大连理工大学2015年春《钢结构》大作业答案(第1题已改正)

1 大连理工大学 钢结构 大作业 学习中心： 浙江 姓 名： 学 号： 2 题目一： 试设计一双盖板的角焊缝对接接头。已知钢板截面为 300mm 14mm，承受轴心力设计值 N=800KN（静力荷载）。钢材 Q235-B，手工焊，焊条 E43 型，如图（ a）所示。 若改成如图（ b）所示的菱形盖板，验算连接强度。 NN6NN1 14t 图 a NN10020205 06NN1 14t 82 t1 8 08080197图 b 解 ： (1)根据与母材等强的原则，取盖板尺寸为 2-260 8，钢材 Q235，其截面面积为： A=2 26 0.8=41.6cm 30 1.4=42 cm 确定焊缝高度： 3 m a x6 m m (1 2 ) 8 (1 2 ) 6 7ffh h t m m : : :m a x m i n1 . 2 1 . 2 8 9 . 6fh t m m m i n m a x1 . 5 1 . 5 1 4 5 . 6fh t m m 因 t=8mm200mm，为防止因仅用侧面角焊缝引起板件拱曲过大，故采用三面围焊。 正面角焊缝能承受的内力为： N1=2 0.7 hf lw1f ffw =2 0.7 6 260 1.22 160 =426000 N=426 kN 接头一侧需要角焊缝的计算长度为： 3( 8 0 0 4 2 6 ) 1 0 1 3 94 0 . 7 4 0 . 7 6 1 6 0w wffNNl m mhf N1=2 0.7 hf lw1f ffw =2 0.7 6 260 1.22 160 =426000 N=426 kN 盖板总长： l =2（ 139+6） +10=300mm，取 310mm（式中 6mm 系考虑三面围焊连续施焊，故可按一条焊缝仅在侧面焊缝一段减去起落弧缺陷 hf）。 (2)正面角焊缝能承受的内 力为（按式 4.11） N1=2 0.7 hf lw1f ffw =2 0.7 6 100 1.22 160 =164000 N=164 kN 焊接缝能承受的内力为（按式 4.14）和（按式 4.15） f03.12)1 9 780(31113s in11 N2=2 2 0.7 hf lw2 f ffw=2 2 0.7 6 197 1.03 160 =545000 N=545 kN 侧面角焊缝能承受的内力为（按式 4.12） N3=2 2 0.7 hf lw3 f ffw=2 2 0.7 6（ 50-6） 160 =118000 N=118kN 接头一侧能承受的内力为 N= N1 N2 N3=164+545+118=827 Kn N=800 kN（满足） 改用菱形后盖板长度有所增加，但焊缝受力情况有较大改善。 4 题目二 ： 如下图所示的两端简支的焊接组合截面 H 型钢梁，受静力荷载作用，200P kN ，钢材为 Q235B 级钢 22 1 5 /f N m m ， 21 2 5 /vf N m m ，试验算跨中荷载 P作用位置的强度是否能够满足要求？ yxxy20 0 1535 0 820 0 15PP1 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 01 2 01 2 0 1 2 01 2 0解：（ 1）计算截面特性 3 3 2 40 . 8 3 5 / 1 2 2 2 0 1 . 5 / 1 2 2 2 0 1 . 5 (1 7 . 5 0 . 7 5 ) 2 2 8 5 3 . 3 3xI c m （ 2） P作用处梁所受的荷载值： 弯矩： 52 0 0 1 0 0 0 2 1 0M k N m m 剪力： 200V P k N （ 3）验算梁 的应力值 a、最大正应力： 53 22m a x 42 1 0 1 0 3 5 0 2 1 5 1 6 6 . 3 / 2 1 5 /2 2 2 8 5 3 . 3 3 1 0 2xMh N m m f N m mI 满足要求 b、最大剪应力： 3 22m a x 42 0 0 1 0 ( 1 7 5 8 1 7 5 / 2 2 0 0 1 5 1 8 2 . 5 ) 7 3 . 3 / 1 2 5 /2 2 8 5 3 . 3 3 1 0 8 vxwVS N m m f N m mIt 满足要求 c、折算应力 3 22 0 0 1 0 1 2 8 . 2 2 1 5 /8 ( 1 2 0 5 1 5 )c wzP f N m mtl 2m a x 175 1 6 6 . 3 1 7 5 / 1 9 0 1 5 3 . 2 /190 N m m 5 3 2112 0 0 1 0 5 4 7 5 0 0 5 9 . 5 /2 2 8 5 3 . 3 3 8xxVS N m mIt 2 2 2 2 2 23 1 5 3 . 2 1 2 8 . 2 1 5 3 . 2 1 2 8 . 2 3 5 9 . 9cc 221 7 6 . 2 / 1 . 1 2 1 5 2 3 6 . 5 /tN m m f N m m 满足要求 。 题目五： 受剪螺栓连接在达极限承载力时可能出现哪些破坏形式？螺栓排列的中距、端距和边距应满足哪些要求？ 答： 受剪螺栓连