钢结构习题答案

钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案

第三章钢结构的连接

3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN（设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解：（1）三面围焊

确定焊脚尺寸：

，，

内力分配：

焊缝长度计算：

，

则实际焊缝长度为，取310mm。

，

则实际焊缝长度为，取

120mm。

（2）两面侧焊

确定焊脚尺寸：同上，取，

内力分配：，

焊缝长度计算：

，

则实际焊缝长度为:

，取390mm。

，

则实际焊缝长度为:

，取260mm。

3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸，。

焊脚尺寸：

焊缝截面的形心：

则

（1）内力分析：V=F，（2）焊缝截面参数计算：

（3）应力计算

T引起的应力：

V引起的应力：

（4）

3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。

（1）内力分析：V=F=98KN，

（2）焊缝截面参数计算：取

焊缝截面的形心：

（3）应力计算

M引起的应力：

V引起的应力：

（4）

3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。

（1）内力分析：V=F，

（2）焊缝截面参数计算：

（3）应力计算

M引起的应力：

V引起的应力：

（4）

3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。

（1）内力分析：V=374KN，

（2）焊缝截面参数计算：

（3）应力计算

腹板和翼缘交接处：

折算应力：

不满足

3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接，F=100KN(设计值)，。

（1）内力分析：V=100KN，，

（2）参数计算：

单个螺栓抗剪承载力（M22）

，

（3）内力计算

T引起的应力：

V引起的应力：

（4）

3.7 试设计如图3.84所示：构件钢材为Q235B，螺栓为粗制螺栓。

①角钢与连接板的螺栓连接；

②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。。

③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。，。

①角钢与连接板的螺栓连接；

单个螺栓抗剪承载力（M20）

螺栓个数个，取5个螺栓，按规范规定间距排列（图省略）。

②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。。

内力分析

，由支托承担。

单个螺栓抗拉承载力（M20，）

螺栓个数个，取6个螺栓，排2排，按规范规定间距排列（图省略）。

③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。

，。

，

，由支托承担。

3.8 按摩擦型连接高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接（取消承托板），且分别考虑：①；②，。螺栓强度级别及接触面处理方式自选。

Q235钢，喷砂处理，M20，8.8级，P=125KN，µ=0.45，

①

，

一个螺栓承担的拉力

②，

，，

一个螺栓的最大拉力

第四章轴心受力构件

4.1 验算由2∟组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN，只承受静力作用，计算长度为3m。杆端有一排直径为20mm的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？

注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。

解：（1）强度查表得∟的面积A=6.14cm2，，

，N=270KN

，强度不满足，

所需净截面面积为，

所需截面积为，

选，面积A=7.29cm2

（2）长细比

4.2 一块-的钢板用两块拼接板-进行拼接。螺栓孔径为22mm，排列如图4.38所示。钢板轴心受拉，N=1350KN（设计值）。钢材为Q235钢，解答下列问题;

（1）钢板1-1截面的强度够否？

（2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？

（3）拼接板的强度够否？

解：（1）钢板1-1截面强度验算：

，N=1350KN

，强度满足。

（2）钢板2-2截面强度验算：

（a），种情况，（a）是最危险的。

，

N=1350KN

，但不超过5%，强度满足。对应图（d）的验算：

，

，强度满足。

（3）拼接板的强度够否？

因为拼接板厚度，所以不必验算拼接板。

4.3 验算图4.39所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。螺栓直径20mm，孔径22mm，钢材为Q235AF，承受轴心拉力

N=600KN（设计值）。

解：（1）净截面验算：

，

，强度满足。

（2）全截面验算

，强度满足。

4.4 一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件，长9m，截面由2∟组成的肢尖向下的T形截面，问是否能承受设计值为870KN的轴心力？

解：（1）强度验算

查表得∟的面积A=13.94cm2，，

，但不超过5%，强度满足。

（2）刚度验算