钢结构-武汉理工大学出版社-课后习题答案.doc
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1、钢结构课后习题答案(仅供参考)第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN(设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。解:(1)三面围焊 确定焊脚尺寸:, , 内力分配:焊缝长度计算:,则实际焊缝长度为 ,取310mm。,则实际焊缝长度为 ,取120mm。(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取, 内力分配:, 焊缝长度计算:,则实际焊缝长度为:,取390mm。,则实际焊缝长度为:,取260mm。3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊,角焊缝焊脚尺寸,
2、。 焊脚尺寸:焊缝截面的形心:则(1)内力分析:V=F, (2)焊缝截面参数计算: (3)应力计算T引起的应力:V引起的应力:(4)3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝、。钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊。(1)内力分析:V=F=98KN, (2)焊缝截面参数计算:取焊缝截面的形心: (3)应力计算M引起的应力:V引起的应力:(4)3.4 习题3.3的连接中,如将焊缝及焊缝改为对接焊缝(按三级质量标准检验),试求该连接的最大荷载。(1)内力分析:V=F, (2)焊缝截面参数计算:(3)应力计算M引起的应力:V引起的应力:(4)3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊
3、缝(图3.83),拼接处作用有弯矩,剪力V=374KN,钢材为Q235B钢,焊条用E43型,半自动焊,三级检验标准,试验算该焊缝的强度。(1)内力分析:V=374KN, (2)焊缝截面参数计算: (3)应力计算腹板和翼缘交接处:折算应力: 不满足3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接,F=100KN(设计值),。(1)内力分析:V=100KN, ,(2)参数计算:单个螺栓抗剪承载力(M22), (3)内力计算T引起的应力:V引起的应力:(4)3.7 试设计如图3.84所示:构件钢材为Q235B,螺栓为粗制螺栓。角钢与连接板的螺栓连接;竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。竖向连接板与柱的翼缘板的螺
4、栓连接。,。角钢与连接板的螺栓连接;单个螺栓抗剪承载力(M20) 螺栓个数 个,取5个螺栓,按规范规定间距排列(图省略)。竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。内力分析 ,由支托承担。单个螺栓抗拉承载力(M20,)螺栓个数 个,取6个螺栓,排2排,按规范规定间距排列(图省略)。竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。,。,由支托承担。3.8 按摩擦型连接高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接(取消承托板),且分别考虑:;,。螺栓强度级别及接触面处理方式自选。Q235钢,喷砂处理,M20,8.8级,P=125KN,=0.45, , 一个螺栓承担的拉力, , 一个螺栓的最大拉力 第四章 轴心受力构件4.1
5、验算由2组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN,只承受静力作用,计算长度为3m。杆端有一排直径为20mm的孔眼(图4.37),钢材为Q235钢。如截面尺寸不够,应改用什么角钢?注:计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。解:(1)强度 查表得 的面积A=6.14cm2 , , N=270KN,强度不满足,所需净截面面积为,所需截面积为,选,面积A=7.29cm2(2)长细比 4.2 一块-的钢板用两块拼接板-进行拼接。螺栓孔径为22mm,排列如图4.38所示。钢板轴心受拉,N=1350KN(设计值)。钢材为Q235钢,解答下列问题;(1)钢板1-1截面的强度够否?(2
6、)是否需要验算2-2截面的强度?假定N力在13个螺栓中平均分配,2-2截面应如何验算?(3)拼接板的强度够否? 解:(1)钢板1-1截面强度验算:, N=1350KN,强度满足。(2)钢板2-2截面强度验算:(a),种情况,(a)是最危险的。, N=1350KN,但不超过5%,强度满足。对应图(d)的验算:,强度满足。(3)拼接板的强度够否?因为拼接板厚度,所以不必验算拼接板。4.3 验算图4.39所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。螺栓直径20mm,孔径22mm,钢材为Q235AF,承受轴心拉力N=600KN(设计值)。解:(1)净截面验算:,强度满足。(2)全截面验算,强度满足。4
7、.4 一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件,长9m,截面由2组成的肢尖向下的T形截面,问是否能承受设计值为870KN的轴心力?解:(1)强度验算查表得 的面积A=13.94cm2 ,但不超过5%,强度满足。(2)刚度验算4.5 某车间工作平台柱高2.6m,按两端铰接的轴心受压柱考虑。如果柱采用I16(16号热轧工字钢),试经过计算解答:(1)钢材采用Q235钢时,设计承载力为多少?(2)改用Q345钢时,设计承载力是否显著提高?(3)如果轴心压力为330KN(设计值),I16能否满足要求?如不满足,从构造上采取什么措施就能满足要求?解:(1)钢材采用Q235钢时,设计承载力为多少?
8、查表得I16的面积A=26.1cm2 ,a类截面,查表得,b类截面,查表得。(2)改用Q345钢时,设计承载力是否显著提高?,a类截面,按查表得,b类截面,按查表得,承载力无太明显的提高。(3)如果轴心压力为330KN(设计值),I16能否满足要求?如不满足,从构造上采取什么措施就能满足要求?8距uuuuuuuuuuuujuu因为,所以整体稳定不满足。在侧向加一支撑,重新计算。,b类截面,查表得,整体稳定满足。4.6 设某工业平台柱承受轴心压力5000KN(设计值),柱高8m,两端铰接。要求设计一H型钢或焊接工字形截面柱。解:H型钢柱(1)初选截面设(b类)则, 选,其面积,(2)验算,b类截
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