钢结构设计原理题库及答案(自考----------HJCJGG)

钢结构设计原理题库

一、单项选

1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是1D 2C 3A 4B 5A 6B 7C 8B 9C 10D A 强度破坏 B 丧失稳定

C 连接破坏

D 动荷载作用下过大的振动

2．钢材作为设计依据的强度指标是 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u ;

3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数n 大于或等

A 】

A 5×104

B 2×104

C 5×105

D 5×106

4．焊接部位的应力幅计算公式为 B 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+

5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同情况下，下列疲劳强度最低的是 A 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 】

C 脉冲循环ρ=0

D 以压为主的应力循环

6．与侧焊缝相比，端焊缝的

】

A 疲劳强度更高

B 静力强度更高

C 塑性更好

D 韧性更好

7．钢材的屈强比是指】

A 比例极限与极限强度的比值

B 弹性极限与极限强度的比值

C 屈服强度与极限强度的比值

D 极限强度与比例极限的比值.

8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为】

A 塑性破坏

B 疲劳破坏

C 脆性断裂

D 反复破坏.

9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长】

A 不经济

B 弧坑处应力集中相互影响大

C 计算结果不可靠

D 不便于施工

10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是】

A 平焊

B 立焊

C 横焊

D 仰焊 &

11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢背、肢尖内力分配系数1k 、

2k 为 11A 12A 13B 14D 15C 16D 17D 18C 19C 20A 】

A 25.0,75.021==k k

B 30.0,70.021==k k

C 35.0,65.021==k k

D 35.0,75.021==k k

12．轴心受力构件用侧焊缝连接，侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是】 A.两头大中间小 B. 两头小中间大 C.均匀分布 D.直线分布 .

13．焊接残余应力不影响钢构件的】【

A 疲劳强度

B 静力强度

C 整体稳定

D 刚度

14．将下图（a ）改为（b ）是为了防止螺栓连接的】

A 栓杆被剪坏

B 杆与孔的挤压破坏

C 被连构件端部被剪坏

D 杆受弯破坏

15．规范规定普通螺栓抗拉强度设计值只取螺栓钢材抗拉强度设计值的

倍，是因为】

A 偏安全考虑

B 考虑实际作用时可能有偏心的影响

C 撬力的不利影响

D 上述A 、B 、C

16．受剪栓钉连接中，就栓钉杆本身而言，不存在疲劳问题的连接是】

A 普通螺栓

B 铆钉连接

B 承压型高强度螺栓 D 受剪摩擦型高强度螺栓

17．高强度螺栓的预拉力设计值计算公式e u 0.90.90.9

1.2

P A f ??=中，三个?不?是考虑

】

A 螺栓材料不均匀性的折减系数

B 超张拉系数 `

C 附加安全系数

D 考虑拧紧螺栓时扭矩产生的剪力的不利影响。

18．以被连板件间之间的静力摩擦力作为其极限值的连接是】 A 普通螺栓连接 B 铆钉连接

C 摩擦型高强度螺栓连接

D 承压型高强度螺栓连接

19．用螺栓连接的轴心受力构件，除了要验算净截面强度外，还要进行毛截面强度验算的连接螺栓连接是】

A 普通粗制螺栓连接

B 普通精制螺栓连接

C 摩擦型高强度螺栓连接

D 承压型高强度螺栓连接

20．提高轴心受压构件的钢号，能显著提高构件的】：

A 静力强度

B 整体稳定

C 局部稳定

D 刚度

21．钢结构规范关于轴心受压钢构件整体稳定的柱子曲线（φ-λ关系曲线）有多条的根本原因是考虑了】

A 材料非弹性

B 构件的初弯曲

C 残余应力的影响

D 材料非均匀

22．工字形截面轴心受压钢构件局部稳定的验算方法是】 A 和整体稳定一样验算应力 B 验算宽厚比，且认为是“细长柱”

C 验算宽厚比，且认为是“粗短柱”

D 验算刚度 -

23．工字形、H 形截面轴心受压构件翼缘局部稳定验算公式

235(100.1b t f λ+≤

】

A 绕x 轴的长细比λx

B 绕y 轴的长细比λy

C min(,)x y λλλ=

D max(,)x y λλλ=

24．采用格构式轴心受压构件，可以显著提高】 A 构件的强度 B 构件绕虚轴的刚度 C 构件绕实轴的刚度 D 构件的局部稳定

25．宽大截面轴心受压钢构件腹板局部稳定的处理方法：当构件的强度、整体稳定、刚度 |

绰绰有余时，应采用】

A 增加腹板厚度以满足宽厚比要求

B 设置纵向加劲肋

C 任凭腹板局部失稳

D 设置纵向加劲肋、横向加劲肋和短加劲肋 26．焊接组合梁翼缘的局部稳定保证通常是】

A 验算宽厚比（增加翼缘厚度）

B 设置横向加劲肋

C 设置纵向加劲肋

D 设置短加劲肋

27．焊接组合梁翼缘和腹板（工字形截面）的连接焊缝承受的是】

A 弯矩作用

B 弯矩和剪力共同作用 ;

C 拉力作用 `

D 剪力作用

28．直接承受动力荷载的端焊缝强度提高系数为】 A βf = B βf = C βf = D βf =

29. 吊车钢梁在设计荷载作用下应按哪个应力阶段设计计算】 A 弹性阶段 B 弹塑性阶段 C 全塑性阶段 D 强化阶段

30. 工字形组合截面吊车钢梁在进行抗弯强度计算时，截面塑性部分发展系数取值为】

A γx =γy =

B γx =, γy =

C γx =, γy =

D γx =, γy =

31.下列截面中，抗扭刚度最大的截面形式是】

A 工字形截面 BT 形截面 CH 形截面 D 箱形截面 32．（静力荷载作用下）工字形截面梁的截面部分塑性发展系数为】

A r x =,r y =

B r x =,r y =

C r x =,r y =

D r x =,r y = '

33．格构式构件应该用在当用实腹式时】 A 强度有余但刚度不足的情况 B 强度不足但刚度有余的情况 C 强度不足刚度也不足的情况 D 强度有余刚度也有余的情况

34．轴心受压钢构件（如工字形截面）翼缘和腹板的宽厚比验算时，公式中的长细比取截面两主轴方向较大者是因为】 A 这样更为安全 ` B 这样更为经济 C 这样更容易通过 D 材料力学公式中总体稳定由较大长细比方向控制

35．在其它条件相同情况下，简支钢梁在下列哪种受力情况下对应的临界弯矩值最低】

A 全跨匀布荷载

B 跨中一集中荷载，

C 纯弯曲

D 任意荷载

36．某轴心受压钢构件绕x 轴和绕y 轴属于同一条的柱子曲线（即ф-λ关系曲线或表格），则，两轴等稳定的条件是 . 】 A.y x λλ=

B.y x l l =

C.y x i i =

D.y x I I =

37．钢材蓝脆现象发生的温度大约是

A 2000C

B 2500

C3000C D 3500

38．钢构件的受剪连接中栓钉类型不同，孔洞对构件强度削弱的程度不同。孔洞对构件强度削弱最小的是】？

A.普通螺栓连接

B.摩擦型高强度螺栓连接

C.承压型高强度螺栓连接

D.铆顶连接

39．轴心受压钢构件总体稳定验算时，容许应力折减系数φ所对应的长细比λ是绕】

A 两主轴方向长细比中的较大者

B 两主轴方向长细比中的较小者

C 绕弱轴方向的长细比

D 两主轴方向长细比中，所对应的φ较小者 40．型钢构件不需要进行】

A 强度验算

B 总体稳定验算 (

C 局部稳定验算

D 刚度验算

41．下列哪种情况属于正常使用极限状态】

A 梁在动载作用下的振动

B 动载作用下的疲劳

C 板件的宽厚比验算

D 钢梁腹板加劲肋的设置与计算

42．除了保证钢梁腹板局部稳定外，还要承受作用位置固定的

集中荷载的加劲肋是

】

A 竖向（横向）加劲肋

B 水平（纵向）加劲肋

C 短加劲肋

D 支承加劲肋

43．相同钢号情况下，钢板越厚，】

A 强度越高、塑性越好

B 强度越高、塑性越差

C 强度越低、塑性越好

D 强度越低、塑性越差

44．焊接组合梁在弯矩作用下，翼缘和腹板（工字形截面）的连接焊缝有效截面上承受的是】 A 拉应力 B 压应力

C 剪应力 `

D 拉、压、剪应力都有

45．受剪栓钉连接中，被连板件?

不容许相对滑动的连接是

】

A 普通螺栓连接

B 铆钉连接

C 摩擦型高强度螺栓连接

D 承压型高强度螺栓连接

46．角焊缝每个弧坑考虑的长度为

】

A被焊板件厚度t B焊缝正边尺寸（焊脚尺寸）

C2倍被焊板件厚度2t D2倍焊缝正边尺寸2

不考虑截面部分塑性发展的构件是】

47．强度计算时，

A轴心受力构件 B受弯构件

C拉弯构件 D压弯构件

48．钢梁当确定的b>时，说明梁在】

【

A弹性阶段失稳 B弹塑性阶段失稳

C全塑性阶段失稳 D不会失稳

49．当缀条柱单肢的长细比不满足不需进行稳定计算的规定时，需进行单肢的稳定性计算。这时，单肢稳定计算应按】

A轴心受拉验算 B轴心受压验算

C压弯构件验算 D拉弯构件验算

没有】

50．梁截面改变的方法

A改变翼缘宽度 B改变翼缘厚度

C改变梁的高度 D改变腹板厚度

二、"

（题意正确者，打ˇ即可；题意错误者，先打×，然后将错误处改正确）三、判断改错题

1．钢结构的疲劳计算方法为容许应力法。

2．影响钢结构（一般）脆性断裂的主要因素有：钢材本身的质量、应力集中程度、低温和应力比。

3．对焊透的对接焊缝，当满足下列条件之一者，强度已满足，无需进行强度验算：

①焊缝质量得以保证（即一、二级焊缝）;

②焊缝有效截面不低于焊件有效截面（即采用引弧板）。

4．试验表明：端焊缝的强度和塑性高于侧焊缝。

5．轴心受压钢构件柱子曲线（φ-λ关系曲线）有多条的原因是因为考虑了回转半径的不同。

6．当摩擦型高强度螺栓的拉力N t=时，构件间的有效夹紧力为零。所以，同时受剪和受拉的摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为N v b=μ。

7．应力集中将引起三向同号受力，三向同号受力的屈服强度比单向受力高。所以，更不容易发生脆性破坏。8．（受剪）摩擦型高强度螺栓连接在动荷载作用下，螺栓杆可能会发生疲劳破坏。

9．提高钢号对提高轴心受压钢构件的稳定承载力有显著效果（与钢材设计强度成正比）。

10．任何螺栓连接的构件，由于孔洞对构件截面有削弱，所以，强度验算只需要对净截面进行。

11．双肢格构式轴心受压构件分肢间距是通过绕虚轴与绕实轴等稳定原则确定。

12．宽厚比验算属于正常使用极限状态。

13．所有钢构件的刚度验算都是验算长细比。

]

14．对接焊缝的强度计算方法和焊件强度计算方法是一样的。

15．栓钉杆直径越小，被连板件越厚，越有可能栓钉杆与孔壁间挤压控制受剪栓钉单个栓钉承载力。

16．钢梁从开始受荷载作用到破坏，要经历弹性阶段、弹塑性阶段、屈服阶段和强化阶段。

17．通常情况下，钢梁翼缘板和腹板的局部稳定都是通过设置加劲肋来保证。

18．钢梁的最小梁高由建筑高度控制（决定）。

19．焊接残余应力是自相平衡的。

20．焊接组合梁翼缘板与腹板的连接焊缝（侧焊缝）的长度不受60h f的限制。

四、简答题

，

1. 极限状态法按预定功能划分为哪几种极限状态

2. 钢管混凝土中，为什么混凝土的强度能提高

3. 为什么以钢材的屈服强度作为静力强度设计指标 4．为什么伸长率试验时要规定标距长度 5．防止脆性断裂的措施有哪些 6．什么叫钢材的硬化

7．应力集中如何影响钢材的性能 8．什么叫钢材的塑性破坏 '

9．影响钢材疲劳破坏的主要因素有哪些

10．钢板厚度如何影响钢材脆性断裂

11．各级焊缝的实际强度与母材强度的相对大小关系如何规范规定如何取值 12．焊缝质量控制分为哪几级

13．对接焊缝不需要进行强度计算的情况有哪些

14．为什么要规定角焊缝焊脚尺寸最大值和最小值

15．为什么要规定侧面角焊缝的最大长度和最小长度其值为多少 16．焊接残余应力对结构性能有何影响

【

17．为什么摩擦型高强度螺栓连接时因螺栓孔对强度承载力的削弱比其他栓钉连接时小 18．提高轴心受压构件整体稳定性的措施有哪些

19．为什么轴心受压构件的柱子曲线有多条

20．提高钢材强度等级是否能明显提高轴心受压构件的整体稳定性为什么 21．宽厚比限制值的确定原则是什么

22．宽大截面腹板局部稳定有哪几种处理方法

23．双肢轴心受压构件设计时，如何确定分肢之间的距离

24．钢梁整体稳定计算时，为什么在稳定系数b 0.6?>时要用b

?'代替b ? ￥

25．在钢梁局部稳定中，为什么翼缘是限制宽厚比，而腹板通常是设置加劲肋

钢结构设计原理题库答案

五、单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分)

21C 22B 23D 24B 25C 26A 27D 28A 29A 30A 31D 32B 33A 34D 35C 36A 37B 38B 39D 40C 41A 42D 43A 44C 45C 46B 47A 48B 49A 50D 六、判断1．√。

2．×;无应力比（也可以换成钢板厚度）。 3．×;…同时满足时…。 4．×;…塑性低于侧焊缝。 5．×;…残余应力的影响。

6．×;…N v b=μ。

7．×;…更有可能发生脆性破坏。

8．×;…不可能会发生疲劳破坏。

9．×;…无显著效果。

10．×;…摩擦型高强度螺栓连接除外。

11．√。

12．×;…承载能力极限状态。

13．×;除钢梁外…。

14．√。

15．×;…越有可能发生螺栓杆受剪皮坏。

16．×;…弹性阶段、弹塑性阶段、全塑性阶段。

17．×;…钢梁翼缘板通过限制宽厚比…。

18．×;…由刚度条件…。

19．√。

20．√。

三、简答题

1.答：极限状态法按预定功能划分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。

2. 答：因为在较高应力状态下，混凝土的泊松比大于钢材泊松比，这样钢管对其内的混凝土形成横向“套箍作用”。

3. 答：（1）有强化阶段作为安全储备；（2）不致产生工程中不允许的过大变形；（3）实测值较为可靠；（4）可以近似沿用虎克定律。

4．答：因为不同标距的试件测出的伸长率大小不同。

5．答：（1）采用性能较好的钢材；（2）减少应力集中程度；（3）采用较薄厚度的钢板组成构件。

6．答：钢材因加工等原因使其强度提高，塑性降低的现象。

7．答：应力集中会导致三向同号受力，与单向受力相比，三向同好受力更容易发生脆性断裂。

8．答：钢材应力达到或超过其屈服强度，破坏前有明显变形给以预兆，破坏不突然。

9．答：（1）钢材本身的质量；（2）应力集中程度；（3）应力比；（4）应力循环次数；（5）应力幅。

10．答：钢板厚度越大，因应力集中引起（三向同号受力中）板厚方向的应力就越大，主剪应力就越小，正应力就越有可能起控制作用，所以钢板越厚，越有可能发生度如何影响钢脆性断裂。

11．答：各级焊缝的抗压强度没有明显差异，可抗拉、抗剪就不同了。试验表明一、二级焊缝的实际强度高于母材强度，规范取母材强度；三级焊缝的拉、剪强度低于母材强度，规范专门规定了其取值。

12．答：一、二及三级焊缝质量控制。

{

13．答：（1）同时满足：①保证焊缝质量（焊缝为一、二级）；②采用引弧板（保证焊缝的有效截面）。

（2）采用斜焊缝，且焊缝的长度方向与受力方向的夹角的正切小于等于。

14．答：焊脚尺寸过小，施焊时冷却速度过快而产生淬硬组织；焊脚尺寸过，会使母材形成“过烧”现象。15．答：（1）侧焊缝长度过小，焊件局部加热严重，且起落弧应力集中相互影响。所以，规范规定侧焊缝长度不小于8h f和40mm。（2）侧面角焊缝的长度过长，焊缝有效截面上剪应力沿其长度方向的应力分布严重不均匀，规范规定，侧焊缝长度不超过60h f，如超过，超过部分不计算其承载力。

16．答：焊接残余应力对钢构件的静力强度无影响；焊接残余应力对钢结构的疲劳、刚度、稳定等其他方面都不利。17．答：因为栓孔圆心截面已通过摩擦力将部分力传递走了。

18．答：（1）采用宽展的截面以增加惯性矩；（2）增加约束以减少计算长度。

19．答：因为考虑了残余应力的影响。

20．答：不能明显提高。简单从整体稳定计算公式来看，似乎整体稳定与钢材强度设计值f成正比，但稳定系数φ

却随钢材强度等级的提高而降低。

21．答：（1）等稳定原则（对“细长柱”，局部稳定临界应力不低于整体稳定临界应力）；（2）局部稳定临界应力足够大（对“粗短柱”，局部稳定临界应力不低于倍钢材屈服强度。 22．答：（1）增加腹板厚度使其满足宽厚比的限制要求；（2）设置纵向加劲肋；（3）任其局部失稳。 23．答：根据绕虚轴与绕实轴等稳定原则确定分肢之间的距离。

24．答：因为稳定系数是按弹性计算的，当b 0.6?>时，说明钢梁在弹塑性阶段整体失稳，所以要用b

?'代替b ?。 25．答：翼缘主要抵抗弯矩产生的应力，从提高抗弯来看，愿意增加翼缘厚度使其满足宽厚比限制要求；对腹板，

它主要抵抗剪力产生的剪应力，它一般不起控制作用，另一方面，腹板高度对抗弯至为重要，换句话说，腹板高而薄，以增加板厚来保证其局部稳定不经济，通常是设置加劲肋。

六、计算题

1．某简支梁，钢材为Q235，跨度为l ＝12m ，承受均布静力荷载设计值q ＝69kN/m ，施工时因腹板长度不够，需要在跨度方向离左支座 3.5m 处设对接焊缝，焊缝质量Ⅲ级，手工焊，焊条E43型，试验算该对接焊

缝是否满足强度要求。已知w t f ＝185N/mm 2，w v f ＝125N/mm 2

。

—

解：（1）焊缝截面内力计算

支座反力：11

691241422R ql kN

==??=

剪力：41469 3.5172.5V kN =-?=

弯矩：21

414 3.569 3.51026.4.2M kN m

=?-??=

（2）焊缝截面特性参数计算

惯性矩：

32941

81000228016508 2.9781012x I mm =

??+???=?

面积矩：

6663

280165088500250 2.27610 1.010 3.27610S mm =??+??=?+?=?

…

128016508 2.27610S mm =??=?

（3）焊缝强度验算

由于只要求对焊缝强度进行验算，所以，无需计算截面上下边缘的最大弯曲正应力。焊缝最大弯曲正应力（翼缘与腹板交界处），有

1026.410500172.3/185/2.97810w t x M y N mm f N mm I σ?==?=≤=? 3622

9172.510 3.2761023.7/125/2.978108w v

w VS N mm f N mm I t τ???===≤=??

11 2.27623.716.5/3.276S N mm S ττ

==?=

222222

113172.3316.5174.7/ 1.1 1.1185204/w t N mm f N mm στ+=+?=≤=?=

焊缝强度满足要求。

2．下图所示为双角钢组成的T 形截面轴心受拉构件与节点板采用侧焊缝连接。角钢为2L110×10，节点板厚

度10 mm t =，钢材为Q235，E43型手工焊（w f 160 MPa f =）。静力N ＝660kN ，焊缝正边尺寸f 8 mm h =（在最大最小焊缝正边尺寸之间）。试计算所需肢背、肢尖焊缝长度w1l 、w 2l 。

图例题附图解】（1）计算肢背、肢尖焊缝受力

110.7660462N k N kN ==?= 220.3660198N k N kN

==?=

…

（2）计算肢背、肢尖焊缝长度

1114621022282742220.78160w w f f w

e f N l l h h mm h f ?=∑+≥+=+?=???

322

11981022281272220.78160

w w f f w e f N l l h h mm h f ?=∑+≥+=+?=???

取l w1=280mm,l w2=130mm 。

焊缝长度满足最大最小长度要求，验算从略。

3．下图所示一牛腿钢板两边用角焊缝与钢柱连接，其尺寸如图所示。钢材为Q235，手工焊，E43焊条

（w f 160 MPa f =），焊脚尺寸f h ＝10mm 。假设e ＝100mm ，试计算该连接能承受的最大静力荷载设计值

解：（1）内力计算

焊缝所受内力有N 、M=Ne=100N （2）焊缝有效截面参数计算

20.720.710(220210)2800w f w A h l mm =?=???-?=

233

1120.720.710(220210)93.31066w f w W h l mm =??=????-?=?

（3）各内力产生的应力计算

2800

f f N N A τ=

310093.310933f w M N N W σ=

（4）计算该连接能承受的最大静力荷载设计值N >

由角焊缝基本计算公式，有

1601.229332800N N ????+≤ ? ??????

解之，得N ≤×103

故计算该连接能承受的最大静力荷载设计值N=。

4．一连接构造图如下图所示。两块A 板用三级对接焊缝（已知w t f ＝185N/mm 2

，w v f ＝125N/mm 2

）与立柱焊接，B 板与A 板用8个直径为d ＝22mm 预拉力P ＝190kN 的摩擦型高强度螺栓连接。构件材料为Q235。试计算焊缝连接所能承受荷载设计值F 。（提示：由于只要求计算焊缝连接的承载力设计值，螺栓连接的情况不管）

解：(1)对接焊缝所受内力剪力V ＝F ，弯矩M ＝250F $

(2)抗弯强度确定F

3641

21038091.4510 mm 12

I =?

??=? 6

25019018591.4510M F y I σ=

=??≤ 所以 6

318591.451035610 N 356 kN 250190

F ??=?=?≤

(3) 抗剪强度确定F

33190

21019036110 mm 2

S =???

=? 363611012591.451020VS F Ib τ?==??≤

所以 633

12591.451020

63310 N 633 kN 36110

F ???=?=?≤ …

最后得焊缝连接的承载力设计值为F ＝356kN 。

5．验算下图所示角焊缝连接的强度。已知：静力荷载作用力设计值F ＝500kN ，e=100mm ，h f =10mm ，钢材为Q235，

焊条为E43型，2

/160mm N f w f =。

解：（1）焊缝内力计算

竖向轴心力V=Fsin450

水平轴心力H=Fcos450

弯矩M=He=×=（2）各内力在焊缝截面最不利处产生应力计算

MPa A V w f 46.665320

1055.353)102400(107.021055.3533

3=?=?-????==τ

(

MPa A H

H f 46.66==

MPa W M w M f

95.104336933

1036.35)102400(107.06

121036.35626=?=?-?????==σ

（3）焊缝强度验算

w f f f M

f H

f f MPa ≤=+??? ??+=+???

?+43.15546.6622.195.10446.6622

τβσσ 安全。

6．某轴心受压柱，设计内力N=2000kN,l 0x =6m(强轴), l 0y =3m （弱轴）,钢材Q345（f=310N/mm 2

），采用两块翼缘板2□250×12和一块腹板□250×10焊成工字形截面，截面无削弱。试验算其强度和刚度（[λ]=150）。解：（1）截面几何特性

2808.02522.125cm A =?+??=

…

43311345)252.244.2725(121

cm I x =?-??= 4333126)8.0252252.1(121

cm I y =?+???=

cm i x 91.1180

11345

cm i y 25.680

3126

4.5091.11600

x λ 4825

.6300==y λ

（2）强度验算

因截面无削弱，所以 #

223

/310/250100

80102000mm N f mm N A N =≤=??==σ（强度安全）

（3）刚度验算

150][4.50),max (=≤==λλλλy x （刚度通过）

7．一连接构造图如下图所示。两块A 板用三级对接焊缝与立柱焊接，B 板与A 板用8个直径为d ＝22mm 预拉力P ＝190kN 的摩擦型高强度螺栓连接，摩擦系数为＝，构件材料为Q235。试计算螺栓连接所能承受荷载设计值F 。（提示：由于只要求计算螺栓连接的承载力设计值，焊缝连接的情况不管。扭矩作用下，最不利螺栓的受力计算公式为：

122

()

T x i i Ty N x y =

+∑，1

122

()T y i i

Tx N x y =+∑）

解：（1）螺栓所受内力剪力V ＝F ，扭矩T ＝155F

（2）最不利一个螺栓所受剪力计算

）

10.125V V

N F n

2222()8354(50130)87 400i i x

y +=?+?+=∑

1122

1301550.230 587 400()T x i i

Ty F

N F x y ?=

==+∑ 1122

351550.062 187 400()T y i i

Tx F N F x y ?=

==+∑ 221,max 111()()0.296 9T V

T x y N N N N F =++=

（3）单个摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值

b f 0.90.920.35190119.7 kN V N n P μ==???=

根据N 1，max ≤b

v N ，得F ≤kN 。

8．已知一工字型钢梁I32a(W x =692cm 3

,I x /S x =27.5cm ，腹板厚9.5mm)，承受静力荷载，最大弯矩M max =130kN·m，最大剪力V max =89kN 。Q235钢材（f=215MPa,f v =125MPa)。要求进行抗弯和抗剪强度验算。解：（1）抗弯强度验算

223

6/215/86.18710

69210130mm N f mm N W M =≤=??==σ（抗弯强度满足）（2）抗剪强度验算

223/125/07.3410

5.275.91089)/(mm N f mm N S I b V bI VS v =≤=???===τ（抗剪强度满足）

9．已知某楼盖次梁I40a （Q235B ），跨中承受集中静力荷载设计值P ＝160kN ，试进行各项强度验算。集中荷载在跨度方向的分布长度为a ＝90mm ，计算跨度l ＝6m ，梁自重67.6kg/m 。（已知2215 N /mm f =、

2v 125 N /mm f =）

解：（1）基本数据准备

16.512.529 mm, 590529235 mm y a y h t r l a h =+=+==+=+?= 012400229342 mm, /2171 mm y y h h h y h h =-=-?==-=

自重设计值

31.267.69.8100.795 kN /m g -=???=

支座反力（剪力）

max 11601

0.795682.4 kN 2222

P V R gl ==

+=+??= 跨中弯矩

22161

82.40.7956243.6 kN m 2828

x l M R gl =-=?-??=?

跨中剪力

80 kN 2

V P =

= （2）跨中抗弯强度验算

224

n 243.610200213.6 N /mm 215 N /mm 1.0521 72010

x x x M f W σγ?==?==??≤ （3）支座抗剪强度验算

322max max

v w 82.41023 N /mm 125 N /mm 34.11010.5

x x V S f I t τ?====??≤ （4）局部承压强度验算

22c w 11601064.8 N /mm 215 N /mm 10.5235

a P

f t l ψσ??====?≤

（5）折算应力验算

2114

243.610171191.8 N /mm 21 72010

x x M y I σ?==?=? 由于型钢表中没有给出S 1，近似取1max max /2380/82.422.3

V V τττ===?=N/mm 2

，则

222

eq 1c 1c 122222

13 191.864.8191.864.8322.3173.3 N /mm 1.1215236.5 N /mm f σσσσστβ=+-+=+-?+?==?=≤ 强度满足要求。

10．如下图所示拉弯构件，受轴心拉力设计值N ＝200

kN ，跨中作用一集中荷载设计值F ＝30kN （以上均

为静载），构件采用2个角钢L140×90×8长边相连，角钢间净距为8mm 。钢材为Q235，已知截面无削弱，不考虑自重，试验算该构件的强度和刚度。

（查双角钢T 形截面特性表及截面塑性发展系数表可知：A ＝m 2，I x ＝731cm 4，i x ＝cm ，I y ＝453cm 4

，i y ＝

cm ，Z 0＝cm ，1 1.05x γ=，1 1.2y γ=，f ＝215N/mm 2

）

单位：mm

解：（1）基本数据准备

肢背：3n11731

162.44 cm 4.5x I W y ===

肢尖：3n22731

76.95 cm 14 4.5x I W y ===-

（2）内力计算跨中为控制截面：

N ＝200kN ，30322.5 kN m 44

Fl M ?=

==? （3）强度验算

肢背： 36

123

112001022.51036.0810 1.05162.4410x n N M A W σγ??=+=+

??? 2255.43131.92187.35 N /mm 215 N /mm f =+=<=

肢尖： 36

223

2n22001022.51036.0810 1.276.9510x N M A W σγ??=-=-???

2255.43243.66188.23 N /mm 215 N /mm f =-=<=

强度满足要求。

（4）刚度验算

0max 3 000

84.5135.5

y y

l i λλ=