材料是由块材和砂浆砌筑而成的结构 4、砂浆有哪几种？ 答：（一）水泥砂浆（二）混合砂浆三）非水泥砂浆 5、一般房屋块材和砂浆强度等级如何选用？ 答：对于一般房屋，承重砌体用的砖常用 MU15、MU10、MU7.5；石材常用 MU40、MU30、MU20、MU15；砂浆常用 M1、 M2.5、 M5、 M7.5，对受力较大的重要部位可用 M10。 6、砌体的种类有哪些？ 答：（ 1）无筋砌体，即无筋砖砌体，无筋砌块砌体，无筋石砌体（ 2）配筋砌块砌体，即配筋砖 砌体，配筋混凝土空心小砌块砌体。 7、提高砌体抗压强度的有效措施是什么？ 答：（ 1）块体和砂浆的强度；（ 2）块体的尺寸和形状；（3）砂浆铺砌时的流动性；（ 4）砌筑质量。 8、配筋砌体主要有哪几种？ 答：（ 1）配筋砖砌体；（ 2）配筋混凝土空心小砌块砌体。 9、在混合结构房屋中，按照墙体的结构布置分为哪几种承重方案？它们各有何优缺点？ 答：房屋的结构布置方案可分为四种类型：即纵墙承重体系、横墙承重体系、纵横墙承重体 系和内框架承重体系。 一、纵墙承重方案：（１）纵墙是主要的承重墙。横墙的设置主要是为了满足房间的使用要 求，保证纵墙的侧向稳定和房屋的整体刚度，因而房屋的划分比较灵活；（２）由于纵墙承受的荷载较大，在纵墙上设置的门、窗洞口的大小及位置都受到一定的限制；（3）纵墙间距一般比较大，横墙数量相对较少，房屋的空间刚度不如横墙承重体系；（４）与横墙承重体系相比，楼盖材料用量相对较多，墙体的材料用量较少。 二、横墙承重方案：( １ ) 横墙是主要的承重墙。纵墙的作用主要是围护、隔断以及与横墙拉 结在一起，保证横墙的侧向稳定。由于纵墙是非承重墙，对纵墙上设置门、窗洞口的限制较少，外纵墙的立面处理比较灵活； ( ２ ) 横墙间距较小，一般为 3— 4.5m，同时又有纵墙在纵向拉结，形成良好的空间受力体系，刚度大，整体性好。对抵抗沿横墙方向作用的风力、地 震力以及调整地基的不均匀沉降等较为有利；（ 3）由于在横墙上放置预制楼板，结构简单，
螺栓或铆钉的最大、最小允许距离表2-90 注：1. d0为螺栓或铆钉的孔径，t为外层较薄板件的厚度。 2 ?钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。 常见型钢及其组合截面的回转半径的近似值见表2-91。 常见型钢及其组合截面的回转半径的近似值表表2-91
-I JK=O32 Λiy =0.28? w =0.18 I I=O.18 ?+? ∕χ=10.21A ?=≈0.2l??=0.185Λ "0-2 M ι20.21b iχ=0,45Λ?=0.24? J y S y IH).25tf ?=0,3S? Iy =0.44? ?=0.41Λ ?-0.12fr ∕χ=0.28λ ?=024? Jχ=0.42? ? =0.226?≡0.44Λ?~0.32A Pl ?-0J0Λ —r ? =^0.306 L.-√ h-0.l95Λ ∣χ=0.32A Jy -0.20ΔJX=O29Λ ? =O 456 ■J h =O .20片~j?=0 21h ?=0.29Λ ?→29? r*=0 29h ? =0.5Ofc -0.54? h =OJOh h =0.2150 ?=O.38Λ ? -0.60? -B?-___J□ φ=7?R.30λ ?-0.!7fe ?=0,40A ?≡021fe A =0.43 A i j=0 24b ?≡0.4θ? iχ =0?2ι4ft?p ?=0.4l ?flp ________ ?=0.44? ι=0.35? ■?≡045A ? =0- 235? ?=0 43h A=O 43? h=O39A ?≡O20? f—∣<=0.38Λ 王于」42防 h=0.32? ?=0 58? <χ=O.32 ? 6 =0.40? {≡- P ? ∕χ=0.365λ ?=0.275? s td E h=035A ?*0.56? IX =039Λ iy≈0 29b -C 戸 y Γ -U "1 J 厂 -I=Y _ ■ ■ ■ y π L ≡ ^?≡=0.39Λ 「?=0一 530 强度和稳定性计算表表2-93 ^=O 50? b≡Q39f>
《钢结构设计原理计算题》 【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准， 2/185mm N f w t =。试求连接所能承受的最大拉力?=N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。 根据公式 w t w f t l N
【变化】若取消端焊缝，问?=N 解：上题中令03=N ，622001?-=w l ,得kN N N 344.5051==
Q235 用。由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。 1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置 ()()()()80 10 102401020160)10115(1010240510201601≈?-+?-+??-+??-= y mm 160802402=-=y mm (2)焊缝计算截面的几何特性 ()6232 31068.22)160115(230101014012 151602301014023010121mm I x ?=-??+??++-??+??= 腹板焊缝计算截面的面积： 230010230=?=w A mm 2 2．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。 将力F 向焊缝截面形心简化得： F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）
查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=w v f N/mm 2 点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤w t f 18552.010 226880101604 31===???==w t x M a f F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN 点b 的压应力M b σ，且要求M b σ≤w c f 215129.110 2268160101604 32===???==w c x M b f F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN 由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤w V f 125435.010 23102 3===??=w V V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN 点b 的折算应力，且要求起步大于1.1w t f () ()()w t V M b f F F 1.1435.03129.132 22 2=?+= +τσ 解得：168≈F KN
重点计算公式： 一、受压构件承载力验算 1、基本公式： u N N fA ?≤= 2、影响系数φ：考虑高厚比和轴向偏心力对受压构件承载力的影响。 3、高厚比修正系数γβ：与砌体类型有关 4、T 形截面折算厚度： 3.5T h i = 5、高厚比β： 矩形截面：0H h β=； T 形截面：0T H h β= 6、偏心距限值：0.6e y ≤ 3、验算步骤 （1）确定偏心距e ，验算偏心距限值0.6e y ≤ a) 矩形截面：e =M /N b) T 形截面：e 为集中力到截面形心距离 （2）计算高厚比β a) 矩形截面：直接套公式0H h β= b) T 形截面：计算截面面积、截面惯性矩→计算回转半径→计算折算厚度→0T H h β= （3）确定影响系数φ a ）查表法：根据砂浆强度等级、高厚比及相对偏心距查表确定 b ）公式法：根据公式计算 ① 根据砂浆强度确定系数α ② 计算轴心受压稳定系数21 1o ?αβ=+ ③套公式 矩形截面：21 112e h ?=?++??； T 形截面：21112T e h ?=?++?? （4）确定砌体抗压强度调整系数γa
对无筋砌体构件，其截面面积小于0.3m 2时，γa 为其截面面积加0.7。 （5）验算偏心方向承载力 u N N fA ?≤= 满足则安全 （6）对矩形截面，还要验算短边方向承载力 a) 基本步骤：计算高厚比β→计算轴心受压稳定系数φ0→验算短边方向承载力0u N N fA ?≤= b) 注意短边方向的高厚比与长边方向的高厚比不同 二、梁端支承处砌体局部受压承载力验算 1、基本公式 0l l N N fA ψηγ+≤ η是梁底压应力图形完整系数：0.7η= 2、验算步骤： （1 ）计算梁端有效支承长度0a =（2）计算局部受压面积：l o A a b = （3）计算影响砌体局部抗压的计算面积：0(2)A b h h =+ （4）计算上部荷载折减系数：o A 1.5-0.5A l ψ＝，Ψ小于0 (即o A 3A l >)时，取0ψ＝ （5）若0ψ>，则计算局部受压面积内上部荷载产生的轴向力设计值o o l N A σ=；否则不计算0N （6 ）计算砌体局部抗压强度提高系数：1γ=+，若2γ>，则取2γ= （7）验算砌体局部受压承载力：0l l N N fA ψηγ+≤ 三、砌体的受力性能 （1）砌体轴心抗压强度平均值表达式 （2）砌体轴心抗压强度标准值表达式 fk=fm-1.645σf=fm(1-1.645δf) （3）砌体轴心抗压强度设计值表达式 ()221107.01k f f k f m +=α
钢结构连接计算书 一、连接件类别： 普通螺栓。 二、普通螺栓连接计算： 1、普通螺栓受剪连接时，每个普通螺栓的承载力设计值，应取抗剪和承压承载力设计值中的较小者。 受剪承载力设计值应按下式计算： 式中 d──螺栓杆直径,取 d = 22.000 mm； n v──受剪面数目，取 n v = 2.000； f v b──螺栓的抗剪强度设计值，取 f v b=125.000 N/mm2； 计算得：N v b = 2.000×3.1415×22.0002×125.000/4=95033.178 N； 承压承载力设计值应按下式计算： 式中 d──螺栓杆直径,取 d = 22.000 mm； ∑t──在同一受力方向的承压构件的较小总厚度，取∑t=12.000 mm； f c b──普通螺栓的抗压强度设计值，取 f c b=250.000 N/mm2； 计算得：N c b = 22.000×12.000×250.000=66000.000 N； 故: 普通螺栓的承载力设计值取 66000.000 N； 2、普通螺栓杆轴方向受拉连接时，每个普通螺栓的承载力设计值应按下式计算：
式中普通螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径，取 de= 21.000 mm； f t b──普通螺栓的抗拉强度设计值，取 f t b=215.000 N/mm2； 计算得：N t b = 3.1415×21.0002×215.000 / 4 = 74467.527 N； 3、普通螺栓同时受剪和受拉连接时，每个普通螺栓同时承受剪力和杆轴方向拉力应符合下式要求： 式中 N v──普通螺栓所承受的剪力，取 N v= 23.000 kN =23.000×103 N； N t──普通螺栓所承受的拉力，取 N t= 35.000 kN =35.000×103 N； [(N v/N v b)2+(Nt/Nt b)2]1/2=[(23.000×103/95033.178)2+(35.000×103/74467.527)2]1/2= 0.529 ≤ 1； N v = 23000.000 N ≤ N c b = 66000.000 N； 所以，普通螺栓承载力验算满足要求！
第四章 轴心受力构件 4.1 验算由2∟635?组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。 解：（1）强度 查表得 ∟635?的面积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==， 22()2(614205)1028n A A d t mm =?-?=?-?=， N=270KN 327010262.62151028 n N Mpa f Mpa A σ?===≥=，强度不满足， 所需净截面面积为3 2270101256215 n N A mm f ?≥= =， 所需截面积为21256 2057282 n A A d t mm =+?= +?=， 选636?，面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ （2）长细比 4.2 一块-40020?的钢板用两块拼接板-40012?进行拼接。螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38所示。钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？ （2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？
（3）拼接板的强度够否？ 解：（1）钢板1-1截面强度验算： 210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-??=-??=∑， N=1350KN 31135010202.12056680n N Mpa f Mpa A σ?===≤=，强度满足。 （2）钢板2-2截面强度验算： （a ），种情况，（a ）是最危险的。 2222()0(5)(400808080522)206463n a A l d t mm =-??=-++-??=， N=1350KN 3 2135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ?===≥=，但不超过5%，强度满足。 对应图（d ）的验算： 22()0(5)(400522)205800n d A l d t mm '=-??=-??=， 3 21038.510179.02055800n N Mpa f Mpa A σ'?===≤=' ，强度满足。 （3）拼接板的强度够否？ 因为拼接板厚度2122420mm mm =?=≥，所以不必验算拼接板。 4.3 验算图4.39所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。螺栓直径20mm ，孔径22mm ，钢材为Q235AF ，承受轴心拉力N=600KN （设计值）。
砖混结构中承重构造柱的设计与计算 （广东梅州陈赞） 摘要：在砌体结构设计过程中，应根据具体情况区分一般构造柱和承重构造柱。承重构造柱的设计与计算与框架柱基本相同，但有其特点。承重构造柱受力明确，传力路线简捷，其基础的处理要根据构造柱的荷载特点进行设计。 关键词：砖混结构构造柱 1引言 根据《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001），在抗震设防地区砖混结构的建筑设计中应设置构造柱。设置构造柱可以加强对砌体结构墙体的约束作用，提高墙体的抗剪能力和结构的极限变形能力，改善砌体结构的整体性，从而提高房屋的抗震性能。在设计过程中，一般不考虑构造柱单独承受荷载，而视其承载能力等同于砌体材料。构造柱的截面尺寸和配筋一般也是按照构造要求进行设计。但是在需要设置大空间房间的工程中，构造柱支承着横梁，这时构造柱就起着承重和抗震的双重作用，如图1。这种构造柱的设计及基础处理与一般的构造柱有一定的区别。 图1大开间房间的承重构造柱 2承重构造柱的受力分析 支承横梁的构造柱，如果荷载较小，按砌体强度考虑就能够满足强度要求时，可以视为一般构造柱。其截面及配筋可以按照《建筑抗震设计规范》的有关规定设置即可。但是当支承横梁的构造柱承受的荷载较大，按砌体强度考虑不能够满足强度要求时，此时的构造柱应按照承重构造柱进行设计。 由于构造柱与墙体连接处留有马牙槎，考虑到构造柱与墙体的拉结作用，横梁上的荷载有一部分要扩散到墙体，由墙体来承担。但在实际设计时，由于墙体所承受的这部分荷载较小，为了计算方便，假设横梁上的荷载全部由构造柱来承担，同时假设横（纵）向水平地震力全部由横（纵）墙承受，这样构造柱的传力路线就简单明确了。 3承重构造柱的计算与设计 在砖混结构中，大空间内横梁与构造柱形成的结构与框架相似但与框架又有区别。如果在大空间房间中加上几榀框架，则在结构中显得比较生硬，而且框架部分与砌体结构部分共同工作的协调性较差，不利于结构整体抗震。而横梁与构造柱相结合的结构形式在荷载传递和抗震性能方面与之相比则优越得多。 承重构造柱的计算与框架柱基本相同，但又有不同之处： （1）为了减少顶层的弯矩值，从而减少柱的配筋，顶层梁、柱节点设计为“铰接”，计算简图见图2。
第五章砌体构件承载力计算 学习本章的意义和内容：无筋砌体受压构件的破坏形态和影响受压承载力的主要因素，无筋砌体受压构件的承载力计算方法，梁下砌体局部受压承载力和梁下设置刚性垫块时的局部受压承载力验算方法以及有关的构造要求，无筋砌体受弯、受剪以及受拉构件的破坏特征及承载力的计算方法。 通过本章学习可以掌握土木工程中砌体结构构件计算的基本理论，为砌体结构设计奠 定基础。 本章习题内容主要涉及：无筋砌体受压构件承载力的主要因素及承载力计算公式的应用；局部受压构件破坏的类型及公式的应用；砌体受拉、受弯、受剪构件的计算及应用范围。 一、概念题 （一）填空题： 1．无筋砌体受压构件按高厚比的不同以及荷载作用偏心矩的有无，可分为____________、____________、____________、____________、____________。 2．在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因素是____________和____________。 3．在设计无筋砌体偏心受压构件时，《砌体规范》对偏心距的限制条件是___________。为了减少轴向力的偏心距，可采用____________或____________等构造措施。 4．通过对砌体局部受压的试验表明，局部受压可能发生三种破坏，即 ____________、____________、____________。其中，____________是局部受压的基本破坏形态；____________是由于发生突然，在设计中应避免发生，____________仅在砌体材料强度过低时发生。 5．砌体在局部受压时，由于未直接受压砌体对直接受压砌体的约束作用以及力的扩散作用，使砌体的局部受压强度_______________________。局部受压强度用____________表示。 6．对局部抗压强度提高系数进行限制的目的是__________________________________。 7．局部受压承载力不满足要求时，一般采用____________的方法，满足设计要求。 8．当梁端砌体局部受压承载力不足时，与梁整浇的圈梁可作为垫梁。垫梁下砌体的局部受压承载力，可按集中荷载作用下___________计算。 9．砌体受拉、受弯构件的承载力按材料力学公式进行计算，受弯构件的弯曲抗拉强度的取值应根据___________。受剪构件承载力计算采用变系数的___________。 （二）选择题 1．一偏心受压柱，截面尺寸为490mm×620mm,弯矩沿截面长边作用，该柱的最大允许偏 心距为[ ]： a、217mm; b、186mm; c、372mm; d、233mm。 2．一带壁柱的偏心受压窗间墙，截面尺寸如图1-5-1所示，轴向力偏向壁柱一侧，该柱的最大允许偏心距为[ ]： a、167mm; b、314mm; c、130mm; d、178mm。
“梁梁拼接全螺栓刚接”节点计算书==================================================================== 计算软件：MTS钢结构设计系列软件MTSTool v3.5.0.0 计算时间：2012年12月02日16:53:51 ==================================================================== H1100梁梁拼接全螺栓刚接 一. 节点基本资料 节点类型为：梁梁拼接全螺栓刚接 梁截面：H-1100*400*20*34，材料：Q235 左边梁截面：H-1100*400*20*34，材料：Q235 腹板螺栓群：10.9级-M20 螺栓群并列布置：10行；行间距70mm；2列；列间距70mm； 螺栓群列边距：50 mm，行边距50 mm 翼缘螺栓群：10.9级-M20 螺栓群并列布置：2行；行间距70mm；4列；列间距70mm； 螺栓群列边距：45 mm，行边距50 mm 腹板连接板：730 mm×345 mm，厚：16 mm 翼缘上部连接板：605 mm×400 mm，厚：22 mm 翼缘下部连接板：605 mm×170 mm，厚：24 mm 梁梁腹板间距为：a=5mm 节点前视图如下： 节点下视图如下：
二. 荷载信息 设计内力：组合工况内力设计值 工况N(kN) Vx(kN) My(kN·m) 抗震 组合工况1 0.0 115.4 152.3 否组合工况2 0.0 135.4 172.3 是 三. 验算结果一览 验算项数值限值结果 承担剪力(kN) 6.77 最大126 满足 列边距(mm) 50 最小33 满足 列边距(mm) 50 最大88 满足 外排列间距(mm) 70 最大176 满足中排列间距(mm) 70 最大352 满足列间距(mm) 70 最小66 满足 行边距(mm) 50 最小44 满足 行边距(mm) 50 最大88 满足 外排行间距(mm) 70 最大176 满足中排行间距(mm) 70 最大352 满足行间距(mm) 70 最小66 满足 净截面剪应力比0.066 1 满足净截面正应力比0.000 1 满足净面积(cm^2) 163 最小162 满足 承担剪力(kN) 8.93 最大140 满足 极限受剪(kN·m) 9450 最小7670 满足列边距(mm) 45 最小44 满足 列边距(mm) 45 最大88 满足
n 第四章轴心受力构件 4.1 验算由2∟63 5 组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为 270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图 4.37 ），钢材为Q235 钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。 解：（1 ）强度查表得∟63 5 的面积A=6.14cm 2，i min i x 1.94cm ， A 2 ( A d t) 2 (614 20 5) 1028mm2 ，N=270KN N 270 103 A n 1028 262.6Mpa f 215Mpa ，强度不满足， N 所需净截面面积为A n f 270 103 215 1256 1256 mm2 ， 2 所需截面积为 A A n d t 20 5 728mm ， 2 选63 6 ，面积A=7.29cm 2729 m m2728mm2（2 ）长细比 l o i min 3000 154.6 350 19.4 4.2 一块- 400 20 的钢板用两块拼接板- 400 12 进行拼接。螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38 所示。钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。钢材为Q235 钢，解答下列问题; （1））钢板1-1 截面的强度够否？ （2））是否需要验算2-2 截面的强度？假定N 力在13 个螺栓中平均分配，2-2 截面应如何验算？
2 （3） ）拼接板的强度够否？ 解：（ 1 ）钢板 1-1 截面强度验算： A n1 (b 3 d 0 ) t min (400 3 22) 20 6680mm ， N=1350KN N A n1 1350 103 6680 202.1Mpa f 205Mpa ，强度满足。 （2） ）钢板 2-2 截面强度验算： （a ），种情况，（ a ）是最危险的。 A (l 5 d ) t (400 80 80 2 80 2 5 22) 20 6463mm 2 ， N=1350KN n 2 ( a ) N A n2 1350 103 6463 208.9Mpa f 205Mpa ，但不超过 5% ，强度满足。 对应图（ d ）的验算： A (l 5 d ) t (400 5 22) 20 5800mm 2 ， n 2 (d )
钢结构计算用表 为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。 承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。 对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时，Q235钢和Q345钢应具有0℃C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。 对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证，当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。 当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。 钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数），应根据钢材厚度或
Q235,焊缝) 解 由于翼缘处的剪应力很小,假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受,而弯矩由整个T 形焊缝截面承受.分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力,按照各自应满足的强度条件,可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ,最后,取其最小的F 值即为所求. 1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置 ()()()()80 10 102401020160)10115(1010240510201601≈?-+?-+??-+??-= y 米米 160802402=-=y 米米 (2)焊缝计算截面的几何特性 ()6232 31068.22)160115(230101014012 151602301014023010121mm I x ?=-??+??++-??+??= 腹板焊缝计算截面的面积: 230010230=?=w A 米米2 2．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F . 将力F 向焊缝截面形心简化得: F Fe M 160==(KN·米米) F V =(KN)
查表得:215=w c f N/米米2,185=w t f N/米米2,125=w v f N/米米2 点a 的拉应力M a σ,且要求M a σ≤w t f 18552.010 226880101604 31===???==w t x M a f F F I My σ N/米米2 解得:278≈F KN 点b 的压应力M b σ,且要求M b σ≤w c f 215129.110 2268160101604 32===???==w c x M b f F F I My σ N/米米2 解得:5.190≈F KN 由F V =产生的剪应力V τ,且要求V τ≤w V f 125435.010 23102 3===??=w V V f F F τ N/米米2 解得:7.290≈F KN 点b 的折算应力,且要求起步大于1.1w t f () ()()w t V M b f F F 1.1435.03129.132 22 2=?+= +τσ 解得:168≈F KN
一．工程概况 1．建筑名称：北京体育大学6号学生公寓 2．结构类型：砌体结构 3．层数：4层，层高：2.8m 。 4．开间：3.6m ，进深：5.7m 。 5．建筑分类为二类，耐火等级为二级，抗震设防烈度为八度。设计地震分组为第一组。 6．天然地面下5～10m 无地下水，冰冻深度为地面以下2～4m 处，Ⅱ类场地。 7．外墙采用240厚页岩煤矸石多孔砖，内墙采用150厚陶粒空心砌块。 8．楼、地、屋面采用钢筋混凝土现浇板，条形基础，基础顶标高－1.000m 。 墙体采用页岩煤矸石多孔砖，内墙、厨、厕及阳台处隔墙为200厚，其余墙体厚度均为240。砖块强度采用MU15，±0.000以下采用M7.5混合砂浆。±0.000以上采用M5混合砂浆。构造柱设置见建筑图。 二．静力计算方案 本工程横墙最大间距S max =7.2m ，小于刚性方案横墙最大间距S max =32m ，静力计算方案属于刚性方案。 本工程横墙厚度为240mm ＞180mm ，所有横墙水平截面的开洞率均小于50％，横墙为刚性横墙。 本工程外墙水平截面开洞率小于2/3，层高2.8m ，4层总高度为11.2m ，屋面自重大于0.8kN/m 2，本地区基本风压为0.45kN /m 2，按规范4.2.6条，可不考虑风荷载影响。 三．墙身高厚比验算 1．允许高厚比[β] 本工程采用采用砂浆最低强度等级为M5.0，查书表3-4，墙身允许高厚比[β]＝24。 2．由建筑图纸所示，外横墙取○22轴和○B 、○E 轴间墙体验算，内横墙取○16轴和○B 、○ E 轴间墙体验算。外纵墙取○C 轴和○16～○18轴间门厅处墙体验算，内纵墙取○E 轴和○ 16～○18轴间门厅处墙体验算。 1）外横墙：S=5.7+1.8=7.5m ，H=2.8+0.45+0.5=3.75m ，2H =7.5m ，2H ≥S ＞H ， 查表3-3 H 0=0.4S+0.2H H 0=3.75m ，h=240mm ， 2.11＝μ，44.05 .79 .02.12.1=++= s b s 824.04 .012=-s b s ＝μ，63.1524.075.30==h H ＝β 73.2324824.02.1][21＝＝??βμμ 73.23][63.1521＝＝βμμβ<，满足要求。
2-4 砌体结构计算 2-4-1 砌体结构的计算用表 1．砌体和砂浆的强度等级 砌体和砂浆的强度等级，应按下列规定采用： 烧结普通砖、烧结多孔砖等的强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10； 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级：MU25、MU20、MU15和MU10； 砌块的强度等级：MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5； 石材的强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20； 砂浆的强度等级：M15、M10、M7.5、M5和M2.5。 2．各类砌体的抗压强度设计值（表2-60~表2-64） 烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值（MPa）表2-60 蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度设计值（MPa）表2-61 单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值（MPa）表2-62
MU7.5 - - 1.93 1.71 1.01 MU5 - - - 1.19 0.70 注：1．对错孔砌筑的砌体，应按表中数值乘以0.8； 2．对独立柱或厚度为双排组砌的砌块砌体，应按表中数值乘以0.7； 3．对T形截面砌体，应按表中数值乘以0.85； 4．表中轻骨料混凝土砌块为煤矸石和水泥煤渣混凝土砌块。 轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值（MPa）表2-63 砌块强度等级 砂浆强度等级砂浆强度Mb10 Mb7.5 Mb5 0 MU10 3.08 2.76 2.45 1.44 MU7.5 - 2.13 1.88 1.12 MU5 - - 1.31 0.78 注：1．表中的砌块为火山渣、浮石和陶粒轻骨料混凝土砌块； 2．对厚度方向为双排组砌的轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值，应按表中数值乘以0.8。 毛石砌体的抗压强度设计值（MPa）表2-64 毛石强度等级 砂浆强度等级砂浆强度M7.5 M5 M2.5 0 MU100 1.27 1.12 0.98 0.34 MU80 1.13 1.00 0.87 0.30 MU60 0.98 0.87 0.76 0.26 MU50 0.90 0.80 0.69 0.23 MU40 0.80 0.71 0.62 0.21 MU30 0.69 0.61 0.53 0.18 MU20 0.56 0.51 0.44 0.51 3．各类砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值（表2-65） 沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、 弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值（MPa）表2-65 强度类别破坏特征及砌体种类 砂浆强度等级 ≥M10 M7.5 M5 M2.5 轴心 抗拉 沿齿缝烧结普通砖、烧结多孔砖0.19 0.16 0.13 0.09 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖0.12 0.10 0.08 0.06 混凝土砌块0.09 0.08 0.07 毛石0.08 0.07 0.06 0.04
砌体构件承载力计算 第五章砌体构件承载力计算 学习本章的意义和内容:无筋砌体受压构件的破坏形态和影响受压承载力的主要因素，无筋砌体受压构件的承载力计算方法，梁下砌体局部受压承载力和梁下设置刚性垫块时的局部受压承载力验算方法以及有关的构造要求，无筋砌体受弯、受剪以及受拉构件的破坏特征及承载力的计算方法。 通过本章学习可以掌握土木工程中砌体结构构件计算的基本理论，为砌体结构设计奠定基础。 本章习题内容主要涉及:无筋砌体受压构件承载力的主要因素及承载力计算公式的应用;局部受压构件破坏的类型及公式的应用;砌体受拉、受弯、受剪构件的计算及应用范围。 一、概念题 (一)填空题: 1.无筋砌体受压构件按高厚比的不同以及荷载作用偏心矩的
有无，可分为____________、____________、____________、____________、____________。 2.在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因素是____________和____________。 3.在设计无筋砌体偏心受压构件时，《砌体规范》对偏心距的限制条件是___________。为了减少轴向力的偏心距，可采用____________或____________等构造措施。 4.通过对砌体局部受压的试验表明，局部受压可能发生三种破坏，即____________、____________、____________。其中，____________是局部受压的基本破坏形态;____________是由于发生突然，在设计中应避免发生，____________仅在砌体材料强度过低时发生。 5.砌体在局部受压时，由于未直接受压砌体对直接受压砌体的约束作用以及力的扩散作用，使砌体的局部受压强度_______________________。局部受压强度用____________表示。 6.对局部抗压强度提高系数进行限制的目的是__________________________________。 7.局部受压承载力不满
【砌体结构承重纵墙的承载力验算】 某三层试验楼，采用装配式钢筋混凝土梁板结构，大梁截面尺寸为200mm×500mm，梁端伸入墙内240mm，大梁间距。底层墙厚370mm，二、三层墙厚240mm，均双面抹灰，采用MU10砖和混合砂浆砌筑。基本风压为m2。试验算承重纵墙的承载力。 【解】1.确定静力计算方案 根据表4—2规定（P43页的规定），由于试验楼为装配式钢筋混凝土楼盖，而横墙间距S=＜24m，故为刚性方案房屋。 2.墙体的高厚比验算（对照P45页相关规定自己验算一下） 3.荷载分析 （1）屋面荷载 油毡防水层（六层作法）m2 20mm厚水泥砂浆找平层×20=m2 50mm厚泡沫混凝土保温层×5=m2 120mm厚空心板（包括灌缝）m2 20mm厚板底抹灰×17=m2 屋面恒载标准值m2 屋面活载标准值m2 （2）楼面荷载 30mm厚细石混凝土面层m2 120mm厚空心板（包括灌缝）m2 20mm厚板底抹灰m2 楼面恒载标准值m2 楼面活载标准值m2 (3) 进深梁自重（包括粉刷） 标准值：××25+ 墙体自重及木窗自重 双面粉刷的240mm厚砖墙自重（按墙面计）标准值m2 双面粉刷的370mm厚砖墙自重（按墙面计）标准值m2木窗自重（按窗框面积计）标准
值m2 4.纵墙承载力验算 由于房屋的总高小于28m，层高又小于4m，根据相关规定可不考虑风荷载作用。（1）计算单元 取一个开间宽度的外纵墙为计算单元，其受荷面积为×=，如图中斜线部分所示。纵墙的承载力由外纵墙控制，内纵墙不起控制作用，可不必计算。 （2）控制截面 每层纵墙取两个控制截面。墙上部取梁底下的砌体截面；墙下部取梁底稍上砌体截面。其计算截面均取窗间墙截面。本例不必计算三层墙体。 第二层墙的计算截面面积A2=×=m2 第一层墙的计算截面面积A1=×=m2 (3) 荷载计算 按一个计算单元，作用于纵墙上的集中荷载计算如下： 屋面传来的集中荷载（包括外挑的屋檐和屋面梁） 标准值Nkl3=kN 设计值Nl3=kN 由MU10砖和砂浆砌筑的砌体，其抗压强度设计值f=mm2。 已知梁高500mm，则梁的有效支承长度为a0=190mm＜240mm，取a0= 屋面荷载作用于墙顶的偏心距e3=m 楼盖传来的集中荷载（包括楼面梁） 设计值 Nl2=Nl1= 三层楼面荷载作用于墙顶的偏心距 e2= 二层楼面荷载作用于墙顶的偏心距 e1=m 第三层Ⅰ－Ⅰ截面以上240mm厚墙体自重 设计值ΔNw3=kN 第三层Ⅰ－Ⅰ截面至Ⅱ－Ⅱ截面之间240mm厚墙体自重 设计值Nw3=