钢结构设计原理课后习题

第3章钢结构的连接12.如图3-57所示的对接焊缝，钢材为Q235，焊条为E43型，采用焊条电弧焊，焊缝质量为三级，施焊时加引弧板和引出板。已知，试求此连接能承受的最大荷载。解：因有引弧板和引出板，故焊缝计算长度lw其中，故有，故此连接能承受的最大荷载为F=505.86kN13.图3-58所示为角钢2∟140×10构件的节点角焊鏠连接，构件重心至角钢肢背距离e1=38.2mm，钢材为Q235BF，采用手工焊，焊条为E43型，ff解:正面角焊缝且故可取hf=正面焊缝的作用：则由平衡条件得：所以它们的焊缝长度为，取370mm，，取95mm。17.如图3-61所示的焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用有弯矩，剪力V=374kN，钢材为Q235B钢，焊条用解：（1）确定焊缝计算截面的几何特征x轴惯性矩：中性轴以上截面静矩：单个翼缘截面静矩：S（2）验算焊缝强度焊缝最大拉应力（翼缘腹板交接处）：查表知，ft19.按高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接设计习题18中的钢板的拼接，采用8.8级M20(d0=21.5mm)确定连接盖板的截面尺寸。计算需要的螺栓数目并确定如何布置。验算被连接钢板的强度。解：（1）摩擦型设计查表得每个8.8级的M20高强度螺栓的预拉力P=125kN，对于Q235钢材接触面做喷砂处理时μ=0.45单个螺栓的承载力设计值：所需螺栓数：（2）承压型设计查表知，。单个螺栓的承载力设计值：所需螺栓数：螺栓排列图如下所示验算被连接钢板的强度承压型设计查表可知，当满足要求。摩擦型设计净截面强度验算：满足要求；毛截面强度验算：满足要求。20.如图3-62所示的连接节点，斜杆承受轴心拉力设计值F=300kN，端板与柱翼缘采用10个8.8解：把力化简至中心点，如右图所示，螺栓群承受拉力、弯矩和剪力的共同作用，单个螺栓的最大拉力：由，得。连接的受剪承载力设计值应按下式计算：按比例关系可求得：NN故有Σ则受剪承载设计值：化简得。综上，查表可知最小螺栓直径为M20，此时P=125kN21.验算图3-63所示的高强度螺栓摩擦型连接，钢材为Q235，螺栓为10.9级M20，连接接触面采用喷吵处理。解：查表得抗滑移系数为，预应力P=155kN。单个螺栓的最大拉力：连接的受剪承载力设计值应按下式计算：按比例关系可求得：N故有则受剪承载设计值：综上，连接满足要求。

第4章轴心受力构件6.图4-25所示两种截面，板件均为焰切边缘，面积相等，钢材均为Q235。当用作长度为10m解：（a）如图所示，截面的几何特性为：因板件均为焰切边缘，故构件的截面分类均为b类，验算局部稳定：故局部稳定满足要求。（b）如图所示，截面的几何特性为：因板件均为焰切边缘，故构件的截面分类均为b类，验算局部稳定：bh故局部稳定满足要求。7.某桁架杆件采用双角钢截面，节点板厚8mm，钢材为Q235。承受轴心压力设计值P=12.3kN，杆件的计算长度为l解：假定λ=200，对轧制双角钢截面，截面分类均为b类需要的截面几何量为：查表，选用截面2∟45×3当a=8mm时，，ix此时，故需根据ix重选截面。选用截面2∟70×当a=8mm时，，ix此时，刚度满足要求。又，由其查表可得故整体稳定性满足要求。（3）采用焊接工字形截面，翼缘板为焰切边假设λ=90，组合截面一般有h/b>0.8，故构件的截面为类型均为b类。

需要的截面几何量为：按经验计算，工字形截面：根据以上参数，设计截面尺寸如右图所示。截面的几何特性为：