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钢结构计算题

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1 四、计算题 图1所示的拉弯构件长6000mm，间接承受动力荷载，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A＝42.1cm2，重量0.32kN/m，Wx＝310cm3，ix＝8.99cm，iy＝2.32cm。验算截面是否满足设计要求。

已知：允许长细比350，截面塑性发展系数05.1x，20.1y

公式：218xMql xnxnxNMAW 0xxxli 0yyyli

解：(1)验算强度 )(2.336)2.132.07(818122mkNqlMx （4分） 3622

23

8001033.210292.0()31042.1101.0531010xnxnxNMNmmfNmmAW

 （4分）

(2)验算长细比 060066.73508.99xxxli （4分） 0600258.63502.32yyyli（4分） 所选截面满足设计要求。 四、计算题 1． 图1所示一上端铰接，下端固定的轴心受压柱，承受的压力设计值为N＝900kN，柱的长度为5.25m，计算长

度系数8.0。钢材为Q235（2mmN215f）。验算此柱的整体稳定，刚度和局部稳定。柱截面的尺寸如图所示，

262cmA，cmix77.9，cmiy48.6。容许长细比150。

677.0,887.0yx

局部稳定验算公式：ywfth/235)5.025(0，yftb/235)1.010(

图1 2． 试验算图2中承受静力荷载的 3． 4． 5． 6． 7． 8．

1．局部稳定验算公式：ywfth/235)5.025(0，yftb/235)1.010( 2

. 图1 解：计算长细比

8.6448.6420,0.4377.9420yx

验算柱的整体稳定，刚度和局部稳定 由题目所给677.0,887.0yx 取677.0min

232154.214)10062677.0(10900)(mmNAN

8.64

y

翼缘宽厚比 48.168.641.0102.12101221tb 腹板高厚比 4.578.645.0253.336.02000wth 整体稳定、刚度及局部稳定均满足要求。 9拉弯构件。作用力设计值如图2所示，钢材为Q235（2mmN215f），构件截面无削弱。截面为轧制工字钢

I45a，A＝102cm2， Wx＝1430cm3，截面塑性发展系数05.1x，20.1y。计算的弯矩最大值为129mkN

解：计算的弯矩的的最大值为129kN•m 验算强度得

23623

21556.20391.8565.11710143005.11012910102101200mmNWMANnxxxN

满足要求

四、计算题 1．如图1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 3

向的过早失稳。构件的设计压力为N＝250kN，容许长细比150。支柱截面为工字形I20a，2cm5.35A，cm15.8xi，cm12.2yi。钢材为Q235（2mmN215f）。验算此支柱的整体稳定和刚度。计算得559.0x，

339.0y

，

解：先计算长细比][4.11015.8900x，][5.14112.2300y 计算得559.0x，339.0y，取339.0min 232157.207)1005.35339.0(10250)(mmNAN

2. 如图2所示一根简支梁长7.5m，采用I32a（2mmN215f,2mmN125vf），已知单位长度得质量为52.7kg/m，梁的自重为52.7×9.8＝517N/m，11080xIcm4，692xWcm3，5.27/xxSIcm，5.9wtmm。梁上荷载集度q=18kN/m，荷载分项系数为1.2，试验算此梁的正应力及支座处剪应力。截面塑性发展系数05.1x，20.1y。

解：梁自重产生的弯矩为： 43625.72.15178121M N·m 外荷载在跨中产生的最大弯矩为：5.1265625.7180008122M N·m

总弯矩为：5.1309245.1265624362xM N·m

验算弯曲正应力：2.1801069205.1105.13092433nxxxWMN/mm2＜f＝215 N/mm2 验算支座处最大剪应力：V=0.5×18000×7.5+517x1.2x3.75=69826.5N 7.265.9105.275.69826wItVSN/mm2＜vf＝125 N/mm2 四、计算题（共计40分） 1． 验算图1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kN230F，45，偏心e为30mm，

角焊缝的焊脚尺寸mm8fh，实际长度mm220l，钢材为Q235B，焊条为E43型（wff=160N/mm2）。（15分）

q 图 4

图1 【解】：将F分解为垂直于焊缝和平行于焊缝的分力

)(6.1622223045sinsinkNFFN

（1分）)(9.403.06.162mkNeNM （1分）

)(2.71)16220(87.02106.162223mmNlhNweNf )(1.63)16220(87.02109.46262262mmNlhMweMf

)(3.1341.632.712mmNMfNff )(6.1622220045coscoskNFFV

（2分）

)(2.71)16220(87.02104.14123mmNAVwf （2分）

222222160)(1.1312.71)22.13.134()(mmNfmmNwfff

f

 （4分）

2．图2（a）所示为一支架，其支柱的压力设计值kN1600N，柱两端铰接，钢材为Q235，容许长细比150。截面无孔眼削弱。支柱选用I56a（2mmN205f），cm18.3,cm0.22,cm1352yxiiA。验算此支柱的承载力。（12  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

20 0.970 0.967 0.963 0.960 0.957 0.953 0.950 0.946 0.943 0.939 90 0.621 0.614 0.608 0.601 0.594 0.588 0.581 0.575 0.568 0.561 图2 【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 1503.2722060000xxxil （2分） 1503.948.3130000yyyil （2分）

e F l θ 5 y远大于x，故由y计算得592.0，于是 （2分）

222

3205)(2.20010135592.0101600mmNfmmNAN（4分）

经验算支柱的整体稳定和刚度都满足要求。 3. 图3所示简支梁长6m，采用I36a（2mmN215f,2mmN125vf），已知单位长度得质量为59.9kg/m，梁的自

重为59.9×9.8＝587N/m，15760xIcm4，875xWcm3，7.30/xxSIcm，10wtmm。梁上作用恒荷载，荷载密度q=35000N/m，荷载分项系数1.2，截面塑性发展系数05.1x，20.1y。试验算此梁的正应力及支座处剪应力。

图3 【解】：梁自重产生的弯矩为：317062.15878121M N·m （2分）

外荷载在跨中产生的最大弯矩为：18900062.1350008122M N·m （2分） 总弯矩为：1921703170189000xM N·m （1分）

验算弯曲正应力：2.2091087505.11019217033nxxxWMN/mm2＜f＝215 N/mm2 （3分） 验算支座处最大剪应力： 支座处剪力：V＝0.5×35000×6＋587×1.2×3＝107113.2 N （2分）

剪应力：9.3410107.302.107113wItVSN/mm2＜vf＝125 N/mm2 （3分） 四、计算题（共计40分） 1．图1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

（wff=160N/mm2）。验算此角焊缝的强度。（15分） 图1

【解】：)(2.64)16155(87.0210100223mmNlhNweNf （2分）)(4.202.0120mkNeVM

q

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钢结构计算题答案

钢结构计算题答案

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=270KN327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，强度不满足，所需净截面面积为32270101256215n N A mm f ⨯≥==， 所需截面积为212562057282n A A d t mm =+⋅=+⨯=， 选636⨯，面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ （2）长细比[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 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。

22()0(5)(40080522)206463n a A l d t mm =-⋅⋅=-+⨯⨯=， N=1350KN32135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，但不超过5%，强度满足。

钢结构形考1-4参考答案

钢结构形考1-4参考答案

钢结构形考1一、选择题（每小题2分，共40分）01．下面关于钢结构特点说法有误的一项是（）A. 耐热性差、耐火性好B. 抗震性能好C. 轻质高强，承载能力大D. 工业化程度高正确答案是：耐热性差、耐火性好02．相比较来讲，最适合强震区的结构类型是（）A. 砌体结构B. 砖混结构C. 混凝土结构D. 钢结构正确答案是：钢结构03．下列均为大跨度结构体系的一组是（）A. 油罐、燃气罐、管道B. 移动式起重机械、军用桥、施工脚手架C. 网壳、悬索、索膜D. 微波塔、输电线塔、发射桅杆正确答案是：网壳、悬索、索膜04．结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的（）A. 适用性B. 耐久性C. 稳定性D. 可靠性正确答案是：可靠性05．下列均为承载能力极限状态范畴的一组是（）A. 结构或构件丧失稳定、结构转变为机动体系、混凝土裂缝B. 构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂C. 影响结构、构件或非结构构件正常使用或外观的变形D. 影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏正确答案是：构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂06．钢结构设计最基本的要求不包括（）A. 安全适用B. 确保质量C. 造型美观D. 技术先进正确答案是：造型美观07．用来衡量承载能力的强度指标指的是（）A. 抗拉强度B. 抗压强度C. 屈服强度D. 抗剪强度正确答案是：屈服强度08．钢材一次拉伸过程中可分为4个阶段，其中第2阶段是（）A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 弹塑性阶段D. 强化阶段正确答案是：弹塑性阶段09．钢材拉伸过程中，随变形的加快，应力应变曲线出现锯齿形波动，直到出现应力保持不变而应变仍持续增大的现象，此阶段应为（）A. 弹性阶段B. 弹塑性阶段C. 塑性阶段D. 强化阶段正确答案是：塑性阶段10．钢材的抗拉强度能够直接反映（）A. 结构承载能力B. 钢材内部组织的优劣C. 结构的整体稳定性D. 钢材的焊接性能正确答案是：钢材内部组织的优劣11．钢材的强屈比越高，则钢材的安全储备（）A. 不能确定B. 不变C. 越小D. 越大正确答案是：越大12．钢材在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力称为（）A. 刚度B. 韧性C. 强度D. 塑性正确答案是：塑性13．伸长率越大，则钢材的塑性越（）A. 越差B. 不变C. 越好D. 不能确定正确答案是：越好14．下列关于碳元素对钢材性质的影响说法有误的一项是（）A. 碳含量增加，钢的强度提高B. 碳含量增加，抗腐蚀能力降低C. 碳含量增加，塑性、韧性和疲劳强度下降D. 碳含量增加，可焊性增强正确答案是：碳含量增加，可焊性增强15．下列均为钢材中的有益元素的一组是（）A. 硅和锰B. 钒和氧C. 钛和氮D. 硫和磷正确答案是：硅和锰16．在高温时熔化于铁中的少量氮和碳，随着时间的增长逐渐从纯铁中析出，形成自由碳化物和氮化物，对纯铁体的塑性变形起遏制作用，从而使钢材的强度提高，塑性、韧性下降，这种现象称为（）A. 冷作硬化B. 冷作老化C. 时效硬化D. 应变硬化正确答案是：时效硬化题目1717．钢材在连续反复荷载作用下，应力还低于极限抗拉强度，甚至低于屈服强度，发生的突然的脆性断裂称为（）A. 疲劳破坏B. 冲击破坏C. 塑性破坏D. 脆性破坏正确答案是：疲劳破坏18．下列各因素对钢材疲劳强度影响最小的是（）A. 应力幅B. 静力强度C. 应力集中D. 循环次数正确答案是：静力强度19．钢材的疲劳破坏属于（）A. 弹性破坏B. 塑性破坏C. 低周高应变破坏D. 脆性破坏正确答案是：脆性破坏20．高性能建筑结构用钢简称（）A. 高建钢B. 耐候钢C. 优质碳素结构钢D. 镇静钢正确答案是：高建钢二、判断题（每小题2分，共20分）01．钢结构是土木工程结构的主要形式之一，广泛应用于各类工程结构中，包括桥梁和房屋建筑等。

浙江省钢结构检测上岗证考试计算题

浙江省钢结构检测上岗证考试计算题


8、某钢结构工程中，采用的高强度大六角头螺栓规格为 M22× 100，性能等级为 10.9 级，随机从施工现场抽取 8 套进行扭矩系 数复验，经检测： 螺栓预拉力分别为： 186kN， 179kN， 192kN， 179kN， 200kN， 205kN， 195kN， 188kN； 相应的扭矩分别为： 530N· m， 520N· m， 560N·m，550N·m，589N·m，620N·m， 626N·m，559N·m
历年计算题：
1、 某钢结构室外工程施工中， 采用了某工程生产的薄型防火涂 料，经抽样送到××检测公司进行抗拉强度测试，测试原始 记录数据如下： F1,F2,F3,F4,F5。试计算出该防火涂料的抗拉强 度值，并判定是否合格。 （WB 型防火涂料 fb 0.15MPa ）
2、 在某批高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验中，采用双
摩擦面的二栓拼接的拉力试件，每个螺栓预拉力均采用贴有 电阻片的高强度螺栓进行实测，试求该批螺栓连接摩擦面的 抗滑移系数。若滑移系数设计值为≥0.40，判定滑移系数是否 合格？
滑移一侧预拉力实测值（kN） 第一组 第二组 第三组 F11 F21 F31 F12 F22 F32 滑移荷载（kN） F13 F23 F33
5、现有一多层钢结构建筑，用设计标高控制安装结束后，发现 整体建筑物发生倾斜， 对该建筑物用经纬仪检测倾斜量如图所示， 已知 H1=1.5m, 65 ,l=62m,A1B1 之间的距离 a=30cm,问： （1）计 算整幢建筑物的倾斜量？ （2）整幢建筑物的倾斜是否满足规范要求？
A1 A B
分） P P
A 2400 3600 2400 2400 3600
B
图1
10、检验板厚 T=40mm 钢板对接焊缝，探伤灵敏度为φ 3-16dB。 发现了一个波幅为φ 3-2dB，指示长度为 18mm 的一个缺陷，试 依据 GB11345 标准 B 级，评定焊缝质量级别？
钢结构计算题(焊接、螺栓连接、稳定性)

钢结构计算题(焊接、螺栓连接、稳定性)

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()()()()8010102401020160)10115(1010240510201601≈⨯-+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-=ymm160802402=-=y mm(2)焊缝计算截面的几何特性()623231068.22)160115(230101014012151602301014023010121mm I x ⨯=-⨯⨯+⨯⨯++-⨯⨯+⨯⨯=腹板焊缝计算截面的面积：230010230=⨯=w A mm 22．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=wv f N/mm 2点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤wt f 18552.01022688010160431===⨯⨯⨯==w t x M af F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN点b 的压应力Mb σ，且要求Mb σ≤wc f 215129.110226816010160432===⨯⨯⨯==wc x Mbf 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≤wV f125435.010231023===⨯⨯=wV 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1.1wt f ()()()w t V M bf F F 1.1435.03129.132222=⨯+=+τσ解得：168≈F KN缝的距离不相等，肢尖焊缝的受力小于肢背焊缝的受力，又题中给出了肢背、肢尖焊缝相同的长度和焊脚尺寸，所以，只要验算肢背焊缝的强度，若能满足，肢尖焊缝的强度就能肯定满足。