钢结构计算题集

钢结构设计原理计算题 第 3 章 连接 1、 试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。 已知:连接承受静力荷载设计值P 300kN,N  240kN, 钢材为 Q235BF，焊条为 E43 型，f f w160N mm2 ，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm。 1 1 题题 1 1 图图 2、计算如 2 题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P。已知：钢材为 Q235BF,焊条为 E43 型，f f 160N /mm ,考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为290mm. 2 解：N  433 P,V P,M P120 555 w2 4 p103 N 5 N 0.33p Ae20.76290 3 p103 N 5 N 0.25p Ae20.76290 M 3 p120103 M 5  0.61p 1Wf 2 20.76290 6 题题 2 2 图图 1 N M 2 0.33P  0.61P 2 ()  (V)2()  (0.25P)2 ffw160N/mm2 1.221.22 P 197.5kN 3、图示角焊缝连接，承受外力N  500kN的静载，h f  8mm，f f w160N mm2 ，没有采用引 弧板,验算该连接的承载力. 3 解:N x  400kN, 题题 3 3 图图 N y  300kN N x 400103  f  90.65N 2mm h l20.78(41028)  e w 300103  f  67.98N 2mmh elw 20.78(41028) ( 4、 计算图示角焊缝连接中的h f 。 已知承受动荷载， 钢材为Q235-BF， 焊条为E43型,f f 160N mm ， 偏离焊缝形心的两个力F 1 180kN，F 2  240kN，图中尺寸单位:mm，有引弧板. 4 解:将外力F1，F2移向焊缝形心 O,得: w2 N y  f 2 90.65 2w) 2()  67.982100.7N 2  f ffmm  f 1.22 N  F 1 180kN；V  F 2  240kN 2 M  F 1 120 F 2 90 180120  24090  0kN N180103536  f  h elw 20.7h f 240h f V240103714  f  h l20.7h 240h  e wff  f 1.0则： ( f 2 536 2 714 2) 2()  () f f w160 f  f h f h f 题题 4 4 图图 解得h f  5.58mm取h f  6mm 构造要求： h f max 1.2t min 1.28  9.6mm h f min 1.5 t max 1.5 10  4.74mm h f min  h f  6mm  h f max 满足要求。 5、 验算图示角焊缝连接的强度。 已知承受静荷载,钢材为Q235—AF， 焊条为E43型,f f 160N mm ， 偏离焊缝形心的力F  500kN，e 100mm，h f 10mm，图中尺寸单位：mm，无引弧板。 w2 5 解：将外力F移向焊缝形心,得： 题题 5 5 图图 N  F 2 ；V  F 2 ；M  Fe 2 3  f N N500103  66.47N /mm2 h elw 2 20.710(40020) 500103 2 20.710(40020) 6500103100 2 20.710(40020)2  66.47N /mm2 V  f  h elw  f M M  W 104.95N /mm2 ( f 2 104.95 66.47 222w2) 2()  66.47155.44N /mm  f160N /mm ff  f 1.22 6、验算题 6 图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。已知：初连接构件钢材为 Q235BF,8.8级 M20 高强度螺栓的设计预拉力P=110kN,接触面喷砂后涂无机富锌漆， 抗滑移系数  为 0.35。 6 解 V=F=180kN；M=F×150 N t  180150140 22(7021402)  38.6kN Nt 38.6  0.8P  0.8110  88kN Nb v  0.9n f (p 1.25N t )  0.910.35(1101.2538.6) 19.45kN N v  V180 18  Nb v 19.45kN n10 7、图示牛腿采用摩擦型高强度螺栓连接， 0.45,设计 预拉力P 125kN,N  20kN，F  280kN，验算螺栓的连 接强度。 7 解：方法 1：Nt1 题题 6 6 图图 My 1 N20280100160  37kN  0.8P 100kN 222nmy i 1022(160 80 ) N t2  N80 3519.5kN n160 N t3  2kN  N ti  (N t1  N t2  N t3 )  58.52 117kN 4 Nb v  0.9n f (nP 1.25N ti )  0.910.45(101251.25117)  447kN V  280kN b方法 2：N t  0.8P100kN 题题 7 7 图图 N t1  My 1 N20280100160  37kN  0.8P 100kN 222nmy i 1022(160 80 ) N v  280  28kN  N v b 0.9n f (P 1.25N t1 )  31.89kN 10 N t1  N t b，N v  N v b满足要求 8、验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径 d  20mm，C 级螺栓,螺栓和构件材料为Q235，外力设计值 F 100kN,f v b140 N mm2 ，ftb170 N mm2， f c b 305 N mm2 ，Ae 2.45cm2。 bb-3 8 解：Nt  A e f t  24517010 41.65kN N  n v b v d23.14202 f1140103 44kN 44 b v 5 题题 8 8 图图 N c b dtf c b 22305101122kN 受力最大的１号螺栓所受的剪力和拉力分别是： N v  N100 12.5kN n8 N t  My 1 100250300  26.78kN 2222my i 2(300  200 100 ) ( N v2 N t2 12.5 2 26