钢结构梁柱章节计算题
房屋钢结构复习题及参考答案
中南大学网络教育课程考试复习题及参照答案房子钢结构一、填空题：1. 门式刚架轻型房子屋面坡度宜取，在雨水许多的地域取此中的较大值。
2. 在设置柱间支撑的开间，应同时设置，以构成几何不变系统。
3.当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应地点应设置4.系杆。
冷弯薄壁构件设计时，为了节俭钢材，同意板件，并利用其5.强度进行设计。
当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，一定在受压翼缘双侧部署。
6.钢屋架中的杆件一般是由双角钢构成，为使两个角钢构成的杆件起整体作用，应设置。
7.屋架上弦杆为压杆，其承载能力由控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由确立。
8.梯形钢屋架，除端腹杆之外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度L ox=L，在屋架平面外的计算长度 L oy=L，此中 L为杆件的几何长度。
9. 拉条的作用是。
10.实腹式檩条可经过檩托与刚架斜梁连结，设置檩托的目的是。
11.屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度是。
12.设计吊车梁时，关于结构细部应尽可能采纳疲惫强度高的连结型式，比如吊车13.梁腹板与上翼缘的连策应采纳焊缝。
屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于。
14.桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取之间的距离。
15.能蒙受压力的系杆是系杆，只好蒙受拉力而不可以蒙受压力的系杆是系杆。
16.一般钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于个。
17. 吊车梁蒙受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即、和。
18.门式刚架的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为：纵向不大于，横向不大于，超出规定章需设置。
19. 高层建筑一般由荷载控制设计，大跨度结构一般由荷载控制设计。
20.压型钢板组合楼板中，钢梁上翼缘通长设置栓钉连结件，主要目的是保证楼板21.和钢梁之间能靠谱地传达。
钢屋架的外形主要有、和三种形状。
22.螺栓球节点的球径由、和等决定。
23.钢屋架中的杆件一般是由双角钢构成，为使两个角钢构成的杆件起整体作用，24.应设置。
钢结构试卷及参考答案.
钢结构试卷及参考答案一、选择题（每题2分，共30分）1.摩擦型高强螺栓连接与承压型高强螺栓连接的主要区别是 D 。
(A)摩擦面处理不同(B)材料不同(C)预拉力不同(D)设计计算时所取极限状态不同2.在静力荷载作用下，钢材承受三向拉应力时，易发生 B 。
(A)塑性破坏(B)脆性破坏(C)疲劳破坏(D)无法判定3.进行强度验算时，荷载应采用 C 。
(A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数(B)将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数(C)永久荷载和可变荷载的标准值，均不乘以各自的分项系数(D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用 A 的焊接位置。
(A)俯焊(B)仰焊(C)立焊(D)任意5.在缀条稳定验算式中，系数是 C 。
(A)考虑塑性发展的系数(B)考虑重要性的调整系数(C)考虑单角钢单面连接偏心受力的系数(D)考虑安全的附加系数6.图示T型截面拉弯构件弯曲正应力强度计算的最不利点为 B 。
(A)截面上边缘1点(B)截面下边缘2点(C)截面中和轴处3点(D)可能是1点也可能是2点7.结构或节点的疲劳强度与 A 关系不大。
(A)钢材的种类(B)应力循环次数(C)节点的制作工艺和质量(D)应力集中系数8.为提高梁在弯矩作用下的强度和刚度，应尽可能使梁的 D 。
(A)翼缘厚而窄(B)翼缘宽薄而腹板窄厚(C)腹板厚而窄(D)腹板薄而宽9.对于钢结构用钢材，对化学成分的定义为 B 。
(A)C为不可缺少元素，Mn、S、P均为有害元素(B)C为不可缺少元素，Mn为脱氧剂，S、P为有害元素(C)C、Mn、S、P均为有害元素(D)C、Mn为有害元素，S、P为不可缺少元素10.规范规定缀条式格构柱单肢的长细比（为柱两个主轴方向长细比的最大值），是为了 C 。
(A)保证柱平面内的整体稳定(B) 保证柱平面外的整体稳定(C)避免单肢先于整个柱失稳(D)构造要求11.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故残余应力的存在将 B 。
(参考资料)钢结构设计原理课后习题作业及答案
4
习题四
图 3-23
2
习题五
一实腹式轴心受压柱，承受轴压力 3500kN（设计值），计算长度 l0x =10m，l0y =5m，截面为焊接
组合工字型，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为Q235，容许长细比
。要求：
（1）验算整体稳定性
（2）验算局部稳定性
习题六
如图所示 工字形简支主梁，Q235F 钢，f =215N/mm2 ，fv =125N/mm2 承受两个次梁传来的集中
习题一
习题二 如图所示梁柱连接节点的角焊缝，图示位置作用有剪力V、轴力N、弯矩M。梁
截面尺寸如图。采用直角角焊缝，设焊角尺寸为hf，求焊缝最不利受力点的应力值。
1
习题三 如图所示柱的牛腿节点处角焊缝，图示位置作用有剪力V、轴力N、弯矩M。采用直角角
焊缝，设焊角尺寸为hf，求焊缝最不利受力点的应力值。
力P =250KN 作用（设计值），次梁作为主梁的侧向支
习题七 某焊接工字形截面柱，截面几何尺寸如图 4-4 所示。柱的上、下端均为铰接，柱高 4.2m，承受
的轴心压力设计值为 1000kN，钢材为 Q235，翼缘为火焰切割边，焊条为 E43 系列，手工焊。试 验算该柱是否安全。
钢结构梁柱章节计算题分解课件
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详细描述：在钢结构梁柱设计中，稳定性和抗震性能是两个重要的问题 。解决这些问题可以确保梁柱在承受荷载和地震作用时能够保持稳定，
避免发生失稳或破坏。在解决这些问题时，应考虑以下几点
1. 进行详细的结构分析，确定梁柱的应力分布、变形情况以及稳定性指 标。
梁柱的稳定性和抗震性能问题及解决方案
2. 根据结构分析结果，采取有效的稳定性加强措施，如增加支撑、加强连接等。
梁柱的节点设计及优化
2. 确保节点连接的可靠性，采 取有效的连接措施，如焊接、 螺栓连接等。
3. 考虑节点的可施工性，尽量 采用易于加工和安装的节点形 式。
4. 对于大型梁柱节点，应进行 详细的力学分析，确保节点的 承载能力和稳定性满足要求。
梁柱的稳定性和抗震性能问题及解决方案
总结词：解决梁柱的稳定性问题和抗震性能问题，确保结构安全可靠。
梁柱的节点设计及优化
详细描述：梁柱节点的设计及优化是钢结构设计中的 重要环节。节点设计应确保传力路径清晰、连接可靠 ，同时还应考虑施工方便、经济合理等因素。在节点 设计及优化时，应考虑以下几点
总结词：合理设计梁柱节点，确保传力路径清晰、连 接可靠。
1. 根据梁柱的受力特点和连接要求，选择合适的节点 形式和连接方式。
钢柱
分为实腹柱和格构柱，具有承载 力高、自重轻、安装方便等特点 。
梁柱的计算模型及假定
01
02
03
简支梁
采用静力平衡条件，计算 跨中弯矩和支座反力。
连续梁
采用挠曲线方程，计算各 跨内力和支座反力。
悬臂梁
采用静力平衡条件，计算 悬臂端弯矩和固定端反力 。
梁柱的受力分析
弯曲变形
由于荷载作用产生弯矩， 导致梁柱轴线上产生弯曲 变形。
钢结构计算题集(学生)
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，2160wf f N mm =，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10m m 。
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，2/160mmN f wf =，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm 290。
题2图题1图3、图示角焊缝连接，承受外力kNN 500=的静载，mm h f 8=，2160mmN f w f =，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。
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，2160mmN f wf =，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。
5、验算图示角焊缝连接的强度。
已知承受静荷载，钢材为Q235-AF ，焊条为E43型，2160mmN f wf =，偏离焊缝形心的力kNF500=，mm e 100=，mmh f10=，图中尺寸单位：mm ，无引弧板。
题4图题5图6、验算题6图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。
已知：初连接构件钢材为Q235BF ，8.8级M20高强度螺栓的设计预拉力P=110kN ，接触面喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数μ为0.35。
7、图示牛腿采用摩擦型高强度螺栓连接，45.0=μ，kNP125=，kNN 20=，kNF280=，验算螺栓的连接强度。
题7图题6图8、验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径mmd20=，C 级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值kNF100=，2140mm N f b v =，2170mmN f bt =，2305mm N f b c =，245.2cm A e =。
9、验算图示普通螺栓连接时的强度。
钢结构计算例题(轴压、受弯、拉弯与压弯)
4 轴压构件例题例1:下图所示为一轴心受压柱的工字形截面，该柱承受轴心压力设计值N=4500kN,计算长度为,5.3,7m l m l oy ox ==钢材为Q235BF ，2/205mm N f =，验算该柱的刚度和整体稳定性。
227500mm A =，49105089.1mm I x ⨯=，48101667.4mm I y ⨯=，150][=λ。
λ 15 20 25 30 35 40 45 ϕ0.983 0.970 0.953 0.936 0.918 0.899 0.878解：mm AI i xx 2.234==，mm AI i y y 1.123==（1）刚度验算：4.281.12335009.292.2347000======yoy y x ox x i l i l λλ 150][9.29max =<=λλ（2）整体稳定算：当9.29=λ时，936.0=ϕ223/205/3.19227500936.0104500mm N f mm N A N =<=⨯⨯=ϕ例2:右图示轴心受压构件，44cm 1054.2⨯=x I ，43cm 1025.1⨯=y I ，2cm 8760=A ，m 2.5=l ，Q235钢，截面无削弱，翼缘为轧制边。
问：（1）此柱的最大承载力设计值N ？（2）此柱绕y 轴失稳的形式？（3）局部稳定是否满足要求？解：（1）整体稳定承载力计算 对x 轴：m2.50==l l x ，cm 176.871054.24=⨯==A I i x x 150][6.30175200=≤===λλx x x i l 翼缘轧制边，对x 轴为b 类截面，查表有：934.0=x ϕkN 1759102158760934.03=⨯⨯⨯==-Af N x x ϕ 对y 轴： m6.22/0==l l y ，cm 78.36.871025.13=⨯==A I i y y 150][8.6878.35200=≤===λλy y y i l翼缘轧制边，对y 轴为c 类截面，查表有：650.0=y ϕkN 122410215876065.03=⨯⨯⨯==-Af N y y ϕ 由于无截面削弱，强度承载力高于稳定承载力，故构件的最大承载力为：kN 1224max ==y N N （2）绕y 轴为弯扭失稳（3）局部稳定验算8.68},max {max ==y x λλλ，10030max ≤≤λ1） 较大翼缘的局部稳定y f t b 235)1.010(79.614/95/max 1λ+≤==88.16235235)8.681.010(=⨯+=，可2） 腹板的局部稳定y w f t h 235)5.025(4010/400/max 0λ+≤==4.59235235)8.685.025(=⨯+=，可例3:下图所示轴心受压格构柱承受轴力设计值N=800kN ，计算长度l ox =l oy =10m ，分肢采用2［25a ：A=2×34.91＝69.82cm 2，i y =9.81cm,I 1=175.9cm 4，i 1=2.24cm ，y 1=2.07cm ，钢材为Q235BF ，缀条用L45×4，A d =3.49cm 2。
钢结构厂房梁柱节点设计
t
ewb 4e f e f ew f
12e f ew N t
12 50 46 137.6 103 24.46mm 46 200 4 50 50 46 205
e f ——螺栓中心至翼缘板表面的距离； e w ——螺栓中心至腹板的距离； a ——螺栓间距；
b ——端板宽度；
f ——端板钢材的抗拉强度设计值，端板厚度 t 16mm ，取 f 205 N mm 2 。
综上，端板厚度取 t 25mm 。
3.7.3 柱脚节点
M 284.6kN m 柱脚最不利内力组合值为： V 76.64kN 。 N 202.2kN
满足要求。 3.7.1.2 端板厚度设计 对于最上排螺栓，此处端板属于两边支承类，端板平齐。
t
ewb 4e f e f ew f
6e f ew N t
6 50 46 146.85 103 322mm 46 250 4 50 50 46 205
每个螺栓的抗拉承载力设计值为
N tb 0.8 P 0.8 225 180kN M 272.72kN m 选取梁端最不利组合 V 99.77 kN ，轴力和剪力转化 N 67.995kN
考虑轴向压力影响最上端螺栓的拉力为
Nt
670
M y1 187.04 103 285 Nt 137.6kN m yi2 2 2 2852 1252
每个螺栓的剪力为
Nv
强节点弱构件-钢结构梁柱节点连接计算
Q390(rR=1.11)
350
205
Q420(rR=1.11)
380
220
板厚16<t<35mm
牌号 Q235 Q345
N/mm2
抗拉、抗压
、抗弯 f
抗剪 fv
205
120
295
170
Q390 Q420
335
190
360
210
屈服 235 345
390 420
屈服 235 345
390 420
高强螺栓预
ftw （N/mm2）
295
lp=ln-2x 塑性铰间距 离(m)
ln 梁净跨(m) x=a+0.5b (m)
a (mm) b (mm)
盖板计算
9.214 10.4 0.593 420 346
考虑腹板 盖板面积 (mm2) 受弯
上盖板 下盖板
盖板厚度 (mm) 计算 值
盖板厚度(mm) 取值 宽度
选取螺栓个数
8476 875.2181597 6.273965302
8
螺栓容许间距 （mm）
输入数据
板厚（腹板） t （mm）
13
螺栓直径 d （mm）
20
计算结果
中心间距
外排
中间排
垂直内力方向
顺内力方向
构件受压
构件受拉
MAX
MIN
156
63
312
63
234
63
312
63
中心至构件边缘距离
MAX
MIN
666.8918785
M=Mmaxb+Vx NV1y Iw
1806.877439 83.36148482 300265125.3
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20
500
x
8
x
轴心受压构件
1 1 3 I y 500 8 2 20 5003 12 12 4.17 108 mm 4
20
y
20
ix iy
Ix 1.436 109 245mm A 24000 Iy A 4.17 108 132mm 24000
N 400 103 2 A 2584 mm 因此， f 0.720 215
查表，选择 2 100 7
钢结构设计原理
轴心受压构件
截面： 2 100 7
A 2759mm 2 i y 45.3mm ix 30.9 mm
lox 230cm, loy 290cm
20 20
y
loy
500
max{x , y } 95.2 [ ] 150
b类截面
25
400
8
25
x
10
x
0.587
500
400
y
因此，最大轴心压 力设计值为：
Nmax Af 0.587 24000 205 2888kN
钢结构设计原理
轴心受压构件
20
梁的整体稳定性满足要求
钢结构设计原理
轴心受压构件
6-2 试计算习题图6.2所示两种焊接工字钢截面（截面面积相等 ）轴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。
20
500
20
25
400
8
25
10
500
400
钢结构设计原理
轴心受压构件
500 8
500
25
400
x
10
x
400
y
lox 10000 x 50.5 ix 198
10000 y 95.2 iy 105
钢结构设计原理
loy
轴心受压构件
lox 10000 x 50.5 ix 198 10000 y 95.2 iy 105
y 局部稳定验算：
400 10 ' b 2 7.8 t 25
20
500
25
400
翼缘：
8
25
x10x来自500400y
235 (10 0.1 ) 10 0.1 95.2 19.5 fy
翼缘局部稳定满足要求
钢结构设计原理
轴心受压构件
20
y 局部稳定验算：
h0 400 40 tw 10
235 (10 0.1 ) 10 0.1 75.8 17.6 fy
翼缘局部稳定不满足要求
钢结构设计原理
轴心受压构件
局部稳定验算：
20
y
h0 500 62.6 tw 8
20
500
腹板：
x
8
x
235 (25 0.5 ) 25 0.5 75.8 62.9 fy
F=200kN 主梁 F=200kN y
次梁
x
x
y
钢结构设计原理
受弯构件计算
F=200kN 主梁 F=200kN y
次梁
x
x
y
解： 由 A=187.2cm2，Ix=391609cm4，Iy=3225.6cm4得
iy Iy A loy iy 4.15cm 500 120 4.15
钢结构设计原理
500
x
8
x
500
y
lox 10000 x 40.8 ix 245
10000 y 75.8 iy 132
钢结构设计原理
loy
轴心受压构件
lox 10000 x 40.8 ix 245 10000 y 75.8 iy 132 loy
20
y
max{x , y } 75.8 [ ] 150
腹板局部稳定满足要求
500
y
钢结构设计原理
轴心受压构件
A 25 400 2 400 10 24000mm2
500 25
2)截面
20
y
1 I x 10 4003 12 500 400 25 2 1 3 2 400 25 400 25 ( ) 2 2 12
y
受弯构件计算
4320 187.2 122.8 120 1.4 2 b 1.2 1 ( ) 1.359 0.6 2 120 391609 / 61.4 4.4 122.8 0.282 b' 1.07 0.862 1.359 1 M x 200 5 2.4 152 1067.5kN m 8 Mx 194.2 MPa f 215MPa ' bWx
max{yz , x } 74.4 [ ] 150
0.723
N 400 103 200.5MPa f 215MPa A 0.723 2759 满足要求
钢结构设计原理
钢结构设计原理
钢结构设计原理
习题课
受弯、轴心受压
受弯构件计算
某主梁截面及荷载作用（设计值）如图所示，F中包括了 次梁的自重。主梁自重设计值为2.4kN/m，次梁可作为主 梁的侧向支撑。钢材采用Q235B，f=215MPa，fv=125MPa。 主梁截面参数分别为A=187.2cm2，Ix=391609cm4， Iy=3225.6cm4.请验算该梁的整体稳定性
钢结构设计原理
轴心受压构件
6-5 试设计一桁架的轴心受压杆件。杆件采用等边角钢组成 的T形截面（对称轴为y轴），角钢间距为12mm。轴心压力 设计值为400kN，杆件的计算长度为， lox 230cm, loy 290cm 钢材为Q235。 解：设计题 假设： 75 按b类截面
0.720
20 25
400
8
x
10
x
400
y
=9.575 108 mm4
钢结构设计原理
轴心受压构件
1 1 3 I y 400 10 2 25 4003 12 12 8 2.667 108 mm 4
20 20
y
25
ix iy
Ix 9.575 108 198mm A 24000 Iy A 2.667 10 105mm 24000
lox 2300 x 74.4 ix 30.9
y
loy iy
2900 64.0 45.3
钢结构设计原理
轴心受压构件
考虑弯扭屈曲的影响 因为：
lox 230cm, loy 290cm
b 100 14.3 0.58loy / b 16.8 t 7 0.475b4 yz y (1 ) 71.4 2 2 loy t
b类截面
20
500
x
8
x
0.715
500
y
因此，最大轴心压 力设计值为：
Nmax Af 0.715 24000 205 3517.8kN
钢结构设计原理
轴心受压构件
局部稳定验算：
20
y
500 8 ' b 2 24.6 t 20
20
500
翼缘：
x
8
x
500
y
解：柱的计算长度
lox loy 10000mm
1)截面
20
y
A 20 500 2 500 8 24000mm 2 1 I x 8 5003 500 12 y 500 20 1 2 500 203 500 20 ( )2 2 2 12 =1.436 109 mm 4
500
20
25
400
腹板：
8
25
x
10
x
500
400
y
235 (25 0.5 ) 25 0.5 95.2 72.6 fy
腹板局部稳定满足要求
钢结构设计原理
轴心受压构件
20
500
20
25
400
8
25
10
500
400
由结果可以看出，轴心受压构件，在材料用量一致的情况下，当 截面设计得宽薄，构件的整体稳定承载力越高，但局部稳定性能 比较弱；当截面设计得窄厚，构件的整体稳定承载力越小，但局 部稳定性能比较容易保证。