1、3-1.圖371所示兩板件，寬200mm，厚10mm,承受軸拉力靜載設(shè)計(jì)值N=550kN，鋼材為Q235鋼，焊條為E43型，手工焊，試設(shè)計(jì)：（1） 用對接焊縫（直縫或斜縫）連接，采用引弧施焊。（2） 用雙蓋板拼接，采用角焊縫三面圍焊（要求確定拼接板尺寸及焊角尺寸）。解：（1）.設(shè)焊縫質(zhì)量為三級，則查表14得wt=185N/mm2,當(dāng)采用直縫時LW=300mm.焊縫正應(yīng)力故強(qiáng)度滿足要求可行。（2）.為保證施焊需要，取蓋板寬b=B-2X20=300-40=260mm. 按蓋板與構(gòu)件等強(qiáng)度原則，計(jì)算蓋板厚度為 按構(gòu)造要求確定焊角高h(yuǎn)f為 hfmin=,取hf=6mm 取蓋板截面為2606mm2,則端

2、縫承載力為 查表14得wt=160 N/mm2 則 接縫一側(cè)一條焊縫需要長度 取LW=60mm.則蓋板全長為：3-3圖3-73所示焊接工形截面梁，在腹板上設(shè)置一條工廠對接焊縫，梁拼接處承受內(nèi)力為，鋼材為Q235鋼，焊條為E43型，手工焊，二級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)算拼接焊縫強(qiáng)度。（提示：剪力V可假定全部由腹板承擔(dān)，彎矩按剛度比分配，即）解：查得，計(jì)算焊縫截面特征值驗(yàn)算正應(yīng)力滿足驗(yàn)算剪應(yīng)力滿足驗(yàn)算折算應(yīng)力滿足要求3-4圖3-74所示一柱間支撐與柱的連接節(jié)點(diǎn)，支撐桿承受軸拉力設(shè)計(jì)值，用2L80×6角鋼做成，鋼材均為Q235鋼，焊條為E43型，手工焊。(1) 支撐與節(jié)點(diǎn)板采用角焊縫相連，焊腳尺寸見

3、圖，試確定焊縫長度。(2) 節(jié)點(diǎn)板與端板用兩條角焊縫相連，試演算該連接焊縫強(qiáng)度。解：查附表1-4得(1) 采用兩邊圍焊，肢背、肢尖的受力為據(jù)題設(shè)焊腳高度為，計(jì)算肢背、肢尖所需焊縫長度為構(gòu)件端部按要求做成2繞角焊，故不再加5mm(2) N分解為水平拉力、豎向剪力計(jì)算焊縫強(qiáng)度：驗(yàn)算和應(yīng)力（滿足）35.試驗(yàn)算圖375所示雙板牛腿與柱的焊縫連接強(qiáng)度。已知牛腿承受靜力集中荷載設(shè)計(jì)值F=200kN，鋼材為16Mn,焊條為E50,手工焊，焊角尺寸hf=10mm。解：由副表14查得 采用三面焊縫連接，焊縫受剪力、扭矩共同作用，焊縫計(jì)算截面的重心位置和截面特征值。驗(yàn)算角焊縫強(qiáng)度VFA處應(yīng)力為A點(diǎn)合應(yīng)力所以強(qiáng)度滿

4、足要求。3-6.若將習(xí)題31（2）的雙蓋板連接改用M20普通C級螺栓連接，試確定連接螺栓的數(shù)目及排列形式，驗(yàn)算板件凈截面強(qiáng)度。解： 螺栓直徑d=20mm，孔徑d0=. 查附表16， （1）.單個螺栓承載力計(jì)算（設(shè)計(jì)值） 取最小值 (2).求連接縫一側(cè)所需螺栓數(shù)目 （3）.驗(yàn)算板件凈截面強(qiáng)度 主板凈截面積 拼接板凈面積：因?yàn)樗灾靼搴细衿唇影?合格3-7.將習(xí)題35雙板牛腿與柱的連接改為M20的普通C級螺栓相連。試設(shè)計(jì)該連接。 解： 由附表16螺栓計(jì)算：螺栓直徑d=20mm,孔徑d0=單個螺栓設(shè)計(jì)承載力計(jì)算取較小者螺栓共用24個，一面12個，尺寸及布置如圖受力最大的“1”號柱承擔(dān)的剪力為合剪力為

5、 3-8圖3-74中節(jié)點(diǎn)板端板與翼緣用M22普通C級螺栓相連，螺栓排列如圖示。(1) 當(dāng)端板下端支于承托時，豎向剪力由承托承擔(dān)，試驗(yàn)算連接螺栓的承拉強(qiáng)度。(2) 當(dāng)端板下端不設(shè)承托時，試驗(yàn)算該連接螺栓是否滿足要求？解：由附表1-6查得：、N分解為水平拉力、豎向剪力(1) 計(jì)算單個螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值一個螺栓承擔(dān)的拉力（滿足）(2) 計(jì)算單個螺栓抗剪載力設(shè)計(jì)值承壓承載力設(shè)計(jì)值一個螺栓承擔(dān)的剪力連接強(qiáng)度驗(yàn)算（滿足）39.若將習(xí)題33中工字型梁腹板拼接改用雙拼接板，摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，螺栓采用10.9級，M22，接觸面經(jīng)噴砂處理，螺栓排列見圖376，試驗(yàn)算該連接強(qiáng)度。解：查表38和表39，得：p=1

6、90Kn,單個螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：受力最大得“1”螺栓承受得剪力為：強(qiáng)度滿足要求。310.圖377所示T型牛腿，承受靜載集中力設(shè)計(jì)值F125kN，采用2L10012連接角鋼及10.9級M22高強(qiáng)螺栓與柱相連接，鋼材為16Mn鋼，接觸面經(jīng)噴砂處理，試分別按摩擦型和承壓型高強(qiáng)螺栓連接確定連接角鋼兩肢上需用的螺栓數(shù)目及排列形式。解：1. 按摩擦型高強(qiáng)螺栓考慮（1）.角鋼與牛腿板的連接 取n1=3,根據(jù)構(gòu)造要求取間距為100mm，如圖布置.V=125KN. 螺栓“1”受的外力單個螺栓抗剪承載力的設(shè)計(jì)值： 所以滿足要求。 （2）.角鋼與柱的連接 取n=4,中距S=100mm. 查表38和表39，得：

7、p=190Kn, V=F=125Kn 受力最大的螺栓“2”所受的力：單個螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值 所以強(qiáng)度滿足要求。2. 按承壓型高強(qiáng)螺栓設(shè)計(jì)（1）.角鋼與牛腿板連接 查表得，取，仍取三個M22螺栓，布置如上圖所示，所以N1=99.75kN<所以強(qiáng)度滿足要求。（2）.角鋼與栓得連接 取,排列如上圖 受力最大得螺栓所受的力：滿足要求。 連接抗滑移驗(yàn)算 所以抗滑移滿足要求。4-1有一工作平臺柱，受平臺傳來的軸心壓力設(shè)計(jì)值為1500kN,柱高為6m，兩端鉸接，在3m高處有一側(cè)向支點(diǎn)，試分別選擇一熱軋工字鋼和熱軋寬翼緣H型鋼截面，并比較其用鋼量。鋼材為Q235鋼。見圖4-41解：假定，先按b類截面查

8、得，截面積：回轉(zhuǎn)半徑：1. 選擇熱軋工字鋼由型鋼表中查得I50b截面特征值為、b=160mm因截面類型對x軸屬a類，對y軸屬b類由附表2-5查得滿足要求2. 選熱軋寬翼緣H型截面假定，截面為b類，查型鋼表選用HK180c，截面特征值如下：、，截面對x,y截面均屬b類。由查附表2-5得滿足要求3截面比較：熱軋寬翼緣H型鋼要節(jié)約鋼材約12.2。4-3試計(jì)算圖4-42所示兩種工字型截面所能承擔(dān)得最大軸心壓力。柱高為8m，兩端鉸接，翼緣板為軋制邊，鋼材為Q235鋼。從計(jì)算結(jié)果比較中可以得到什么啟示？解：由查b類，附表2-5得、由a，b兩種截面比較發(fā)現(xiàn)，相同截面面積，腹板，翼緣長度大的，截面慣性矩大，承

9、載力也大。4-5有一軸心受壓平臺柱，柱高為10m，兩端鉸接，軸壓力設(shè)計(jì)值為2500kN，鋼材為Q235鋼，焊條為E43，手工焊。(1) 試設(shè)計(jì)由兩個工字鋼組成得格構(gòu)式綴條柱（含綴條及連接計(jì)算）。(2) 試設(shè)計(jì)由兩個槽鋼組成得格構(gòu)式綴板柱（含綴板及連接設(shè)計(jì)）。解：(1)題意可知，截面為b類，假定,由附表2-5查得由型鋼表選用2I36b可知，、確定兩肢間距離綴條面積可按主肢面積得10預(yù)選，即單根角鋼面積選用等肢角鋼L70×6，則取b=30cm計(jì)算截面特征值驗(yàn)算剛度滿足因截面無削弱，強(qiáng)度可不必驗(yàn)算，據(jù)由附表查得滿足分肢穩(wěn)定驗(yàn)算斜綴條與水平線夾角為45o，不設(shè)橫綴條滿足綴條計(jì)算斜綴條L70&

10、#215;6，滿足由附表2-5查得滿足連接設(shè)計(jì)采用兩邊側(cè)焊，取需要肢背焊縫長為取需要肢尖縫長為取因柱高為10m大于8m，中間設(shè)置一片橫板(2)用型鋼表選用240b做主肢，截面特征值為：，、，確定兩肢間距離（對虛軸計(jì)算）選且小于40，按等穩(wěn)定條件得取截面驗(yàn)算滿足由附表2-5查得滿足按布置綴板，即，取可以滿足分肢穩(wěn)定要求綴板計(jì)算：綴板寬， 取綴板寬， 取綴板軸線間距離滿足連接焊縫計(jì)算采用三面圍焊，計(jì)算時偏于安全只考慮豎焊縫受力 在剪力和彎矩共同作用下焊縫合應(yīng)力為滿足要求。52.一跨度為的工作平臺簡支梁，承受均布荷載設(shè)計(jì)值28kN/m（靜載不包自重），采用普通軋制工字鋼I32a，鋼材Q235，驗(yàn)算強(qiáng)

11、度、剛度和整體穩(wěn)定?？缰袩o側(cè)向支撐點(diǎn)。解：I32a軋制工字鋼的主要參數(shù)如下：自重， IX=11076cm4, r=, t=15mm, b=130mm 加上自重后取最大彎矩和剪力設(shè)計(jì)值分別如下：抗彎強(qiáng)度：抗剪強(qiáng)度：局部承壓強(qiáng)度： 假定支承長度a=100mm2.剛度驗(yàn)算： 按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算有3.穩(wěn)定性驗(yàn)算：（因?yàn)椋┯深}意可知跨中無側(cè)向支承點(diǎn)，均布荷載作用于上翼緣 I32a,故整體穩(wěn)定性滿足要求。5-5.圖555所示簡支梁，中點(diǎn)及兩端均設(shè)有側(cè)向支承，材料為Q235,設(shè)梁的自重為1.1kN/m,分項(xiàng)系數(shù)為1.2，在集中荷載F=110kN作用下，分項(xiàng)系數(shù)為1.4，問該梁能否保證其整體穩(wěn)定性？解： 梁受壓

12、翼緣側(cè)向自由長度與其寬度的比值 故應(yīng)進(jìn)行整體穩(wěn)定計(jì)算（1）.截面特征值 （2）.最大彎矩： （3）.求整體穩(wěn)定系數(shù) h=81cm, 查表54得， 所以（4）.驗(yàn)算整體穩(wěn)定性57.某平臺的梁格布置如圖556所示。鋪板為預(yù)制鋼筋混凝土板，焊接于次梁上。平臺永久荷載（包括鋪板自重）為6kN/m2,分項(xiàng)系數(shù)為1.2；可變荷載為20 kN/m2,分項(xiàng)系數(shù)為1.3。鋼材Q235，E43型焊條，手工焊。要求：（1） 選擇次梁截面；（2） 選擇主梁（焊接組合梁）截面，設(shè)計(jì)梁沿長度的改變，設(shè)計(jì)翼緣焊縫，設(shè)計(jì)加勁肋。解：1. 由于預(yù)制鋼筋混凝土板與次梁上翼緣焊接，可保證整體穩(wěn)定性，故只需考慮剛度和強(qiáng)度。 1）.最

13、大彎矩設(shè)計(jì)值 2）.型鋼需要的凈截面抵抗矩選用I45a,自重， r=, t=, b=150mm加上自重后的最大彎矩設(shè)計(jì)值（跨中）和最大剪力設(shè)計(jì)值（支座）如下：3）.截面驗(yàn)算：（1）.強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度：抗剪強(qiáng)度：局部承壓強(qiáng)度： 假設(shè)支承長度（2）.剛度驗(yàn)算：按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：所以滿足要求。2. 主梁的設(shè)計(jì)1）.截面選擇次梁傳來集中荷載設(shè)計(jì)值最大彎矩設(shè)計(jì)值（不包括主梁自重）為：最大剪力設(shè)計(jì)值： 需要的截面抵抗矩（按翼緣厚度200mm，） 梁的最小高度：根據(jù)容許撓度 梁的經(jīng)濟(jì)高度為： 取腹板高度 腹板厚度（按） 取，需翼緣面積取上下翼緣寬為500mm,厚度為mm,則可按部分截面發(fā)展朔性進(jìn)行抗彎強(qiáng)度計(jì)算截

14、面驗(yàn)算：）:最大剪力設(shè)計(jì)值（支座處）最大彎矩設(shè)計(jì)值（跨中）抗彎強(qiáng)度：抗剪強(qiáng)度：局部承壓強(qiáng)度：擬設(shè)置支承加勁肋，不必驗(yàn)算。梁截面改變：梁在左右半跨內(nèi)各改變截面一次，采用改變翼緣寬度的方法。變截面處離支座的距離為：變截面處彎矩，剪力設(shè)計(jì)值：需截面的抵抗矩：需翼緣面積：取改變后翼緣尺寸：變截面后截面驗(yàn)算：抗彎強(qiáng)度（變截面處）：抗剪強(qiáng)度（支座處）：折算應(yīng)力：剛度驗(yàn)算，荷載折算成均布荷載整體穩(wěn)定翼緣焊縫計(jì)算取可滿足要求。加勁肋的設(shè)計(jì)：一、腹板加勁肋的設(shè)計(jì)：已知截面尺寸： 腹板155012mm,翼緣50020mm（跨中），23020mm(端部) 因此，應(yīng)配置橫向加勁肋并進(jìn)行計(jì)算。1. 加勁肋間距計(jì)算支座處

15、：變截面處：查表512，得根據(jù)上述支座處和變截面處的計(jì)算，均可按構(gòu)造配置加勁肋，取a3000mm<2. 加勁肋的截面尺寸：外伸寬度：二、端部支承加勁肋：采用突緣加勁肋，尺寸為200mm20mm.1. 腹板平面外的穩(wěn)定2. 端部承壓強(qiáng)度：3. 支座加勁肋與腹板的連接焊縫：橫向加勁肋焊縫也按構(gòu)造確定，6-1圖示6-27所示拉彎構(gòu)件，跨中作用一集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為P50kN，軸心拉力設(shè)計(jì)值為N=400kN。截面無削弱，鋼材為16Mn，試設(shè)計(jì)截面。解：構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值假定，則，根據(jù)，查附表5-14，采用2L140×90×10截面幾何特性：，強(qiáng)度驗(yàn)算對角鋼水平肢2，（附表2-13）（

16、滿足）對角鋼豎直肢1，（附表2-13） （滿足）構(gòu)件長細(xì)比（滿足）故采用2L140×90×10角鋼截面。6-2圖6-28示一壓彎構(gòu)件，兩端鉸接，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值為N2500Kn，端彎矩設(shè)計(jì)值為，構(gòu)件在彎矩作用平面外跨中有一側(cè)向支撐點(diǎn)。截面采用焊接工字形截面，試設(shè)計(jì)其截面尺寸。鋼材用Q235。解：1. 內(nèi)力設(shè)計(jì)值，2. 截面選擇假設(shè)，由附表2-5查得查附表2-14得,，取則：近似取查附表2-5，得根據(jù)上面計(jì)算所得A、h、b選擇截面，翼緣板：2-550×20腹板：650×123. 截面幾何特性計(jì)算查附表2-5得，4. 強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求5. 彎矩作用平面內(nèi)的

17、穩(wěn)定驗(yàn)算因相差不大，可看作滿足要求6. 彎矩作用平面外的穩(wěn)定問題驗(yàn)算：取，因相差不大，可近似看作滿足要求7. 局部穩(wěn)定翼緣：滿足要求腹板：8. 剛度驗(yàn)算滿足要求6-3圖6-29所示為一廠房柱的下柱截面，柱的計(jì)算長度為，綴條傾角，有橫綴條。最不利內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值為： ，。鋼材為16Mn，試驗(yàn)算此柱截面是否安全。解：1. 截面幾何特性計(jì)算柱截面積：慣性矩：綴條為L125×10，2. 強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求3. 整體穩(wěn)定驗(yàn)算：剛度滿足查附表2-5得彎矩作用平面內(nèi)得整體穩(wěn)定滿足要求4. 單肢穩(wěn)定計(jì)算(拉力)受壓分肢在彎矩作用平面內(nèi)得長細(xì)比為在彎矩作用平面外的長細(xì)比為查附表2-5得，5. 綴條計(jì)算剪力一個斜綴條受力斜綴條得長細(xì)比查附表2-5得單角鋼連接的設(shè)計(jì)強(qiáng)度折減系數(shù)則滿足故該柱能滿足要求6-4試設(shè)計(jì)一單向壓彎構(gòu)件雙肢綴板柱，柱的計(jì)算長度為12m，柱的計(jì)算長度，,內(nèi)力的設(shè)計(jì)值為，鋼材為Q235解：1 截面選擇假設(shè)，由附表2-5查得查附表2-14得，取根據(jù)，選用2I50c做主肢，由型鋼表查得，確定兩肢距離（對虛軸計(jì)算）選，q且小于40，按等穩(wěn)條件得取2截面驗(yàn)算查表得按布置綴板，即，取綴板計(jì)算綴板寬綴板厚，取綴板軸線間距離