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钢结构 第三版 戴国欣主编 钢结构第3章作业参考答案 1 3 1试设计双角钢与节点板的角焊接连接 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 1 采用三面围焊时 解 2 3 2 当采用二面侧焊时 4 3 2试求图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hf 8mm e1 30cm 解 5 6 即 最大设计荷载F 236 53KN 7 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 解 查表得 假设焊缝 计算形心轴位置和惯性矩 8 按剪力由腹板承担 弯矩由腹板和翼缘共同承担考虑 翼缘上边的拉应力 腹板下口的压应力 9 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 解 若为对接焊缝 则 设能承受的最大集中荷载为F 当受剪时 最大剪力 10 当在翼缘上口受拉时 当在腹板下口受压时 在腹板与翼缘的交界处 剪应力与拉应力均较大 此时 11 12 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 注意 此题中腹板仍受弯剪 1 焊缝最大正应力在腹板和翼缘交界处 13 2 最大剪应力 3 腹板和翼缘交界处 14 3 6试设计图3 81所示的粗制螺栓连接 F 100KN 设计值 e1 30cm 15 解 现初拟采用8个M20号螺栓 其布置如下图所示 则螺栓间的最大间距dmax 8 20 160 130mm 满足要求 16 查表得 校核此螺栓连接 此螺栓为承受剪 扭共同作用 所以此螺栓满足要求 17 3 7试设计如图3 84所示 角钢与连接板的螺栓连接 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 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 18 L1 210 15d0 15X24 360 满足 19 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 20 3 7 3 8 21 3 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 d1 d2 170mm d1 150mm d2 190mm 螺栓强度级别及接触面用处理方式自选 解 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 22 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 此题考虑增加螺栓数为n 6 校核其连接强度 则 满足要求 其布置如图所示 23 当d1 150mm d2 190mm时 角钢与连接板的连接无变化 与 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 因为弯矩较小 仍采用6个螺栓对称布置 如右图所示 则 改间距为150mm再算 24 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 取n 3 其布置见下图 25 3 10 图3 10的牛腿用2 100 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 26 解 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 65KN M 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 所以此连接满足承载力要求 27 角钢与柱翼缘板的连接承