钢结构设计计算题汇总

计算题A

1、如图所示用拼接板的平接连接，主板截面为14?400mm，拼接板的尺寸为8?360?300mm；用直角角焊缝三面围焊，每条侧面焊缝的长度为13cm（一边有4条）。承受轴心力设计值kN

920

N（静力荷载），钢材为Q235，采用E43系列型焊条，手工焊。试验算该连接是否可靠？（设焊缝的焊脚尺寸mm

h，直角角焊缝的

N=920KN

10mm

N=920KN

N=920KN N=920KN8

300mm

一条侧焊缝长为130mm

3、验算如图所示摩擦型高强螺栓连接是否安全，已知：荷载

N =300kN,螺栓M20，10.9级，μ=0.5，预紧力P =155kN 。

4、如图连接，尺寸为mm ，受静载拉力kN 130=P ，mm

10=f

h ，钢

材为Q235BF ，E43焊条，手工焊无引弧板，2N/mm 160=w f f 。试验算焊缝强度。

5、某6m 跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在内的设计值）如图所示。在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其

110

拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。

解：

①计算焊缝截面处的内力

m kN m kN qab M ?=?-???==

8.1036)]4.20.6(4.22402

[21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-?=??

??-=

② 计算焊缝截面几何特征值：

()

464331028981000240103225012

mm mm I W ?=?-??=

()

363610616.5516102898mm mm W W ?=÷?= ()363110032.250816250mm mm S W ?=??= ()363110282.325010500mm mm S S W W ?=??+=

③ 计算焊缝强度

查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v =

2266max

/185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=???

????==σ 2

63max /125/3.1610

10289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=?????==τ 2max 01/9.1786.1841032

1000mm N h h =?==

σσ

6311/1.1010

10289810032.210144mm N t I VS w W W =?????==τ 折算应力：

22222121/5.2031851.11.1/8.1791.1039.1783mm N f mm N w t =?=<=?+=+τσ

6、设计图示双盖板对接连接。已知钢板宽a =240mm ，厚度t =10mm ，钢材为Q235钢，焊条为E43，手工焊，轴力设计值N =550kN 。

解：

（1）确定盖板尺寸

为了保证施焊，盖板b 取为b=240mm-40mm=200mm 按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度

t 6200210

2401=??≥

取

t1=6mm

(2) 计算焊缝

按构造要求确定焊角高度hf

t h f 74.45.1max min =≥

t1=6mm hfmax

①若只设侧面角焊缝，则每侧共有四条焊缝，每条角焊缝长度为

mm mm f h N l w

f f w 2051016067.0410550107.043

=+????=+??=

取 mm

mm l w

200210>= 所需盖板全长mm mm l l w 430102=+=

②若采用三面围焊，则端缝承载力为

N f bh N w f f e 32832793616022.167.0200221==?????==β

每条焊缝的长度为：

mm mm f h N N l w

f f w 88516067.0410)328550(57.043

1=+????-=+??-=

取mm

l w 90= 所需盖板全长mm mm l l w 190102=+=

7、验算如图所示的摩擦型高强度螺栓连接的强度。已知螺栓为8.8级M20高强度螺栓，45.0=μ，被连接的支托板与柱翼缘的厚度均为t =12mm ，各排螺栓编号如图，外力设计值为F =150KN 。(15分)(已知预拉力P=110KN)

计算题B

1、一实腹式轴心受压柱，承受压柱，承受轴压力3500kN （设

计值），计算长度

10,5ox oy l m l m ==，截面为焊工字形，尺寸如图所示，翼缘为剪切

边，钢材为Q235，容许长细比[]150=λ。要求：（1）验算整体稳定性（2）验算局部稳定性

2、两端为铰接的轴心受压柱，柱长为5m ，如图所示，在柱长一半处设有侧向（弱轴x 方向）支撑，该柱承受的轴心y 压力设计值N ＝1800KN ，容许长细比[λ]=150，采用热轧工字钢Ⅰ56a ，

A =135cm 2，i x ＝22.0cm ，i y =3.18cm ，钢材为Q235，f ＝215N/mm 2。

验算此支柱的整体稳定和刚度。满足

3、两端为铰接的轴心受压柱，柱长为9m，如图所示，在两个三分点处均有侧向（x方向）支撑，该柱承受的轴心压力设计值N ＝400kN，容许长细比[λ]=150，采用热轧工字钢Ⅰ25a，钢材为Q235，试验算柱的稳定性。（截面对x轴为a类截面，对y 轴为b类截面，f＝215N/mm2）。

热轧普通工字钢的规格和截面特征

a类截面轴心受压构件的稳定系数Φ

b类截面轴心受压构件的稳定系数Φ

4#、如图所示支架，支柱的压力设计值kN 1600=N ，柱两端铰接，钢材为Q235（2

mm N 215=f

），容许长细比[]150=λ。截面无孔眼

削弱。支柱选用焊接工字形截面，已知面积

cm 6.63,cm 13.12,cm 902===y x i i A 。验算此支柱的整体稳定。

【解】：

整体稳定和长细比验算长细比 []1505.493

.1216000

0=<===

λλx x x

i l （2分） []1502.476

.633000

0=<==

λλy

y y i l （2分）

取长细比较大值，故由x λ计算得859.0=?，于是（2分）

215)(0.20710

90859.0101600mm N f mm N A N =<=???=?（4分）

截面无孔眼削弱，不必验算强度。四、计算题

1、图示简支梁，不计自重，Q235钢，不考虑塑性发展，密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载设计值为45kN/m ，荷载分项系数为1.4，f =215N/mm 2

。问是否满足正应力强度及刚度要求，并判断是否需要进行梁的整体稳定验算。已知：25N/mm 1006.2,3845,250][?===

E EI ql l x

ωω

6000x x -10×150

-10×150

－8×500

解：（1）正应力强度验算梁的跨中最大弯矩为： 2211456202.58

M ql kN m ==??=?

2341

215 1.025.50.8502784112

x I cm =???+??= 32.027841

107126

x x I W cm h ?=

== 2

33max /215/1.18910

107110105.202mm N f mm N W M x =<=???==σ 所以，正应力强度满足。（2）刚度验算

554560009.5384 1.4384 2.06102784110

x ql mm EI ω??===?????[]124250mm ω<==

所以，刚度满足要求。（3）整体稳定性验算

由于密铺板牢固连接于上翼缘，所以不必进行整体稳定性验算。

2、一工字形截面梁绕强轴受力，截面尺寸如图，当梁某一截面所受弯矩M =400kN ·m 、剪力V =580kN 时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235B ，f =215N/mm 2

，

f v =125N/mm 2。

3#、图3

所示简支梁长12m ，钢材为Q235

（2mm N 215=f

mm N 125=v

）采用如图所示焊接工字形截面，已

知单位长度得质量为149.2kg/m ，梁的自重为149.2×9.8＝1463N/m ，截面积A =158.4cm 2

，268193

I cm 4

，5128

=nx

cm 3

，

2987=x S cm

，8=w t mm 。梁上集中荷载如图所示（单位kN ）。试验

算此梁的正应力和支座处剪应力。荷载分项系数为1.2，截面塑性发展系数05.1=x

，20.1=y γ。（15分）

【解】：梁自重产生的弯矩为：

316001214632.18

21=???=M N ·m （2分）外荷载在跨中产生的最大弯矩为： 4.109139.181685.2722

=?-?=M

kN ·m （2分）

总弯矩为： 1123

6.314.1091=+=x

M kN ·m （1分）

验算弯曲正应力：

.20410521805.11011233

=???==nx x x W M γσN/mm 2＜f ＝215 N/mm

（4分）

验算支座处最大剪应力：

支座处的最大剪力按梁的支座反力计算，

V ＝181.9×2×103

+1463×1.2×6＝374300 N （2分）剪应力为：

1.528

1026819310298737430043

=????==w x It VS τN/mm 2＜v

f ＝125 N/mm 2 （4分）

钢结构考试计算题

1、试验算图示焊缝连接的强度。已知作用力F=150kN(静力荷载)，手工焊，E43 型焊条，w f f =160N/mm 2。(12分) 0.78384A =??()1 0.786W =?截面内力：150,33V KN M KN m ==? 3 2 1501034.9/4300.8 F e F N mm A τ?=== 6 23310119.9/275251.2 M f M N mm W σ ?===故该连接可靠 2、如图所示一梁柱的端板连接，钢材为Q235，采用M20C 级普通螺栓，该连接所受的偏心力F=150kN ，试验算其连接的强度是否满足要求。（2 170/b t f N mm =，17.66e d mm =）(12分) 解：偏心距e=80mm ，核心距： ()2221 4801608010160 i y mm ny ρ?+= = =?∑ e ρ=，为小偏心 2 245170416504 b b e t t d N f N π= =?=… () 11222 150000150000801603000010480160b b t t i F Fey N f N N n y ??=+=+=<+∑

3、图示简支梁，不计自重，Q235钢，，受压翼缘有做够约束能保证整体稳定，均布荷载设计值为50kN/m ，荷载分项系数为1.4，f =215N/mm 2。问该梁抗弯强度及刚度是否满足要求。已知： 25N/mm 1006.2,3845,250][?=== E EI ql l x ωω(16分) x x -10×150 -10×150 －8×500 解：截面几何特征值： ()3341 150520142500 278433333.312x I mm = ?-?= 3 1070897.4/2 x x I W mm h ==…截面抗弯强度：取 1.05x γ= ()1 1.450363158M kN m =??=?6 2231510280.1/295/1.051070897.4x x x M N mm f N mm W σγ?===<=?，满足要求 445 5550600011384384 2.0610278433333.30.068250 x ql EI ω??===>??? 梁刚度不满足要求… 1、试设计如图所示角钢与连接板的连接角焊缝。轴心力设计值N ＝900k N （静力荷载）。钢材Q235，焊条E43系列。（采用三面围焊）(12分 ) 解：由构造要求，定10f h mm =…正面角焊缝受力 330.720.76125 1.22160204960w f w f f N h l f N β=∑=?????= 肢背焊缝所能承担的内力为： 3 11110.720.7101600.79000.5204.965275202 w f w f w N N h l f l k N kN N =∑=????=- =?-?=得：1235.5w l mm =，取124020260w l mm =+=，满足构造要求肢尖焊缝所能承担的内力为： 120.720.7101600.39000.5204.96167520w f w f w N h l f l kN kN N =∑=????=?-?=得：274.8w l mm =，取1752095w l mm =+=，满足构造要求

钢结构最新设计规范

钢结构设计规范GB50017-2003 第一章总则第1.0.1 条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。第1.0.2 条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。第1.0.3 条本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》（CBJ68-84））制订的。第1.0.4 条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。第1.0.5 条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。第1.0.6 条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。第二章材料第2.0.1 条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3 号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。第2.0.2 条下列情况的承重结构不宜采用3 号沸腾钢: 一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－ 20C时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于—30 C 时的其它承重结构。二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于- 20 C时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋内的结构可按该规定值提高10 C采用。第2.0.3 条承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度（或屈服点）和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。承重结构的钢材，必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50 t的中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。但当冬季计算温度等于或低于-20 C时，对于3号钢尚应具有-20C冲击韧性的合格保证；对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具有—40C冲击韧性的合格保证。对于重级工作制的非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,必要时亦应具有冲击韧性的合格保证。第2.0.4 条钢铸件应采用现行标准《一般工程用铸造碳钢》中规定的ZG200-400、ZG230-450 、ZG270-500 或ZG310-570 号钢。第2.0.5 条钢结构的连接材料应符合下列要求: 一、手工焊接采用的焊条，应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定。选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，宜采用低氢型焊条。二、自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应。焊丝应符合现行标准《焊接用钢丝》的规定。

钢结构计算题-答案完整

《钢结构设计原理计算题》【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L= 250mm厚度t=10mm。根据公式f t w移项得： l w t N l w t f t w (250 2 10) 10 185 425500N 425.5kN 【变化】若有引弧板，问N ? 解：上题中l w取实际长度250,得N 462.5kN 解：端焊缝所能承担的内力为： N30.7h f l w3 f f f w2 0.7 6 300 1.22 160 491904N 侧焊缝所能承担的内力为： N10.7h f l w1f f w4 0.7 6 (200 6) 160 521472N 最大承载力N 491904 521472 1013376N 1013.4kN 【变化】若取消端焊缝，问N ? 解：上题中令N30 , l w1200 2 6,得N 弘505.344 kN 2t，即250-2*10mm。 300mm 长 6mm。求最大承载力N 钢材米用Q 235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准, 2 185N /mm。试求连接所能承受的最大拉力N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度l w取实际长度减去【练习2】两截面为450 14mm的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽度 410mm中间留空10mm),厚度8mm 钢材Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w160N / mm2，静态荷载，h f

【练习3】钢材为Q 235,手工焊，焊条为E43, f f 160N/mm"，静态荷载。双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，h f 6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm等边角钢的内力分配系数0.7，k20.3。求最大承载力N —｝心｝\2LI25x8 解：端焊缝所能承担的内力为： N30.7h f l w3 f f f" 2 0.7 6 125 1.22 160 204960N 肢背焊缝所能承担的内力为： N10.7h f l w1f f w20.7 6 (2506) 160327936N 根据N1 N3 k1N —3 2 1N31204960 得: N(N13)(3279360 960 )614880N K120.72【变化】若取消端焊缝，问解：上题中令N3614.88kN N ? 0，l w1 250 2 6，得N 456.96kN 【练习4】钢材为Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w 已知F 120kN，求焊脚尺寸h f (焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去 2 160N / mm，静态荷载。 2h f ) 解：设焊脚尺寸为h f，焊缝有效厚度为h e 0.7h f 将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V= F及弯矩在剪力作用下： 3 120 10 342.9 M=Fe h e l w 在弯矩作用下: M M f W f , 2 0.7h f 250 120 103150 2 h f 1234 2 (N / mm ) IK W f 1 代入基本公式 h f 2 (N /mm ) 得: (1234 )2 (342.9)2 (1.22h f)( h f) 1068 160 h f 可以解得：h f6.68mm，取h f h f mi n 1.5 14 5.6mm h f 【变化】上题条件如改为已知h 7 mm。 h 12 f max 14.4mm，可以。 f 8mm，试求该连接能承受的最大荷载N 12

钢结构计算题答案

第四章轴心受力构件 4.1 验算由2∟635?组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。解：（1）强度查表得 ∟635?的面积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==， 22()2(614205)1028n A A d t mm =?-?=?-?=， N=270KN 327010262.62151028 n N Mpa f Mpa A σ?===≥=，强度不满足，所需净截面面积为3 2270101256215 n N A mm f ?≥==，所需截面积为21256 2057282 n A A d t mm =+?= +?=，选636?，面积A=7.29cm 22 729mm =2 728mm ≥ （2）长细比 []min 3000 154.635019.4 o l i λλ= = =≤= 4.2 一块-40020?的钢板用两块拼接板-40012?进行拼接。螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38所示。钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？（2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？解：（1）钢板1-1截面强度验算： 210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-??=-??=∑， N=1350KN

钢结构最新设计规范方案

钢结构设计规GB50017-2003 第一章总则第1.0.1条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规。第1.0.2条本规适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。第1.0.3条本规的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》(CBJ68-84)）制订的。第1.0.4条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。第1.0.5条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规》）。第1.0.6条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规的要求。第二章材料第2.0.1条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。第2.0.2条下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢: 一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－20℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于－30℃时的其它承重结构。二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于－20℃时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋的结构可按该规定值提高10℃采用。第2.0.3条承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度（或屈服点）和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。承重结构的钢材，必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50ｔ的中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。但当冬季计算温度等于或低于－20℃时，对于3号钢尚应具有－20℃冲击韧性的合格保证；对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具有－40℃冲击韧性的合格保证。对于重级工作制的非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,必要时亦应具有冲击韧性的合格保证。第 2.0.4条钢铸件应采用现行标准《一般工程用铸造碳钢》中规定的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500或ZG310-570号钢。第2.0.5条钢结构的连接材料应符合下列要求: 一、手工焊接采用的焊条，应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定。选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，宜采用低氢型焊条。

钢结构复习题

钢结构复习题一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于；侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则、、和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、和。二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。

4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施是什么？三、计算题： 1.一简支梁跨长为5.5m，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值为10.2kN/m（不包括梁自重），活载标准值为25kN/m，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。梁的截面选用I36a 轧制型钢，其几何性质为：Wx=875cm3，tw=10mm，I / S=30.7cm，自重为59.9kg/m，截面塑性发展系数 x=1.05。钢材为Q235，抗弯强度设计值为215N/mm2，抗剪强度设计值为125 N/mm2。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。（恒载分项系数G=1.2，活载分项系数Q=1.4） 2.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱，长10.0m，截面由2I32a组成，两肢件之间的距离300cm，如图所示，尺寸单位mm。试求该柱最大长细比。注：一个I32a的截面面积A = 67cm2，惯性矩Iy =11080cm4，Ix1 = 460cm4

钢结构练习题汇总

第二章钢结构的材料（仅供参考）一、选择题 1、碳含量在（）范围内的碳素钢的可焊性最好。 A.0.12%~0.15% B.0.10%~0.15% C.0.12%~0.20% D.0.10%~0.20% 2、下列不属于钢材中的有害化学成分的是（）。 A.硫 B.磷 C.硅 D.氧、氮 3、在钢材的力学性能指标中，既能反应钢材塑性又能反应钢材冶金缺陷的指标是（）。 A.屈服强度 B.冲击韧性 C.冷弯性能 D.伸长率 4、下列钢结构的破坏属于脆性破坏的是（）。 A.轴压柱的失稳破坏 B.疲劳破坏 C．钢板受拉破坏 D.螺栓杆被拉断 5、大跨度结构应优先选用钢材，其主要原因是( )。 A.钢结构具有良好的装配性 B.钢材的韧性好 C.钢材接近均质等向体，力学计算结果与实际结果最符合 D.钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料 6、钢材的设计强度是根据确定的。 A. 比例极限 B. 弹性极限 C. 屈服强度 D. 抗拉强度 7、钢材的伸长率用来反映材料的。 A.承载能力 B.弹性变形能力 C.塑性变形能力 D.抗冲击荷载能力 8、钢材的三项主要力学性能指标为。 A. 抗拉强度、屈服强度、伸长率 B. 抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 C. 抗拉强度、冷弯性能、伸长率 D. 冷弯性能、屈服强度、伸长率 9、在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。

A. 脆性破坏 B.塑性破坏 C. 强度破坏 D.失稳破坏 10、以下关于应力集中的说法中正确的是。 A.应力集中降低了钢材的屈服强度 B.应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制 C.应力集中产生异号应力场，使钢材变脆 D.应力集中可以提高构件的疲劳强度 11、钢材在低温下，冲击韧性。 A. 提高 B. 下降 C. 不变 D. 可能提高也可能下降 12、钢材经历了冷作硬化之后。 A. 强度提高 B. 塑性提高 C. 冷弯性能提高 D. 可焊性提高 13、下列因素中与钢构件发生脆性破坏无直接关系。 A.钢材的屈服点的大小 B.钢材含碳量 C.负温环境 D.应力集中 14、钢材牌号Q235、Q345、Q390、Q420是根据材料命名的。 A.屈服强度 B.设计强度 C.抗拉强度 D.含碳量 15、型钢中的H型钢和工字钢相比，。 A.两者所用的钢材不同 B.前者的翼缘相对较宽 C.前者的强度相对较高 D.两者的翼缘都有较大的斜度二、填空题（1）假定钢材为理想的弹塑性体，是指屈服点以前材料为。（2）如果钢材具有性能，那么钢结构在一般情况下就不会因偶然或局部超载而发生突然断裂。（3）碳对钢材性能的影响很大，一般来说随着含碳量的提高，钢材的塑性和韧性逐渐。（4）钢材的硬化，提高了钢材的，降低了钢材的。（5）应力集中易导致钢材脆性破坏的原因在于应力集中处受到约束。（6）符号L125×80×10表示。（7）随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为时效硬化。（8）钢结构除容器类结构外，可以划分为两大类，即和。（9）钢结构用钢的含碳量一般不大于。

钢结构计算题解答

Q235 用。由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。 1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置 ()()()()80 10 102401020160)10115(1010240510201601≈?-+?-+??-+??-= y mm 160802402=-=y mm (2)焊缝计算截面的几何特性 ()6232 31068.22)160115(230101014012 151602301014023010121mm I x ?=-??+??++-??+??= 腹板焊缝计算截面的面积： 230010230=?=w A mm 2 2．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。将力F 向焊缝截面形心简化得： F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）

查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=w v f N/mm 2 点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤w t f 18552.010 226880101604 31===???==w t x M a f F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN 点b 的压应力M b σ，且要求M b σ≤w c f 215129.110 2268160101604 32===???==w c x M b f F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN 由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤w V f 125435.010 23102 3===??=w V V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN 点b 的折算应力，且要求起步大于1.1w t f () ()()w t V M b f F F 1.1435.03129.132 22 2=?+= +τσ 解得：168≈F KN

钢结构设计原理练习题参考答案

钢结构原理与设计练习题第1章绪论一、选择题 1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。 A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C 、P f 越大，β越小，结构越可靠 D 、P f 越大，β越大，结构越可靠 2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ A ） A 、0Z C 、0≥Z D 、0=Z 3、钢结构具有塑性韧性好的特点，则主要用于（ A ）。 A ．直接承受动力荷载作用的结构 B ．大跨度结构 C ．高耸结构和高层建筑 D ．轻型钢结构 4、在重型工业厂房中，采用钢结构是因为它具有（ C ）的特点。 A ．匀质等向体、塑性和韧性好 B ．匀质等向体、轻质高强 C ．轻质高强、塑性和韧性好 D ．可焊性、耐热性好 5、当结构所受荷载的标准值为：永久荷载k G q ，且只有一个可变荷载k Q q ，则荷载的设计值为（ D ）。 A ．k G q ＋k Q q B ．1.2（k G q ＋k Q q ） C ．1.4（k G q ＋k Q q ） D ．1.2k G q ＋1.4k Q q 6、钢结构一般不会因偶然超载或局部荷载而突然断裂破坏，这是由于钢材具有（ A ）。 A ．良好的塑性 B ．良好的韧性 C ．均匀的内部组织 D ．良好的弹性 7、钢结构的主要缺点是（ C ）。 A 、结构的重量大 B 、造价高 C 、易腐蚀、不耐火 D 、施工困难多

8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B） A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装二、填空题 1、结构的可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）______强度高、自重轻__________、2）_____塑性、韧性好_______________，3）______材质均匀、工作可靠性高______________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 5、根据功能要求，结构的极限状态可分为下列两类：__承载力极限状态____ ______正常使用极限状态_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之增大。三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比，具有哪些特点？ 2、钢结构采用什么设计方法？其原则是什么？ 3、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？ 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中，各符号的意义？第2章钢结构材料一、选择题 1、钢材在低温下，强度（A），塑性（B），冲击韧性（B）。 (A)提高(B)下降(C)不变(D)可能提高也可能下降 2、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是（A）。

《钢结构设计规范》2017最新版对抗震更高要求

两章，“构造要求（原第 8 章）” 中与柱设计相关的内容移入钢结构设计规范》 2017 最新版— —对抗震更高要求导读】目前市面上通用最基础的钢结构设计规范是 GB50017-2003 ，随着科技的进步，各种计算软件的更新及近年来频发的自然灾害，尤其是自汶川地震以来，对建筑防灾减灾，尤其是抗震有更高的要求，基于重重原因，新版《钢结构设计规范》的修订出台是设计师一直很期待的。 12017 最新版《钢结构设计规范》主要修订内容如下： 01 术语和符号（第 2 章）删除了原规范中关于强度的术语 ,增加了本次规范新增内容的术语。 02 基本设计规定（第 3 章）增加了“结构体系”和“截面板件宽厚比等级”；“材料选用”及“设计指标”内容移入新章节“材料第 4 章）”；关于结构计算内容移入新章节“结构分析及稳定性设计（第 5 章）”；“构造要求（原第8 章）” 输及安装的原则性规定并入本章。 03 受弯构件的计算（原第 4 章）改为“受弯构件（第 6 章）” 移入本章。 04 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（原第 5 章）改为“轴心受力构件（第 7 章）”及“拉弯、压弯构件（第 8 章）” 中制作、运增加了腹板开孔的内容，“构造要求” 中与梁设计相关的内容

第7 章。 05 疲劳计算（原第6 章）改为“疲劳计算及防脆断设计（第 16 章）”增加了简便快速验算疲劳强度的方法，“构造要求（原第8 章）”中“提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求”移入本章，并增加了抗脆断设计的补充规定。 06 连接计算（原第7章）改为“连接（第11章）”及“节（点第

钢结构计算题集

钢结构设计原理计算题第3章连接 1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。已知：连接承受静力荷载设计值300P kN =， 240N kN =，钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2160w f f N mm =，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm 。 2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P 。已知：钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2/160mm N f w f =，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm 290。 2 解：120P 53M ,P 53V ,P 54N ?=== p 33.0290 67.0210p 54A N 3e N =????==σ p 25.0290 67.0210p 53A N 3e N =????==τ p 61.029067.06 1210120p 53W M 23f M =??????==σ 题2图题1图 1

2w f 222V 2M N mm /N 160f )P 25.0()22 .1P 61.0P 33.0()()22.1(=≤++=τ+σ+σ kN 5.197P ≤ 3、图示角焊缝连接，承受外力kN N 500=的静载，mm h f 8=，2160mm N f w f =，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。 3 解：400,300x y N kN N kN == 23 65.90) 82410(87.0210400mm N l h N w e x f =?-????==∑σ 23 98.67)82410(87.0210300mm N l h N w e y f =?-????==∑τ w f f f f f mm N ≤=+=+222227.10098.67)22 .165.90()(τβσ 4、计算图示角焊缝连接中的f h 。已知承受动荷载，钢材为Q235-BF ，焊条为E43型，2 160mm N f w f =，偏离焊缝形心的两个力kN F 1801=，kN F 2402=，图中尺寸单位：mm ，有引弧板。 4解：将外力1F ，2F 移向焊缝形心O ，得： kN F N 1801==；kN F V 2402== kN F F M 0902401201809012021=?-?=?-?= 题3图

成都大学期末考试钢结构计算题

图示焊接工字形截面轴压柱，在柱1/3处有两个M20的C 级螺栓孔，并在跨中有一侧向支撑，试验算该柱的强度、整体稳定？已知：钢材Q235AF ，26500mm A =， mm i x 2.119=，mm i y 3.63=，2/215mm N f y =，kN F 1000=。解： 34.502.119 6000 ===x ox x i L λ，查表855.0=x ? 39.473.633000 ===y oy y i L λ 2 60702105.216500mm A n =??-= 223 /215/1806500855.0101000mm N f mm N A N x =<=??=? 2 23 /215/1656070 101000mm N f mm N A N n =<=?=

Ａ为柱的截面积（按实计算），x 0、y 0为柱在x 、y 方向的计算长度。 ⑵ 验算时将上述过程倒过来即可。为方便计算，单位采用cm 。 ① 截面积： 2 846.0202.1302cm A =?+??= ② 惯性距： 43 356.849812 204.29124.2230cm I x =?-?= 43 540012 302.12cm I y =??= ③ 回转半径： cm A I i x x 06.1084 56.8498=== cm A I i y y 02.8845400=== ④ 长细比： []15070.4905 .10500=<===λλx ox x i l []15017.3102 .8250=<===λλy oy y i l ⑤ 稳定系数：b 类截面，由最大长细比70.49=x λ查附表得：

钢结构设计练习题及答案(试题学习)

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/m 2（包括SP10D 板自重、板缝灌缝及楼面面层做法），可变荷载为4.0 kN/m 2。夹层平台结构如图所示。立柱：H228x220x8x14 焊接H 型钢 A=77.6×102mm 2 I x =7585.9×104mm 4,i x =98.9mm I y =2485.4×104mm 4,i y =56.6mm 主梁：H900x300x8x16 焊接H 型钢 I x =231147.6×104mm 4W nx =5136.6×103mm 3 A=165.44×102mm 2主梁自重标准值g=1.56kN/m a) 柱网平面布置立柱次梁主梁 1 2 H900x300x8x16 H300x150x4.5x6 次梁：H300x150x4.5x6 焊接H 型钢 I x =4785.96×104mm 4W nx =319.06×103mm 3 A=30.96×102mm 2次梁自重标准值0.243kN/m M16高强度螺栓加劲肋 -868x90x63030 40 6 n 个 b) 主次梁连接 1. 在竖向荷载作用下，次梁承受的线荷载设计值为m kN 8.25（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 次梁跨中弯矩设计值： M =04.665.409.268 1 8122=??=ql kN ·m 根据《钢结构设计规范》GB 50017-2003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： ny y y nx x x W M W M γγ+ ≤f (4.1.1) 式中 M x 、M y —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)： W nx 、W ny —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13y f 235/ 而不超15 y f 235/时，应取γx =1.0。f y 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 =1.05 1.19710 06.31905.11004.6636=???=nx x W M γN/mm 2

钢结构计算题

1试验算焊接工字形截面柱（翼缘为焰切边），轴心压力设计值为Ｎ =4500KN ，柱的计算长度 m l l 0.6oy ox ==，Ｑ235钢材，截面无削弱。（14分）已知 y f t b 235 )1.010(1λ+≤ y f t h 235 )5.025(0λω+≤ b 类截面 450×12 500×20

2.计算图示两侧焊连接的焊缝长度。已知N=900kN（静力荷载设计值），手工焊，焊条E43型，

3. 两钢板截面—18×400，两面用盖板连接，钢材Q235，承受轴心力设计值N=1181kN，采用M22普通C级螺栓连接，d0=23.5mm，按下图连接。试验算节点是否安全。（14分）

4. 如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值。钢材为Q235B ，焊条为E43型，，试验算此连接焊缝是否满足要求。已知（14分） KN N 1000=2 160mm N f w f =

5. 一两端铰接的拉弯杆。截面为I45a 轧制工字钢，材料用Q235钢，截面无削弱，静态荷载。试确定作用于杆的最大轴心拉力的设计值。已知I45a 的截面特征和质量为： 2 mm 10240=A , mm 4.177=x i ， 4 6mm 1043.1?=x W ，x γ＝1.05。（14分）

6. 钢材Q235B 注： 7、验算图示采用10.9级 M20摩擦型高强度螺栓连接的承载力。已知，构件接触面喷砂处理，钢材Q235-BF ，构件接触面抗滑移系数μ＝0.45，一个螺栓的预拉力设计值P ＝155 kN 。（13分） f t

钢结构设计涉及规范最新

最近审查的钢结构图纸较多，发现施工图钢结构设计说明和计算书中依据的许多规范已废止，原因大概有二种，一是采用的计算软件版本过低，软件本身采用旧规范，二是钢结构说明直接套用别人的旧说明，设计人员未及时更新。现把常用的一些与设计有关的规范列于下面，给出的均为国家已经颁布的最新版本（更新至2013年6月）。对目前尚在编制阶段的相关规范，待正式颁布后，再及时更新。 1.钢结构设计依据标准【通用标准】《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 《建筑设计防火规范》GB50016-2006 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 《钢结构设计规范》GB50017-2003 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002 【高层高耸钢结构标准】《高层民用建筑钢结构技术规程》JCJ99-1998 《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》CECS 230-2008《高耸结构设计规范》GBJ135-1990

《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010 注：代替《网壳结构技术规程》JGJ61-2003和《网架结构设计与施工规程》JGJ7-1991 《膜结构技术规程》CECS 158-2004 【轻型钢结构标准】《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102-2002 《门式刚架轻型房屋钢构件》JG144-2002 《轻型钢结构住宅技术规程》JGJ 209-2010 《拱形波纹钢盖结构技术规程》CECS167-2004 【组合结构标准】 1.《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS 28-1990) 2.《矩形钢管混凝土结构设计规程》(CECS 159-2004) 3.《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001) 4.《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》(CECS188-2005) 5.《钢骨混凝土结构设计规程》(YB9082-2006) 6.《组合楼板设计与施工规范》(CECS273-2010) 7.《空心钢管混凝土结构技术规程》(CECS254-2009)

钢结构考试题库计算题版

1、试验算图示焊缝连接的强度。已知作用力F=１50k Ｎ（静力荷载）,手工焊，Ｅ4３型焊条，w f f =1６0N/mm 2。(1２分) 0.78384A =??()1 0.786W =?截面内力:150,33V KN M KN m ==? 3 2 1501034.9/4300.8 F e F N mm A τ?=== 6 23310119.9/275251.2 M f M N mm W σ ?===故该连接可靠 2、如图所示一梁柱的端板连接，钢材为Q235，采用M20C 级普通螺栓,该连接所受的偏心力F=１50ｋN,试验算其连接的强度是否满足要求。(2 170/b t f N mm =，17.66e d mm =)(12分）解:偏心距e=80mm ，核心距： ()2221 4801608010160 i y mm ny ρ?+= = =?∑ e ρ=,为小偏心 2 245170416504 b b e t t d N f N π= =?=… () 11222 150000150000801603000010480160b b t t i F Fey N f N N n y ??=+=+=<+∑

3、图示简支梁，不计自重,Q23５钢，,受压翼缘有做够约束能保证整体稳定，均布荷载设计值为50kN/m ，荷载分项系数为1.4,f =215N/mm 2。问该梁抗弯强度及刚度是否满足要求。已知:25N/mm 1006.2,3845,250][?===E EI ql l x ωω(1６分） 6000x x -10×150 -10×150 －8×500 解:截面几何特征值： ()3341 150520142500 278433333.312x I mm = ?-?= 3 1070897.4/2 x x I W mm h ==…截面抗弯强度:取 1.05x γ= ()1 1.450363158M kN m =??=?6 2231510280.1/295/1.051070897.4x x x M N mm f N mm W σγ?===<=?,满足要求 445 5550600011384384 2.0610278433333.30.068250 x ql EI ω??===>??? 梁刚度不满足要求… 1、试设计如图所示角钢与连接板的连接角焊缝。轴心力设计值N ＝90０k N （静力荷载）。钢材Ｑ23５，焊条E4３系列。（采用三面围焊）(１2分) 解: 由构造要求，定10f h mm =…正面角焊缝受力 330.720.76125 1.22160204960w f w f f N h l f N β=∑=?????= 肢背焊缝所能承担的内力为： 3 11110.720.7101600.79000.5204.965275202 w f w f w N N h l f l k N kN N =∑=????=- =?-?=得:1235.5w l mm =，取124020260w l mm =+=,满足构造要求肢尖焊缝所能承担的内力为: 120.720.7101600.39000.5204.96167520w f w f w N h l f l kN kN N =∑=????=?-?=得：274.8w l mm =，取1752095w l mm =+=，满足构造要求 2、钢板截面为３1０mm ?２０mm ，盖板截面为310mm ?12ｍｍ,钢材为