钢结构连接习题及答案

1、第三章钢结构的连接习题参考答案1,已知A3F钢板截面500mm 20mm用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条 E43 型，用引弧板，按田级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。解：查附表得：fJ 185N mm2则钢板的最大承载力为：N btwf： 500 20 185 10 3 1850KN2.焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩Q235B,焊条为E43型，半自动焊,M 1122KN mm,剪力V 374KN ,钢材为in级检验标准，试验算该焊缝的强度。解：查附表得:w2 wft 185N/mmfv125N mm2013Ix 8 10003 21226

2、8206 104mm4截面的几何特性计算如下: 惯性矩：132280 143 280 14 507212翼缘面积矩：Sx1280, _414 507 1987440mm则翼缘顶最大正应力为:M h 1122 103 102821w20.215N mmft185N. mmIx 2268206 104 2才两足要求。腹板高度中部最大剪应力:VSx1 xtw3500374 1031987440 500 8 -2268206 10452.07N mm2fvw 125N mm2才两足要求。上翼缘和腹板交接处的正应力:5000.2155005075070.208 N mm2上翼缘和腹板3VSx1374 1

3、0 19874401 xt w268206 104 834.64 N2 mm折算应力:1.1 ftw 203.5 N mm22 3 20.2082 3 34.64260.00 N mm2才两足要求。3.试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材 Q235B,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：查附表得：f： 160N mm2采用两边侧焊缝因采用等肢角钢，则肢背和肢尖所分担的内力分别为：N10.7N 0.7 500 350KN N2 0.3N肢背焊缝厚度取hf1l w1Ni2 0.7hf1 ffw考虑焊口影响采用肢尖焊缝厚度取

4、hf2l w2N22 0.7hf2ffw考虑焊口影响采用l0. 500 150KNl采用三面围焊缝假设焊缝厚度一律取hf 6mmN32 1.22 0.7hflw3ffw 2 1.22 0.7 6 90 160 148KNN3148N3148N1 0.7N3 350 148 276KNN2 0.3N3 50 148 76KN2222每面肢背焊缝长度:N12 0.7hf ffww1276 10320.54cm,取 25cm每面肢尖焊缝长度w2N22 0.7hf ffw76 1032 0.7 0.6 160 1025.65cm取 10cm4.如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值N 1

5、000KN钢材为Q235B,焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。拗 给 划解：查附表得：ffw 160N mm2正面焊缝承受的力：N1 2helw1 f ffw 2 0.7 8 200 1.22 160 10 3 437KN则侧面焊缝承受的力为:N2 N N1 1000 437 563KNN4hw23563 104 0.7 8 220114.25 N mm 0.7 0.6 160 102ffw 160 N mm2满足要求N 390 KN （设计5.试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知值），与焊缝之间的夹角60 ,钢材为A3,手工焊、焊条E43型w2解：查附表得：ff 1

6、60N mmNx N sin Ny N cos，Nx N sin fAw2 0.7 hflw390 10 sin 602 0.7 8 200150.78 N mm2fN cos2 0.7 hflw3390 10 cos602 0.7 8 20087.05 N mm2满足要求,2.150.781.22_287.05151.17 N mm2f fw 160 N mm26.试设计如图所示牛腿与柱的连接角焊缝，。钢材为 Q235B,焊条 E43型，手工焊。解：查附表得：f； 160N mm2V 98KNM Fe 98 120 11760KN mm故翼缘焊缝多承受的水平力为1176057.09 KN20

7、6设号焊缝只承受剪力V,取hf3 8mm 故号焊缝的强度为：98 103f2helw2 0.7 8 20043.75 N mm2f： 160 N mm2满足要求。设水平力H由号焊缝和号焊缝共同承担, 设号焊缝长度为150mm,取hf2 6mm 故号焊缝的强度为：Hhe l w23. 23.60N mm2ffw 160N mm22 0.7 6 150 2 12才两足要求。7.试求如图所示连接的最大设计荷载。钢材为 Q235B,焊条E43型，手工焊,角焊缝焊脚尺寸hf 8mm, e 30cm。解：查附表得：在偏心力F作用 的共同作用。ffwF,160N mm2牛腿和柱搭接连接角围焊缝承受剪力V=F

8、和扭矩T=FeAw2 0.7hf2 0.7 0.8 50 2 20.5 1222100.8cm100.8 10 mm围焊缝有效截面形心O距竖焊缝距离:_2 0.7 0.8x 2020 万 2240.7 0.8 2 20 5050.44.44cm两个围焊缝截面对形心的极惯性矩Ip IxIx0.7 0.8 50312203。7 0.8120.70.8220 奥39668cm4220.74.44vy0.7 0.8 203Iy200.8 20 Fey maxTx I P502F 20.5 30 4.44 1022 0.00027 F42516 10TyFexmax一一 _一一一 2F 20.5 30

9、4.4420 4.44 1040.00017F42516 1042vy Ty2Tx1.2220.000099F 0.00017F1.220.00027 F 2160 N. mm20.00035F160 N mm2则得 F 458989N 458.989KN8.如图所示两块钢板截面为18 400 ,钢材A3F,承受轴心力设计值1180KN ,采用M22普通螺栓拼接，I类螺孔，试设计此连接。解：查附表得：螺栓fvb 170N mm2fcb400 N mm2， c。查附表得：f 205 N/mm2。每个螺栓抗剪和承压承载力设计值分别为:nvrfvb22.221701129.3KN10Ncbt fcb

10、2.2c1.840010158.4KNN bmin129.3KNNn bN min1180129.39.1取10个拼接板每侧采用10个螺栓，排列如图所示。验算钢板净截面强度:3210N mm2 f 205N mm2An400 18 4 22 181180 10但应力在5%范围内，认为满足要求。9.如图所示的普通螺栓连接，材料为 Q235钢，采用螺栓直径20mm,承受的荷载设计值V 240KN。试按下列条件验算此连接是否安全：1）假定支托不承受 剪力；2）假定支托承受剪力。2 mm0解：查附表得：螺栓 fvb 140N/mm2, ftb 170N/mm2,fcb 305 N/1）假定支托只起安装

11、作用，不承受剪力，螺栓同时承受拉力和剪力。2设螺栓群绕最下一排螺栓旋转。查表得 M20螺栓A 2.448cm o 每个螺栓的抗剪和承压的承载力设计值分别为：Nbnjfvb142.0241401 43.98KN10bNcd t fcb2.01.8 305110109.8KNbNtAe ftb 2.4481170 一1041.62 KN1叼120弯矩作用下螺栓所受的最大拉力:Nt 42 y2240 0.11 102 302 1 02 202 30228.29 KNNtb 41.62KN剪力作用下每个螺栓所受的平均剪力：Nv V 空 30 KNNcb 109.8KNn 8剪力和拉力共同作用下：Nv

12、2 Nt 2302N；Ntb 43.98可靠2）假定剪力由支托承担，螺栓只承受弯矩作用228.290.963 141.62Nt 42 y2240 0.11 102 302 1 02 202 30228.29KNNtb41.62KN支托和柱翼缘的连接角焊缝计算， 采用hf 10mm ,（偏于安全地略去端焊 缝强度提高系数），1.35Vhelw3132.24 N mm2160 N mm21.35 240 100.7 10180 5 2满足要求10.某双盖板高强度螺栓摩擦型连接如图所示。构件材料为 Q345钢，螺栓采 用M20,强度等级为级，接触面喷砂处理。试确定此连接所能承受的最大拉力 N20.50解：查附表得：f 295N mm查表 3-9 和 3-10 得：，P 125KN ,一个螺栓的抗剪承载力:N； 0.9nf P 0.9 2 0.50 125 112.5KN故 N nN； 10 112.5112.5KN+ + + +4 + + + + ：!+ +84 X