钢结构设计原理作业答案教案.doc

钢结构设计原理作业答案 3-1.图3－71所示两板件，宽200mm，厚10mm,承受轴拉力静载设计值N=550kN，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，试设计： 用对接焊缝（直缝或斜缝）连接，采用引弧施焊。 用双盖板拼接，采用角焊缝三面围焊（要求确定拼接板尺寸及焊角尺寸）。 解： （1）.设焊缝质量为三级，则查表1－4得?wt=185N/mm2,当采用直缝时LW=300mm. 焊缝正应力 故强度满足要求可行。 （2）.为保证施焊需要，取盖板宽b=B-2X20=300-40=260 mm. 按盖板与构件等强度原则，计算盖板厚度为 按构造要求确定焊角高hf为 hfmin=1.5=1.5=4.74mm ,取hf=6mm 取盖板截面为2606mm2,则端缝承载力为 查表1－4得wt=160 N/mm2 则 接缝一侧一条焊缝需要长度 取LW=60mm.则盖板全长为： 3-3．图3-73所示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准，试验算拼接焊缝强度。（提示：剪力V可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即） 解：查得，， 计算焊缝截面特征值 验算正应力 满足 验算剪应力 满足 验算折算应力 满足要求 3-4．图3-74所示一柱间支撑与柱的连接节点，支撑杆承受轴拉力设计值，用2L80×6角钢做成，钢材均为Q235钢，焊条为E43型，手工焊。 支撑与节点板采用角焊缝相连，焊脚尺寸见图，试确定焊缝长度。 节点板与端板用两条角焊缝相连，试演算该连接焊缝强度。 解：查附表1-4得 采用两边围焊，肢背、肢尖的受力为 据题设焊脚高度为 ， 计算肢背、肢尖所需焊缝长度为 构件端部按要求做成2绕角焊，故不再加5mm N分解为水平拉力、竖向剪力 计算焊缝强度： 验算和应力 （满足） 3－5.试验算图3－75所示双板牛腿与柱的焊缝连接强度。已知牛腿承受静力集中荷载设计值F=200kN，钢材为16Mn,焊条为E50,手工焊，焊角尺寸hf=10mm。 解： 由副表1－4查得 采用三面焊缝连接，焊缝受剪力、扭矩共同作用，焊缝计算截面的重心位置和截面特征值。 验算角焊缝强度V＝F＝ A处应力为 A点合应力 所以强度满足要求。 3-6.若将习题3－1（2）的双盖板连接改用M20普通C级螺栓连接，试确定连接螺栓的数目及排列形式，验算板件净截面强度。 解： 螺栓直径d=20mm，孔径d0=21.5mm. 查附表1－6，， （1）.单个螺栓承载力计算（设计值） 取最小值 (2).求连接缝一侧所需螺栓数目 采用并列排列.如图 （3）.验算板件净截面强度 主板净截面积 拼接板净面积： 因为 所以主板合格 拼接板 合格 3-7.将习题3－5双板牛腿与柱的连接改为M20的普通C级螺栓相连。试设计该连接。 解： 由附表1－6 螺栓计算： 螺栓直径d=20mm,孔径d0=21.5mm 单个螺栓设计承载力计算 取较小者 螺栓共用24个，一面12个，尺寸及布置如图 受力最大的“1”号柱承担的剪力为 合剪力为 3-8．图3-74中节点板端板与翼缘用M22普通C级螺栓相连，螺栓排列如图示。 当端板下端支于承托时，竖向剪力由承托承担，试验算连接螺栓的承拉强度。 当端板下端不设承托时，试验算该连接螺栓是否满足要求？ 解：由附表1-6查得：、、 N分解为水平拉力、竖向剪力 计算单个螺栓抗拉承载力设计值 一个螺栓承担的拉力 （满足） 计算单个螺栓抗剪载力设计值 承压承载力设计值 一个螺栓承担的剪力 连接强度验算 （满足） 3－9.若将习题3－3中工字型梁腹板拼接改用双拼接板，摩擦型高强螺栓连接，螺栓采用10.9级，M22，接触面经喷砂处理，螺栓排列见图3－76，试验算该连接强度。 解： 查表3－8和表3－9，得：p=190Kn, 单个螺栓抗剪承载力设计值为： 受力最大得“1”螺栓承受得剪力为： 强度满足要求。 3－10.图3－77所示T型牛腿，承受静载集中力设计值F