钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案

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资源描述

1第三章钢结构的连接3.1试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN(设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。解:(1)三面围焊2160/wffNmm123213确定焊脚尺寸:,maxmin1.21.21012fhtmm,,minmin1.51.5125.2fhtmm,8fhmm内力分配:30.71.2220.78125160273280273.28wfffNhbfNKN3221273.281000196.69232NNNKN3112273.281000530.03232NNNKN焊缝长度计算:11530.032960.720.78160wwffNlmmhf,则实际焊缝长度为1296830460608480wflmmhmm,取310mm。22196.691100.720.78160wwffNlmmhf,则实际焊缝长度为2110811860608480wflmmhmm,取120mm。(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18fhmm,26fhmm内力分配:22110003333NNKN,11210006673NNKN焊缝长度计算:116673720.720.78160wwffNlmmhf,2则实际焊缝长度为:mmhmmlfw48086060388283721,取390mm。223332480.720.76160wwffNlmmhf,则实际焊缝长度为:mmhmmlfw48086060260262481,取260mm。3.2试求图3.81所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊,角焊缝焊脚尺寸8fhmm,130ecm。焊脚尺寸:8fhmm焊缝截面的形心:02052055.62245.6511.25.622055.6xmm则25.620545.6162.22emm(1)内力分析:V=F,12()(300162.2)462.2TFeeFF(2)焊缝截面参数计算:328415.6511.222055.6(2502.8)2.091012XImm22742055.6511.245.622055.6(162.2)1.41102yImm842.23110pxyIIImm2511.25.622055.65158.72ewhlmm(3)应力计算T引起的应力:48462.2255.65.295102.23110PyTxTrFFI348462.2166.23.360102.23110PxTyTrFFIV引起的应力:41.938105158.72VyewVFFhl(4)42423.3601.938(5.29510)[()10]1601.22FF428.0418.8610160F46.8510160F233577233.58FNKN3.3试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊。(1)内力分析:V=F=98KN,980.1211.76MFeKNm(2)焊缝截面参数计算:取10fhmm焊缝截面的形心:119315073.52697(7123.5)21937(7127)275.51507269721937ymm42712719375.5143.5ymm22237411931507(75.53.5)2697(75.57123.5)71931937143.51222.2510XImm(3)应力计算M引起的应力:622,max711.7610143.574.96/2.2510fxMyNmmIV引起的应力:32981036.27/27193fewVNmmhl(4)222274.96()36.2771.35/160/1.22wfNmmfNmm3.4习题3.3的连接中,如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝(按三级质量标准检验),试求该连接的最大荷载。(1)内力分析:V=F,0.120.12(/)MFeFFKNm(2)焊缝截面参数计算:11501262001211266.61501220012ymm221266.6145.4ymm3227411220015012(66.66)20012(145.4100)1.9561012XImm(3)应力计算M引起的应力:62270.1210145.40.892(/)1.95610maxxMyFFNmmI5V引起的应力:32100.417(/)20012VFFNmmA(4)221max31.1weqtf222(0.892)3(0.417)1.1481.11.1185203.5(/)wtFFFfNmm177.3FKN3.5焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝(图3.83),拼接处作用有弯矩mkNM.1122,剪力V=374KN,钢材为Q235B钢,焊条用E43型,半自动焊,三级检验标准,试验算该焊缝的强度。(1)内力分析:V=374KN,mkNM.1122(2)焊缝截面参数计算:49231068.250714280210008121mmIx42987440250850050714280mmSw41198744050714280mmSw(3)应力计算322max937410298744052.1/125/2.68108wwvxwVSNmmfNmmIt腹板和翼缘交接处:62119112210500209.3/2.6810xMyNmmI3211937410198744034.7/2.68108wxwVSNmmIt折算应力:222222113209.3334.7217.8/1.11.1185204/wtNmmfNmm不满足63.6试设计图3.81的粗制螺栓连接,F=100KN(设计值),130ecm。(1)内力分析:V=100KN,1205300402.52emm,1000.402540.25TVeKNm(2)参数计算:单个螺栓抗剪承载力(M22)2222114053.244bbvvvdNnfKN,min20830567.1bbtcNdtfKNminmin,53.2bbbvcNNNKN222164000iixymm(3)内力计算T引起的应力:611x2240.251016039.26164000TiiTyNKNxy6112240.25106014.73164000TyiiTxNKNxyV引起的应力:11001010VyVNKNn(4)22221111min()39.26(14.7310)46.453.2bTxTyVyNNNNKNNKN3.7试设计如图3.84所示:构件钢材为Q235B,螺栓为粗制螺栓。①角钢与连接板的螺栓连接;②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。12170ddmm。7③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。1150dmm,2190dmm。①角钢与连接板的螺栓连接;单个螺栓抗剪承载力(M20)2220214087.944bbvvvdNnfKNmin201430585.4bbtcNdtfKNminmin,85.4bbbvcNNNKN螺栓个数min3504.185.4bNnN个,取5个螺栓,按规范规定间距排列(图省略)。②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。12170ddmm。内力分析22350247.522xNNNKN22350247.522yVNNKN,由支托承担。单个螺栓抗拉承载力(M20,22.45eAcm)24517041.65bbtetNAfKN螺栓个数247.55.941.65btNnN个,取6个螺栓,排2排,按规范规定间距排列(图省略)。③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。81150dmm,2190dmm。22350247.522xNNNKN,247.50.0204.95xMNeKNm22350247.522yVNNKN,由支托承担。3611222247.5104.951012040.2241.6584(12040)btiMyNNKNNKNny3.8按摩擦型连接高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接(取消承托板),且分别考虑:①12170ddmm;②1150dmm,2190dmm。螺栓强度级别及接触面处理方式自选。Q235钢,喷砂处理,M20,8.8级,P=125KN,µ=0.45,0.80.8125100btNPKN①12170ddmm247.5NKN,247.5VKN一个螺栓承担的拉力1247.524.7510010bttitNNNKNNKNn247.5itNKN247.50.9(1.25)0.910.45(101251.25247.5)381.0ftiVKNnnPNKN②1150dmm,2190dmm247.5NKN,247.5VKN,247.50.0204.95xMNeKNm一个螺栓的最大拉力93611222247.5104.951016030.94100104(16080)btiMyNNKNNKNnmy227.85NKN324.75NKN421.65NKN518.56NKN247.5iNKN247.50.9(1.25)0.910.45(101251.25247.5)381.0ftiVKNnnPNKN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=6.14cm2,min1.94xiicm,22()2(614205)1028nAAdtmm,N=270KN327010262.62151028nNMpafMpaA,强度不满足,所需净截面面积为32270101256215nNAmmf,所需截面积为212562057282nAAdtmm,选636,面积A=7.29cm22729mm2728mm(2)长细比min3000154.635019.4oli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104.38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)(400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