钢结构的连接习题集参考材料规范标准答案.docx
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钢结构的连接习题集参考材料规范标准答案
钢结构的连接习题参考答案
1. 已知A3F钢板截面
用对接直焊缝拼接,采用手工焊焊条E43型,用引弧板,按Ⅲ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1.2得:
则钢板的最大承载力为:
2.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
,剪力
,钢材为Q235B,焊条为E43型,半自动焊,Ⅲ级检验标准,试验算该焊缝的强度。
解:
查附表1.2得:
,
。
截面的几何特性计算如下:
惯性矩:
翼缘面积矩:
则翼缘顶最大正应力为:
满足要求。
腹板高度中部最大剪应力:
满足要求。
上翼缘和腹板交接处的正应力:
上翼缘和腹板交接处的剪应力:
折算应力:
满足要求。
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
(静力荷载)。
①采用侧焊缝;②采用三面围焊。
解:
查附表1.2得:
① 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:
肢背焊缝厚度取
,需要:
考虑焊口影响采用
;
肢尖焊缝厚度取
,需要:
考虑焊口影响采用
。
② 采用三面围焊缝
假设焊缝厚度一律取
,
,
每面肢背焊缝长度:
,取
每面肢尖焊缝长度
,取
4. 如图所示焊接连接,采用三面围焊,承受的轴心拉力设计值
。
钢材为Q235B,焊条为E43型,试验算此连接焊缝是否满足要求。
解:
查附表1.2得:
正面焊缝承受的力:
则侧面焊缝承受的力为:
则
满足要求。
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
(设计值),与焊缝之间的夹角
,钢材为A3,手工焊、焊条E43型。
解:
查附表1.2得:
,
满足要求。
6.试设计如图所示牛腿与柱的连接角焊缝①,②,③。
钢材为Q235B,焊条E43型,手工焊。
解:
查附表1.2得:
故翼缘焊缝多承受的水平力为
设③号焊缝只承受剪力V,取
故③号焊缝的强度为:
满足要求。
设水平力H由①号焊缝和②号焊缝共同承担,
设②号焊缝长度为150mm,取
故②号焊缝的强度为:
满足要求。
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
,
。
解:
查附表1.2得:
在偏心力F作用下,牛腿和柱搭接连接角围焊缝承受剪力V=F和扭矩T=Fe的共同作用。
围焊缝有效截面形心O距竖焊缝距离:
两个围焊缝截面对形心的极惯性矩
:
则
围焊缝最大应力点A处各应力分量:
则得
8.如图所示两块钢板截面为
,钢材A3F,承受轴心力设计值
,采用M22普通螺栓拼接,I类螺孔,试设计此连接。
解:
查附表1.3得:
螺栓
,
。
查附表1.1得:
。
每个螺栓抗剪和承压承载力设计值分别为:
取
故
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:
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
。
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。
解:
查附表1.3得:
螺栓
,
,
。
1)假定支托只起安装作用,不承受剪力,螺栓同时承受拉力和剪力。
设螺栓群绕最下一排螺栓旋转。
查表得M20螺栓
。
每个螺栓的抗剪和承压的承载力设计值分别为:
弯矩作用下螺栓所受的最大拉力:
剪力作用下每个螺栓所受的平均剪力:
剪力和拉力共同作用下:
可靠
2)假定剪力由支托承担,螺栓只承受弯矩作用。
支托和柱翼缘的连接角焊缝计算,采用
,(偏于安全地略去端焊缝强度提高系数1.22),
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8.8级,接触面喷砂处理。
试确定此连接所能承受的最大拉力N。
解:
查附表1.1得:
查表3-9和3-10得:
,
,
一个螺栓的抗剪承载力:
故
净截面验算:
不满足要求。
故应按钢板的抗拉强度设计。
则
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