钢结构第四版戴国欣作业解答-第三章

1、精品3.1 N 1000kN （设计值）、Q235B、E43焊条，设计连接，手工焊图3. 80 习题3. 1welcome解：（一）米用两面侧 笈肢背焊逢：hf1.2tmin 12mm1 _max5.2mm - hf110mmhf i1.5 持 t max肢尖焊缝hfmax t (12)hf i 1.5'jt max焊缝长度显1W210 (1 5.2mm32 0.Nh ffw2) 8 9mm21000 1032 0.7 10 160131000 103故取 hf110mm 52 0.7hf2ffw2 0.7 6 160hff2 6mm297.6mm1w1320mm ;1hf2 6mm

2、,248.0mmlW260mm 。2）采用三面围焊按构造要求，取端焊缝焊脚为hf3 8mm ,其它不变。1.22 160 273.3kNNa 2 0.7hf3 tbffw2 0.7 8 125N1N2W1530kN196.7kN0.7 10160) 236.6mm2N1 23 AN 2N331 m 1N -23NJ(20.7hf1 ffw)1000 273.3/21000 273.3/23530 10 /(2,lw2hf38mm , lw3*125mmW22/(20.7hf2ffw)196.7 10 /(2 0.76 160) 146.4mm故取 hf110mm , lw1250mm ; hf

3、. 6mm所有焊缝满足8hf lw 60h f的要求。3.2Q235B , E43焊条，手工焊，U300mm求最大设计荷li108(A仁10US&Jf? 3 S1 习 n 2 阳解：(1 )按构造要求确定焊脚尺寸 hf 10 (1 2) 8 9mmmax-hf 8mm【12卜I, 15.611绍 11=x 44.1he 5.6mmhf1.5J12 5.2mm1 min(2)焊缝计算裁面的几何性质2 197 101.35.6 (2 197 511.2)25069 mm44：1mmIwXWy2 197511.21(202.6 511.2125.6 511.2 44.1w；A 一203.4

4、10 6mm41973500 )3155.7 )19.9 10 mm(41.3 3I: I；223.3 106mm(3 )求最大设计荷载扭转：T (300205 41.3)F0.464 F (kN m);剪力:V F危险点的应力分量：(A点)t TyAA0.464F 10 6 255.6223.3 106ir ?T TXAA0.464F 10 6 155.7223.3 106V V 0.328F ;a awF 10350630.197F一土 fJ1.5F 234.5kN05250.531 2 0.682F1.5ffw 160f(4)驻算牛腿强度危险裁面：柱翼边缘M 0.3F,V Fmax0.3

5、 234.5 10 6310 500 3168.8 N/mm 2215N/mmV甜 5103max 1 .51.5500 10ht故牛腿强度足够，富余合适。70.3N/mm 2fv 125N/mm 23.3Q235B, E43焊条，手工焊，设计牛腿与柱的连接焊缝。F -98kK设计伍)3.82 习 E 3. 3 图解：(一)设计焊缝(1 )焊缝截面的内力V F 98kN , M 98 0.12 11.8kN m(2)按构造要求确定焊脚尺寸设柱翼板厚为20mm ,而牛腿板厚12mmhfax1.2tmin 1.2 12 14.4mmhf iin1 5 tmax15 206.7mmhf 8mm(3)

6、焊缝计算截面的几何性质134134 2068 122 1892 2 186.4 2 y 136.0mm134 2 12 192 2 5.6 2(与he关系不大)Ix 5.6134 (56 12642.8)2128 (562 212.8)22(±3313(56 5.6) 3 ± 1363)315.7 10 mm (近似与he成正比)(4)验算焊缝强度偏于保守计算，认为腿板焊缝承受全部剪力,且剪应力均布，故危险点为maxMyA11.8 106 136Ix15.7 106102.2MPaf w 1.22 160 195N/mm 2盏忌 45.6MPa(一 )2f2102.2、 1

7、.545.62 95.1MPafw 160MPa（满足，张度富裕显 多）（二）设计翼缘焊缝1 ）求截面几何性 质15。50 2200 11266.6mm150 12。15012 (66.6 6) 2123254.63(21266.6)319.6106mmS 1501VsIt12 (66.66)3109.1 10 mmq12 0.7 hf1thf而按构造要求hf iminhf1 _max故取hf【解 2】My1I6mm可。11.8 1054.6166.62 0.7h flw f?hfVS119.6 1033MPa2 0.7ffwlw98 10109.110q12 0.7 ffw19.6 10 6

8、545.5545.5MPam m2.44mm2 0.7 1601.5.12 5.2mm1.2 12 14.4mm66.66150 1240.2MPa65.9 10365.9 1 03MPa2.75mm2 0.7 160 (120 8 5)15012y 66.62003.4三级对接焊缝，求 F解1设翼缘焊缝和腹板均采用引弧板施焊(1 )求计算截面的几何性质-150 6200 11212y66.6mm150 200I ± 150123 150 12 (66.66,12；6419.6 10 mm$150 12 (66.6 6)109.1 1031254.6 33 3 mm(21266.6)

9、31 。 2s 109.1103 -12 54.6 22(2)求许可F33127 10 mmM 0.12F , V Fa 占：:MyA:maxlxFi 241.6kN0.12F 10 6 145.319.6 1060.890F r 215U!C点:max VS 二H 1： ； 0.540FIxt19.6 10 12痴125ftw 185F2 231.5kND 点：max 0.89F A666 0.408F145.4F3 451.2kNB点： 0.89F0.334F145.40.540 F §0.464F93 20.871F1.1ftw204A点为危险点0.890F3F 100.417

10、FF4234kN故取F 230kN注：假设腹板焊缝承受全部剪力，且剪应力均匀分布，则12 2001.146F1.1 fcw 1.1 215 237F 206.4kN (明显保守)解2不采用引弧板176 (18 88)61.8mmIx126126 1761261.8212 176 31212 176 (10661.8)215.4 106 mm41212612（注：I取$,彳2612s, y取大)61.893.4 10 3mm3y 61.81212s 93.4 10 31 212 55.8 21122103 mm3176A点:cmax60.12 F 10144.215.4 10 6 cw1.12F

11、215N/mm212F1192kNC点:maxF2maxVS F103112 1030.606F125I xl206kN1.12F15.4 106 1267.80.527Ftw 185144.2B点:F3351kN0.527F41.80.325F0.606 FJ 2 3267.893.41120.505F0.933F1.1ftw204F4219kN ,故取 F 192kN注：如假设肢板焊缝承受全部剪力A点:1.12F,匕,且剪应力均布，则312 1760.474F ,1.389F1.1fcw 237F171kN用引弧板不用引弧板精确230192近似2061713.5 M 1122 kNm, V

12、374kN,Q235三级焊缝，验算：解设采用引弧板(1)截面几何性质1 (280 12102827231000 )942.68 10 mmSi 280 145071.99106mm3Si 5008 2502.99 10 6mm3(2)验算A点:My maxmax1122 10 6 51492.68 10215.2MPa215MPaB点:500215.2209.3MPaC点:max514SV 1.99 10 6374 103It92.68 10 834.7MPasVIt209.32 3 34.7262.99 10374 1092.68 10 8217.8 1.1 f tw203.5且超过5%52

13、.2MPa125MPa精品I nx7839welcome3.6 F 100kN , e 30cm。试设计粗制螺栓连接。解:M20粗制螺栓，d 20mm,do 22mm1?按构造要求布置螺栓端距2do 44mm边距1.5d o 33mm中距3d。65mm用10个螺栓，按图示布置。2 ?单个螺栓的承载力设计值Nbdf 彳 3.14 202rkfv 1140 43.94103N4rn门=104Nbd tfcb20 10 305 61Nmin 43.94kN3103N3. 81习题玉2图3 ?验算螺栓抗剪强度危险螺栓1T 100 0.4025 40.25kN m, (x2yj)V100kN10 50

14、24 100 22.25 10 5mm24 200 2NTx(x2Tyi- yi2)40.5 10 6 2002.25 105363103N36kNNTiyTx1# 29kN,VN1yV10.22kN, n1.1I1N12T V 2(N1y Niy)15Odo0.97940.8kN N43.94kN4 ?验算牛腿板强度100 0.35535.5kN m；362 19.222110 500122 21.5 10 (1002 2200 )8.27 10 7mm43978219.5139精品Si 10 (39 219.5 78 13978 39)532.25 10 mm6My max 35.5 10

15、250max Inx8.27 10 7107.3N/mm 2215N / mmSV 2.25 10 3 100 10 3max I t8.27 10 7 10nx'27.2N/mm 2 v 125N / mm 2（满 足）3.7设计角钢与连接板的螺栓连接竖向连接板与柱翼板的螺栓连接解：（一）角钢与连接板的螺栓连接取M20粗制螺栓，d 20mm ,d。22mm单个螺栓的抗剪承载力设计值-bNvNbcd2 _ b nvfv4d tfcb2140202 388 103N14305385.4 10 Nb上述计算合理。（二）竖向连接板与柱翼的螺栓连55welcome8090-0 - -n - Q

16、- -90接有承托f螺栓受拉取M20 （统一）bAeftb 245 17041.7kNNtNx 175b5.94,取 n=6Nt 41.7803.8摩擦型连接，无承托设计 解：（一）角钢与连接板的连接 表面喷砂,0.45取 M20, 10.9 级螺栓，P=155kNN:0.9nf P 0.9 2 0.45 155N 350 n b人N» 1252.79 个125kN取n=3,布置间距与上题相同。SlkOOXSOXH械it谢（二）竖板与柱翼的连接 d1 d2170轴心力作用，各螺栓所受剪力和拉力均为Nt Nv承载力设计值（单个螺栓）N：b Nt , 由心0.9nf (P 1.25N t

17、) 0.8PNb有,2n0.9 nf (PN佞公）ni由Nt取 M20,上式求得:1 1.125 n f09.2 nf(P)b N叫有一一0.8PV2n10.9级螺栓，P=155kN代入n2082 P),表面喷砂,0.45m 5.99; n 2 2.0故取n=6,螺栓布置与3.7相同。 d1150mm, d 2190mm螺栓及其布置与相同，表面工艺也不变只需验算竖板与柱翼的摩擦型高强度螺栓的强度螺栓群截面承受拉力N最大受力螺栓为最上排螺 栓。! 350 20 90N1N 2n- 2 ey13505555kNNtb2yi4 90 20.8P124kN精品VwelcomeN2N3N.2nN 2n4

18、1.3kN1一 350 20 9024 90241.3 13.8 27.5kNV N 247.5kN < 2Nb 0.9nf (np 1.25 N ti)0.91 0.45 6 155 1.25 2(55 41.3 27.5)Nb故安 全。251.3kN3.102L100 X 20 M22高强螺栓（10.9 级）摩擦连接,Q235B解：（1 ）角钢与牛腿板的连接，螺栓受剪作用设螺栓数目n 5, d24mm中距80 mm 3d线距e 55mmT Fe 370 0.14553.7kN mF 370kN32Ty153.7 10 134.3kNyi 2(80160 )N1 yN1PV 370n 5 (N x)2190kN,Nb0.