钢结构的连接习题及答案

钢结构的连接习题及答案

【篇一：钢结构连接计算课后习题答案[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。

w2f?185nmmt解：查附表1.2得：

w?3

n?btf?500?20?185?10?1850kn wt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m?1122kn?mm，剪力

v?374kn，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。

w2w2

f?185nmmf?125nmm解：查附表1.2得：t，v。

截面的几何特性计算如下：

惯性矩：

ix?

1?1?

?8?10003?2???280?143?280?14?5072??268206?104mm412?1 2?

4

s?280?14?507?1987440mmx1翼缘面积矩：

则翼缘顶最大正应力为：

mh1122?103?10282w2

?????0.215nmm?f?185nmmt

ix2268206?104?2满足要求。

腹板高度中部最大剪应力：

500??

374?103??1987440?500?8??vsx2???52.07nmm2?fw?125nmm 2???v4

ixtw268206?10?8

满足要求。

上翼缘和腹板交接处的正应力：

?1???

500500

?0.215??0.208nmm2

507507

- 1 -

vsx1374?103?19874402

?1???34.64nmm4

it268206?10?8xw上翼缘和腹板交接处的剪应力：

折算应力：

22

?1?3?1?0.2082?3?34.642?60.00nmm2?1.1ftw?203.5nmm2

满足要求。

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n?1000kn。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：

ffw?160nmm2

正面焊缝承受的力：

n1?2helw1?fffw?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?563kn

n563?103

?f???114.25nmm2?ffw?160nmm2

4helw24?0.7?8?220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

n?390kn(设计值)，与焊缝之间的夹角

??60?，钢材为a3，手工焊、焊条e43型。

- 2 -

解：查附表1.2得：

ffw?160nmm2

nx?nsin?，ny?ncos?

nxnsin?390?103?sin60??f????150.78nmm2

aw2?0.7?hflw2?0.7?8?200ncos?390?103?cos60??f????87.05n mm2

aw2?0.7?hflw2?0.7?8?200

2

ny

?f????f

2

?150.78????2f???87.052?151.17nmm2?ffw?160nmm2????1.2 2??

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：

ffw?160nmm2

v?98knm?fe?98?120?11760kn?mm

h?

m11760??57.09knh206

- 3 -

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

hf3?8mm

故③号焊缝的强度为：

v98?103

?f???43.75nmm2?ffw?160nmm2

2helw2?0.7?8?200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：

hf2?6mm

h57.09?103

?f???23.60nmm2?ffw?160nmm2

helw22?0.7?6?150?2?12

满足要求。

8．如图所示两块钢板截面为18?400，钢材a3f，承受轴心力设计值n?1180kn，采用m22普通螺栓拼接,i类螺孔，试设计此连接。 b2b2f?170nmmf?400nmmvc解：查附表1.3得：螺栓，。 2

f?205nmm查附表1.1得：。

每个螺栓抗剪和承压承载力设计值分别为：

?n?

b

vbc

?d2b??2.221?nvfv?2??170??129.3kn

4410

b

c

?n??d?tf

bmin

?2.2?1.8?400?

1

?158.4kn10

?n??129.3kn

取

n?

故

nb

n

?

min

1180

?9.1129.3 取10个

拼接板每侧采用10个螺栓，排列如图所示。

- 4 -

验算钢板净截面强度：

n1180?103

??210nmm2?f?205nmm2a400?18?4?22?18 n

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。

b2b2b2f?140nmmf?170nmmf?305nmmvtc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。 2

a?2.448cm设螺栓群绕最下一排螺栓旋转。查表得m20螺栓e。

每个螺栓的抗剪和承压的承载力设计值分别

为：

b

c

?n?

bv

?d2b??2.021?nvfv?1??140??43.98kn

4410

b

c

1