作业参考答案-20101109

1第3次作业参考答案1.【习题4.1】P.99【解】焊缝质量为三级的对接焊缝，其抗拉强度设计值为（暂设所需钢板厚度t≤16mm）w22t185N/mm215N/mmff==，因此钢板厚度将由所需焊缝厚度控制。荷载设计值GGkQQk31523151.21.4420kN33NNNgg´=+=??焊缝有效截面面积22(2002)2002mmAtttt=-=-按对接焊缝的抗拉强度要求wtNfA≤s=即32242010185100113502002tttt≤´?+=-解得：13.05mm,14mmtt采用=该钢板接头的平面图如图4.1示。14×200图4.1习题4.1图2.【补充问答题】确定焊缝的质量等级主要需考虑哪些因素？举例说明；【答】见教材《钢结构-原理与设计》P.91-92。3.【复习思考题4.7】P.98【答】（1）焊接残余应力产生条件：存在不均匀的温度场，有约束，升温时进入热塑性状态。（2）影响残余应力大小及其分布的因素:母材本身性质，包括厚度，所处应力状态等；焊接时不均匀温度大小；构件约束大小；施焊顺序等。4.【习题4.4】P.992【解】1.钢材和角焊缝的强度设计值规范GB50017-2003规定，单面连接的单角钢按轴心受力计算强度和连接时，其钢材和角焊缝的强度设计值应取：Q235钢（厚度t≤16mm）：20.85215182.75N/mmf=?角焊缝（Q235钢、E43型焊条）：w2f0.85160136N/mmf=?式中0.85是考虑单角钢与钢板单面连接产生偏心影响而引进的强度设计值折减系数。2.轴心拉力N的设计值GGkQQk1.2(0.1180)1.4(0.9180)248.4kNNNNgg=+=创+创=杆件（1∠90×8）的截面积：A=13.944cm2杆件截面上的拉应力3222248.410178.1N/mm182.75N/mm13.94410NfAs´===´，可3.侧面角焊缝计算（1）钢背部内力：10.7248.4173.88kNNNa==?（取值见教材P.72表4.3）焊脚尺寸的构造要求：f,minf,max1.5104.74mm1.289.6mmhhìï=ïïíï=?ïïî取角钢背部焊脚尺寸hf1=8mm。按角焊缝强度要求w1f1ff1w10.7Nfhlt=?即3w1173.88101360.78l´£´解得31f1173.8810228.3mm864mm0.78136wlh´?=创f160480mmh=，可采用角钢背部实际焊缝长度1f1228.32228.316244.3mm250mmlh=+=+=。（2）角钢趾部内力：20.3248.474.52kNNNb==?（取值见教材P.72表4.3）3焊脚尺寸的构造要求：f,minf,maxf,max1.5104.74mm1.289.6mm8(1~2)7~6mmhhhìï=ïïïï=?íïïï=-=ïïî取角钢趾部焊脚尺寸hf2=6mm。按角焊缝强度要求w2f2ff2w20.7Nfhlt=?即3w274.52101360.76l´£´解得32f274.5210130.5mm848mm0.76136wlh´?=创f260360mmh=，可采用角钢趾部实际焊缝长度2f2130.52130.512142.5mm145mmlh=+=+=（或采用l2=150mm）。上述角焊缝的尺寸hf和l，用焊缝符号标注在图4.2上。图4.2习题4.4图5.【习题4.6】P.100【解】w2ff160N/mm,1.22fb==角焊缝计算长度（暂设hf=5mm）：wf300230010290mmlh=-=-=1.当a=b=150mm时（1）拉力F通过焊缝形心，其水平分力N和竖向分力V分别为44450360kN55NF==?；33450270kN55VF==?（2）焊缝应力32ffwff36010886.7N/mm20.720.7290Nhlhhs´==创?432ffwff27010665.0N/mm20.720.7290Vhlhht´==创?（3）代入角焊缝的强度条件22wfffffstb骣÷ç÷+?ç÷ç÷ç桫即22f1886.76651601.22h骣÷ç+?÷ç÷ç桫解得：f9856.2mm160h³（4）采用f7mmh=或8mmf,min1.5125.2mmh=f,max1.21012mmh=?，可2.当a=120mm、b=180mm时角焊缝计算长度（暂设hf=10mm）：wf300230020280mmlh=-=-=（1）拉力F对焊缝形心有偏心，偏心距18012030mm2e-==，焊缝受力为水平轴力：44450360kN55NF==?竖向剪力：33450270kN55VF==?弯矩：3600.0310.8kNmMNe==??（2）焊缝应力3N2ffwff36010918.4N/mm20.720.7280Nhlhhs´==创?3V2ffwff27010688.8N/mm20.720.7280Vhlhht´==创?w6M2f22fff6610.810590.4N/mm20.720.7280Mhlhhs创==创?（3）代入角焊缝的强度条件22wfffffstb骣÷ç÷+?ç÷ç÷ç桫即22f1918.4590.46651601.22h骣+÷ç+?÷ç÷ç桫解得：f14168.85mm160h³（4）采用f9mmh=或10mmf,min1.5125.2mmh=f,max1.21012mmh=?，可