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1、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HM2942008 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d023mm（如图所示）。解：(1) 截面特性查型钢表得HM294200812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
2、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
3、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
4、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
5、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20340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 = 205 N/mm2， fvb = 140 N/mm2 ， fcb = 305 N/mm2 ，试问此连接能承受多大的轴心力N？解： 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 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： 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） 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。
