完整版钢结构课后习题第三章
钢结构-武汉理工大学出版社-课后习题答案参考word
钢结构课后习题答案(仅供参考)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 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=, ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==, 8f h mm = 内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h mm = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
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 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=,,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h m m = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+=',取260mm 。
钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案~6EEF2..
_ EMBED Equation.DSMT4___
4.2一块-_ EMBED Equation.DSMT4___的钢板用两块拼接板-_ EMBED Equation.DSMT4___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;
(4)_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___
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=374KN,_EMBED Equation.3___
(2)焊缝截面参数计算:
_EMBED Equation.3___
_EMBED Equation.3___
_EMBED Equation.3___
(3)应力计算
_ EMBED Equation.DSMT4___
腹板和翼缘交接处:
M引起的应力:_ EMBED Equation.DSMT4___
V引起的应力:_ EMBED Equation.DSMT4___
(4)_ EMBED Equation.DSMT4___
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,_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___
_ EMBED Equation.DSMT4___
(完整版)钢结构基础第三章课后习题答案
习题参考答案3.1题:答:(1)按制作方法的不同分为型钢截面和组合截面两大类。
型钢截面又可分为热轧型钢和冷弯薄壁型钢两种。
组合截面按连接方法和使用材料的不同,可分为焊接组合截面(焊接截面)、铆接组合截面、钢和混凝土组合截面等。
(2)型钢和组合截面应优先选用型钢截面,它具有加工方便和成本较低的优点。
3.7题:解:由附录1中附表1可得I20a 的截面积为3550mm 2,扣除孔洞后的净面积为3249275.213550A n =⨯⨯-=mm 2。
工字钢较厚板件的厚度为11.4mm ,故由附录4可得Q235钢材的强度设计值为215f =N/mm 2,构件的压应力为2155.138324910450A N 3n <≈⨯==σN/mm 2,即该柱的强度满足要求。
新版教材工字钢为竖放,故应计入工字钢的自重。
工字钢I20a 的重度为27.9kg/m ,故19712.19.8169.27N g =⨯⨯⨯=N ;构件的拉应力为215139.113249197110450A N N 3ng <≈+⨯=+=σN/mm 2,即该柱的强度满足要求。
3.8题:解:1、初选截面假定截面钢板厚度小于16mm ,强度设计值取215f =,125f v =。
可变荷载控制组合:24kN .47251.410.22.1q =⨯+⨯=, 永久荷载控制组合:38.27kN 250.71.410.235.1q =⨯⨯+⨯=简支梁的支座反力(未计梁的自重)129.91kN ql/2R ==,跨中的最大弯矩为m 63kN .1785.547.2481ql 81M 22max⋅≈⨯⨯==,梁所需净截面抵抗矩为36x max nx 791274mm 2151.051063.178f M W ≈⨯⨯==γ,梁的高度在净空方面无限值条件;依刚度要求,简支梁的容许扰度为l/250,参照表3-2可知其容许最小高度为229mm 24550024l h min ≈==, 按经验公式可得梁的经济高度为347mm 3007912747300W 7h 33x e ≈-=-=,由净截面抵抗矩、最小高度和经济高度,按附录1中附表1取工字钢 I36a ,相应的截面抵抗矩3nx 791274m m875000W >=,截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
钢结构第三章
第三章习题参考答案注意:①要求学生尽量图示;②若无特别说明,焊缝计算长度可不考虑起弧、落弧的影响。
③题中“(考虑荷载分项系数后)”的意思为荷载设计值,时刻提醒学生别忘了结构可靠度理论。
3.1 解:①对接焊缝:3125010208.318550012w t w N MPa f MPa l t σ⨯===>=⨯,不满足要求,改用斜对接焊缝,取切割斜度为1.5:l ,即5.1tan =θ、o 56=θ。
②围角焊缝、双拼接板:设盖板宽2460b mm =,注意拼接板截面面积必须验算:2246050012t ⨯≥⨯,取28t mm =(常用的板厚以偶数居多)。
角焊缝的焊脚尺寸h f 应根据板件厚度确定:由于此处的焊缝在板件边缘施焊,且拼接盖板厚度t 2=8mm>6mm ,t 2< t 1,则()()max 21~281~26~7f h t mm mm =-=-=min 5f h mm ===取角焊缝的焊脚尺寸h f =6mm ,角焊缝的强度设计值2/160mm N f wf =,则()f e w f e w f f h l h f b h f N -=-422β代入数据,注意围焊缝只有一个起弧点和一个落弧点,有()31250102 1.221600.7646041600.766l ⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯-解、取整得 l =195mm上、下各一块拼接板的长度为 2l 10219510400mm L =+=⨯+= 最后选定的上、下拼接板的尺寸为2—460×8×400。
3.2 解:注意仅腹板在此拼接、翼缘在此无拼接,即翼缘处无焊缝、当然也无需验算,但截面依然是工字形的,不少同学仅按腹板矩形截面计算是完全错误的。
焊缝处1026.375M kN m =⋅、172.5V kN =3394112801032(2808)1000 2.979101212x I mm =⨯⨯-⨯-⨯=⨯ 63x S 280165085008250 3.27610mm =⨯⨯+⨯⨯=⨯ 63x1S 28016508 2.27610mm =⨯⨯=⨯最大剪应力为:3622max9172.510 3.2761023.7N/mm 125N/mm 2.979108w x v x VS f I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯ 上翼缘和腹板交接处“l ”点的正应力:621191026.37510500172.3N/mm 2.97910x My I σ⨯⨯===⨯ 剪应力:362119172.510 2.2761016.5N/mm 2.979108x x VS I t τ⨯⨯⨯===⨯⨯ 由于“1”点同时受有较大的正应力和剪应力(无需单独验算),故应验算折算应力:22174.7/ 1.1185204/N mm N mm =<⨯=均满足要求。
第三章 钢结构的连接课后习题答案
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 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸: ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=, ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==, 8f h mm = 内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-= 焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w w f fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h mm = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算: 116673720.720.78160w w f f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
钢结构第三章习题课后答案
钢结构第三章习题课后答案钢结构第三章习题课后答案钢结构是一门重要的工程学科,它涉及到建筑、桥梁、机械等领域。
在学习钢结构的过程中,习题是不可或缺的一部分。
通过解答习题,我们可以加深对知识点的理解,提高解决实际问题的能力。
下面是钢结构第三章习题的答案,希望对学习者有所帮助。
1. 钢结构的设计原则是什么?钢结构的设计原则主要包括以下几点:- 安全性:钢结构在设计中必须满足一定的安全系数,以确保结构在正常使用和极限状态下的安全性。
- 经济性:在满足安全性的前提下,设计应尽可能节约材料和成本,提高结构的经济性。
- 实用性:设计应考虑结构的施工性、可维护性和可拆卸性,以便于施工和后期维护。
- 美观性:设计应注重结构的外观和形象,使其与周围环境相协调。
2. 钢结构的设计方法有哪些?钢结构的设计方法主要包括以下几种:- 强度设计法:根据结构的承载能力和荷载要求,确定结构的截面尺寸和材料强度,以满足结构的强度要求。
- 稳定性设计法:根据结构的稳定性要求,确定结构的稳定性系数,以保证结构的稳定性。
- 构造设计法:根据结构的构造形式和连接方式,确定结构的构造方案和连接方式,以保证结构的完整性和可靠性。
- 疲劳设计法:根据结构的工作环境和使用要求,确定结构的疲劳寿命和疲劳极限,以保证结构的疲劳安全性。
3. 钢结构的连接方式有哪些?钢结构的连接方式主要包括以下几种:- 焊接连接:通过焊接将钢构件连接在一起,具有连接强度高、刚度大的特点,适用于大型和重要的结构。
- 螺栓连接:通过螺栓将钢构件连接在一起,具有连接方便、可拆卸的特点,适用于较小和较简单的结构。
- 铆接连接:通过铆钉将钢构件连接在一起,具有连接牢固、工艺简单的特点,适用于一些特殊的结构。
- 槽钢连接:通过槽钢将钢构件连接在一起,具有连接简单、刚度大的特点,适用于某些特殊的结构。
4. 钢结构的抗震设计原则是什么?钢结构的抗震设计原则主要包括以下几点:- 强度原则:结构的抗震能力应满足设计地震作用下的强度要求,以保证结构在地震中不发生破坏。
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 2160/wf f N mm = 123α= 213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=,,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h m m = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+=',取260mm 。
钢结构(第-三四版)戴国欣主编--课后习题答案.doc123
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 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=, ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==, 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
〔2〕两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h mm = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
钢结构第三章课后作业
l lw1 2hf 131mm 2 10mm 151mm , 取160mm。
两块被拼接钢板间留出10mm间隙,则拼接盖板的长度为:
L 2l 10mm=2 160mm+10mm=330mm 。
3.3
查表,Q235钢材,E43焊条,
N=320kN
N3 192 103 hf3 7.8mm ,端、背都取8mm。 w 0.7 2lw3 f ff 0.7 2 90 1.22 160
N1 N N3 320 192 128kN
N1 128 103 计算长度:lw1 = 71.4mm, 48mm lw1 360mm。 w 2he ff 2 0.7 8 160
翼缘与腹板连接处的折算应力:
My 260 106 230 2 = =123.05N / mm Ix 48600 104 VSx1 130 103 160 20 240 2 = =14.67N / mm I xt 48600 104 14
w 2 +3 2 123.052 +3 14.67 2 =125.65N / mm 2 1.1 f t2 203.5N/mm 2
两块被拼接钢板间留出10mm间隙,则拼接盖板的长度为:
L 2l 10mm=2 380mm+10mm=770mm 。
(2)采用三面围焊 已知正面角焊缝的长度
' lw 370mm ,两条正面角焊缝所能承受的力为:
' N ' =0.7hf lw f ffw 0.7 10 2 370 1.22 200 1263.9kN
200 55 50 100 100 100 50 40 F 14 55 55
(完整版)钢结构课后习题第三章
(完整版)钢结构课后习题第三章第三章部分习题参考答案3.8 已知A3F 钢板截⾯mm mm 20500?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:焊缝质量等级为Ⅱ级,抗拉的强度设计值20.85182.75/w f f f N mm == 采⽤引弧板,故焊缝长度500w l b mm ==承受的最⼤轴⼼拉⼒设计值3500*20*182.75*101827.5N btf kN -===3.9 焊接⼯字形截⾯梁,在腹板上设⼀道拼接的对接焊缝(如图3-66),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,三级检验标准,试验算该焊缝的强度。
解:(1)焊缝截⾯的⼏何特性惯性矩3341(28102.827.2100)26820612x I cm =-= ⼀块翼缘板对x 轴的⾯积矩3128 1.4(507)2234.4X S cm =??+=半个截⾯对x 轴的⾯积矩31500.8253234.4X X S S cm =+??=(2)焊缝强度验算焊缝下端的剪应⼒33214374102234.41038.9/268206108x x w VS N mm I t τ===?? 焊缝下端的拉应62max4112210500209/0.852********x M h N mm f I σ??=?==>? 所以,该焊缝不满⾜强度要求(建议将焊缝等级质量提为⼆级)则 max σ2209/N mm =<215f =2/N mm下端点处的折算应2222max 3219.6/ 1.1236.5/N mm f N mm στ+=<=且焊缝中点处剪应⼒33224374103234.41056.3/125/268206108w x v x w VS N mm f N mm I t τ===<=??3.10 试设计如图3-67所⽰双⾓钢和节点板间的⾓焊缝连接。
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 2160/wf f N m m = 123α= 213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=,,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h m m = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
223332480.720.76160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+=',取260mm 。
钢结构基础第三章课后习题答案
第三章3.7一两端铰接的热轧型钢I20a 轴心受压柱,截面如图所示,杆长为6米,设计荷载N=450KN ,钢材为Q235钢,试验算该柱的强度是否满足?解:查的I20a 净截面面积A 为35502mm ,所以构件的净截面面积232495.217235505.21*23550mm d A n =⨯⨯-=-=22/215/5.1383249450000mm N f mm N A N n =<===σ 所以该柱强度满足要求。
3.8 一简支梁跨长为5.5米,在梁上翼缘承受均布静力荷载作用,恒载标准值10.2KN/m(不包括梁自重),活荷载标准值25KN/m ,假定梁的受压翼缘有可靠的侧向支撑,钢材为Q235,梁的容许挠度为l/250,试选择最经济的工字型及H 型钢梁截面,并进行比较。
解:如上图示,为钢梁的受力图荷载设计值m KN q /24.47254.12.102.1=⨯+⨯= 跨中最大弯矩KNm ql M 63.1785.524.47818122=⨯⨯==f w M x x ≤=γσmax 所以3561091.7)21505.1/(1063.178mm fM w x x ⨯=⨯⨯=≥γ 查型钢表选择I36a ,质量为59.9kg/m,Wx 为8750003mm ,所以钢梁自重引起的恒载标注值m KN /58702.010008.99.59=÷⨯=,可见对强度影响很小,验算挠度即可:荷载标准值m KN q k /79.35252.1058702.0=++=挠度mm EI l q x k 13.1310576.11006.2384105.579.3553845851244=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ω<[l/250]=22mm I36a 满足挠度要求。
查型钢表选择HN400x200x8x13,质量为66kg/m,Wx 为11900003mm钢梁自重引起的恒载标注值m KN /6468.010008.966=÷⨯=,可见对强度影响很小,验算挠度即可:荷载标准值m KN q k /85.35252.106468.0=++=挠度mm EI l q x k 7.810237001006.2384105.585.3553845451244=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ω<[l/250]=22mm HN400x200x8x13满足挠度要求。
钢结构课后答案
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。
钢结构(第 三四版)戴国欣主编__课后习题答案doc123资料
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 2160/w f f N mm = 123α= 213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=,,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h m m = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+=',取260mm 。
第三章钢结构连接习题及答案
第三章 钢结构的连接习题参考答案1. 已知A3F 钢板截面mm mm 20500⨯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:2518mm N f w t =则钢板的最大承载力为:KNf bt N w t w 185010185205003=⨯⨯⨯==-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mm KN M ⋅=1122,剪力KN V 374=,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:2518mm N f w t =,2512mm N f w v =。
截面的几何特性计算如下:惯性矩:44233102682065071428014280121210008121mm I x ⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=翼缘面积矩:41198744050714280mm S x =⨯⨯=则翼缘顶最大正应力为:2243185215021026820610281011222mm N f mm N .h I M w tx =<=⨯⨯⨯⨯=⋅=σ 满足要求。
腹板高度中部最大剪应力:2243125075281026820625008500198744010374mm N f mm N .t I VS w vw x x =<=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯==τ满足要求。
上翼缘和腹板交接处的正应力:2120805075002150507500mm N ..=⨯=⨯σ=σ上翼缘和腹板交接处的剪应力:243116434810268206198744010374mmN .t I VS w x x =⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力:2222212152031100606434320803mm N .f .mm N ...w t =<=⨯+=τ+σ 满足要求。
(完整word版)钢结构基础第三章课后习题答案
第三章3。
7一两端铰接的热轧型钢I20a 轴心受压柱,截面如图所示,杆长为6米,设计荷载N=450KN ,钢材为Q235钢,试验算该柱的强度是否满足?解:查的I20a 净截面面积A 为35502m m ,所以构件的净截面面积232495.217235505.21*23550mm d A n =⨯⨯-=-=22/215/5.1383249450000mm N f mm N A N n =<===σ 所以该柱强度满足要求。
3。
8 一简支梁跨长为5.5米,在梁上翼缘承受均布静力荷载作用,恒载标准值10.2KN/m(不包括梁自重),活荷载标准值25KN/m ,假定梁的受压翼缘有可靠的侧向支撑,钢材为Q235,梁的容许挠度为l/250,试选择最经济的工字型及H 型钢梁截面,并进行比较。
解:如上图示,为钢梁的受力图荷载设计值m KN q /24.47254.12.102.1=⨯+⨯= 跨中最大弯矩KNm ql M 63.1785.524.47818122=⨯⨯==f w M x x ≤=γσmax 所以3561091.7)21505.1/(1063.178mm fM w x x ⨯=⨯⨯=≥γ 查型钢表选择I36a ,质量为59.9kg/m,Wx 为8750003m m ,所以钢梁自重引起的恒载标注值m KN /58702.010008.99.59=÷⨯=,可见对强度影响很小,验算挠度即可:荷载标准值m KN q k /79.35252.1058702.0=++=挠度mm EI l q x k 13.1310576.11006.2384105.579.3553845851244=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ω<[l/250]=22mm I36a 满足挠度要求。
查型钢表选择HN400x200x8x13,质量为66kg/m ,Wx 为11900003m m钢梁自重引起的恒载标注值m KN /6468.010008.966=÷⨯=,可见对强度影响很小,验算挠度即可:荷载标准值m KN q k /85.35252.106468.0=++=挠度mm EI l q x k 7.810237001006.2384105.585.3553845451244=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ω<[l/250]=22mmHN400x200x8x13满足挠度要求。
(完整word版)钢结构设计原理 刘智敏 第三章课后题答案
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l w=500mm,则焊缝正应力应满足:其中,故有,故此连接能承受的最大荷载为。
13. 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,钢材为Q235BF,采用手工焊,焊条为E43型,,构件承受静力荷载产生的轴心拉力设计值为N=1100kN,若采用三面围焊,试设计此焊缝连接。
解:正面角焊缝且故可取,此时焊缝的计算长度正面焊缝的作用: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,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。
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:(2)验算焊缝强度焊缝最大拉应力(翼缘腹板交接处):查表知,,所以焊缝强度不满足要求。
19. 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(=21.5mm)的高强度螺栓,接触面采用喷吵处理。
(1)确定连接盖板的截面尺寸。
(2)计算需要的螺栓数目并确定如何布置。
(3)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,对于Q235钢材接触面做喷砂处理时。
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a.承压型设计查表可知,当满足要求。
b.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,端板与柱翼缘采用10个8.8级摩擦型高强度螺栓连接,抗滑移系数,求最小螺栓直径。
钢结构第3章作业参考答案
2138 . 39 cm
4
I p I x I y 22321 . 69 cm
4
Tx
T 250 IP
,
F
Ty
T 163 IP
F 5096
Vy
F
h e lw
910 0 . 7 8
Ty Vy f
2
Tx
xi
2
y i 8 6 4 ( 6 . 5 19 . 5 ) 1978 cm
lw 2
193 . 35 10
32 0 . 7 Fra bibliotek 8 160
=108 mm
60 h f 480 mm ( 满 足 ) 8 h f 64 mm 且 40 mm ( 满 足 )
l1 298 8 308 mm ; l 2 108 8 116 mm 取肢背 l1 310 mm , 肢尖 l 2 120 mm
w 解: 查表得 f t 185 Mpa , w
fv
125 Mpa
注意:此题中腹板仍受弯剪。
I 2 28 1 . 4 50 . 7
2
0 . 8 100 12
3
268193 . 1cm
4
(1)焊缝最大正应力在腹板和翼缘交界处
max
M I
h 2
1122 10
374 10
3
焊缝最大剪应力满足要
求
(3)腹板和翼缘交界处
'
(完整版)安徽理工大学钢结构第三章题库
第三章钢结构的连接一、选择题1.钢结构焊接常采用E43型焊条,其中43表示( A )A.熔敷金属抗拉强度最小值B.焊条药皮的编号C.焊条所需的电源电压D.焊条编号,无具体意义2.手工电弧焊接Q345构件,应采用( B )A.E43型焊条B.E50型焊条C.E55型焊条D.H08A焊丝3.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时,焊条应采用( C )。
A.E55型B.E50型C.E43型D.H10MnSi4.结构焊接时,所选焊条和被焊接构件之间的匹配原则是( B )A.弹性模量相适应B.强度相适应C.伸长率相适应D.金属化学成份相适应5.在焊接施工过程中,下列哪种焊缝最难施焊,而且焊缝质量最难以控制?( C )A.平焊B.横焊C.仰焊D.立焊6.在对接焊缝中经常使用引弧板,目的是( A )A.消除起落弧在焊口处的缺陷B.对被连接构件起到补强作用C.减小焊接残余变形D.防止熔化的焊剂滴落,保证焊接质量7.对于常温下承受静力荷载、无严重应力集中的碳素结构钢构件,焊接残余应力对下列没有明显影响的是(B)A.构件的刚度B.构件的极限强度C.构件的稳定性D.构件的疲劳强度8.焊接残余应力不影响构件的( B )A.整体稳定性B.静力强度C.刚度D.局部稳定性9.产生纵向焊接残余应力的主要原因之一是( B )A.冷却速度太快B.施焊时焊件上出现冷塑和热塑区C.焊缝刚度大D.焊件各纤维能够自由变形10.如图,按从A到B的顺序施焊,焊缝处的纵向残余应力为( A )A.拉应力B.压应力C.可能受压也可能受拉D.没有残余应力11.如图所示两块板件通过一条对接焊缝连接,构件冷却后,1-1截面纵向残余应力的分布模式为(图中拉为正,压为负)(A)A.(a)B.(b)C.(c)D.(d)12.产生焊接残余应力的主要因素之一是( C)。
A .钢材的塑性太低B .钢材的弹性模量太高C .焊接时热量分布不均D .焊缝的厚度太小13.在承受动力荷载的结构中,垂直于受力方向的焊缝不宜采用( C)A .角焊缝B .焊透的对接焊缝C .不焊透的对接焊缝D .斜对接焊缝14.不需要验算对接斜焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线与轴力N 之间的夹角满足( C)。
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22则m ax 209 N / mm < f215 N / mm第三章部分习题参考答案3.8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,按川级焊缝质量检验,试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。
解:焊缝质量等级为n 级,抗拉的强度设计值0.85f 182.75N / mm 2采用引弧板,故焊缝长度 J b 500mm承受的最大轴心拉力设计值N btf 500*20*182.75*1031827.5kN焊接工字形截面梁,在腹板上设一道拼接的对接焊缝 (如图3-66),拼接处作用荷载 弯矩M=1122kN • mm ,剪力V=374kN ,钢材为Q235B ,焊条为E43型,半自动焊,3 3 4102.8 27.2 100 ) 268206cm块翼缘板对x 轴的面积矩半个截面对x 轴的面积矩(2)焊缝强度验算所以,该焊缝不满足强度要求(建议将焊缝等级质量提为二级) 3.9 设计值:三级检验标准,试验算该焊缝的强度。
S X1 28 1.4 (50 7)2234.4 cm 3SX S X1 500.8 25 3234.4 cm 3焊缝下端的剪应力VS xi374 103 22344 10338.9N/mm 2焊缝下端的拉应max1 x tw268206 104 8I x1122 106 500209N/mm 2 0.85f268206 104下端点处的折算应■' ;ax 3 2 219.6N / mm 2 1.1f 236.5N / mm 2 且焊缝中点处剪应力实际长度 h l w1 2h f =272mm ,取 280mm同理满足构造要求实际长度 I 2 l w2 2h f =124mm ,取 130mm ②采用三面围焊 一.构件端部正面角焊缝所能承受的力VS x1 x tw374 103 3234.4 103 268206 104856.3N / mm 2 f : 125N/mm 2 3.10试设计如图3-67所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。
钢材 Q235-B ,焊条E43型,手工焊,轴心拉力设计值N=500kN (静力荷载)。
①采用侧焊缝;②采用三面围焊。
解:①采用侧焊缝一•角焊缝的焊脚尺寸 h f最大 h f t (1: 2)mm 6mm最小 h f 1.5 t max 4.7mm采用h f =6mm.满足上述要求(规范第 8.2.7 条) 二•角钢背部侧面角焊缝长度N 1 N 0.7 500350kN则所需角焊缝长度w1N 10.7h f f t w350 103 2 0.7 6 160260mmlw1 60h f 360mm , l w1 8h f48mm ,满足构造要求三•角钢趾部侧面角焊缝长度N 0.3 500 150kN则所需角焊缝长度N 2 0.7h f3150 103 2 0.7 6 160112mmN 2lw23解:(1)正面角焊缝能传之力tw0.7 8 200 1.22 160 10 3 218.6kN侧面角焊缝能传之力h f l w2f t w 0.7 8 (200 8) 160 10 3 190kNN30.7h fIw3 f.wt 0.790 1.22 160 10147.6kN角钢背部侧面角焊缝长度 对N 2边取力矩,由 M 20,得则l w1"A N 32N(b y 。
)286.2 kNN i3286.2 10 0.7h f f t w213mm ,满足构造要求2 0.7 6 160实际长度 h l w1 h f =219mm ,取 220mm 三•角钢趾部侧面角焊缝长度N 2 N N 1N 3 =66.2Kn则l w2N 2366.2 10 实际长度0.7h f f t w50mm ,满足构造要求2 0.7 6 160I 2 l w2 h f =56mm ,取 60mm可知,第二种方法更经济。
3.11图3-68所示焊接连接,采用三面围焊,承受的轴心拉力设计值 为Q235B ,焊条为E43系列型,试验算此连接焊缝是否满足要求。
N=1000KN 。
钢材N1h f lw1 f N 2则该接头按角焊缝强度计算能承受的轴心拉力设计值N 2(N1 2N2) 2 (218.6 2 190) 1197kN 1000kN ,满足(2)计算拼接板或钢板所能承受的轴心拉力2钢板的截面积A= 2 24 48cm2两块拼接板面积A s= 2 1.2 20 48cm3N 1000 10A 48 102208.3N / mm2205N /mm2,基本能满足。
3.12试计算图3-69所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。
已知与焊缝之间的夹角60,钢材为A3,手工焊、焊条E43型。
N=390kN (设计值),解:把N分解为水平和竖向两个分力N x N sin 338kNN y N cos 195kN外力通过焊缝形心,故焊缝应力N x 2 0力儿338 1032 0.7 8 (200 16)164N / mm22 0.7hfL3195 102 0.7 8 (200 16)294.6 N / mm代入焊缝的强度条件冶9462 1644N/mm2 f f w 160N/mm2,差不多满足3.13试设计如图图3-70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。
对x 轴的惯性矩1 3I x 丄 53 2h e3e焊缝应力和焊脚尺寸假设弯矩由全部焊缝承受,剪力只由竖向角焊缝承受并沿竖向均匀分布竖向焊缝上的平均剪应力------- i -------F-98RN (设计值)■二 121s z 11—/r* ■1LX—J-------- 1 --------解:一 •角焊缝①的设计根据剪应力互等定理,焊接牛腿翼缘与腹板接触 面间沿梁轴单位长度上的水平剪力ThTh 些t w 1空I x t w I x为了保证翼缘板和腹板的整体工作,应使两条角焊缝的剪应力f不超过w角焊缝的强度设计值f fTh 1.4h f l xVS 1 1.4h f I x因此可得h fV3,门w =2.4mm ,取 h f 6mm 1.4f f I x角焊缝②,③的设计焊缝尺寸近似标于左图,并设角焊缝②,③尺寸皆为h f 焊缝有效截面的形心位置120 20 190 2 130 120 190 211570mm432242h e 12 h e 5213 h e 722849.6h e (cm 4)焊缝上端拉应力1176 106 7028・89(N/mm 2) 2849.6入 104h e下端拉应力f 2M(b y)I x11.76 1 06 (2 1 270)2849.6h e 10458.6(N / mm 2) h e1306T Tx 1 0.46F 10197 43.4f 1 40.49FI 014419 10则下端处折算应力需满足以下条件f f w 160N / mm 2所以h e 4.4mm, h f 6.3mm ,取h f =8mm ,满足构造要求3.14试求图3-71所示连接的最大设计荷载。
钢材为 Q235B ,焊条E43型,手工焊,角1•有效截面的几何特性两水平角焊缝的计算长度为205 8 197 mm2面积 A (2 19.7 50) h e 50.1cm形心位置 x2 19.7 0.7 0.8 9.854.34 cm50.1惯性矩1 x1 (_503 2 19.7 252) 0.7 0.81221 2 2 50 4.34 21.3415.4340.7 0.8 623cmI 0 I x I y 14419cm 42.扭矩和剪力设计值V F,T F (e 205 x) 0.46F3.角焊缝的强度条件及最大设计荷载以左上角点的应力最大Ty I 。
0.46F 106 250 14419 1040.798FV A WF 103 50.1 1020.2F413796cm由角焊缝强度条件:F 163.6kN3.15如图3-72所示炳块钢板截面为 20 400,钢材 A3F ,承受轴心力设计值N=1•计算螺栓的承载力设计值2•计算所需螺栓并进行布置V f (—Tf )2fT2 f■(驾严(0窗)2w2f 160 N / mm解:螺栓连接的强度设计值:2 b 140N /mm , fcb 305 N / mm 2受剪N : n vd 223 14 22232140 10106.4kN承压22 20 305 10 3134.2kN所需螺栓数为(由受剪控制)1180106.411.1,采用12个3.构件净截面强度的验算 由于拼接板截面面积大于钢板,故只需验算钢板即可A n 2 40 2 4 2.3561.2cm 2故钢板净截面应力为N192.8N/mm 2A N61.22205 N / mm ,满足3.16图3-73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)假定支托承受剪力;2)假定支托不承受剪力。
3.17某双盖板高强度螺栓摩擦型连接如图 3-74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 。
一个螺栓抗剪承载力设计值为解:1)假定支托承受剪力验算受力最大螺栓的抗拉强度(即最上排)2 2 2 2 2 y i1020 30 1400cmmaxMymax2 m yi6240 0.11 10 3002 1400 10228.3kNN t b A f t b 244.8 170 10 3 41.6kN > N max ,满足。
2)假定支托不承受剪力N v ― 24030kN ; N bm n 2 459.7kN0.72V 1.0,满足。
卜4 4卜 L ~ 一 ■十*亠卄!+-l ^i :+ n Jn h h u I h n H + + +4- + +4-4存G )2遏呂I割总解:查表知:抗滑移系数0.50,一个螺栓的预拉力 p 125kN。