鋼結構課作業(yè)答案

1、CBA1圖3.102 習題62001030010200F-12P102GT3-6：試驗算圖3.102中牛腿與柱連接的對接焊縫的強度。靜力荷載設計值F=180kN。鋼材用Q235-B，焊條E43型，手工焊，無引弧板，焊縫質量三級（假定剪力全部由腹板上的焊縫承受。ftw=185N/mm2 , fcw=215N/mm2, fvw=125N/mm2）解：一、分析：該連接為對接焊縫連接受偏心力F的作用，將F向焊縫群的形心簡化，則焊縫受V和M的作用。其中VF=180kN，MFe180×200=36×103kN.mm。按全截面受剪計算。危險截面在A點、1點和C點處。（注意：此時，B點只承

2、受壓應力，對接焊縫受壓可不計算。）1801029010有效截面M作用y1y2全截面受剪時僅腹板受剪時二、焊縫有效截面的幾何特征1.形心：12.慣性矩：3.面積矩：或者：三、強度驗算所以，連接滿足強度要求。P103GT3-8 如圖3.104所示中2L100×80×10（長肢相并）通過14mm厚的連接板和20mm厚的端板連接于柱的翼緣，鋼材Q235-B，焊條E43型，使用引弧板，所承受的靜力荷載設計值N=500kN。確定角鋼與連接板之間的焊腳尺寸。取d1=d2=170mm，確定連接板和端板之間的焊腳尺寸。改取d1=150mm，d2=190mm，驗算上面確定的焊腳尺寸是否滿足要求

3、？解：1.確定角鋼與連接板之間的焊腳尺寸1）分析：該連接為角鋼與節(jié)點板的連接受軸心力作用。采用兩面?zhèn)群?。圖3.10445°F=500kN(設計值)翼緣板t=20承托板連接板t=14豎向連接板t=202100×80×10d1d22）選hf（由構造） 3）求肢背焊縫、肢尖焊縫分擔的力4）確定焊縫的長度（由強度條件）； 檢驗： 且lw1>b=100mm 且lw2>b=100mm那么，焊縫的實際長度（題設使用引弧板，但實際工程中無法用） 取l1=220mm，或者225mm 取l2=125mm，或者130mm.2.d1=d2=170mm時，確定連接板和端板間的焊

4、腳尺寸1）分析：該鏈接為角焊縫連接受斜向力的作用，2）由強度條件確定hf 注意：在以上的求解中，近似?。ù颂幇礋o引弧板考慮）。3）由構造要求確定hf由上述知：取hf=7mm。同時lw=340-2×7=326mm<60hf=60×7=420mm，所以選取hf=7mm滿足要求。3.當d1=150mm，d2=190mm時1）分析：該連接為角焊縫連接受偏心力作用，將力F向焊縫的形心O等效，則焊縫受N、V和M的共同作用。A144.93264.9150190eOVN450F=500kNAB其中：NV=Fcos45°500×0.707353.6kNM=Ne=35

5、3.6×20=7072kN.mm。最不利點為A點。lw=340-2×7=326mm<60hf=60×7=420mm，所以，焊縫全部長度有效。 2)強度驗算3.9<5%連接是安全的。F150121280A150200BCP103GT3-9如圖3.105所示牛腿與柱用角焊縫連接。鋼材為Q235，焊條E43型，手工焊。焊腳尺寸hf=8mm，偏心距e=150mm，試求此鏈接所能承受的荷載F的設計值。解：一、分析：該連接為角焊縫的T型連接，受偏心力F的作用。將F向焊縫、的形心等效，則、受V和M的共同作用。其中：V=F，M=Fe=150F. 最不利點在焊縫的C點二

6、、焊縫有效截面的幾何特征.形心1925.65.65.6yx134y212125.6y1VMff0 三、由強度條件確定F最不利點為C點N1M120082×61804.24.212焊縫的受力情況連接所能承受的最大偏心力設計值F=145.45kNP105F150751301003452010習題12 圖3.108aVNyOx GT3-12解：一、分析：該連接為普通螺栓受剪連接受偏心力作用，將偏心力F向栓群的形心等效，則栓群受剪力V和扭矩T的共同作用。其中：VF.cosa35×3/5=21kN，N=F.sina35×4/5=28kNTNe1Ve228（7575）21(13

7、050）7980（kN.mm）。1號螺栓為最不利受力螺栓。 二、一個螺栓的承載力設計值3412150751301002010yOVNxT三、強度驗算 V的作用： N的作用： T的作用：(a)45°F=500kN(設計值)翼緣板t=20連接板t=14豎向連接板t=202100×80×10d1d2所以，連接滿足要求。P105 GT315已知：鋼材Q235-B。8.8S級M22高強度螺栓摩擦型連接（板件接觸面噴砂后涂無機富鋅漆）。計算：（1）角鋼與連接板的螺栓連接。 (2)豎向連接板與柱的翼緣板的螺栓連接（d1=150mm,d2=190mm）。解：一、設計角鋼與連接板的

8、連接（一）、分析：該連接為角鋼與鋼板的高強度螺栓摩擦型受剪連接受軸心力作用。取d024mm。由P72表3.8知，100×80×10的角鋼上，螺栓只能單行排列(見圖b)。（二）、單個螺栓的承載力設計值4555(b)100（三）、求需要的螺栓的數(shù)目500kN（c）10055455×803205050（四、）布置螺栓（注意：螺栓的邊距、端距和中距及線距的要求）布置螺栓如圖(c)（五）、驗算1.螺栓承載力則：故螺栓滿足承載力要求。2.凈截面驗算（僅對角鋼計算，因為連接板的寬度尺寸未給）A0=17.2cm2(一個角鋼的橫截面積)An=2（A0-d0t）=2×（17

9、.22.4×1.0）=29.6cm2所以，連接滿足要求（a）yV翼緣板t=20豎向連接板t=20d1d2F=500kN連接板t=14N45°xe二、豎向連接板與柱的翼緣板的連接(M22，8.8S級)（考慮d1=150mm，d2=190mm）一、分析：該連接為摩擦型連接高強度螺栓受偏心力F作用，將力F向水平方向和豎直方向分解（如圖a）。則螺栓受N、V和M的共同作用，該連接為拉剪螺栓連接。其中：N=V=Fcos450=500×0.7071353.6kNM=Ne=353.6×207072kN.mm二、螺栓排列時的構造要求（取d024mm）2、邊距：lmax 4

10、d0=4×24=96mm 8t=8×20=160mmlmin 1.5d0=1.5×24=36mm1、中距l(xiāng)max 8d0=8×24=192mm 12t=12×20=240mmlmin 3d0=3×24=72mm3、端距：lmax 4d0=4×24=96mm 8t=8×20=160mmlmin 2d0=2×24=48mmy50506014506015012050 120190xo(b)3146三、布置螺栓初選6個8.8S級M22高強度螺栓，螺栓排列如圖（b）所示，最不利螺栓為1號和6號螺栓。四、一個螺栓的設

11、計承載力五、強度驗算y40804014506015012050 120190xO(c)8060所以，連接不滿足強度要求由計算結果知，當改用8個M22，8.8S級摩擦型高強度螺栓時，連接仍不能滿足要求。但題目給出的豎向尺寸每側只能布置4個螺栓。但橫向尺寸并未限制，所以每側可以考慮布置兩排6個螺栓，共12個螺栓（如圖c所示）。所以，這樣布置的螺栓滿足要求。圖3.1112005516F2050504×80P105GT3.16圖3.111的牛腿用2100×20由大角鋼截得）及M22、10.9S級摩擦型連接高強度螺栓和柱相連，偏心力設計值F=370kN，構件鋼材Q235B，接觸面噴砂

12、處理，試確定連接角鋼兩肢上的螺栓數(shù)目。(改)解：螺栓布置如圖一、分析：連于牛腿上的螺栓和連于翼緣上的螺栓受力不同。下面分別進行分析。 1.將F向連于牛腿上的栓群的形心等效，則該部分螺栓受剪力V和扭矩T的共同作用（為受剪螺栓連接受偏心力作用），其中：VF370kN，TFe1=370×(20055)53650（kN.mm） 2.將F向連于柱翼緣上的栓群的形心等效，則該部分螺栓受剪力V和彎矩M的共同作用（為拉剪螺栓連接），其中：VF370kN，MFe=370×20074000（kN.mm） 二、螺栓受力1.連于牛腿上的栓群：（最上和最下排螺栓受力最不利） e1eF2.連于柱翼緣上的栓群（最上排螺栓受力最不利） 三、單個螺栓的承載力設計值1. 連于牛腿上的螺栓