最新钢结构设计 练习题及答案讲解学习说课讲解.doc

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1、钢结构设计练习题及答案1～5题条件：为增加使用面积，在现有一个单层单跨建筑内加建一个全钢结构夹层，该夹层与原建筑结构脱开，可不考虑抗震设防。新加夹层结构选用钢材为Q235B，焊接使用E43型焊条。楼板为SP10D板型，面层做法20mm厚，SP板板端预埋件与次梁焊接。荷载标准值：永久荷载为2.5kN/m2（包括SP10D板自重、板缝灌缝及楼面面层做法），可变荷载为4.0kN/m2。夹层平台结构如图所示。1.在竖向荷载作用下，次梁承受的线荷载设计值为（不包括次梁自重）。试问，强度计算时，次梁的弯曲应力值？（20分）解：考虑次梁自重后的均布荷载设计值：25.8+1.2×0.243=26.09kN／m

2、次梁跨中弯矩设计值：M=kN·m根据《钢结构设计规范》GB50017-2003第4.1.1条；4.1.1在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其抗弯强度应按下列规定计算：≤f(4.1.1)式中Mx、My—同一截面处绕x轴和y轴的弯矩(对工字形截面：x轴为强轴，y轴为弱轴)：Wnx、Wny—对x轴和y轴的净截面模量；γx、γy—截面塑性发展系数；对工字形截面，γx=1.05，γy=1.20：对箱形截面，γx=γy=1.05；对其他截面．可按表5.2.1采用；f—钢材的抗弯强度设计值。当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13而不超15时，应取γx=1.0。

3、fy为钢材牌号所指屈服点。对需要计算疲劳的梁,宜取γx=γy=1.0。受压翼缘的宽厚比小于13；承受静力荷载γx=1.05N/mm22、该夹层结构中的主梁与柱为铰接支承，求得主梁在点“2”处（见柱网平面布置图，相当于在编号为“2”点处的截面上）的弯矩设计值，在点“2”左侧的剪力设计值，次梁受载情况同题17）。试问，在点“2”处主梁腹板上边缘的折算应力设计值（）？(20分)提示：1.主梁单侧翼缘毛截面对中和轴的面积矩；2.假定局部压应力。解：依据《钢结构设汁规范》GB50017-2003第4.1.4条计算。4.1.4在梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有

4、较大的正应力和剪应力(如连续梁中部支座处或梁的翼缘截面改变处等)时，其折算应力应按下式计算：≤β1f(4.1.4-1)该位置由于弯矩引起的弯曲正应力：N/mm2该位置由于剪力引起的剪应力：N/mm2折算应力：N/mm23、该夹层结构中的主梁翼缘与腹板采用双面连接，焊缝高度；其他条件同18）。试问，在点“2”次梁连接处，主梁翼缘与腹板的焊接连接强度设计值（）？（20分）解：依据《钢结构设计规范》GB50017-2003第7.3.1条计算。注意：该题中的“F”为0，次梁的荷载通过加劲肋传递。7.3.1组合工字梁翼缘与腹板的双面角焊缝连接，其强度应按下式计算：≤（7.3.1)式中Sf—所计算翼缘毛截

5、面对梁中和轴的面积矩；I—梁的毛截面惯性矩。公式(7.3.1)中，F、ψ和lz应按4.1.3条采用；βf应按7.1.3条采用。注：1当梁上翼缘受有固定集中荷载时，宜在该处设置顶紧上翼缘的支承加劲肋，此时取F=0。2当腹板与翼缘的连接焊缝采用焊透的T形对接与角接组合焊缝时，其强度可不计算。=13.1N/mm24、夹层结构一根次梁传给主梁的集中荷载设计值为58.7kN，主梁与该次梁连接处的加劲肋和主梁腹板采用双面直角角焊缝连接，设焊缝高度，加劲肋的切角尺寸如图。试问，该焊缝连接的剪应力设计值（）？（20分）提示：按侧面角焊缝进行计算。解：7.1.3直角角焊缝的强度计算在通过焊缝形心的拉力、压力或剪

6、力作用下：……………….侧面角焊缝(作用力平行于焊缝长度方向)：τf=≤(7.1.3-2)……………..8.2.7角焊缝的尺寸应符合下列要求：5侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf，当大于上述数值时，其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布时，其计算长度不受此限。竖向焊缝的几何长度为900－2×16－2×40=788mm，扣除2hf后的计算长度为776mm>60hf=360mm，依据《钢结构设计规范》GB50017-2003第8.2.7条，取计算长度为60hf=360mm。于是N/mm25、在夹层结构中，假定主梁作用于立柱的轴向压力设计值；立柱选用Q235B钢材，截面无孔眼削弱，

7、翼缘板为焰切边。立柱与基础刚接，柱顶与主梁为铰接，其计算长度在两个主轴方向均为5.50m。要求对立柱按实腹式轴心受压构件作整体稳定性验算。试问，柱截面的压应力设计值（）？（20分）解：依据《钢结构设计规范》GB50017-2003表5.1.2-1，截面对x轴y轴均属于b类。表5.1.2-1轴心受压构件的截面分类(板厚t<40mm)截面形式对x轴对y轴焊接，翼缘为焰切边b类b类由于x-x轴和y-y轴