钢结构习题答案 (2)

8解：Ntb?Aeftb?2.45?170?102?41.65kN

bvN?nv?d42fbv?1?3.14?242?140?10?1?44kN

Nc?d?tfc?2?2?305?10bb?1?122kN

受力最大的１号螺栓所受的剪力和拉力分别是：

Nv?Nn?1008?12.5kN

Nt?My1m?y2i?100?250?3002?(3002?2002?100)2?26.78kN

(NvNbv)?(2NtNbt)2?(12.544)?(226.7841.65)2?0.703?1

Nv?12.5kN?Nc?122kN

b螺栓连接强度满足要求。

9、验算图示普通螺栓连接时的强度。已知螺栓直径d?22mm，C级螺栓，螺栓和构件材料

b为Q235，外力设计值F?150kN，fv?140Nmm2b，ft?170Nmm2b，fc?305Nmm2，

Ae?3.03cm。（12分）

2

题9图

9解：Ntb?Aeftb?3.03?102?170?10?3?51.51kN

bvN?nv?d42fbbv?1?3.14?2242?140?10?3?3?53.19kN

Nc?d?tfc?22?18?305?10b?120.78kN

受力最大的１号螺栓所受的剪力和拉力分别是：

Nv?Fn?1508?18.75kN

Nt?My1m?y2i?150?200?2402?(802?1602?240)2?40.18kN (NvNbv)?(2NtNbt)2?(18.7553.19)?(240.1851.51)2?0.86?1 Nv?18.75kN?Nc?120.78kN螺栓连接强度满足要求。 b 10．试验算图示高强度螺栓连接的强度。采用8.8级M20摩擦型螺栓，P=125kN，u=0.45，F?300kN。 10解：V=300kN，T=300×0.25=75kNm， Nv?0.9nf?p?0.9?1?0.45?125?50.625KN N1Tx?Ty1?xi??yi22题10图 b?75?10?24010?6026?4?1202?4?2402?55.56kN N1Ty?Tx1?xi??yiVn?30010222?75?10?603240006?13.89kN

N1F??30kN

2N1??NVb(N1TX)?(N1Ty?N1F)?50.625KN?55.562?(13.89?30)2?70.8kN

该螺栓连接的强度不满足。

第5章 梁的设计

1、焊接工字形截面简支梁跨度6m，上翼缘受集中荷载作用，设计值如题42图所示，钢材为Q235BF，f?315N/mm2，fy?345N/mm。忽略梁自重，试验算梁的整体稳定性和局部稳定

8463性。已知Ix?6.14?10mm，Iy?3.125?10mm，A?9456mm2，Wx?2.05?10mm，

274iy?57.5mm，?b?0.824320Ah?2?yWx1?(?1t14.4h)2235fy??1.07??0.68，?b0.282?b。

1解 (1)整体稳定计算：

最大弯矩Mx?200?2?400kMm；?b??Mx题1图

??0.68?0.6,?b?0.642；?b?f??0.68?0.6,?b?0.64

?66/(?bWx)?400?10/(0.64?2.05?10)?305N/mm满足要求

（2）验算局部稳定

翼缘b??122mm,tf?12mm,b?/tf?10.2?13235/fy?10.7满足要求 腹板h0/tw?576/6?96?80235/fy?66；h0/tw?96?170235/fy?140 应布置横向加劲肋

2、如题2图所示一焊接组合截面板梁，截面尺寸为：翼缘板宽度b=340mm，厚度为t=12mm；腹板高度为h0=450mm，厚度为tw=10mm，Q235钢材。梁的两端简支，跨度为6m，跨中受一集中荷载作用，荷载标准值为：恒载40kN，活载70kN(静力荷载)。试对梁的抗弯强度、抗剪强度、折算应力、整体稳定性和挠度进行验算。(f?215N/mm2，fv?125N/mm2，[]?lv1400，

?b??b4320?2y?AhWx1?(?yt4.4h)?2235fy，其中，?b?0.81，当计算出的?b?0.6按

??1.07??b0.282?b进行修正。注意，为降低计算量，这里已给出构件截面部分几何特性参数：

A=126.6cm2，Ix=51146cm4，Iy=7861cm4，Wx=2158cm4，Sx=1196cm3，Sx1=942cm3。

题2图

2解：荷载设计值计算。 P=1.2×40+1.4×70=146KN；M=(1)构件截面几何特性计算： iy=

IyA?7861126.6PL4?146?64=219KN·m；V=

P2=73KN

=7.88cm；λy=

loyiy?6007.88=76.1

(2)强度验算： 抗弯强度σ=

MymaxIxVSx?219?1036?237451146?1073?10=101.5N/mm2

3抗剪强度τmax=折算应力 σ1=σmax·h0hIxtw??1196?10451446?10?10=17.1N/mm

2

=101.5×

450474=96.4N/mm2

τ1=

VSx1Ixtw?73?103?942?104351146?10?10=13.4N/mm2

2

22?1?3?1?96.42?3?13.42=99.2N/mm<1.1f

(3)整体稳定性验算： 因

lb?60034=17.6>16，故需要验算整体稳定性。

AhWx?yt4.4h235fy?b??b?43202?y?1?()?2=0.81×4320276.1?126.6?47.421581?(76.1?1.24.4?47.4)2?1

=1.834>0.6

??1.1??bM??bWx0.4646?b?0.1269?63/2b?1.1?0.46461.834?0.12691.8341.5=0.898

?219?100.898?2158?103=113N/mm2

(4)挠度验算：

vl?Pkl248EI?x(40?70)?10?6000532448?2.06?10?51146?10??v???? 1277?l?1故刚度条件能够满足。

3、题3图所示楼盖梁跨度4.8m，采用焊接工字形截面，承受的均布荷载为恒载标准值(包括自重)8kN/m+活载标准值qk，如果楼板可保证梁的侧向稳定性，钢材为Q235BF，

f?215N/mm，fv?125N/mm，试计算活荷载qk的最大值。已知容许挠度

[v]?l250，Ix?9.511?10mm，Wx?6.3?10mm，Sx?3.488?10mm，

74535322?x?1.05，v?5ql/384EIx。

3解．(1)按抗弯强度计算

4题3图

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