钢结构计算题（有答案）

【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，ftw?185N/mm2。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lw取实际长度减去2t，即250-2*10mm。

N?ftw 移项得： 根据公式 ??lw?tN?lw?t?ftw?(250?2?10)?10?185?425500N?425.5kN

【变化】若有引弧板，问N?? 解：上题中lw取实际长度250，得N?462.5kN 【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300mm，长度410mm(中间留空10mm)，厚度8mm。 钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，ffw?160N/mm2，静态荷载，hf?6mm。求最大承载力N?? 解：端焊缝所能承担的内力为： N3??0.7hflw3?fffw?2?0.7?6?300?1.22?160?491904N 侧焊缝所能承担的内力为： N1??0.7hflw1ffw?4?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N3?0，lw1?200?2?6,得N?N1?505.344kN

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【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，ffw?160N/mm2，静态荷载。 双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，hf?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k1?0.7，k2?0.3。求最大承载力N?? 解： 端焊缝所能承担的内力为： N3??0.7hflw3?fffw?2?0.7?6?125?1.22?160?204960N 肢背焊缝所能承担的内力为： N1??0.7hflw1ffw?2?0.7?6?(250?6)?160?327936N 根据N1?k1N?得：N?N3 2 N11204960(N1?3)?(327936?)?614880N?614.88kN K120.72【变化】若取消端焊缝，问N??

解：上题中令N3?0，lw1?250?2?6，得N?456.96kN

【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，ffw?160N/mm2，静态荷载。

已知F?120kN，求焊脚尺寸hf?? （焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf） 解：设焊脚尺寸为hf，焊缝有效厚度为he?0.7hf将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V＝F及弯矩M=Fe

在剪力作用下：

V120?103342.9V (N/mm2) ?f????helw2?0.7hf?250hf在弯矩作用下：

?Mf M120?103?1501234 (N/mm2) ???1Wfhf2?0.7hf?25026代入基本公式(

?f2)?(?f)2?ffW 得： ?f2

(1234)2?(342.9)2?1068?160

1.22hfhfhf可以解得：hf?6.68mm，取hf?7mm。

hfmin?1.514?5.6mm?hf?hfmax?1.2?12?14.4mm，可以。 【变化】上题条件如改为已知hf?8mm，试求该连接能承受的最大荷载

N??

【练习5】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，ffw?160N/mm2，静态荷载。

已知hf?8mm，求连接能承受的最大荷载N?? （焊缝无绕角） 350?100?75mm 2弯距：M?75N NNN?N?? f??helw2?0.7?8?(350?2?8)3740.8

M75NN ?M???f1Wf2776.52??0.7?8?(350?2?8)26NNM???N??????fffw?1.22?160?195.2 ff3740.82776.5可以解得：N?311082N?311.08kN 【变化】焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf，求N??

解：偏心距e? 【练习6】钢板截面为310mm?14mm，盖板截面为310mm?10mm，钢材为Q235，f?215N/mm2， C级螺栓M20，孔径21.5mm，fvb?140N/mm2，fcb?305N/mm2，求该连接的最大承载力N?? 解： ⑴一个螺栓的抗剪承载力设计值： ?d2b3.14?202b NV?nVfv?2??140?10?3?87.96kN

44⑵一个螺栓的承压承载力设计值：

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N?d?t?f?20?14?305?10?3?85.4kN

(因为t?14mm?2t1?2?10?20mm,故公式中取?t?14) ⑶最大承载力

b?8?85.4?683.2kN N?nNmin⑷净截面强度验算：

N683.2?103683.2?103?????217.9N/mm2?f?215N/mm2

bcbcAn(310?4?21.5)?143136不满足要求。最大承载力由净截面强度控制： N?Anf?3136?215?10?3?674.24kN

【变化】上题条件如改为已知N=600kN，试验算该连接是否安全?

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【练习7】钢板截面为310mm?20mm，盖板截面为310mm?12mm，钢材为Q235，f?215N/mm2（t?16）02，f?5N/mm2（t?16）。8.8级高强度螺栓摩擦型连接M20，孔径22mm，接触面喷砂，?＝0.45，预拉力P?125kN。求该连接的最大承载力N?? 解： ⑴一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值： b NV?0.9nf??P?0.9?2?0.45?125?101.25kN ⑵最大承载力

bN?nNV?8?101.25?810kN

⑶净截面强度验算：

n1N4810?103??(1?0.5)?(1?0.5?)?136.8N/mm2?f?205N/mm2nAn8(310?4?22)?20⑷毛截面强度验算：

N810?103????130.6N/mm2?f?205N/mm2

A310?20 【变化】上题条件如改为已知N=800kN，试验算该连接是否安全?

【练习8】 拉力F与4个螺栓轴线的夹角为450，柱翼缘厚度为24mm，连接

202钢板厚度16mm。钢材为Q235，f?215N/mm（，f?5t?16）

N/mm2（t?16）。

8.8级高强度螺栓摩擦型连接M20，孔径22mm，接触面喷砂，?＝0.45，预拉力P?125kN。求该连接的最大承载力F?? 解：

斜拉力F的两个分力为：V?N?Fsin45o， 每个螺栓同时承受的剪力和拉力为： Fsin45o2?F Nv?Nt?48螺栓同时承受的剪力和拉力，用规范相关公式求解：

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