钢结构第三章课后作业

第三章课后答案I50b工字钢截面几何参数为：。433xxx=48600cm=1940cm=1146cmIWS，，解：焊缝强度设计值：翼板焊缝，腹板焊缝。wt1=175N/mmfwv2w2t2=125N/mm185N/mmff3.1焊缝处所受内力：剪力，弯矩。130KNV130KNVw14mmt20mmt123翼缘最大正应力：62w2maxt3x26010==134.02N/mm175N/mm194010MfW腹板中部最大剪应力：332w2xmaxv4x13010114610==21.9N/mm125N/mm486001014VSfIt翼缘与腹板连接处的折算应力：624x26010230==123.05N/mm4860010MyI32x14x1301016020240==14.67N/mm486001014VSIt22222w2t2+3123.05+314.67=125.65N/mm1.1203.5N/mmf3.2根据拼接盖板和主板承载力相等的原则，确定盖板的厚度。420mm2000kNN20mm强度：盖板采用Q345钢；盖板厚度；盖板宽度取370mm，两边各留25mm以便施焊，4202011.35mm=12mm2370tt，取。由附表4查得直角焊缝的强度设计值。解：w2f=200N/mmf焊脚尺寸：fhfmax12(1~2)mm11~10mmhfmin1.51.520mm6.71mmhtf10mmh取。（1）仅采用侧面角焊缝连接一侧所需焊缝总计算长度为：3wwf2000101428.6mm0.710200eNlhf每条焊缝所需的计算长度为：ww11429357mm44llfw1f880mm357mm60600mmhlh检验焊缝长度：满足要求。每条焊缝所需的实际施焊长度为：w1f2357mm210mm377mm,mmllh取380。两块被拼接钢板间留出10mm间隙，则拼接盖板的长度为：210mm=2380mm+10mm=770mmLl。（2）采用三面围焊已知正面角焊缝的长度，两条正面角焊缝所能承受的力为：'w370mml''wfwf=0.70.71023701.222001263.9kNfNhlf侧面角焊缝总长度：'33wwf2000101263.910525.8mm0.710200eNNlhffw1f880mm131mm60600mmhlh检验焊缝长度：满足要求。每条焊缝所需的计算长度为：ww1525.8131mm44ll。每条焊缝所需的实际施焊长度为：w1f2131mm210mm151mm,mmllh取160。两块被拼接钢板间留出10mm间隙，则拼接盖板的长度为：210mm=2160mm+10mm=330mmLl。3.3N=320kNδ=10mm2L90×8查表，Q235钢材，E43焊条，w2f160N/mmf（1）采用两侧面角焊缝N=320kN按构造要求确定焊脚尺寸fmin1.51.5104.7mmht肢尖焊脚尺寸fmax8(1~2)6~7mmh肢背焊脚尺寸fmax1.21.289.6mmht取。f6mmh肢背、肢尖焊缝受力110.7320224kNNkN220.332096kNNkN肢背、肢尖所需焊缝计算长度31fw1fwef2241088648mm166.7mm60606360mm220.76160Nhlhhf实际焊缝长度1w1f2166.726178.7mmllh，取180mm32fw2fwef961060606360mm71.4mm88648mm220.76160Nhlhhf＞实际焊缝长度2w2f271.42683.4mmllh，取90mm（2）采用三面围焊焊脚尺寸同两侧焊缝，取f6mmh求端焊缝承载力w3ew3ff0.762901.22160147.57kNNhlf此时肢背、肢尖焊缝受力311147.5750.7320150.22kN22NNkN322147.570.332022.21kN22NNkN则肢背、肢尖所需焊缝计算长度为31fw1fwef150.221088648mm111.8mm60606360mm220.76160Nhlhhf实际焊缝长度1w1f111.86117.8mmllh，取120mm32w2wef22.211016.5mm220.76160Nlhf实际焊缝长度2w2ff16.5622.5mm88648mmllhh，取50mm（3）采用L形角焊缝32220.3320192kNNkN13320192128kNNNN31w1w1wef12810=71.4mm48mm360mm220.78160Nllhf计算长度：，。肢端、肢背焊缝受力33f3ww3ff192107.8mm0.720.72901.22160Nhlf，端、背都取8mm。1w1f=+=71.4+8=79.4mm80mmllh实际长度：，取。3.4查表，Q235钢材，E43焊条，w2f160N/mmf200mm20mm300mm计算得V=F=250kN；M=F×e=250×0.2=50kN·m。150mm15mmxxoy计算角焊缝的形心位置所有焊缝宽度取，进行试算。f=10mmho773001507-+20+150-1527730027222=108mm1507(1501527)730027y焊缝截面对形心轴的惯性矩222333477300=1507+20108+150-1527710830027108222115071217143006633cm12xI竖板焊缝的截面面积2=300274200mmA竖板下端存在最大正应力：62w1fff4x5010300-108==144.7N/mm1.22160195.2N/mm663310MyfI竖板的下端剪应力：32wff25010==59.5N/mm160N/mm4200VfA2222wffff144.759.5132.7N/mm160N/mm1.22f3.6设计图示双盖板的拼接节点，采用C级普通螺栓M24连接，孔径d0=25.5mm，材料为Q235A·F钢，承受轴心拉力设计值N=1350kN。习题课NN400404×80101020502×80123b2v140N/mmfb2c305N/mmf解：由附表5查得，50401、螺栓排列边距：满足，001.530.25404102dmmmmdmm端距：，不满足中心距：，满足2、螺栓计算一个螺栓的抗剪承载力设计值为一个螺栓的承压承载力设计值为025150dmmmm00360.5808102dmmmmdmm22bbvvv242140126.60kN44dNnfbbcc2420305146.40kNNdtfbmin126.60kNN而mmdl5.3825.25151516080201所以不需要乘以折减系数3、构件净截面强度计算对于直线截面1-1,其净截面面积为对于折线截面1-1,其净截面面积为：单个螺栓承载力：，满足强度要求bmin1350112.5kN126.60kN12NNn2n1108032.55264.70cmAAndt32212n1135010208.66N/mm205N/mm64.7010NfA，不满足222n1'42+48852.552=81.0cmAn11'nAAmin1nAA，故对于直线截面2-232222n231350104185.78N/mm205N/mm54.510NfA即此连接不安全。224052.55254.5nAcm3.7图中牛腿用角钢2L100×20及普通C级螺栓与柱相连，螺栓直径M24，钢材为Q345B，承受偏心荷载设计值F=300KN，试分析连接角钢两个肢上螺栓的受力特点，验算强度是否满足，如不满足试确定需要的螺栓数目及布置。20055202050F50100100100405555141、角钢与柱体的连接处解：由附表5查得，，b2c385N/mmfb2v140N/mmfb2t170N/mmf1200.224kNmMFe22bbvvv24114063.3kN44dNnfbbcc2420385184.8kNNdtf22bbtt21.1917059.92kN44edNf则每个螺栓的承担的剪力为bvmin12010kN63.3kN12NNNn在弯矩作用下，最上排螺栓受力最大3M112222243001025.71k2100200300tiMyNNNmy2222vtbbvt1025.710.46163.359.92NNNNbvcNN2、角钢与牛腿的连接处2'1200.20.05517.4kNmTFe22bbvvv242140126.67kN44dNnfbbcc2414385129.4kNNdtf则每个螺栓的承担的剪力为bvmin12010kN126.67kN12NNNn在扭矩作用下，最上排螺栓受力最大311222217.41501052.2k501502TtiiTyNNNyx2222b11vmin52.21053.15kN126.67kNTNNNN故，螺栓强度满足要求。3.8图中所示，普通螺栓T形节点受拉弯作用，普通C级螺栓M20，间距100mm，2列，柱翼缘板和T形连接板厚均为10mm，钢材Q235，所受荷载设计值分别为：(1.)N=200kN,M=10kN·m;(2.)N=100kN,M=23kN·m。试验算螺栓连接是否满足要求，注意区分大小偏心。NOO’MN解:(1.)N=200kN,M=10kN·m1min2322200101015010kN082501502iMyNNnmy22bbtt17.6517041.6kN44edNf为小偏心情况。(2.)N=100kN,M=23kN·m3bmaxt22222310100150300''40.71kN'2100200300iMNeyNNmy31min222100231015022kN082501502iMyNNnmy为大偏心情况。满足强度要求。3b1maxt222200101015040kN82501502iMyNNNnmy满足强度要求。