钢结构作业指导

1、【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L=250mm厚度t=10mm。钢材采用Q 235，焊条 E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，ftw =185N/mm2。试求连接所能承受的最大拉力N =：?解：无引弧板时，焊缝的计算长度lw取实际长度减去2t，即250-2*10mm。根据公式Nftw移项得：lw tN ：lw t ftw =(250-2 10) 10 185 = 425500N =425.5kN【变化】假设有引弧板，问N =?解：上题中lw取实际长度250,得N =462.5kN【练习2】两截面为450 14mml的钢板, 度410mm中间留空10mm)

2、,厚度8mm钢材Q 235，手工焊，焊条为E43, ffw采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm长2=160N / mm，静态荷载，hf = 6mm。求最大承载力N二？解：端焊缝所能承当的内力为：N30.7hflw3 If ffw =2 0.7 6 300 1.22 160 = 491904N侧焊缝所能承当的内力为：N :0.7hflw1ffw =4 0.7 6 (200-6) 160 = 521472N 最大承载力 N =4919045214721013376 N =1013.4kN【变化】假设取消端焊缝，问N = ?解：上题中令 N3 =0 , lw1=200 2 6,得 N = N1

3、=505.344kN【练习3】钢材为Q 235，手工焊，焊条为 E43, ff =160N/mm，静态荷载。 双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，hf =6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度解：端焊缝所能承当的内力为：N30.7hf lw3 f =2 0.7 6 125 1.22 160 = 204960N肢背焊缝所能承当的内力为：Nx 0.7hflw1f； =2 0.7 6 (250-6) 160 = 327936N根据n =宀血2N3得: N(N13)K2【变化】假设取消端焊缝，问诘碎936 弩上61488014.88N 二？【练习4】钢材为Q 235，手工焊，焊条为 E43, ffw

4、 =160N/mm2，静态荷载。 F =120kN ,求焊脚尺寸hf二(焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf)解：设焊脚尺寸为hf，焊缝有效厚度为he二0.7hf 将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V= F及弯矩M=Fe在剪力作用下：120 103V Vf :helw 2 0.7hf 250在弯矩作用下：m M 120 103 150 :二 fWf2xl0.7hf 減25026_ 342.9hf2(N/mm )代入根本公式1234hf(N / mm2)r/)2 (f)f得:106儿160 hf1234 2342.9 2( )() 1.22hfhf可以解得：hf 6.68mm，取 hf = 7m

5、m。hfmin =1.5 14 = 5.6mm ： hf ： hf 吋=1.2 12 = 14.4mm，可以。【变化】上题条件如改为hf = 8mm，试求该连接能承受的最大荷载N =?解：上题中令 N3 =0 , lw1 =250-2 6，得 N = 456.96kN【练习5】钢材为Q 235，手工焊，焊条为 E43, ff =160N/mm，静态荷载。hf =8mm,求连接能承受的最大荷载 N =?焊缝无绕角350解：偏心距 e 二 .100 = 75mm2弯距：M =75N_n _ N _N_ Nx helw 2 0.7 8 (350 -2 8) 一 3740.8M M75NN:-fWf2

6、x1x0.7x8x(350-2 x8)22776.56二T V = 3740 2776 ：f =1.22 16195.2可以解得：N E311082N =311.08kN【变化】焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf，求N二？【练习 6】钢板截面为 310mm 14mm盖板截面为 310mm 10mm钢材为 Q235,f =215N/mm2，C 级螺栓 M 20，孔径 21.5mm, f： =140N/mm2, fj = 305N/mm2， 求该连接的最大承载力 N二？+ + 1 + + + + + -1解：一个螺栓的抗剪承载力设计值：2 2NV nV f； =23.14 20140 10 87

7、.96kN44一个螺栓的承压承载力设计值：N：二 d t fcb =20 14 305 10 =85.4kN因为 t =14mm ： 2匕=2 10 =20mm,故公式中取 t =14最大承载力N 二 nNm =8 85.4 =683.2kN净截面强度验算：33昭2 10= 683.2 10 =217.9N/mm2f =215N/mm2An310 -4 21.5 143136不满足要求。最大承载力由净截面强度控制：N =AJ -3136 215 10 =674.24kN【变化】上题条件如改为N=600kN试验算该连接是否平安 ？【练习 7】钢板截面为310mm 20mm盖板截面为 310mm

8、12mm钢材为 Q235,f=215N/mm2 ( t兰16 ), f =25 N/mm2 (tn 16 )。8.8级高强度螺栓摩擦型连接M 20，孔径22mm接触面喷砂，卩=0.45 ,预拉力P=125kN。求该连接的最大承载力N二？|旦| | :_I解：一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：NVb =0.9nj P=0.9 2 0.45 125 =101.25kN最大承载力N 二 nNVb =8 101.25 =810kN净截面强度验算：2=205N / mmn1 N481002; -(0.5 -)(10.5)136.8N /mmn An8 (3104x22)x20毛截面强度验算：N 810

9、10 130.6N / mm : f =205N/mmA 310 20【变化】上题条件如改为N=800kN试验算该连接是否平安 ？【练习8】 拉力F与4个螺栓轴线的夹角为 45，柱翼缘厚度为24mm连接钢板厚度2f =25 N / mm (t 16)。8.8级高216mm 钢材为 Q235, f=215N/mm(t 16),强度螺栓摩擦型连接 M 20 ,孔径22mm接触面喷砂, 求该连接的最大承载力 F = ?解：J = 0.45 ,预拉力 P =125kN。斜拉力F的两个分力为： V =N =Fsi n45,每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：NvFsi n45螺栓同时承受的剪力和拉力，用标准

10、相关公式求解:Nv NtN：Ntb1一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值:N： =0.9nfP =0.9 1 0.45 125= 50.625kN1-1T一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值：N： =0.8P =0.8 125 =100kN代入标准公式：件+ N； 1即忑F+血1NvNt8x50.625 8x100可以解得：N乞190.13kN【变化】上题条件如改为N=190kN,试验算该连接是否平安 ？【练习9】 钢材为Q235，2= 215N / mm t兰16 。C级螺栓M 22，有效直径为de = 19.65mm ，孔径 d0 =24mm ， fvb = 140N / mm2 ，=170N /

11、 mm2，求该连接的最大承载力 F = ? 解：斜拉力F的两个分力为：V = N =Fsi n45， 每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：N“Nt JSin452F48螺栓同时承受剪力和拉力，应根据相关公式验算：J(害)5黑2 -1及N NvNl一个螺栓的抗剪承载力设计值：2 b3 14疋2223-fV3 =1140 10= 53.2kNf：=305N / mm2，b _- ：dNv nv44一个螺栓的承压承载力设计值：Nb 二dt fj =22 16 305 10； =107.36kN一个螺栓的抗拉承载力设计值:bNt.2二de23.14 19.65170 10 51.6kN2F)2 ( F )

12、2,18 53.28 51.6代入公式得:可以解得:F /、 I iyI y-y，.AA为柱的截面积按实计算 验算时将上述过程倒过来即可。 截面积：ixIx i a，iyIx=咗吃Aa212，lx、ly为柱在-j730紅x、y方向的计算长度。惯性距:回转半径:长细比:稳定系数:cm。为方便计算，单位采用2A = 2 30 1.220 0.6 = 84cm3330 22.429.4 2048498.56cm 12IxIyixiy123c 1.2 304=25400cm12A=-A_ 1 oxix1 oy8498.56、=10.06cm845400 cc8.02cm.84500= 49.70丨 - 15010.052508.02= 31.17 ：丨丨-150iyb类截面，由最大长细比x =49.70查附表得：49 7 _ 49x =0 861497(0.856 0.861)=0.857550 -49整体稳定验算：N = Af -0.8575 84 102 2