钢结构复习题全部

1例5.5.7按构造要求计算焊脚的尺寸要求：确定图5.5.7所示贴边焊的合理焊脚尺寸.答案：根据《规范》第8.2.7条第一款、第二款的规定1）在图5.5.7（a）中，mmmmt2.485.15.1max取mmhf5minmmmmt2.762.12.1min取mmhf7max因是贴边焊：mmmmmmthf6282max所以取mmhf6合理。2）在图5.5.7（b）中mmmmt7.4105.15.1max取mmhf5minmmmmt652.12.1min取mmhf6max因是贴边焊且mmmmt65取mmhf5max所以取焊脚尺寸mmhf5合理。例5.5.10角钢用角焊缝连接于钢柱上的焊缝计算条件：如图5.5.10所示，角钢用角焊缝连于钢柱上。焊缝分布于角钢二侧。焊脚尺寸mmhf10，钢材为Q345，焊条E50型，手工焊。要求：确定焊缝所能承受的最大静力荷载直F。2答案：将偏心力F向焊缝群形心简化，则焊缝同时承受弯矩mmFkNFMe30和剪力V＝FkN，按最危险点A或B确定焊脚尺寸。因转角处有绕角焊缝2fh，故焊缝计算长度不考虑弧坑影响，wl＝200mm。焊缝计算截面的几何参数：22800200107.027.02mmlhAwfwmmlhWwfw933336200107.0267.0222应力分量：FFWMwMf3214.09333310303FFAVwVf3571.02800103：0，3571F由《规范》表3.4.1－3查得角焊缝强度设计值严2200mmNfwf。wfVffMffFF2222)3571.0()22.13214.0()()(解得：kNF7.450.因此该连接所能承受的最大静力荷载设计值为450.7kN.例5.5.15】竖立钢板用角焊缝连接于钢柱上的焊缝计算（拉、剪）条件：图5..5.16所示，一竖立钢板用有钢柱上。已知焊缝承受的静态斜向力N=280N（设计值），＝60°，角焊缝的焊脚尺寸fh＝8mm，mmlw155，钢材为Q235－B，手工焊，焊条E43.要求：验算直角角焊缝的强度答案：查表得2160mmNfwt31）解法1将N力分解力垂直于焊缝和平行于焊缝的分力，即kNNNx5.2422328060sinkNNNy1402128060cos23155)82155(87.02105.2422mmNlhNwexf2390)82155(87.02101402mmNlhNweyf焊缝同时承受f和f作用，可用《规范》式（7.1.3-3）验算222222160156)90()22.10155()()(mmNfmmNwffff2）解法2已知=60°15.120sin1131sin1122fkNflhNwffwf4.28628645116015.1)82155(87.027.02＞280kN，满足要求例5.5.17】角钢和节点板连接计算（两边侧焊连接）条件：如图5.5.19所示，角钢和节点板采用两面侧焊焊缝连接，N＝667kN（静载设计值），角钢为101002L，节点板厚度为10mm，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。要求：试确定所需焊缝的厚度和施焊长度答案：角焊缝的强度设计值2160mmNfwf42min,5105.1mmhf角钢肢尖处mmhf8~9)2~1(10max,角钢肢背处mmhf12102.1max,角钢肢背、肢尖都取mmhf8（角钢肢背和肢尖可采用相同的焊脚尺寸，也可使肢背的焊脚尺寸比肢尖的大2mm）。kNNkN9.4666677.011kNNkN1.2006673.022所需焊缝计算长度为mmfhNlwffw261)16087.02(109.4667.02311mmfhNlwffw112)16087.02(101.2007.02322侧面焊缝实际施焊长度为27716261211fwhll，取280mm12816112222fwhll，取130mm例5.5.18角钢和节点板连接计算（三面围焊连接）条件：图5.5.20所示角焊缝与连结板的三面围焊连接中，轴心力设计值N=800Kn(静力荷载)，角钢为2L110×70×10（长肢相连），连接板厚度为12mm，刚才Q235，焊条E43型，手工焊。5要求：试确定所需焊脚尺寸和焊缝长度。答案：设角钢肢背、肢尖及端部焊脚尺寸相同，取mmmmmmtmmhf9~8)2~1(10)2~1(8;mmthf12102.12.1min;mmthf2.5125.15.1max由《规范》表3.4.1－3查的角焊缝强度设计值wfh＝160N／m。端缝能承受的内里为：kNfbhNwfff24016022.111087.027.023肢背和肢尖分担的内力为：kNNNKN400224080065.02311kNNNKN160224080035.02322肢背和肢尖焊缝需要的实际长度为：mmhfhNlfwff231816087.02104007.02311取235mmmmhfhNlfwff97816087.02101607.02322取100mm例5.5.24两钢板拼接的螺栓连接条件：两截面为40014的钢板，采用双盖板和C级普通螺栓连接，螺栓M20，刚才Q235，承受轴心拉力设计值N=940Kn.要求：试设计此链接。答案：1）确定连接盖板截面。采用双盖板拼接，截6面尺寸选4007，于连接钢板截面面积相等，刚才也采用Q235.2)确定螺栓数目和螺栓排列布置。由《规范》表3.4.1-4查得：2140mmNfbv，2305mmNfbc。单个螺栓受剪承载力设计值：NfdnNbvvbv140879644202422单个螺栓承压承载力设计值：NtfdNbcbc854003051420则连接一侧所需螺栓数目为：0.1185400109403minbNNn个，取n=12个。采用图5.5.26所示的并列布置。连接盖板尺寸采用2块4904007，其螺栓的中距、边距和端距均满足《规范》表8.3.4的构造要求。3）验算连件的净截面强度。由《规范》表3.4.1-1查得2215mmNf。连接钢板在截面受力最大的N,连接盖板则是截面33受力最大也是N，但是因两者刚才、截面均相同，故只验算连接钢板。设螺栓孔径mmd5.210。201439614)5.214400()(mmtdnbAn2232158.213439610940mmNfmmNANn满足。例5.5.27］梁柱相连的螺栓连接条件：图5.5.29所示梁用普通C级螺栓与柱的翼缘相连。此连接承受剪力设计值V=260kN，弯矩设计值M＝38kNm，梁端竖板下设上支托。钢材Q235，螺栓直径20mm螺纹处的有效面积245.2cmAe，焊条采用E43系列，手工焊。7要求：按可拆卸的和永久性的两种情况分别设计此连接。答案：1.假定结构为可拆卸的，且支托只在安装时起作用，此时螺栓需同时承受拉力和剪力。设螺栓群绕最下一排螺栓旋转，采用10个螺栓分两列均匀排开，如图5.5.29（a），其内力分布如图5.5.29（c）所示。最上排螺栓承受的拉力最大，按下列公式计算：kNymMNiYM67.31)3224168(23210382222221每个螺栓承受的剪力为：kNnVNV2610260查《规范》表3.4.1-4，Q235级钢普通C级螺栓2140mmNfbv，2170mmNfbt，2305mmNfbc单个螺栓的承载力为：｜kNNfdnNbvvbv98.434398014042014.31422kNNtfdNbcbc1221220003052020kNNfANbtebt65.41416501701045.22按《规范》公式（7.2.1-8）和（7.2.1-9）的要求：196.0)65.4167.31()98.4326()()(2222btMbvVNNNNkNNkNNbcV12226,满足要求。2.假定结构为永久性的，剪力V由支托承受，弯矩N由螺栓承受。取螺栓实木为8个，均匀排成两列如图5.5.2（d）所示，其内力分布如图5.5.29（e）。8最上一排单个螺栓承受拉力为：kNNkNymMNbtiyM65.4171.40)302010(2301038222221支托和柱翼缘的连接用侧面角焊缝，查表得2160mmNfwf，考虑V力对焊缝的偏心影响25.1，取mmhf10，mmhmmlfVhfwwff101.9)102180(1607.021026025.17.023。例5.5.33】角钢和节点板的搭接连接（用螺栓连接〉条件：有一角钢和节点板搭接的螺栓连接，钢材为Q235－B·F钢。承受的轴心拉力设计值计值5109.3N（静载）。采用C级螺栓，用60902L的角钢组成T形截面（见图5.5.33），截面积22120mmA。要求：确定螺栓数量和布置答案：1.栓直径确定根据在角钢上设置螺栓的构造要求，在角钢60902L上的栓孔最大开孔直径为23.5mm，线距e=50mm。据此选用M20螺栓，孔径为mmd5.210。由螺栓的最大、最小容许距离queding螺栓边距和中距。顺内力方向边l，mmtdl48}48,86min{}68,5.214min{}8,4min{0max，mmdl435.21220min，故取端距为45mm中距（螺距）l，mmtdl72}72,172min{}612,5.218min{}12,8min{0max，9mmdl5.645.21330min故取端距为65mm螺栓数目确定：一个C级螺栓受剪承载力设计值bN为kNNfdnNbvvbv92.878792014042014.32422kNNtfdNbcbc61610003051020NNNNcvbvb61000},min{所需螺栓数目n为4.661000)5.211503901.1(109.35bNNn个取7个螺栓布置如图5.5.33所示。mmdmml5.3225.21151539065601故螺栓的承载力设计值应乘以折减系数为7.0979.05.211503901.11501.101dl得所需螺栓数为6.661000)5.211503901.1(109.35bNNn个所以取7个螺栓满足螺栓抗剪要求。3.构建净截面强度验算mmtdnAAn1862265.2112120012252155.2091862109.3mmNfmmNAnn所以该连接按M20，mmd5.210，7个螺栓如图布置满足要求。例5.5.37】钢板连接的承载力计算（用螺栓连接）！条件：图示5.5.35的两块钢板250142被两块盖板62025082用M20的C级螺栓拼接，螺栓孔径d0d＝22mm。螺栓排列如图5.5.35。钢材为FBQ235。10要求：试确定此拼接所能承受的最大轴心拉力设计值N（静载）。答案：1螺栓的排列距离校核C级螺栓的M20，应取栓空mmd220。螺栓中心间距、中心至构件边缘距离均符合螺栓排列距离的最大、最小要求。2.螺栓能承受的最大轴心拉力设计值一个螺栓抗剪承载力设计值bN为NfdnNbvvbv8769514042014.32422Ntfd