鋼結(jié)構(gòu)第四版戴國欣作業(yè)解答-第三章

1、精品3.1 N 1000kN （設計值）、Q235B、E43焊條，設計連接，手工焊圖3. 80 習題3. 1welcome解：（一）米用兩面?zhèn)?笈肢背焊逢：hf1.2tmin 12mm1 _max5.2mm - hf110mmhf i1.5 持 t max肢尖焊縫hfmax t (12)hf i 1.5'jt max焊縫長度顯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）采用三面圍焊按構(gòu)造要求，取端焊縫焊腳為hf3 8mm ,其它不變。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所有焊縫滿足8hf lw 60h f的要求。3.2Q235B , E43焊條，手工焊，U300mm求最大設計荷li108(A仁10US&Jf? 3 S1 習 n 2 陽解：(1 )按構(gòu)造要求確定焊腳尺寸 hf 10 (1 2) 8 9mmmax-hf 8mm【12卜I, 15.611紹 11=x 44.1he 5.6mmhf1.5J12 5.2mm1 min(2)焊縫計算裁面的幾何性質(zhì)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 )求最大設計荷載扭轉(zhuǎn)：T (300205 41.3)F0.464 F (kN m);剪力:V F危險點的應力分量：(A點)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)駐算牛腿強度危險裁面：柱翼邊緣M 0.3F,V Fmax0.3

5、 234.5 10 6310 500 3168.8 N/mm 2215N/mmV甜 5103max 1 .51.5500 10ht故牛腿強度足夠，富余合適。70.3N/mm 2fv 125N/mm 23.3Q235B, E43焊條，手工焊，設計牛腿與柱的連接焊縫。F -98kK設計伍)3.82 習 E 3. 3 圖解：(一)設計焊縫(1 )焊縫截面的內(nèi)力V F 98kN , M 98 0.12 11.8kN m(2)按構(gòu)造要求確定焊腳尺寸設柱翼板厚為20mm ,而牛腿板厚12mmhfax1.2tmin 1.2 12 14.4mmhf iin1 5 tmax15 206.7mmhf 8mm(3)

6、焊縫計算截面的幾何性質(zhì)134134 2068 122 1892 2 186.4 2 y 136.0mm134 2 12 192 2 5.6 2(與he關(guān)系不大)Ix 5.6134 (56 12642.8)2128 (562 212.8)22(±3313(56 5.6) 3 ± 1363)315.7 10 mm (近似與he成正比)(4)驗算焊縫強度偏于保守計算，認為腿板焊縫承受全部剪力,且剪應力均布，故危險點為maxMyA11.8 106 136Ix15.7 106102.2MPaf w 1.22 160 195N/mm 2盞忌 45.6MPa(一 )2f2102.2、 1

7、.545.62 95.1MPafw 160MPa（滿足，張度富裕顯 多）（二）設計翼緣焊縫1 ）求截面幾何性 質(zhì)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而按構(gòu)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 66.62003.4三級對接焊縫，求 F解1設翼緣焊縫和腹板均采用引弧板施焊(1 )求計算截面的幾何性質(zhì)-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)求許可F33127 10 mmM 0.12F , V Fa 占：:MyA:maxlxFi 241.6kN0.12F 10 6 145.319.6 1060.890F r 215U!C點:max VS 二H 1： ； 0.540FIxt19.6 10 12癡125ftw 185F2 231.5kND 點：max 0.89F A666 0.408F145.4F3 451.2kNB點： 0.89F0.334F145.40.540 F §0.464F93 20.871F1.1ftw204A點為危險點0.890F3F 100.417

10、FF4234kN故取F 230kN注：假設腹板焊縫承受全部剪力，且剪應力均勻分布，則12 2001.146F1.1 fcw 1.1 215 237F 206.4kN (明顯保守)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點:cmax60.12 F 10144.215.4 10 6 cw1.12F

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

12、374kN,Q235三級焊縫，驗算：解設采用引弧板(1)截面幾何性質(zhì)1 (280 12102827231000 )942.68 10 mmSi 280 145071.99106mm3Si 5008 2502.99 10 6mm3(2)驗算A點:My maxmax1122 10 6 51492.68 10215.2MPa215MPaB點:500215.2209.3MPaC點: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且超過5%52

13、.2MPa125MPa精品I nx7839welcome3.6 F 100kN , e 30cm。試設計粗制螺栓連接。解:M20粗制螺栓，d 20mm,do 22mm1?按構(gòu)造要求布置螺栓端距2do 44mm邊距1.5d o 33mm中距3d。65mm用10個螺栓，按圖示布置。2 ?單個螺栓的承載力設計值Nbdf 彳 3.14 202rkfv 1140 43.94103N4rn門=104Nbd tfcb20 10 305 61Nmin 43.94kN3103N3. 81習題玉2圖3 ?驗算螺栓抗剪強度危險螺栓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 ?驗算牛腿板強度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（滿 足）3.7設計角鋼與連接板的螺栓連接豎向連接板與柱翼板的螺栓連接解：（一）角鋼與連接板的螺栓連接取M20粗制螺栓，d 20mm ,d。22mm單個螺栓的抗剪承載力設計值-bNvNbcd2 _ b nvfv4d tfcb2140202 388 103N14305385.4 10 Nb上述計算合理。（二）豎向連接板與柱翼的螺栓連55welcome8090-0 - -n - Q

16、- -90接有承托f螺栓受拉取M20 （統(tǒng)一）bAeftb 245 17041.7kNNtNx 175b5.94,取 n=6Nt 41.7803.8摩擦型連接，無承托設計 解：（一）角鋼與連接板的連接 表面噴砂,0.45取 M20, 10.9 級螺栓，P=155kNN:0.9nf P 0.9 2 0.45 155N 350 n b人N» 1252.79 個125kN取n=3,布置間距與上題相同。SlkOOXSOXH械it謝（二）豎板與柱翼的連接 d1 d2170軸心力作用，各螺栓所受剪力和拉力均為Nt Nv承載力設計值（單個螺栓）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級螺栓，P=155kN代入n2082 P),表面噴砂,0.45m 5.99; n 2 2.0故取n=6,螺栓布置與3.7相同。 d1150mm, d 2190mm螺栓及其布置與相同，表面工藝也不變只需驗算豎板與柱翼的摩擦型高強度螺栓的強度螺栓群截面承受拉力N最大受力螺栓為最上排螺 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高強螺栓（10.9 級）摩擦連接,Q235B解：（1 ）角鋼與牛腿板的連接，螺栓受剪作用設螺栓數(shù)目n 5, d24mm中距80 mm 3d線距e 55mmT Fe 370 0.14553.7kN mF 370kN32Ty153.7 10 134.3kNyi 2(80160 )N1 yN1PV 370n 5 (N x)2190kN,Nb0.