钢结构基础第三章课后习题答案

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小，验算挠度即可：荷载标准值 qk 0.58702 10.2 25 35.79KN /m AVV ------- * 第二早

3.7 一两端铰接的热轧型钢120a轴心受压柱，截面如图所示，杆长为6米，设计荷载N=450KN , 钢材为Q235钢，试验算该柱的强度是否满足？

解：查的I20a净截面面积 A为3550 mm2,所以构件的净截面面积

2 An 3550 2d * 21.5 3550 2 7 21.5 3249 mm

所以该柱强度满足要求。

解：如上图示，为钢梁的受力图何载设计值q 1.2 10.2 1.4 25 47.24KN /m

跨中最大弯矩 M Iql2 1 47.24 5.52 178.63 KNm

8 8 M f 所以 Wx M 178.63 106/(1.05 215) 7.91 105mm3 max

xWx xf

查型钢表选择136a，质量为59.9kg/m,Wx为875000 mm3，所以钢梁自重引起的恒载标注值 59.9 9.8 1000 0.58702KN / m，可见对强度影响很

450000 3249 2 138.5N /mm 2

215N / mm

3.8 一简支梁跨长为 5.5米，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值包括梁自重），活荷载标准值25KN/m，假定梁的受压翼缘有可靠的侧向支撑，梁的容许挠度为1/250,试选择最经济的工字型及 H型钢梁截面，并进行比较。

10.2KN/m(不钢材为Q235, 梁受压翼缘的宽厚比为（140-4）/10=13.6>13 .. 235/ fy =13所以截面塑性发展系数为 1.0

挠度 5qkl4 5 35.79 5.54 1012 384EI x 384 2.06 105 1.576 108 13.13mm<[i/250]=22mm

I36a满足挠度要求。查型钢表选择 HN400x200x8x13，质量为 66kg/m,Wx 为 1190000 mm3

钢梁自重引起的恒载标注值 66 9.8 1000 0.6468KN / m，可见对强度影响很小，验算挠度即可：荷载标准值 qk 0.6468 10.2 25 35.85KN /m

挠度 4 4 12 5qkl 5 35.85 5.5 10

384EI x 384 2.06 105 23700 104 8.7mm<[l/250]=22mm

HN400x200x8x13 满足挠度要求。从经济角度来看, 2 I36a横截面面积为 76.3 cm，而

2 HN400x200x8x13横截面面积为 84.12cm，所以选择I36a更好。

3.9图为一两端铰接的焊接工字型等截面钢梁，钢材为 Q235。钢梁上作用两个集中荷载 P=300KN（设计值），集中力沿梁跨方向的支撑长度为 100mm。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。

1 2000 j L sooo ?000 习题3.9

1 3 2

8 8003 2 10 280 4052

1 280 2 103 1.26 109mm4 12

P 解：做出结构弯矩，剪力图如下 3C0 3CD 2 v

9 750

My 600 410 £ 195^/mm2

Ix 1.0 1.26 109

C点为剪力最大值:

B点处受局部压应力计算:

FsCKN)215N/mm (验算点为 max

x ■ x

max FsS 300 103 (400 8 200 280 10 405) 52^/mm2

tw I

x 8 1.26 109

125N / mm2

P 1.0 300 103 twl z 8 150

2 250N / mm 2 215N /mm

lz a 5hy 2hR 100 10 0 150mm，集中应力增大系数 1.0

所以局部压应力不满足要求。在集中应力处加支撑加劲肋，并考虑弯矩和剪力的组合效应: 2 232 c 3

1.1 .190.52 02 3 33.752 190.5 0 199.3N /mm2

2 215 236.5N / mm

B点处的拉力 My 600 400 106 190.5N/mm2 1.0 1.26 109

2 215N / mm

300 103 280 10 405

33.75N/mnf fv 125N/mnf

8 1.26 109

Q235, A |y 4nnn 4000 3.10 一焊接工字型截面简支梁，跨中承受集中荷载 P=1500KN （不包括自重），钢材为梁的跨度及几何尺寸如图所示，试按强度要求确定梁截面。

P=1500KM

习题3.10 750 解: ,初选截面：

Mx 3000 10

6 1.33 107 mm

xf 1.05 215

梁的最小高度按正常使用状态下容许挠度决定，相应的 h

min

丄

15 警 533mm

经济高度he 73Wx 300 1358mm

，所以可取腹板高度 h

1400mm

。

据抗剪能力确定腹板厚tw hw

12 750000 5 1mm

1400 125

据腹板局部稳定性确定腹板厚 hw

1400

11.28mm，所以取 tw 12mm 11 按计算公式bt 沁 hw 6 2

6700mm确定翼缘截面bt,试取t=18mm,b=400mm

考虑翼缘处塑性发展 200 6 18 10.8<13 235/fy=13，满足局部稳定性要求。

二，验算截面 Ix 112 tw h

w 2bt /t hw、2 1

( ) 2 2 12

12 14003 2 18 400 7092 9.98 109mm4

截面面积 A=1400x12+2x400x18=31200mm2 梁自重 qg 31200 9.8 7.85 10 6 1.2 2.88KN /m

其中1.2为考虑加劲肋对钢梁中的放大系数 1

自重引起的弯矩设计值 Mg -qgl2 g 8 g 1.2

1 2.88 82

8 1.2 27.65KNm

max My 3027.65 716 10 x I x 剪力值Fs 750

max FsS tw I x

1.05 9.98 1.2暨

109 206.9N/mm2 215N /mm2 763.83 KN

76383 103 (400 18 718 700 12 350 12 9.98 109 2 51.7N /mm v

125N/mmi2

验算腹板顶端组合应力: My x I x 3027-65 700 10

6 212.4N/mm

2 9

1.0 9.98 10

2 215N /mm

FsS twI x

763383103 400 18 709 488N/mmf fv 12取/mmf

12 9.98 10 所以又截面正应力控制，最大拉力 P可取475.6KN

212.42 3 48.82 228.6N/mm2 2 i f 1.1 215 236.5N/mm

所以个强度满足要求，所以最终选择的截面形式如下图示 y

400 3.11某两端铰接的拉弯构件，截面为 145a轧制工字型钢，钢材为 Q235。作用力如图所示, 截面无削弱，要求确定构件所承受的最大轴线拉力。 0.25P 0.25P

习题3.11 解：做出结构弯矩剪力图如下

FsCKN) 查型钢表得I45a得横截面面积 A=102cm2净截面模量Wnx=1430cm3

f ,因为翼缘板厚18mm,所以抗拉弯设计值 f=215N/mm3,塑性发展系数取1.05

求的 P 475.6KN 025 4756 1000 18 386 17.11N/mm fv 120N/mm

P M A xWnx

, 凶⑪ .. 凯 to 0.B5P

钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案（供参考）

钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案（供参考）钢结构计算题精品答案第三章钢结构的连接3.1 试设计双⾓钢与节点板的⾓焊缝连接（图3.80）。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，⼿⼯焊，轴⼼⼒N=1000KN （设计值），分别采⽤三⾯围焊和两⾯侧焊进⾏设计。

解：（1）三⾯围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺⼨： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内⼒分配：焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w w f fN l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。

（2）两⾯侧焊确定焊脚尺⼨：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内⼒分配：22110003333N N KN α===， 11210006673N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=?=<=?+='，取390mm 。

223332480.720.76160w w f fN l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=?=<=?+='，取260mm 。

3.2 试求图3.81所⽰连接的最⼤设计荷载。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，⼿⼯焊，⾓焊缝焊脚尺⼨8f h mm =，130e cm =。

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钢结构课后习题答案（仅供参考）第三章钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm = 内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。

（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。

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钢结构计算题精品答案第三章钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解：（1）三面围焊 2160/wf f N mm = 123α= 213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。

223332480.720.76160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。

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（2）长细比
_ EMBED Equation.DSMT4___
4.2一块-_ EMBED Equation.DSMT4___的钢板用两块拼接板-_ EMBED Equation.DSMT4___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;
（4）_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___
3.3试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。
_
（1）内力分析：V=374KN，_EMBED Equation.3___
（2）焊缝截面参数计算：
_EMBED Equation.3___
_EMBED Equation.3___
_EMBED Equation.3___
（3）应力计算
_ EMBED Equation.DSMT4___
腹板和翼缘交接处：
M引起的应力：_ EMBED Equation.DSMT4___
V引起的应力：_ EMBED Equation.DSMT4___
（4）_ EMBED Equation.DSMT4___
3.4习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。
_
（1）内力分析：V=F，_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___

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