第七章钢结构课后习题测验答案

1、“160N/mm第七章7.9解：钢材为Q235钢,焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值图示连接为不等肢角钢长肢相连，故 Ki=0.65 , K2=0.35。 焊缝受力：NKiN 0.65 600 390kNN2K2N 0.35 600 210kN所需焊缝计算长度，肢背：|w12 0.7hti ftw肢尖：I w2 -2侧面焊缝实际施焊长度，肢背： 1肢尖：12N2 0.7hf2 ftw Iwi 2hnIw2 2hf2390 1032 0.7 8 160210 1032 0.7 6 160217.6 28156.3 26217.6mm156.3mm233.6mm，取 240mm165.6mm，取

2、 170Hill8mm.i192 .hfmin 15 tmax1.5516 6mm7.11解：取hfhfmax 2121 210 11mm焊缝有效截面的形心位置：x56.112 0.7 8 192192 0.7 856.1mm20.7 8300 20.7120.7 8 192150 0.7 82 466128649mm4y 0.78 300 2 0.7 856.1 0.7 8 192 3吸 0.7 80.7 82±0.7 8 1 923 0.7 8 19212192 07 8/UC 44 CCY 4 UC-7422J lx ly 66128649 16011537 82140186m

3、m460 106 150 0.7 8 22111.6N/mm28214018660 106 192 078 56.12101.3N/mm 821401862t Trx AJ 2I 10132 111.62 139.1MPa 160MPa2.1.22f虽强度富裕较多，但已是最小焊脚尺寸，因此采用方案二的焊角尺寸可减少2所选焊脚尺寸满足强度要求（可选焊脚尺寸为 71nm验算强度，可能不满足）采用四面围焊，取ht6mm1pnn 2 n 7 a1212 1 /。2 °-7 6332 n 7 a3002 0.7 61200 QCICP SQ4nn74Amm4121 300 2003 32608

4、868mm4J |x |y 59400746 32608868 92009614mm460 106150 0.7 6 299.2N/mm29200961460106罟呼9200961464.6N/mm264.61.2299.2212.4MPa 160MPa方案一耗用的焊条：方案二耗用的焊条：h； J22h2 lw 62 2282 300 200 2300 200322400mm3318000mm3ftw160N/mm2o所以方案二耗用的焊条少于方案一。712解：钢材为Q235钢， 焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值ht 8mm八佃的1.5145.6mm“肢背焊缝：,可取htmax 1.2t

5、1.2 10 12mm肢尖焊缝:hfminh图示连接为不等肢角钢长肢相连 焊缝受力：ni K 1N 0.651.5,145.6mm101 2 8 9mm，故 Ki=0.65，K2=0.35。540351kN，可取 ht 6mm。N2 K 2N 0.35540189kN所需焊缝计算长度，肢背:Ni2 O.7h7ftw351 103195.9mm肢尖：1w2侧面焊缝实际施焊长度，肢背：h肢尖：连接板和端板间焊缝的计算长度：N2 0.7hf2ffW I2hW1f1I 2h w2f2Iw I 2ht2 0.7 8 160189 1032 0,7 6 160 Mmm195.9 2 8211.9mm，取

6、220mm140.6 2 6152.6mm，160mm 0di d2 2hf 340 2hfhfmin1.5', ,tmax 1.5.206.7mm、因此可取hf7mm。hfmax1.2t 1.2 14 16.8mmdid2170mm，拉力N通过焊缝群的形心,N沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方向分解平行于焊缝长度方向的力：Ni N sin540垂直于焊缝长度方向的力：N2 N sin540299.5kN11 2 1.521.5449.3KN1449.3 103竺 4 194.6MPahp 0.7 7 2340-2 7166436.6> Ie Iw 1.52N2N2449.3 10

7、3he I0.7 72340 27140.6MPaNi1f ulhh I e-22匚299.103-93.7MPaw 0.7 72340 2 72140693.72 148.5N/mm2tw160N/mm21.22所以连接板和端板间焊脚尺寸hf 7mm满足要求。当di 150mm，d2 190mm时，力N不通过焊缝群的形心，将受力为：平行于焊缝长度方向的力Ni N sin54012 1.52N向形心平移，焊缝群299.5kN垂直于焊缝长度方向的力8.986kN m3728294214mm4299.5 1030.7 7 2340 2 793.7MPa22f2瞿 93.7s 185N/mm2 f.

8、160N/mm2所以由确定的焊脚尺寸不满足要求。7.13 解：查表得8.8级M20高强度螺栓的预拉力P=125kN ,接触面喷砂，查得摩擦系数 0.45 o螺栓所能承受的最大轴心力设计值h 400mm 15do 1521.5322.5mm折减系数=1.1 k1.1 ±000.976150d。3225单个摩擦型高强螺栓的抗剪承载力设计值：N： 0.9nt P 0.976 0.9 2 0.45 125 98.9kN连接一侧螺栓所能承受的最大轴心力设计值：N nN： 10 98.9989kN构件所能承受的最大轴心力设计值：构件板厚为20mm，为Q235钢，抗拉强度设计值f 205N/mm

9、2最外行螺栓孔处受力最 大，为最危险截面NtNAn,12m yiN 1nb n ido t30 1033002 (1002 2002 3002)N1900.5 21 102 21.5 2032.14kN<Ntb0.9N2940cm41.57kNN0 AN f 90S N AA9 7kNAn 12940由上可知，此连接能承受的最大承载力N 669.7kN。7.14 解：支托承力,螺栓仅承受弯矩作用22单个螺栓的抗拉承载力：170 41.57kN AKibderb3.14 17.65Nt ftA螺栓群所受弯矩M Pe 150 0.2 30kN m旋转中心为最底排螺栓处，第一排螺栓受力最危险，

10、单个螺栓受到的最大拉力为: 所以此连接安全。2q 1/1 on 140 44 OkN418 305109.8kN支托不承力，则螺栓群承担剪力和弯矩的作用 b d2 r b M单个螺栓的抗剪承载力：K|v n» f14单个螺栓的抗压承载力：Nb d t fcb 20每个螺栓承担的剪力：Nv V 150 18.75kNn 8最危险的螺栓受到的拉力：Nt 32.14kN螺栓在剪力和拉力联合作用下：Nv22Nt 32.14k4018.7541.570-88 1所以此连接安全。捌颦擦0.5 o7.15 解：查表得10.9级M22摩擦型高强螺栓的预拉力 接触面喷碘上卫 系数对于角钢与牛腿相连的一

11、肢上螺栓群的受力：剪力V=P=175kN ,扭矩 TPe 1750.2 0.05525.4kN m。单个高强度摩擦型螺栓的抗剪承载力设计值：Nb0.9nf P 0.9 2 0.5 190 171 kN 有两个剪面假设角钢与牛腿相连的一肢上布置3个高强度摩擦型螺栓，螺栓的排列如图所示。 最外侧一排螺栓受力最危险，其受力为：剪力作用下每个螺栓承担的剪力：1y N: “ 工史 58.3kN3T TV1 25.4 103 100扭矩作用下最外排螺栓承担的剪力：Nt 上土 ix 22 1002V、摩擦型高强螺栓在剪力作用下：十4-角钢与牛腿相连一肢的螺栓排列127kN22ccNiNtNV1272 58.

12、32139.7KN N" 171kNlxiy所以此螺栓布置方式满足要求。角钢与柱翼缘相连一肢上的螺栓群的受力：剪力V=P=175kN弯矩 M Pe 175 0.2 35kN m假设布置6个螺栓，单个高强度摩擦型螺栓的抗剪承载力设计值：N； 0.9nf P 0.9 1 0.5 190 85.5kN 有一个剪面单个螺栓的抗拉承载力设计值：Ntb 0.8P0.8 190152kN若支托承力，高强度螺栓仅承受弯矩作用，此时旋转中心在螺栓群形 心处最外排螺栓受到的拉力最大：M Myi 35 10 100bNt 三287.5kN<Nt152kNm y. 2 2 100若支托不承力，高强度螺

13、栓同时承受剪力和弯矩的作用，每个螺栓受 到的剪力：NVV175 29.1 kNn 6最外排螺栓受到的拉力：NtM 87.5kN角钢与柱翼缘相 连一肢的螺栓排高强度摩擦型螺栓在剪力和拉力联合作用下:Nt Nv 87.5 29.1Hb-b0.916 1Nt Nv 152 85.5此螺栓布置符合要求。7.18解：连接一侧螺栓群受到剪力和扭矩的联合作用（题中没有给出螺栓强度等级,假设此承压型高强螺栓为剪力 v=200kN，扭矩 T 50kN m 单个承压型高强螺栓的抗剪承载力 8.8 级）：22Nv nvAfvb 2 344250 226.1 kNN ： d tfcb 24 18 470=203kN剪

14、力作用下每个螺栓承受的剪力：扭矩作用下最底排螺栓承受的剪力:V200 n 825kNMNt士丁力50 103 120r.22222ri x yi 8 40 4 40 12078.1 kN3N； Nil I&50 10 40rcc 22222nXi y 8 402 4 4 0 2 1 20，承压型高强螺栓在剪力作用下：26kNNi (Nin N ) 2 25 78.1 2 262 106.3kN “补山 203kN还应验算构件的净截面强度，对构件来说，最外侧螺栓孔处截面受力最危险A A mdot218 340 4 26 184248mml±tb3±12 12In 5895600018 34035895600