同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全

1、第二章2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力一应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的关系式。图(b)理想弹性强化曲线，试验时分别在 A、B、C卸载至零,c及可恢复的弹性应变y各是多少?_2fy 235N/mm2 . .2c 270N/mm2 cF 0.025 E 2.06 105N/mm2 E' 1000N/mm2图2-35 理想化的图解:(1)弹性阶段：Etan非弹性阶段：fy(应力不随应变的增大而变化)(2)弹性阶段：Etanfvfv非弹性阶段：fvE'()fvtan'(-)yEytan2.2 如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的则在三种情况下，卸载

2、前应变、卸载后残余应变解：(1) A点：、，一、fy235卸载前应变：-70.00114E2.06105卸载后残余应变：c00.00114可恢复弹性应变:(2) B点:卸载前应变：F0.025一一、fy卸载后残余应变：c0.02386E可恢复弹性应变：yc0.00114（3） C点：卸载前应变:c fyET0.025 0.035 0.06卸载后残余应变：c0.05869E0.00131可恢复弹性应变:2.3 试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。答：钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力fy时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下

3、钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材曲线基本无变化；当|fy时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载-卸载连续进行，钢材曲线也基本无变化；若加载-卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。钢材曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材曲线也会更高而更短。钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。2.4 试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因

4、。答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。2.5 解释下列名词：（1）延性破坏延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy、并达到抗拉极限强度fu的破坏。（2）损伤累积破坏指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素

5、等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。(3)脆性破坏脆性破坏，也叫脆性断裂，指破坏前无明显变形、无预兆，而平均应力较小(一般小于屈服点fy)的破坏。(4)疲劳破坏指钢材在连续反复荷载作用下，应力水平低于极限强度，甚至低于屈服点的突然破坏。(5)应力腐蚀破坏应力腐蚀破坏，也叫延迟断裂，在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。(6)疲劳寿命指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。22.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上A点正应力为1120N/mm,22120 N / mm ,求梁A点与B点22280N/mm,B点的正应力i20N/

6、mm,的应力比和应力幅是多少?解：（1） A点：280应力比：0.667 应力幅：V1120(2) B 点：一,120应力比：0.167 应力幅：V2 1202.7指出下列符号意义：(1)Q235AF(2)Q345D (3)Q390E(4)Q235D答：max min 12080200 N /mm1 2 * 4max min20 1202100 N /mm承受起重量Q>500KN的中级工作制吊车，应选用何种规格钢材品种？（2） 一厂房采用焊接钢结构，室内温度为-100C,问选用何种钢材？答：（1）要求钢材具有良好的低温冲击韧性性能、能在低温条件下承受动力荷载作用，可选Q235D、Q345

7、D等；（2）要求满足低温可焊性条件，可选用Q235BZ等。2.9 钢材有哪几项主要机械指标？各项指标可用来衡量钢材哪些方面的性能？答：主要机械性能指标：屈服强度fy、极限强度fu以及伸长率5或10,其中，屈服强度fy、极限强度fu是强度指标，而伸长率5或10是塑性指标。2.10 影响钢材发生冷脆的化学元素是哪些？使钢材发生热脆的化学元素是哪些?而使钢材发生热脆的化学元素主要是氧和答：影响钢材发生冷脆的化学元素主要有氮和磷,硫。第四章第94页-43：解士陋面粉怔善截;一XKI(MX)'x(240-S)x960a二2,X95IxHTm Q235D ：屈服强度 fy 235N/mm2、质量等

8、级 D (要求提供-200C时纵向冲击功Ak 27J )的特殊镇静钢(碳素结构钢)2.8根据钢材下选择原则，请选择下列结构中的钢材牌号： (1)在北方严寒地区建造厂房露天仓库使用非焊接吊车梁,*"12122,Ky5ixhf-500界二=xWxVGO3+24Ux2Qx“别）=的5472国如旧由计算简阳可知，构件斑圃上的最大灯0M=-(1/捺式(4-131工十也、%LSOUxIO5 M =+'I72SH 57M208£ 215£7422725修 班丸1九 8x742272.5= 92784J AZ/rt CO.按式C4-17)、二二小。-I72KUX245=4

9、23.H）N门1:33一部中、:4233600媪"二壮安0,13lfcr=讳二/=65472-OOX245=1604064A'm(JtiOl.lkNm)515W0001I=l=>Mr=1191函.川8M.8x1191090.3八、q=<=148886.3/V/n(1.l89kN/c»)卜8*技式(4T8)=A/,=17280x245=4253600N1500x10,17280x215=0.40>0.13工-L旦“215nM"9652U9N"4115口'呼17280IJ56547200,”*052s2=.“5N/L2限，)

10、按式(1-20)之+/幽亚.此65n此，”93如闱如儿用1172801.05x579020818H.,8x779386-，q=<；=97423.3AT/w(0.971k+cm、r8.NW1500000M,1rM“c8x502622.2”。门。山0=>M=5026222V,m=q=：=62827SN/AW172X057902088''故：当q462827.8、7m96M.YtoO时，不老出稳定何题当q>62827.8/m时,危考虑稳定何电第95页-4.4：解；截面参数A=300x12x2+8x376=1O2O8W/W2f,=x300x400-x(300-8)x3

11、761=3.065x10”mm11212-="h":=|5325l9.3mvJ(l5325c')200Wnw=lx8x3762+3(M)x12x388=1679552rn/wx4IQI*JX12X3QQX2+XXX376=5,4016xK)mm12125.401"乂'。-360u7U"tm1(libdileu1)150W师.="x12x3003x2+-x376x=54601fimm技式(1-20计算V iW. V 1070x10161Ml0"38xlOn14IG2O81532515?5”1"门:=3154&#

12、39;/tnitl'>J"1f=310jV/n就度不德足瞽求£(4-25)计算.V 此十- B W JtltlW,心K170XC十四小十也也iflzoa=270,3.V/ninj < /rf = 310理度满足要求!校式(1-36)计1；IOTUxIU161x10'IJX16QI07.fi强度褥足嘤求!第五章5.1 影响轴心受压稳定极限承载力的初始缺陷有哪些？在钢结构设计中应如何考虑？5.2 某车间工作平台柱高2.6m,轴心受压，两端钱接.材料用I16,Q235钢，钢材的强度设计值2fd215N/mm.求轴心受压稳定系数及其稳定临界荷载.2如改用

13、Q345fd310N/mm，则各为多少？21.89cm, A 26.11cm解答:查P335附表3-6，知I16截面特性,ix6.57cm,iy柱子两端较接，xy 1.0故柱子长细比为x，ix65.7y y .iy18.9因为x y,故对于Q235钢相对长细比为fy 137.6235.5 1.482.06 105钢柱轧制,b/h0.8.对y轴查P106表5-4(a)知为不b类截面。故由式5-34b得1厂1"22 1.482230.965 0.300 1.481.4820.965 0.300 1.48 1.48241.482137.6，再由附表4-4查得0.354)故得到稳定临界荷载为

14、NcrdAfd 0.354 26.11 102 215 198.7kN当改用Q365钢时，同理可求得1.792。由式5-34b计算得0.257 )故稳定临界荷载为NcrdAfd0.25726.11102310208.0kN5.3 图5-25所示为一轴心受压构件，两端较接，截面形式为十字形.设在弹塑性范围内E/G值保持常数，问在什么条件下，扭转屈曲临界力低于弯曲屈曲临界力，钢材为Q235.5.4 截面由钢板组成的轴心受压构件，其局部稳定计算公式是按什么准则进行推导得出的.5.5 两端较接的轴心受压柱，高10m,截面为三块钢板焊接而成，翼缘为剪切边，材料为Q235，强2度设计值fd05mm,承受轴

15、心压力设计值3000kN(包括自重).如采用图5-26所示的两种截面，计算两种情况下柱是否安全.图5-26题5.5解答：截面特性计算对a）截面：Ix132(50020121322050012_21_320500260)850012138450084.16710mm12_941.43610mm250020_2500824000mm244.6mmAixIxiy；131.8mm对b）截面:Ix13(400 251240025_ _ 21_3212.5 )10 400129.575 108 mm4125124003124003102.667 1084mm400 25 240010224000 mmix

16、J上199.7mmivJ105.4mmAyA10000mm整体稳定系数的计算：lox1000040.88lox1000075.87对a）截回:xix244.6yiy131.8lkx1000050.08lox1000094.88对b）截回:xix199.7yiy105.4钢柱两端钱接，计算长度loxloy根据题意查P106表5-4（a）,知钢柱对x轴为b类截面，对y轴为c类截面.对a）截面:对x轴：xfy40.8823550.4402.0610512一24x1-22 0.4420.965 0.3 0.44 0.44.0.965 0.3 0.44 0.442 2 4 0.442对y轴:40.88x

17、 B 0.896、x)，再由附表4-4查得1 2y ,一 223 y y23 y2 y0.8161220.906 0.595 0.816 0.81622 0.81622 2 A 24yy0.906 0.595 0.816 0.8162 2 4 0.816275.87，再由附表4-5查得故取该柱的整体稳定系数为y B 0.604y)0.604对b）截面，同理可求得 x整体稳定验算：对a）截面Ncrd Afd0.852y 0.489，故取该柱截面整体稳定系数为0.4890.604 24000 205 2971.68kN3000kN 不满足O对b）截面Ncrd 0.489 24000 205 240

18、5.88kN3000kN不满足o5.6 一轴心受压实腹柱，截面见图5-27.求轴心压力设计值.计算长度l0x8m,l0y4m（x轴为强轴）.截面采用焊接组合工字形，翼缘采用128a型钢.钢材为Q345，强度设计值fd310N/mm2第136页-56;衅:IB面布敷A=5537x2+1*x(600-8.5)=2053Xmm2x(344.1+55.37x3O3)+x1(GO-0.85/=1279475cm42X7115+x3X(6<)-(J.K5)=I+25O_2r/w4幽mi24SI.6413。：昭2053R/小二y20538翳”。此械间对Ly北均为h类戡回.当果用Q3匹时,由4* Ox占

19、去可图.=0,817轴心侏力改计值为:何=O.X17x2U53Kx30=5201Jfc.V5.7 一轴心受压缀条柱，柱肢采用工字型钢，如图5-28所示.求轴心压力设计值.计算长度_I22_-2l0x30m,l0y15m（X轴为虚轴），材料为Q235,fd205N/mm.L75x6图5-28题5.7解答：截面及构件几何性质计算20.965 0.32 24 22截面面积：A286.07172.14cmI40a单肢惯性矩4Ii 659.9cmIx2659.986.07(110)2522043.3cm4绕虚轴惯性矩：2_4绕实轴惯性矩Iy22171443428cmT7522043.3回转半径：ixA1

20、72.14iy15.88cmx长细比：lox3000ix55.0754.48oyiy150015.8894.46缀条用L756,前后两平面缀条总面积A1x228.79717.594cm2由P111表5-5得:ox27Ax飞172.14,54.4822756.8517.594构件相对长细比，因oxy,只需计算y94.46y yfy0.5912351.0142.06105查P106表5-4(a)可知应采用b类截面:1-20.9650.322235故轴的压力设计值为 Ncrd94.46，再由附表4-4查得 0.591）_ _2 _Afd 0.591 172.14 10205 2085.6kN5.8验

21、算一轴心受压缀板柱.柱肢采用工字型钢，如图5-29所示.已知轴心压力设计值2000kN（包括自重），计算长度l0x20m,l0y10m（x轴为虚轴）,材料为Q235,fd205N/mm2fvd125N/mm21100T图5-29题5.8解答：一、整体稳定验算截面及构件几何性质计算：2截面面积：A286.07172.14cmI40a单肢惯性矩4I1 659.9cm11024Ix2659.986.07(522043.3cm绕虚轴惯性矩：2_4绕实轴惯性矩1y22171443428cmiy 15.88cmIx522043.3ix.，55.07cm回转半径：A172.14l oxx长细比：ix2000

22、55.0736.32l oyiy100015.8862.97缀板采用303001100mm。计算知Kb/K1622，由 P111 表 5-5 得 ox V x 1.36.322 28.882 46.40801 28.88 （其中2.77）构件相对长细比： 因ox y,只需计算y:y fy62.97235，E 2.06 1050.677查P106表5-4(a)可知应采用b类截面2一20.965235fy2-0.32. 0.965 0.324 20.79162.97，再由附表4-4查得 0.791)_2 _故 NcrdAfd 0.791 172.14 10 205 2791.34kN 满足。二、局

23、部稳定验算：1)单肢截面板件的局部稳定单肢采用型钢，板件不会发生局部失稳.2)受压构件单肢自身稳定单肢回转半径i12.77cma0801 -长细比满足：i12.77故单肢自身稳定满足要求.28.880.5max 0.5 62.97 31.49，且满足1403)缀板的稳定轴心受压构件的最大剪力a 41516 1100T V1-缀板剪力：c 2110020758NM缀板弯矩：41516 1100221.142 107 N gmmtb30110027.5mm缀板厚度满足40,故只作强度验算W1325.4N/mm2fd205N/mm22fvd 125N/mmT2075821.5 1.53.5N/mm2

24、btb30030故由以上整体稳定验算和局部稳定验算可知，该缀板柱?t足要求.25.9有一拔杆，采用Q235钢,fd215N/mm,如图5-30所示，缀条采用斜杆式体系.设考虑起吊物时的动力作用等，应将起重量乘以1.25,并设平面内、外方t算长度相等.问60时,拔杆最大起重量设计值为多少第六章6.1 工字形焊接组合截面简支梁，其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变形。梁上均布荷载(包括梁自重)q4kN/m,跨中已有一集中荷载F090kN,现需在距右端4m处设一集中荷载E。问根据边缘屈服准则，F1最大可达多少。设各集中荷载的作用位置距梁顶面为120mm,分布长度为120mm。钢材的设计强度取为300N

25、/mm2o另在所有的已知荷载和所有未知荷载中，都已包含有关荷载的分项系数。-800x3 /解：(1)计算截面特性250122800一一一2812400mm21_32508243121394(2508)80031.33109mm412WxIx6v3.229106h23mmSm32501240640082001858000mmS12501234061218000mm(2)计算F。、Fi两集中力对应截面弯矩M0M1121-412284824848-290121904F163422F1kN32 F112-82443 38-FikNm3令M1M0,则当F1147kN，使弯矩最大值出现在Fi作用截面。(3

26、)梁截面能承受的最大弯矩MWxf3.229106300968.7kN令MM0得：F1313.35kNMi得:Fi271.76kN故可假定在Fi作用截面处达到最大弯矩。(4)a.弯曲正应力mx(2443F1)106xmaxWxb.剪应力3.229106300F1作用截面处的剪力1249022-F153-F1(kN)33maxV1SmIxt531031858000_9_1.3310983003C.局部承压应力在右侧支座处:-2-2445-F1311031205122120300F1集中力作用处:F110381205122120300ad.折算应力身作用截面右侧处存在很大的弯矩，剪力和局部承压应力，

27、计算腹板与翼缘交界处的分享应力与折算应力。丁oMx400正应力：1x1W412x剪应力：1VsIxt53-F11031218000311.331098局部承压应力：cF110381205122120折算应力：zszs221c312300联立-解得：F1271.76kN故可知F1max271.76kN,并且在F1作用截面处的弯矩达到最大值。6.2 同上题，仅梁的截面为如图6-35所示。6.3 一卷边Z形冷弯薄壁型钢，截面规格16060202.5,用于屋面楝条，跨度6m。作用于其上的均布荷载垂直于地面，q1.4kN/m。设楝条在给定荷载下不会发生整体失稳，按边缘屈服准则作强度计算。所给荷载条件中已

28、包含分项系数。钢材强度设计值取为_2210N/mm。6.4 一双轴对称工字形截面构件，一端固定，一端外挑4.0m,沿构件长度无侧向支承，悬挑端部下挂一重载F。若不计构件自重，F最大值为多少。钢材强度设计值取为215N/mm2。图 6-37 题 6.4解：(1)截面特性计算A20010225065500mm2一374625037.54107mm7463 1.33 107 mm411t1b1h查表B.4,由于荷载作用在形心处，按表格上下翼缘的平均值取值:0.21 0.67 20.74 2.94 0.650.741.584000100.742002704000Od小81.249.24截面为双轴对称截

29、面,4320Ah14b235fy1.58432081.225500 27027027.54 10781.2 10 2235103.333 1.04.4 270235取 b' 1.070.2820.985(3)3.333F最大值计算2bI x4000 F30.02kN 。bIx6.5 一双轴对称工字形截面构件，两端简支，除两端外无侧向支承，跨中作用一集中荷载F 480kN ,如以保证构件的整体稳定为控制条件，构件的最大长度l的上限是多少。设钢材的屈服点为 235N/mm2 （计算本题时不考虑各种分项系数）L冷L/2-400x20-1200i<12/图6-38题6.5解：依题意，当l

30、/13.0时，整体稳定不控制设计，故长度需满足l 13.0 400 5200mm(1)截面特性计算5.2m。400 20 2 1200 12230400mmIx13400 1240312388 1 2003 7.68 1 09mm412(2)40031_31200 12312842.13 108mm4整体稳定计算按钢结构设计规范附录b 1.07y fy44000 235又有yiy由整体稳定有iyB公式B.5-1近似计算梁的整体稳定系数:1，即1 Fl4bIxf 区联立-解得：l12283mm故可取lmax12.28m。（注：严格应假定长度l,再按钢结构设计规范附录B公式B.1-1计算梁的整体稳

31、定系数，然后验算式，通过不断迭代，最终求得的长度为所求）第七章压弯构件7.1一压弯构件长15m,两端在截面两主轴方向均为较接，承受轴心压力N1000kN,中央截面有集中力F150kN。构件三分点处有两个平面外支承点（图7-21）。钢材强度设计值为310N/mm2。按所给荷载，试设计截面尺寸（按工字形截面考虑）。解：选定截面如下图示：图1 工字形截面尺寸下面进行截面验算：(1)截面特性计算2A3002026502021420540mm1212_1_31_3_74Iy22030036101439.01107mm4y121253WyIy/1506.01105mm3ix收266.2mmiy代66.2m

32、m(2)截面强度验算N Mx 1000 103 xA W 20540562.5 1064.48 106172.3N/mm2f 310N/mm2满足。(3)弯矩作用平面内稳定验算长细比*竺000 56.3按b类构件查附表 4-4,266.2x 0.761。,2EAN 'ex21.1 2x2 2.06 1051.1 56.32205401.20107N弯矩作用平面内无端弯矩但有一个跨中集中荷载作用:mx1.0N0.21.0nex1000 1030.2 1.20 1070.981.1取截面塑性发展系数xx1.05xAxW1x 1mxM xc。 N0.8N 'ex1000 1030.7

33、61 205400.98 562.5 1061.05 4.48 1061 0.81000 1031.201072_2189.54N/mmf310N/mm，满足。(4)弯矩作用平面外稳定验算长细比500066.275.5,按b类构件查附表4-4,x0.611。x弯矩作用平面外侧向支撑区段，构件段有端弯矩，也有横向荷载作用，且端弯矩产生同向曲率，取tx1.0。2f7552345弯矩整体稳定系数近似取b1.07-y匕1.07.0.88,取截面影响b4400023544000235系数1.0。yAtxM x bWx1000 1030.611 205401.01.0 562.5 10622 222.4N

34、 /mm2 f 310N/mm24.48 106 0.88满足。(5)局部稳定a.翼缘：b t1502023510.7 (考虑有限塑性发展)fy7 7.15 13,满足要求。b.腹板腹板最大压应力:maxh0h1000 10320540562.5 1064.48 1066106502166.6N/mm2腹板最小压应力:minh0h1000 10320540562.5 1064.48 106610650269.2N/mm2系数max0min166.6 69.2max166.61.42hwtw6101443.616 00.52523516 fy23562.6 ,满足。1.42 0.5 56.3 2

35、5345由以上验算可知，该截面能满足要求。7.2 在上题的条件中，将横向力 F改为作用在高度 偏心距，图7-22,试设计截面尺寸。10m处，沿构件轴线方向，且有 750mm7.3 压弯构件的受力支承及截面如图7-23所示(平面内为两端钱支支承)。设材料为Q235一2fy 235N / mm ),计算其截面强度和弯矩作用平面内的稳定性。解：(1)截面特性计算300 122 37610210960mmIx40031229037633.158410 mmWxIx/2001.58610 mmix169.6mm(2)截面强度验算N Mx 800103120106109601.58 106148.9N/m

36、m2 f 215N/mm2,满足。(3)弯矩作用平面外的稳定验算70.8 , 235 70.8 ,查得fy235N,2EAN EX 21.1 xx252.06 1051.1 70.810960 2 4.04 10 N长细比x1200070.8,按b类构件查附表4-4,169.6x0.746。弯矩作用平面内构件段有有横向荷载作用，也有端弯矩作用且端弯矩产生反向曲率，取:M2 mx 0.65 0.352mxM10.65 0.35180 0.417取截面塑性发展系数Xx1.05,mxM x8001030.417 120 106xAxxWX 1 0.80.746 10960N 'ex6800

37、1031.05 1.58 1061 0.8 .4.04 1062.2133.6N/mmf215N/mm,满足。故可知，该截面强度和平面内稳定均得到满足。7.4某压弯缀条式格构构件，截面如图7-24所示，构件平面内外计算长度l°x29.3m,10y18.2m。已知轴压力(含自重)N2500kN,问可以承受的最大偏心弯矩Mx为多2少。设钢材牌号为Q235,N与Mx均为设计值，钢材强度设计值取205N/mm。解：(1)截面特性计算I63a：A15459mm2Ix9.40108mm4,Iy1.70107mm4,ix264.6mm,iy33.2mm2L12510：A243.73mm2,最小回转

38、半径imin24.6mm格构截面：2A21545930918mm2Ix21.701071545990022.511010mm4xWxIx/9002.79107mm3ix6901.0mm由于截面无削弱，失稳破坏一般先于强度破坏，故这里不考虑强度破坏的问题。(2)平面内整体稳定虚轴方向长细比xlox2930032.5xix901.0x换算长细比ox227AAx21545932.522752.6243.73按b类构件查附表4-4,查得x0.845,取弯矩等效系数mx1.0。j2EA22.06105NEX221.121.152.62309182.07107N根据平面内整体稳定计算公式有:NXAmxMx

39、Nx而(3)单肢稳定单肢最大压力：NmaxN业21800最大受压分肢弯矩平面内长细比:1x最大受压分肢弯矩平面外长细比:iy180054.233.21820073.8246.61y1x,按轴心受压构件查附表4-4得稳定系数1y0.728根据轴心受压构件稳定计算公式:Nmxfd1yA(4)缀条稳定由缀条稳定计算公式看出，斜缀条的受力与所求Mx无关，这里不作考虑因此，由计算得Mx2741kNm,由计算得Mx1902kNm,BMx1902kNm。第八章连接的构造与计算8.1、下图中132a牛腿用对接焊缝与柱连接。钢材为Q235钢,焊条为II级焊缝的检验质量标准。对接焊缝的抗压强度设计值215N/E4

40、3型，手工焊，用2mm,抗剪强度设计值fv125N/mmo已知：g的截面面积A一_267.12cm23;截面模量Wx692.2cm,腹板截面面积2Aw25.4cm。试求连接部位能承受的外力F的最大值(施焊时加引弧板)图牛腿连接示意图解：V0.707T,N0.707TM0.707200T141.4T(Nmm)V0.707TlAw25.4 102125 N 2 mm12525.410%.7074.49105(N)(2)Aw5.370.707Tl32 0.95 102125Nmm2_ 5105N)0.707T2A141.4T2W215Nmm20.707(267.12 10141.43692.2 10

41、)丁2215N mm 一 _ 5T26.94 10 (N)(3)折算应力(在顶部中点亦可)0.707T31267.12 102141.4T3692.2 103160 26.51600.000276T30.7071225.4 100.000278T30.707 2 T30.000233T3)30.4 10123 12.0.0002762 3 0.0002782T30.000555T31.1 f：1.1 215得.T3426.1(KN)(或0.000488T31.1fT3484.3KN)由Ti、T2、T3中取最小值，得T=426.1(KN)8.3、有一支托角钢，两边用角焊缝与柱连接（如图）。N40

42、0KN,钢材为Q345钢，焊图支托连接示意图N10w2条为E50型，手工焊，ff 200N/mm。试确定焊缝厚度。解：lw200Af2002hf0.7280hf22Wfhf0.72009333.3hf6mm5nM104104KNmV4105Nf业4106428.6Wf9333.3hfhf5fV-4101428.6f1.22Af280hfhf, 428.6 x2 /1428.62.(1.22hf)( hf )hf 7.4mm1471.2hf200取 hf 8mm8.5、 如图所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值ff160N/mmT350kN验算焊

43、缝的受力。图 牛腿角焊缝示意图解：焊缝所受内力为：W523516mm349.49kN m_ _ _ _ 748.245 10 mmN247.45kN,V247.45kN,M焊缝有效厚度：820.711.2mm1_3_3I(114315.2102.8292.8)12_2A211411.2292.811.25833mm上翼缘最外侧焊缝:247450 49490000583352351642.42 94.53 136.95Nmm2上翼缘与腹板交界处:247450N583394.53 292.842.42 N mm315.2287.8117175.45Nmm2折算应力:zsNM1.222130.71N

44、mm2ftw160Nmm2牛腿角焊缝满足要求。5m拼接处的角焊缝。钢材为 Q345钢，焊8.6、 计算如图所示的工字形截面焊接梁在距支座条为E50型，ffw200N/mm2f200kNo问：(1)腹板拼接处是否满足要求?(2)确定翼缘rz图简支梁拼接示意图解：VA 200KN,R600 KNMa 600 5200KN m200 3 2200设腹板受弯、剪,1 .分配弯矩，按腹板刚度与整体刚度之比:腹板:Mw Ma131.2 142312Ma1233(45 14643.8 142 )286329 .M A 12195090.235M A5165KNm(2)翼缘：Mf2200516-51683.5

45、KNm2 .强度计算：(1)翼缘强度计算:1683.5103Nm2003 .46m(24024001.22)0.7h、几hf设f10mm1701.7即hf200,得：mm8.5,取hfmm10（2）腹板连接强度也可直接略去中间段竖焊缝，按下面方法计算:Xq16280.781216280.7248080.732.6mm1fy2_3_2一0.78162321620.7848.421248080.732.62（两侧有板）115.2 N 2 mm543.9106650一一一921.53510Vfy由V引起：Vlwhe3200103200102(1622480)0.78900522.2Nmm2小金）21

46、15.22.Mm2200%m2,满足强度要求。8.7、 验算如图所示桁架节点焊缝“A”是否满足要求，确定焊缝“B”、“C”的长度。已知焊缝A的角焊缝hf10mm,焊缝B、C的角焊缝hf6mm。钢材为Q235B钢。焊条用E43w型，手工焊，ff2160N/mm2。在不利组合下杆件力为N1 150kNN2 489.41kNN3 230kN N4 14.1kN N5 250kN图桁架受力示意图(1)焊缝A的受力:Vx489.41 150 339.41KNm _ _ _ KN mM 339.41 0.22576.3672Af 10 0.7 580 2 812023Wf- 10 0.7 5802 784

47、933676.367106一 一一 一 57.8493 10339.41 10397.29 N/812041.80.(97.29)2 41.802 ,1.2290(2)确定焊缝" 等边角钢双面焊。B”、“C的长度:焊缝B：肢背0.7%背=0.7 2300.7 6 160 210mmh12= 132_30.323010mmcc%尖=H2=640.30.761602_3I0.725010mmlC背=+12=1430.761602lC0.32501032=68mm0.7616028.9、 下图所示为一梁柱连接，M100kNm,V600kN。钢材为Q235C钢。剪力Vw2由支托承受，焊条用 E43型,角焊缝的强度设计值ff160N/mm,端板厚14mm,支托厚20mm。(1)求角焊缝“ A”的hfOb2ft 170N /mmo(2)弯