戴国欣第四版钢结构连接课后作业参考答案.

《钢结构》(第四版)戴国欣主编钢结构第3章作业参考答案湖南科技大学陈炳初3.1试设计双角钢与节点板的角焊接连接（图3.77）。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。maxmin1.210121.5125.28fffhmmhmmhmm假定(1)采用三面围焊时，33220.781251.22160273.3kNwewffNhlfmmlw29816087.021035.53331311273.30.671000533.35kN22NNN解：)(40648)(48060满足且满足mmmmhmmhff1229883081088116lmmlmm；322273.30.331000193.35kN22NNNmmlw10816087.021035.19332＝)(40648)(48060满足且满足mmmmhmmhff12310120lmmlmm取肢背肢尖(2)当采用两面侧焊时11220.671000670kN0.331000330kNNNNNmmfhNlwfew18416087.0210330232231167010374220.78160wwefNlmmhf)(40648)(48060满足且满足mmmmhmmhff)(40648)(48060满足且满足mmmmhmmhffmmlmm，lmmlmml20039020082184390823742121肢尖取肢背；12310120lmmlmm（对比三面围焊：肢背肢尖）3.5焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩M=1122kN•m，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。解：查表得185PawtfM125PawvfM注意：此题中仅仅在腹板上对接3240.81002281.450.7268193.112Icm(1)焊缝最大正应力在腹板和翼缘交界处max641122101000209.2Pa185Pa2268193.1102wtMhMfMI焊缝正应力不满足要求(2)最大剪应力maxxVSIt(3)腹板和翼缘交界处'3'4374102801450734.6Pa268193.1108VSMItmax2'2223209.2334.6217.6Pa1.11.1185PwtMfMa所以求焊缝最大剪应力满足要max209.2PaM而力不满足要求腹板和翼缘处的折算应3437410500280145078500268193.1108248.3Pa125PawvMfM＝3.7试设计如图3.81所示：①角钢与连接板的螺栓连接；②竖向连接板与柱的翼缘连接；构件钢材为Q235B，螺栓为粗制螺栓，d1=d2=170mm。解：①、角钢与连接板的连接，可按照轴心受剪进行计算，选用M22号螺栓。计算所需螺栓数取n=4，其布置如下图所示7.39.93350minbNNn2/140mmNfbv2/305mmNfbc2vnmmt14223.14222140106.4kN44bbvvvdNnfπ221430593.9kNbbccNdtfL1＝210≤15d0＝15*24＝360(满足)3,1350*10146.1Pa215Pa2(13908*24)nNMfMA＝（满足）②、连接板与柱翼缘板的连接由于剪力由承托板承担，而力的作用线通过连接板形心，所以连接板和柱翼缘的连接应视为轴心受拉连接，拟采用C级M20螺栓。取n=6,其布置如图所示2/170:mmNfbt查表245.2cmAe24517041.7kbbtetNAfN9.57.4145sin350btxNNn3.8按摩擦型高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接（取消承托板），并分别考虑：①d1=d2=170mm;②d1=150mm,d2=190mm,螺栓强度级别及接触面用处理方式自选。解：①、选用10.9级M22号摩擦型高强度螺栓，构件选用表面喷砂处理方法，查表得：a、角钢与连接板的连接按轴心受剪计算；取:n=6，其布置如图所示（满足）＝）－（＝MPafAnnNn21590.13382413902)615.01(103505.013145.0μ190kNPKNPnNfbv95.7619045.019.09.0μ5.495.76350bvNNn考虑增加螺栓数为n=6,校核其连接强度：则：满足要求，其布置如图所示b、连接板与柱翼缘板的连接，拟采用10.9级M22号螺栓4个校核此故不满足承载力要求KNNNvt24.41645.247''sin453500.707247.45kNtvNNN76.95kNbvN0.80.8190152kNbtNP247.4561.86kN4tvNN121.115286.6195.7686.61bttbvvNNNN1807.015224.4195.7624.41bvvbttNNNN②、当d1=150mm、d2=190mm时，角钢与连接板的连接无变化，与①相同，而连接板与柱翼缘的连接则是承受拉、弯、剪共同作用。e=0.02m''sin453500.707247.45kNvtNNN'247.450.024.949kNmtMNe因为弯矩较小，仍采用6个螺栓对称布置，如右图所示，则'1122247.454.9490.1640.153.61kN0.8152kNttiNMyNnyP（满足）152kNbvN76.95kNbtN247.4541.24kN6vN41.2453.610.969115276.95vtbbvtNNNN（满足）250MPabvf470MPabcf203.3cmAe223.14222250189.97kNAe44bbvvvdNnfπ（151.5）3.9按承压型连接高强度螺栓设计习题3.7中角钢与连接板的连接，接触面处理方式及螺栓强度级别自选。解：选用8.8级M22号高强度螺栓，查表：2214470144.76kNbbccNdtfmin3502.417144.76bNnN，取n=3,其布置见下图：3,1350*102(13908*24)146.1Pa215PanNAMfM＝（满足）3.10、图3.10的牛腿用2Ｌ100×80×20（由大角钢截得）及M22摩擦型连接高强度螺栓（10.9级）和柱相连，构件钢材Q235B，接触面用喷砂处理，要求确定连接角钢两个肢上的螺栓数。190kNP45.0μ0.90.920.45190153.9kNbvfNnPμ解：①牛腿柱与角钢的连接受剪力与扭矩共同作用：V=F=370kN,T=F*e=370×0.145=53.65kNm;查表：现拟采用5个高强度螺栓，其布置如图所示；校核其强度：2222640)168(2cmy112453.650.16134.13kN64010TiTyNy222211370()134.13()5153.19kN153.9kNvTbvFNNnN所以此部分连接满足承载力要求。370kNVF0.20.237074kNmMF45.0μ190kNP②、角钢与柱翼缘板的连接承受弯矩、剪力共同作用；现拟采用12个螺栓，对称布置，其布置见图，校核其强度：222224(41220)2240iycm124740.266.07kN224010tiMyNy37030.83kN12vVNn1835.015207.6695.7683.30bttbvvNNNN则：故此连接满足要求考虑到工作方便，牛腿与角钢的连接也可以增加一个螺栓，和角钢与柱的连接相同。