钢结构第三章作业答案
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3.13如图所示梁与柱（钢材为Q235B ）的连接中,M=100kN ·m,V=600kN,已知梁端板和柱翼缘厚均为14mm,支托厚20mm,试完成下列设计和验算：
（1）剪力V 由支托焊缝承受，焊条采用 E43型，手工焊，求焊缝A 的高度hf 。 （2）弯矩M 由普通C 级螺栓承受，螺栓
直径24mm,验算螺栓是否满足要求。
解：(1)验算受剪承载力：
a. 确定焊脚高度
板件边缘的角焊缝：max 20,20(12)18;f t mm h mm ==-=: 普通角焊缝：min max min(14,20)14, 1.21416.8;f t mm h mm ===⨯= 则max min(16.8,20)16.8;f h mm ==
max min max(14,20)20,6;f t mm h mm ===
故取10f h mm =
b.0.70.7107e f h h mm ==⨯=
设承受静载，支托选用Q235B ，则查表得角焊缝强度设计值2
160w
f f N mm = 采用三面围焊且为绕角焊：
对于水平焊缝，承受正应力，1300w l b mm ==
3110.70.710300 1.2216010410;w f w f f N h l f kN β-==⨯⨯⨯⨯⨯=
对于竖向焊缝，承受剪应力，2250w l mm =
211.25 1.25600410340;N V N kN =-=⨯-=
3
22223401097.14316020.720.710250
w f f f w N N mm f N mm h l τ⨯===<=⨯⨯⨯⨯，满足要
求。
故焊缝A 的高度10f h mm =。
(2)验算抗弯承载力
12345678910600;500;300;200;100;
y y mm y y mm y y mm y y mm y y mm ==========
2
311222222
;
1001060040;2(600500300200100)i i
i
i
N M y
y My N kN y =
⨯⨯===⨯++++∑∑
查表得普通C 级螺栓抗拉强度设计值2
170b t f N mm =；公称直径为24mm 的普通螺栓2
353e A mm =
313531701060.1b b t e t b t
N A f kN N N
-=⋅=⨯⨯=≤
故抗弯承载力满足要求。 (3)验算构造要求： C 级螺栓
00(1 1.5)24 1.525.53325.576.5100d d mm d mm
=+=+==⨯=<:故满足构造要求
综合(2),(3)该螺栓满足要求。
3.14试验算如图所示拉力螺栓连接的强度。C 级螺栓M20，所用钢材Q235B 。若改用M20的8.8级高强度螺栓摩擦型连接（摩擦面间仅用钢丝刷清理浮锈），其承载力有何差别？
解：150cos 45150106;210610626.5;26.5;
4444
V H kN V H Nv kN Nt kN ==⨯=⨯
=======o
（1） 验算拉剪作用
查表得普通C 级螺栓2170b t f N mm =； 2
140b v f N mm =；Q235B 钢
2305b c f N mm =；公称直径为20mm 的普通螺栓2245e A mm =。
2
23
3
2222
3
1201401044.0
44
2451701041.65
26.526.5
0.8761
44.041.65
26.520
163051097.6
b b
v v v
b b
t e t
b b
v t
b b
c c
d
N n f kN
N A f kN
Nv Nt
N N
Nv N d t f kN
ππ
-
-
-
=⋅⋅=⨯⨯⨯⨯=
=⋅=⨯⨯=
⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫
+=+=<
⎪ ⎪ ⎪ ⎪
⎝⎭⎝⎭
⎝⎭⎝⎭
=<=⋅⋅=⨯⨯⨯=
∑
故，验算合格。
（2）改用M20级的8.8级高强度螺栓摩擦型连接，查表得预拉力125
P kN
=，抗滑移系数0.30
μ=，且单剪1
f
n=。取标准孔 1.0
k=。
0.90.9 1.010.3012533.75
0.80.8125100
26.526.5
1.05 1.0
33.75100
b
v f
b
t
b b
v t
N kn P kN
N P kN
Nv Nt
N N
μ
==⨯⨯⨯⨯=
==⨯=
+=+=>
未超过5%，故验算合格。
设其承载力为F，
122
428
Nv Nt F F
==⨯=；
22
211
88()=1.0
33.7510033.75100
b b
v t
F F
Nv Nt
F
N N
+=+=⨯+，则142.7
F kN
=，承载力下降。
3.15如图所示螺栓连接采用Q235B钢。C级螺栓直径20
d mm
=，求此连接最大能承受的max
F值。
解：螺栓群轴心受剪，查表得公称直径为20mm的C级螺栓2
140
b
v
f N mm
=
（1）受剪承载力
双剪2
v
n=；
2
23
2201401088.0
44
b b
v v v
d
N n f kN
ππ
-
=⋅⋅=⨯⨯⨯⨯=