钢结构课后部分习题

1、钢结构课后部分习题 p1073.3试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材q235-b，焊条e43型，手 工焊，轴心拉力设计值n=500kn（静力荷载）。采用侧焊缝；采用三面围焊。 解：角焊缝的强度设计值ff?160n/mm，焊缝内力分配系数为k1?0.70,k2?0.30。 焊角尺寸： w2hfmax?tmin?(12)mm?8?(12)mm?76mmhfmin?1.5tmax?1.510?4.74mm采用两边侧焊缝（转角处做绕角焊）： 取hf?6mm n1?k1?n?0.7?500?350kn，n2?k2?n?0.3?500?150kn n1350?103?260.4mm，取lw1

2、?270mm； 肢背计算长度：lw1?w2?0.7?hf?ff2?0.7?6?160肢尖计算长度：lw2采用三面围焊缝： 正面角焊缝的长度等于相连角钢肢的宽度，即lw3?b?90mm。 n1150?103?111.61mm，取lw2?120mm； 2?0.7?hf?ffw2?0.7?6?160n3?2?0.7?hf?lw3?f?ffw?2?0.7?6?90?1.22?160?147.57kn 1147.57n1?k1n?n3?0.7?500?350?73.79?276.21kn22 1147.57n2?k2n?n3?0.3?500?150?73.79?76.21kn22n1276.21?103

3、lw1?hf?6?205.51?6?211.51mm，取lw1?220mm； 2?0.7?hf?ffw2?0.7?6?160lw2n276.21?103?hf?6?56.70?6?62.70mm，取lw2?70mm。2?0.7?hf?ffw2?0.7?6?160p1073.4有一托角钢，两边用角焊缝与柱相连，如图所示，钢材为q345-a，焊条e50型， 手工焊，试确定焊缝厚度（焊缝有绕角，焊缝长度可不减2hf）。已知：外力设计值n=400kn。 解：角焊缝的强度设计值ff?200n/mm，e?20mm， w2n?400kn,m?n?e?400?0.02?8kn?m。 6m6?8?103?103

4、6002?n/mm弯矩产生的正应力：?f? 222he?lw2he?200hen400?1031000?n/mm2 竖向力产生的剪应力：?f?2he?lw2he?200he应满足: 222?600?1000?f?1241868.852?ffw ?f2he?he?1.22?he?he?5.57mm?hf?he?7.95mm 0.7hfmin?1.5tmax?1.518?6.36mm 综上所述取hf?8mm。 p1073.6如图所示梁与柱的连接中，钢材为q235-b，弯矩设计值m=100kn.m，剪力设 计值v=600kn，试完成下列设计和验算： （1）剪力v由支托焊缝承受，焊条e43型，手工焊，

5、求焊缝a的高度hf； （2）弯矩m由普通螺栓承受，螺栓直径24mm，验算螺栓是否满足要求。 解：（1）角焊缝的设计值ff?160n/mm，如图可知支托板采用三面围焊且有围角焊，焊缝计算长度可不减2hf。 正面角焊缝承担：n1?fffhelw?1.22?160?300?0.7hf?40992hf； 侧面角焊缝承担：n2?n?n1?600?10?40992hf?ffhelw 3www2?600?103?40992hf?160?2?250?0.7hf600?103?hf?6.19mm96992取hf?7mm （2）普通c级螺栓抗拉强度设计值ft?170n/mm，由题意知螺栓群受力为纯弯，因此中和轴位

6、于最下排螺栓中心连线上，受拉最大的最外排螺栓所受拉力应为： b2 100?103?600?1036?1010n1?my1?y?222222?(100?200?300?500?600)2?(1?4?9?25?36)?1042i?6?10?40kn150?10410 受拉最大的最外排螺栓所受拉应力为： 4n14?40?1032b2?t?2?88.46n/mm?f?170n/mm t2?d3.14?24满足。 p1073.8如图所示螺栓连接采用q235-b级钢。c级螺栓直径d=20mm，求此连接最大能 承受的fmax值。 解：由附表1.4查得：fv?140n/mm,fc?305n/mm。 因l1?6

7、0?4?240mm?15d0?15?20?300mm，不用考虑承载力折减系数?。 单个螺栓受剪承载力设计值：n?nv单个螺栓承压承载力设计值：nc?dbbb2b2bv?d23.14?202f?2?140?87.92kn(双剪) 44bvbcb?t?f?20?20?305?122kn 则： nmin?nv?87.92kn（由螺栓受剪承载力决定） 此连接能承受的最大值：fmax?nnmin?13?87.92?1142.96kn bp1725.3如习题5.3图所示，某焊接工字形等截面简支梁，跨度10m，在跨中作用一静力 集中荷载，该荷载由两部分组成，一部分为恒载，标准值为200kn；另一部分为活载，

8、标准值为300kn。荷载沿梁的跨度方向支撑长度为150mm。该梁在支座处设有支撑加劲肋。若该梁采用q235b级钢制作，试验算该梁的强度、刚度是否满足要求。 解： 标准荷载：qk?200?300?500kn 设计荷载：q?1.2?200?1.4?300?660kn 梁跨中设计荷载最大弯矩：m荷max?pl4?660?104?1650kn/m 梁自重： g?a?（2bt+t?h0）?=(2?0.3?0.02?0.008?1.2)?7.85?9.8?(0.012?0.0096)?76.93?0.0216?76.93?1.66kn/m 自重设计荷载：q?1.2?1.66?1.992kn/m 梁跨中自重

9、设计荷载最大弯矩：m自max?ql8?1.992?108?24.9kn/m 梁跨中最大弯矩：mmax?m荷max?m自max?1650?24.9?1674.9kn/m 22t?h020.8?1203?1?1?2?ix?2bt?(h0?t)?2?30?2?(120?2)2? 对x轴惯性矩：1212?2?2? ?115200?446520?561720cm4 对x轴截面模量：wx?1、 正应力验算： ix561720?2?9060cm3 h2120?2?2mmax1674.9?10622?176.06n/mm?f?205n/mm 3?xwnx1.05?9060?10（t?20?16mm，f?205

10、n/mm） 满足。 2、 剪应力验算： 2vy?sx?pgl6601.992?10?339.96kn 2222111111h0?t?h0?bt?(h0?t)?1200?8?1200?300?20?(1200?20) 242242?1440000?3660000?5.1?106mm4?max339.96?103?5.1?106?38.6n/mm2?fv?125n/mm2 6ix?t5617.2?10?82vy?sx（t?8?16mm，fv?125n/mm）满足。 3、 局部压应力验算： 梁在支座处设有支撑加劲肋，不用验算支座处局压。 lz?a?5hy?2hr?150?5?20?250mm ?1.

11、0 1.0?660?103?c?330?f?215n/mm2（t?8?16mm，f?215n/mm2） t?lz8?250?f不满足。 4、对梁腹板计算高度边缘处折算应力验算： mx?y11674.9?106?6002?1?178.90n/mm in5617.2?106s1?300?20?610?3.66?106mm3 v?s1330?103?3.66?106?1?26.9n/mm2 6ix?t?5617.2?10?8?c?330n/mm2 ?z?2?c2?c?3?2?178.902?3302?178.90?330?3?26.92?32005.21?108900?59037?2170.83?8

12、4039.04?289.89?1?f?1.1?215?236.5n/mm25、刚度验算： 不满足。 mkmax?(200?300)?101?1.66?102?1250?20.75?1270.75kn?m 48mk?l21270.75?102?106?106l?10.98mm?25mm 5610e?ix10?2.06?10?5617.2?10400满足。 p1725.4如习题5.3中梁仅在支座处设有侧向支撑，该梁整体稳定能否满足要求。若不能， 采用何种措施？ bh320?3003解：iy?2?2?90?106mm4 1212iy?iy90?106?64.55mm a21600?y?l110000?154.92 iy64.55?l1t10?0.02?0.538 b1h0.3?1.24由附表3.1查得：?b?0.73?0.18?0.827 ?235?y?t124320ah?b?b?2?1?()?b?ywx?4.4h?fy?0.827?2354320216?124?154.92?22?1?()?0?0.44?1.150?1?0.506?0.6?2154.9290604.4?124?2350.?506?2052n103.mm7 3 mmax1674.?9610?184.8?7?b?f?3wx906?010