钢结构习
题
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及答案钢结构习题及答案PAGE/NUMPAGES钢结构习题及答案钢结构习题及答案作业一：验算轴心受压柱的强度和稳定，柱高为9m，两端铰接，在两个三分点处均有侧向支撑以阻止其在弱轴方向过早失稳，采用型号为HM294×200×8×12的Q235热轧中翼缘H型钢，其受轴心力N=1000kN，截面内有两个安装螺栓，孔径为d0＝23mm（如图所示）。解：(1)截面特性查型钢表得HM294×200×8×12的截面特性如下：A=73.03cm2，ix=12.5cm，iy=4.69cm(2)验算强度（满足）(3)验算构件整体稳定依题意可知：，，（a类）查得（b类）查得（满足）经验算，该柱的强度和整体稳定满足要求。作业二：试计算下图所示两种焊接工字钢截面（截面面积相等）轴心受压柱所能承受的最大轴心压力设计值和局部稳定，并作比较说明。柱高10m，两端铰接，翼缘为焰切边，钢材为Q235。解：第一种截面：(1)算截面特性，(2)由整体稳定确定承载力，由查b类截面得(3)验算局部稳定（满足）（满足）故该截面柱承载力为3518kN。第二种截面：(1)计算截面特性，(2)由整体稳定确定承载力，由查b类截面得(3)验算局部稳定（满足）故该截面柱承载力为2898k。作业三：一焊接工字型截面等截面简支梁，跨中承受集中荷载P=300kN（包含梁自重），钢材为Q235，梁的跨度和几何尺寸如图所示，支座处和集中荷载作用处都设置支承加劲肋，试验算该梁的正应力、剪应力和折算应力是否满足要求，并指明相应的计算位置。解：(1)计算截面特性：；(2)验算正应力：梁跨中集中力作用点处弯矩最大，正应力最大值位于该截面的最外翼缘处。因为，故（满足）(3)验算剪应力：梁中所有截面上的剪力相等，其剪应力最大值位于腹板中部。（满足）(4)验算局部压应力：梁跨中集中力F=3000kN和支座处集中力F=150kN，但是有设置支撑加劲肋，因此无需验算腹板与翼缘相交处的局部压应力。(5)折算应力：梁跨中集中力作用点处既有弯矩又有剪力，腹板与翼缘相交处既有较大剪应力又有正应力，需验算其折算应力或或（满足）经验算，该梁的强度满足要求。作业四：焊接简支工字型梁(图示)上翼缘受均布荷载作用，其设计值q=40kN（包括自重），跨度为10m，跨中5m处梁上翼缘有简支侧向支撑，材料为Q345，f=310N/mm2，试验算该梁的整体稳定是否满足要求？解：(1)判断是否需要验算整体稳定因为，应验算整体稳定。(2)计算截面特性，又已知，故梁满足稳定要求。作业五:一连接如下图所示，承受荷载设计值N为2000kN，钢材为Q235钢，手工焊，不考虑弧坑影响，三面围焊，试确定该连接中所需的最小焊脚尺寸hf。解：每条端缝所承担的力为N1，则每条侧缝所承担的力为N2，则由题意，得解得hf≥7.4mm又由所以取hf＝8mm作业六计算图示连接的焊缝长度。已知N=600kN（静力荷载设计值），手工焊，焊条E43型，hf=8mm，ffw=160N/mm2。解：取取作业七两截面为－20×340的钢板，采用双盖板和普通螺栓拼接（见下图），螺栓为M22，d0=24mm，钢材为Q235，f=205N/mm2，fvb=140N/mm2，fcb=305N/mm2，试问此连接能承受多大的轴心力N？解：⑴由螺栓连接确定N单个螺栓受剪承载力设计值为单个螺栓承压承载力设计值为⑵由连接板件的净截面强度确定N1-1净截面面积为故该连接最大轴心力为957.6kN。作业八:如图所示双盖板螺栓连接采用Q235B级钢材，C级螺栓直径d=20mm，d0=21.5mm，承受轴心力F=1000kN，试验算该连接是否满足承载力要求。解：⑴验算螺栓连接强度单个螺栓受剪承载力设计值为单个螺栓承压承载力设计值为每个螺栓受力：（满足）⑵验算连接板件净截面强度经比较，20mm连接钢板为薄弱构件，受力为N的截面有1-2-3：1-4-2-31-4-2-5-3：（满足）故该连接满足承载力要求。
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