建筑结构第七章习题解教学文稿

建筑结构第七章习题

解

第七章习题

7-1两块钢板采用对接焊缝连接。钢板宽度 600mm ,厚度8mm ,轴心拉力

N=1000kN ，钢材为Q235,焊条用E43型，手工焊，不用引弧板。应力最大值

是多少？

［解〗不用引弧板，焊缝直计算长度 lw=l — 2t=600mm- 2X8mm=584mm 7-2设计一双盖板角焊缝接头（习题图 7-2）。已知钢板宽300mm ，厚14mm ， 承受

轴心力设计值N=800kN （静力荷载）。钢材 Q235, E43型焊条，手工焊 （建议盖板用Q235钢材2— 260$, h f =6mm ）。说明此建议取值的意义。

『解〗

f f w =160N/mm 2

根据对接钢板和盖板厚度确定角焊缝的焊脚尺寸

h f

h f,max =t — （1~2） mm = 8mm-（ 1~2） mm = （7~6） mm

且 h f,min =1.5. t 2 =1.5X 14 mm = 5.6 mm

取h f = 6 mm 。（建议的焊脚尺寸h 仁6mm 满足构造要求）

焊缝中最大应力为

N l w t

1000 103N 584mm 8mm

214.0N / mm 2

采用三面围焊：

双面正面角焊缝长度I w3 = 2忽60mm = 520 mm

N3= 3 h e I w3 f f W

=1.22 0.7 8mm< 520mm< 160N/mm2 = 426.3 1J03N=426.3 kN 所需侧面角焊缝总计算长度

, N N3(800 426.3) 10‘N

l w 2 556mm

h e f f 0.7 6mm 160N / mm2

一条侧面角焊缝所需实际长度

I l w - 556mm 一匚

I - h f 6mm 145mm

4 4

取一条侧面焊缝长度l=150mm，所需盖板长度

L=2I+10mm=< 150mm+10mm=310mm 如题图所示。

题目建议盖板采用Q235钢材2- 260.8，是因为双盖板的总截面面积应与对接钢板截面面积大致相等。

2

本题双盖板截面总面积2X260<8=4160mm对接钢板截面面积为300X

14=4200m r p基本满足要求。

7-3试设计习题图7-3所示双角钢和节点板间的连接角焊缝“ A”。轴心拉力设计

值N=420kN (静力荷载) 钢材Q235, E43型焊条，手工焊。

习世［尊7 -

3冥寸

『解〗

f f w =160N/mm2, h f,min=1.5 t2 =1.5X ... 6 mm = 3.7mm

h f,max=1.2t= 1.2 X10mm=12mm

肢尖h f,max=t= 6mm

取h f = 6 mm。

双角钢2L100X80W，长边连接于节点板, 角钢肢背焊缝计算长度为

0.65 420 103N

l w1 w 2

2h e f f 2 0.7 6mm 160N/mm

203.1mm

角钢肢尖焊缝计算长度为

l w2

N20.35 420 103N

2h e f f w 2 0.7 6mm 160N/mm2

109.4mm

角钢端部绕角焊缝长度

2h f = 12 mm

角钢肢背焊缝实际长度

|1 = 203.1mm—2h f +2h f = 203.1mm, 取|1=210mm 角钢肢尖焊缝实际长度

|2 = 109.4mm—2h f +2h f = 109.4mm,取l2=110mm

7-5试验算习题图7-5所示焊接工字形截面柱（截面为焰切边）。轴心压力设计值N=4500kN，柱的计算长度I0x=l0y=6m。钢材Q235,界面无削弱。

『解〗

按题意，应验算该柱的强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性。 ① 强度。由于无孔洞削弱，不必单独验算。 ② 整体稳定和刚度 柱截面几何参数

2

A=2X 20 >500+ 450 xl2=25400mm 2

|y = — X(2X 20X 5003+450X 23) mm 4=416.7 X 06mm 4 12 i y . 416.7 106mm 4/25400mm 2

128.1mm

2y=6000mm/128.1mm=46.8< ［才=150

1

I x = X (500X 4903-488X 4503) mm 4=1196.3 106mm 4 12

i x

1196.3 106mm 4/25400mm 2 217.0mm

瓜=6000mm/217.0mm=27.6< ［才=150

由i 控制，查附录G ,对两轴均属于b 类，查附录H 附表H — 2,忻0.871,

20mm )

整体稳定性和刚度均满足要求。

500X20

45 00 1 06N

0.871 25400 mm 2

203.4N/mm 2 205N / mm 2 (翼缘板厚

J2

习眩图7 -5

③局部稳定（亦ax= %=55）

翼缘b/t =244mm/20mm=12.2<10+0.1 启10+0.1 >46.8=14.7

腹板h o/t w=450mm/12mm=37.5<25+0.5；=25+ 0.5 >6.8=48.4

7-6试验算习题图7-6所示两种工字形截面柱所能承受的最大轴心压力。钢材Q235,翼缘为剪切边，柱高10m，两端简支（计算长度等于柱高）。

『解〗

1、( a)图所示工字形截面柱：

A=2>20 >320+ 320 X10=16000mm2

I y =丄X(2X20$203+320X103) mm4=109.3 106mm4 12

i y -109.3 106mm4/16000mm282.7mm

沪10000mm/82.7mm=120.9< [ 4=150

1 3 3 4 6 4

I x = >(320X360 —310>C203) mm4=397.7 106mm4

12

i x. 397.7 106mm4 /16000mm 157.7mm

4=10000mm/157.7mm=63.4< [0=150 局部稳定验算(当A> 100时，取4=100)

翼缘b/t =155mm/20mm=7.75<10+0.1 启10+0.1 X1OO=2O

腹板h o/t w =320mm/10mm=32<25+0.5 启25+ 0.5 >100=75

该柱满足局部稳定要求。