钢结构的连接习题参考答案

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：查附表得：螺栓，。

查附表得：。

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），

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