鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)答案

1、3.3試設(shè)計(jì)如圖3-93所示雙角鋼和節(jié)點(diǎn)板間的角焊縫連接，角鋼截面為2L90父8,節(jié)點(diǎn)板厚10mm。鋼材為Q235,焊條E43型，手工焊，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=320kN。（1）采用兩側(cè)焊縫，確定所需焊腳尺寸及焊縫長度；（2）采用三面圍焊，確定所需焊腳尺寸及焊縫長度；（3）采用L型焊縫,確定所需焊腳尺寸及焊縫長度。N10解：查表，Q235鋼材，E43焊條，ffw=160N/mm（1）采用兩側(cè)焊縫按構(gòu)造要求確定焊腳尺寸hfmin=15t=15而=4.7mm肢尖焊腳尺寸hfmax=8（12）=67mm。肢背焊腳尺寸hfmax=1.2t=1.2M8=9.6mm。取hf=6mm,肢背、肢尖焊縫受力N二

2、kN二0.7320=224kNN2=k2N=0.3320=96kN肢背、肢尖所需焊縫計(jì)算長度N22410lw1=166.7mm：60hf=606=360mm實(shí)際焊縫長度2hUf20.76160l1=lw1+2hf=166.7+2M6=178.7mm,取180mmw2N2w2hUf396 102 0.7 6 160= 71.4mm>8hf =8 6 = 48mm實(shí)際焊縫長度l2=lw2+2hf=71.4+2M6=83.4mm,取90mm(2)采用三面圍焊焊腳尺寸同兩側(cè)焊縫，取hf-6mm求端焊縫承載力N3=hjlw3fffw=0.762901.22160=147.57kN3eVV3此時(shí)肢背

3、、肢尖焊縫受力N147.575N1=k1N3=0.7320=150.22kN22N2=N-N1-N2=320-150.22-147.57=22.21kN則肢背、肢尖所需焊縫計(jì)算長度為w1N12heffw150.22 1032 0.7 6 160-111.8mm :二 60hf-60 6= 360mm實(shí)際焊縫長度 11 =lw1 +hf =111.8+6=117.8mm ,取 120mmw2N22heffw22.21 1032 0.7 6 160=16.5mm ： 8hf=8 6 = 48mm實(shí)際焊縫長度12=50mm肢端的實(shí)際焊縫長度13=鼠=90mm(3)采用L形角焊縫由力的平衡N3=2k2

4、N=20.3320=192kNN1-N-N3=320-192128kN,N3192103hf3-2限£：20.7(90-hf3)160得到hf3_8.6mm又hf3=8.6mm>t=8mm固不可用L形圍焊。3.4試設(shè)方f圖3-97所示牛腿與柱的連接角焊縫的焊腳尺寸hf。鋼材為Q235AF,焊條為E43型,牛腿承受靜荷載設(shè)計(jì)值V=250kN。解：查表，Q235鋼材，E43焊條，ffw=160N/mm角焊縫所受外力設(shè)計(jì)值彎矩M=Fe=2500.2=50kNm剪力V=F=250KN試算法(1)假設(shè)hf=10mm,則焊縫的幾何特性：y。2932933 +150 父(20+35)* 2=

5、104.3mmIx293 2+60.5 2+15010.433 2 0.7 1+1 (29.3 -10.43)3 2 0.7 1+2 6.05 0.7 1 10.432 3一_.2+150.7112.78=6301.5mm50 x (293.104.3)x106，一-一，2= 149.7N/mm46301.5104250103_2=60.9N/mm149.7(滿足要求2_2221.22) 0.7 29.3 1060.92=137N/mm2<160N/mm2(2)假設(shè)hf=8mm,則焊縫的幾何特性：294.42+150父(20+2.8)彳，y0=104.4mm294.4+622+15013

6、132Ix10.44320.70.8+-(29.44-10.44)320.70.8+26.20.70.810.44233+150.70.812.722=5114.3mm-f=50M(294.4-104.4)叼0_45144.3102501036-=187.75N/mm2f=220.70.829.441022=75.8N/mm不滿足要求。膏+7.=170.1N/mm2>160N/mm23.6設(shè)計(jì)圖示雙蓋板的拼接節(jié)點(diǎn)，采用C級(jí)普通螺栓M24連接，孔徑d0=25.5mm,材料為Q235AF鋼，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=1350kN。04I O 04O。令令令令令令令令令令令052>63II力

7、令令令> > > > >令令魯解：由附表5查得fv=140N/mm,fc=305N/mm(1)螺栓排列邊距1.5d0=30.25mm父40mm<4d0=102mm,滿足2d0=51mm<50mm<4d0=102mm,基本滿足。中心距3d0=60.5mm<80mm<8d0=102mm,滿足。(2)螺栓計(jì)算一個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為.22b二d.b二24Nv=nvfv=2140=126.60kN44一個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值為N：=d"tfcb=2420305=146.40kNccNmmin=126.60kN單個(gè)螺栓承載力：N

8、1350b一=112.5kN二Nmmin=126.60kN1212滿足強(qiáng)度要求(3)構(gòu)件凈截面強(qiáng)度計(jì)算兩個(gè)蓋板面積之和與中心板件相同，又中心板件厚度t=20mm>16mm,ft=205N/mm2,構(gòu)件構(gòu)件凈截面強(qiáng)度計(jì)算以中心板件為準(zhǔn)。將中心板件沿中線展開，中心板件的截面面積為80cm2o中心板件截面1的凈面積為._2An1=An1d0t=80-32.552=64.70cmN1An11350 103一 一 一264.70 102= 208.66N/mm2 f =205N/mm2中心板件截面2的凈面積為.一_一2An2=An2d0t=80-52.552=54.50cmN21350。75 10

9、354.50 102= 185.78N/mm2 二 f =205N/mm2中心板件截面3的凈面積為.，_2An3二A113dot=80一42.552=59.60cm13= 75.50N/mm 2 :二 f =205N/mm 213501059.60 1023凈截面強(qiáng)度基本滿足要求。3.9題設(shè)同3.6,采用8.8級(jí)的M16高強(qiáng)度螺栓，連接處構(gòu)件接觸面經(jīng)噴砂處理，試分別采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型和承壓型設(shè)計(jì)此連接。40 4令令令令令令令研 2>80 %，1 02一Ml I |0 五 1 012 3e。令令令解：(1)采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接一個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值Nb=0.9nfP=0.920.4

10、580=64.8kN連接一側(cè)所需螺栓數(shù)為NbNv135064.8=21個(gè)不?兩足要求。(2)采用高強(qiáng)度螺栓承壓型連接一個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值.22b二da_b二16N：5v-fvb2250=100.48kN44No=d'tf；=1620470=150.40kNNtin=100.48kN連接一側(cè)所需螺栓數(shù)為NN bmin1350100.48=14個(gè)不?兩足要求。與題3.6比較，在相同螺栓個(gè)數(shù)情況下，用較大直徑的普通螺栓連接還可基本滿足要求，用較小直徑的高強(qiáng)螺栓反而不能滿足要求，即在進(jìn)行螺栓連接設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇合適的螺栓種類。3.11如圖所示為牛腿與柱翼緣板的連接，豎向力

11、V的作用點(diǎn)距柱翼緣表面距離e=200mm,鋼材為Q235,采用8.8級(jí)高級(jí)螺栓M20,布置如圖下圖所示，接觸面噴砂后生赤銹，試分別按摩擦型和承壓型連接計(jì)算牛腿所能承受的豎向力V設(shè)計(jì)值。解：（1）采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接螺栓群承受剪力V,彎矩M=Ve=0.2V一個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值Nb=0.8P=0.8125=100kNNb=0.9nfP=0.910.45125=50.625kN采用10個(gè)螺栓，布置如圖所示。在彎矩作用下，受拉力最大螺栓所承擔(dān)的拉力為Nt0.2V 103 1402 2 (1402 702)=0.285V剪力由螺栓平均分擔(dān)，每個(gè)螺栓承受的剪力為Nv=V/10受力最大螺栓應(yīng)滿足NvNtV/100.285V/b丁='<1N：Ntb50.625100解得：V<207.46kN,取V=207kN(2)采用高強(qiáng)度螺栓承壓型連接采用10個(gè)螺栓，布置如圖所示一個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值Nbv=nv二 d2fvb =1二 202250 =78.54kNNbNtbw bft二 17.652400 = 97.87kN=d%tfcb=2010470=94kN在彎矩作用下，受拉力最大螺栓所承擔(dān)的拉力為Nt=0.285V : Nb=97.87kN0.