钢结构作业答案i

1、钢结构设计原理堂上补充练习2004.10lw取实际长度减去 2t ,即250-2*10mm。【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度1=250mm厚度t=10mni钢材采用Q 235,焊条 E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，ftw 185N /mm2。试求连接所能承受的最大拉力N解：无引弧板时，焊缝的计算长度根据公式-N-ftw移项得：lw tN lw t ftw (250 2 10) 10 185 425500N 425.5kN 【变化】若有引弧板，问 N ?解：上题中lw取实际长度250,得N 462.5kN【练习2】两截面为450 14mm勺钢板，采用双

2、盖板焊接连接，连接盖板宽300mm长度410mm力间留空10mm),厚度8mm钢材Q 235,手工焊，焊条为 E43, ffw 160N /mm2 ,静态荷载，hf 6mm。求最 大承载力N ?解：端焊缝所能承担的内力为：N30.7hflw3 f ffw 2 0.7 6 300 1.22 160 491904N侧焊缝所能承担的内力为：Ni0.7hflw1ffw 4 0.7 6 (200 6) 160 521472N最大承载力 N 491904 521472 1013376N 1013.4kN【变化】若取消端焊缝，问 N ?解：上题中令 N3 0, lw1 200 2 6,得 NN1 505.3

3、44 kN【练习3】钢材为Q 235,手工焊，焊条为 E43, ffw 160N/mm2 ,静态荷载。双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，hf 6mm ,肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm等边角钢的内力分配系数 k1 0.7 , k2 0.3。求最大承载力 N ?解：端焊缝所能承担的内力为：N30.7hflw3 fffw肢背焊缝所能承担的内力为:2 0.7 6 125 1.22 160 204960NNi根据Ni0.7hffN0.7 6 (250 6) 160 327936N得:kN21N3(N1)K12【变化】若取消端焊缝，问解：上题中令N31 (327936 0.7N ?204

4、960)614880N614.88kN0, Iwi 250 2 6,得 N 456.96kN【练习4】钢材为Q 235,手工焊，焊条为 E43, ffw已知F 120kN ,求焊脚尺寸hf（焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf )解：设焊脚尺寸为hf ,焊缝有效厚度为he 0.7hf 将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力 V= F及弯矩 在剪力作用下：VVfhelw在弯矩作用下:120 1032 0.7hf 250342.9hf(N /mm2)Wf3120 101501220.7hf 25061234hf(N /mm2)M=Fe 2160N/mm ,静态荷载。代入基本公式（f）2 （ f）2.

5、ffW f f得:可以解得：hhfmin1234 2342.9 2()2()21.22hfhf1f 6.68mm ,取 hf1.5 -14 5.6mm hf1068 160 hf7 mm。12 14.4mm,可以。【变化】上题条件如改为已知hf 8mm ,试求该连接能承受的最大荷载N【练习5】钢材为Q 235,手工焊，焊条为 E43,f： 160N/mm2 ,静态荷载。已知hf 8mm,求连接能承受的最大荷载 N（焊缝无绕角）解：偏心距e 250 100 25mm弯距:225N Nhel w2 0.7 8 (250 2 8)N2621MWf25N1 0.76N8 (2502 8)2N4088可

6、以解得:262140881.22 160195.2311745N 311.75kN【变化】焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去【练习 6钢板截面为 310mm 14mm盖板截面为 310mm 10mm钢材为 Q235, f 215N/mm2, C 级螺栓 M20,孔径 21.5mm, fvb 140N/mm2 , fcb 305N/mm2 , 求该连接的最大承载力 N ?解：一个螺栓的抗剪承载力设计值:bNvnV,22fvb2 3.14 20140 10 3 87.96kN44一个螺栓的承压承载力设计值：Nb d t f； cc（ 因为t 14mm最大承载力N nNm.8净截面强度验算：20 14

7、305 10 3 85.4kN2tl 285.4683.210310 20mm,故公式中取t 14)683.2kNAn(310 4 21.5) 14683.2 1 032217.9N /mm f31362215N / mm2不满足要求。最大承载力由净截面强度控制：N Anf 3136 215 10 3674.24kN【变化】上题条件如改为已知N=700kN试验算该连接是否安全 ？【练习 71钢板截面为310mm 20mm盖板截面为310mm 12mm钢材为 Q235,f 215N /mm2 (t 16), f 205N / mm2 (t 16)。8.8级高强度螺栓摩擦型连接M 20,孔径22m

8、m接触面喷砂，=0.45,预拉力P 125kN。求该连接的最大承载力N ?解：一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值:Nj 0.9nf P 0.9 2 0.45 125 101.25kN最大承载力N nNj 8 101.25 810kN净截面强度验算：(1 0.5” n An毛截面强度验算：N 810 103A 310 20(1CL 4、810 1030.5)8 (310 4 22) 20一一2- 一2130.6N / mmf 205N/mm136.8N/mm2f 205N/mm2柱翼缘厚度为24mm连接钢板厚度205 N / mm2 (t 16)。8.8 级高= 0.45 ,预拉力 P 125kN

9、 o【变化】上题条件如改为已知N=800kN试验算该连接是否安全 ？【练习8拉力F与4个螺栓轴线的夹角为 45, 16mm 钢材为 Q235, f 215N/mm2 (t 16), f 强度螺栓摩擦型连接 M 20 ,孔径22mm接触面喷砂， 求该连接的最大承载力 F ?解：斜拉力F的两个分力为：V N F sin 45, 每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：F sin 452 _Nv NtF48螺栓同时承受的剪力和拉力，用规范相关公式求解：Nv Nt 1Nb Nb一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：N； 0.9nf P 0.9 1 0.45 12550.625kN一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值:

10、Ntb0.8P 0.8 125100kN代入规范公式：土 之Nb Ntb可以解得：N 190.13kN【变化】上题条件如改为已知【练习9钢材为Q235,19.65mm ,孔径 d0即8N=190kN215N/2F50.625、2F 18 100试验算该连接是否安全2mm (t 16)。C级螺栓M 22,有效直径为24mm , fvb 140N /mm2,fcb 305 N / mm2 ,170N / mm2 ,求该连接的最大承载力 F ? 解：斜拉力F的两个分力为：V N Fsin45o, 每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：Fsin45oNvNt螺栓同时承受剪力和拉力，应根据相关公式验算:(Nv

11、 )2色)2 1 及NlbNvNb一个螺栓的抗剪承载力设计值：d2 k d 3.14 222Nv nv fv1 44一个螺栓的承压承载力设计值：Nb d t f；22 16 305cc一个螺栓的抗拉承载力设计值：14010 353.2kN10 3107.36kNNtb 或 ftb4 代入公式得：一 . 一一 2314 19.65170 10 3 51.6kN可以解得:,N 2 Nl 2(K1b)(K1b)Nv Nl(2F )2 8 53.22F、2d()218 51.6再验算：NvF 209.5kN.2 209.537.03kN Nb120.78kN ,可以。【变化】上题条件如改为已知N=20

12、0kN试验算该连接是否安全 ？【练习10已知某轴心受压实腹柱 AB, AB长L=5m中点L/2处有侧向支撑。采用三块钢板焊成的工字型柱截面，翼缘尺寸为300mm 12mm腹板尺寸为200mm 6mm钢材为Q2235 , f 215N /mm。求最大承载力 N ?解：按题意得：lox 5m, lov 2.5m oxoy解题思路：轴心受压柱整体稳定的验算公式为NA式中要由y查出上式中:oxl oy i y苴中.)/、 I -|ixA为柱的截面积（按实计算）验算时将上述过程倒过来即可。截面积:惯性距:回转半径:长细比:稳定系数:Ixiy2 30 1.2330 22.4bh3 苍,l 0xAa2、10y为柱在x、y方向的计算长度。为方便计算，单位采用一 一 一 一 2：20 0.6 84cmcm)12c 1.2 302 ix8498.56 c 10.06cmoxl oyb类截面,12329.4 2048498.56cm1234一 5400cm845400 8.02cm84-500 49.7010.05黑317由最大长细比15015049.70查附表得:x 0.86149 7 4949749(0.85650 490.861) 0.85