钢结构复习题文档格式.docx
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④
杆件截面设计；
⑤
双角钢杆件的两角钢间填板尺寸及数量的确定；
⑥
节点设计；
⑦
绘制施工详图。
3、试回答实腹式普通型钢檩条设计常可不进行整体稳定计算的条件是
1
什么？
（1）按常规设置有拉条的檩条
（
2）未设置拉条，按跨度
l<
5m
而糙口朝向屋脊的槽钢檩条或翼缘趾
部朝向屋脊的角檩条。
4、试简述屋架节点设计步骤和原则？
（1）布置桁架杆件时，原则上应使杆件形心线与桁架几何轴心重合，
以免杆件偏心受力;
（2）很据已画出的杆件轴线，按一定比例画出各杆件的角轮廓线（表示
角钢外伸边厚度的线可部按比例，仅示意画出）;
（3）根据事先计算好的各腹杆与节点的连接焊缝（包括角钢肢背和肢尖
两者）尺寸，进行焊缝布置并绘于图上，而后定出节点板的外形（当
为非焊接节点时，同样，根据已计算出的各腹杆与节点板的螺栓数
目，进行螺栓排列后定出节点板外形）
（4）很据已有节点板的尺寸布置弦杆与节点板间的连接焊缝;
（5）绘制节点大样（比例尺为
1/5-1/10），确定每一节点上都需表明的尺寸，
为今后绘制施工详图时提供必要的数据（对简单的节点，可部绘大
样，而由计算得到所需尺寸）。
三、计算题
图
1
所示为承受轴力的角钢构件的节点角焊缝连接。
构件重心至角钢背的距
离
e1
=
38.2mm
。
钢材为
Q235-B
钢，手工焊，E43
型焊条。
构件承受由静力
荷载产生的轴心拉力设计值
N＝1100kN。
三面围焊。
试设计此焊缝连接。
解：
为使构件重心线通过焊缝的形心，应按下列步骤求解。
一、角焊缝的焊脚尺寸
hf
最大
hf
t
-
（1
~
2）mm
10
2
8mm
（角钢趾部与端部）
最小
≥
1.5
tmax
16
6mm
采用
，满足上述要求（见规范第
8.2.7
条）
二、构件端部正面角焊缝所能承受的力
角焊缝强度设计值为
f
fw
160N
/
mm2
（附表
1.2）
2
N3
0.7hf
∑
lw3β
0.7
⨯
8⨯
⨯140）
⨯1.22
⨯160
⨯10-3
306kN
三、角钢背部侧面角焊缝长度
对点
求力矩，由
M
0
得
N1b
+
N3
b
Ne2
eN
b2
⎛
140
38.2
⎫
⎝⎭
所需角钢背部侧面角焊缝的计算长度
N1646.7
⨯103
fw2
8⨯160
lw1
<
60hf
60
8
480mm
，
>
8hf
64mm
，满足构造要求。
实际长度
l1
361+
369mm
，用
370mm。
四、角钢趾部侧面角焊缝长度
M1
得
N2
N
e1
1100
-
=
0.273
-153
147.3kN
306
1402
（或
N
N1
646.7
306
147.3kN
）。
所需角钢趾部侧面角焊缝的计算长度
N2147.3⨯103
lw2
l2
82.2
90.2mm
90mm（或
100mm）
验算图
中所示轴心受拉双拼接板的连接。
已知：
Q345，采用
8.8
级
高强度摩擦型螺栓连接，螺栓直径
M22,构件接触面采用喷砂处理。
此连接承
受的设计荷载为
N＝1550kN。
3
构件接触面抗滑移系数
μ
0.50
；
级
M22
螺栓的预拉力
P＝150kN
，螺
栓孔径取
d0
24mm
Q345
钢板强度设计值
295N
一个螺栓的抗剪承载力
v
b
0.9n
P
0.9
0.5⨯150
135kN
螺栓受力
Nv
n
1550
/12
129.17kN
钢板在
1-1
截面处受力
n1
0.5⨯
⨯
4
1291.7kN
'
0.5
n
1550
12
σn
⨯10
264.7N
mm2
处净截面面积
An
t（b
n1d0
）
2.0
（34
2.4）
48.8cm2
1291.7
An48.8
连接满足要求。
设计某轴心受压柱的焊接箱形截面尺寸，柱截面无削弱。
已知柱高
6m，两端
铰接，承受的轴心压力设计值
N=6000Kn
（包括柱神等构造自重），钢材用
钢。
4
计算长度
lox
loy
6m
焊接箱形截面构件对
x
轴和
y
轴屈曲均属
类截面
一、初选截面
假设长细比
30
，查表得ϕ
0.936
需要
ϕ
215
6000
6
⨯102
30
按表得
ix
0.39h
和
iy
0.39b
iy
=
0.39
20
⨯10
513mm
，取
500mm
0.25A0.25⨯
298.2
b500
ix20
0.39
tw
A
2bt
（298.2
⨯102
500
⨯16）
15.02mm
t
hw
460
w
16mm
选用的截面尺寸如图所示。
面积
惯性矩
50
⨯1.6
46
307.2cm2
Ix
I
（50
49.23
46.8⨯
463
116621cm4
（49.2
503
46.83
119571cm4
19.48cm
19.73cm
回转半径
Ix116621
A307.2
y119571
5
截面深度与柱高度之比
二、截面验算
1.刚度和整体稳定性
600
lox600
ix19.48
]
150
，可
loy
600
19.73
30.4
由
max
{λx
λy}
30.8
0.933
A
局部稳定性
翼缘板
b0
-16
235
40
腹板
h0
460
因截面无削弱，不必计算强度。
所选截面合适。
6.2.1
所示某焊接工字形截面简支板梁的跨度及荷载。
跨度
L＝10.8m
侧向支承点的间距
3.6m
梁承受静力集中荷载，作用在梁的上翼缘，其中永久荷载标准值
可变荷载标准值
PQK
500kN
PGK
300kN
梁自重标准值
qk
2.7kN
m
钢材
Q235-B·
F
梁的挠度
vmax
L
400
由于缺少厚钢板，采用双层翼缘板，已知梁截面如图
所示。
要求进行梁截面的验算。
6
232
1.4（70
0.7）
38
1.6（70
0.8）1.0
70xS
=⨯+++⨯++⨯⨯
317898xWcm==
45.2yλ
===
111707xW
==
一、截面几何特性
（32
⨯1.4
38⨯1.6）
+140
⨯1.0
351.2cm2
228667
468365
609537
1306569cm4
1306569
73
11
1212
y22278
A351.2
l1360
iy7.96
3239
4305
2450
9994cm2
外层翼缘板截断后的截面几何特性：
Ix1
838204cm4
838204
70
+1.6
Sx1
6755cm3
二、内力计算
1.荷载的标准值
k
300
800kN
7
2.荷载的设计值
1.2
+1.4
1060kN
q
2.7
3.24kN
最大弯矩标准值和设计值
标准值
设计值
xk
P
3
8
最大剪力设计值
22
三、整体稳定的验算
l1
b1
3.6
380
四、
抗弯强度的验算
x
γ
xWx
3863⨯106
五、抗剪强度的验算
最大剪力发生在梁端，该处截面只保留内层翼缘板，
VSx11077.5⨯103
6755⨯103
（五）一某简支钢梁，跨度
l=12m,截面如图一所示，钢材为
钢，抗
弯强度设计值
f=215N/㎜2,承受均布静力荷载设计值
q=69KN/m.设梁有足够的侧
向支承，不会使梁侧扭区曲，因截面抗弯强度控制。
今因钢板长度不够，拟对其
腹板在跨度方向离支座为
X
处设置工厂焊接的对接焊缝（如图一
a
所示）焊接质
量等级为三级，手工焊，E43
试根据焊缝的强度，求该拼接焊缝的位置
x。
图一
（a）简支梁；
（b）截面尺寸；
（c）弯曲正应力图
六
某
三
角
形
钢
屋
架
的
一
受
拉
腹
杆
长
l=2309mm
轴
心
力
设
计
值
N=31.7KN。
钢材用
钢，构件截面无削弱。
试选择此构件的截面。
9
（七）如图所示，以焊接工字形轴心受压柱的截面，承受的轴心压力设计值
N=4500KN（包括柱的自重）计算长度
l0x=7m，loy=3.5m，（柱子中点在
方向有一
侧向支承）。
翼缘钢板为火焰割边，每块翼缘板上设有两个直径
d0=24mm
的螺栓
孔。
钢板为
试验算此柱截面。
10
（八）某焊接工字形等截面简支梁，跨度
l=15m，在支座及跨中三分点处各有一
水平侧向支承，截面如图所示，钢材
钢，fy=345N/mm2。
承受均布永久荷
载标准值为
12.5KN/m，均布可变荷载标准值为
27.5KN/m,均作用在梁的上翼缘
板。
求此梁的整体稳定系数并验算梁的整体稳定性。
11
一、梁截面几何特性
截面面积
A=2×
30×
1.4+110×
0.8=172cm2
惯性矩
Ix=1/12×
（30×
112.83-29.2×
1103）=349356cm4
Iy=2×
1/12×
1.4×
303=6300cm3
截面模量
Wx===6194cm3
h112.8
回转半径
iy=
Iy
6300
/172
=6.05cm
13
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