钢结构设计原理课后题答案 赵根田主编

钢结构设计原理课程作业解答

第三章 连接

3-1 解：

由于施焊时加引弧板，因此mm l l w 500==

w t w f W

M

t l F ≤+=

σ即：

1856

50014130145002≤⨯⋅+⨯F F 解得：kN F 9.505=

故该连接能承受的最大荷载为505.9kN 。 3-2 解：

kN f l

h N w f f

w f 30616022.1140287.07.033

3=⨯⨯⨯⨯⨯==∑β

mm l l w w 452846021=-==

kN f l

h N

N N N k N w f w f 810160452287.07.02

65.02113311=⨯⨯⨯⨯=⨯

⨯⨯≤-=-

=∑

得到：kN N 5.1481≤ 同理：kN f l

h N

N N N k N w f w f 810160452287.07.02

35.022

23322=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≤-=-

=∑

得到：kN N 4.2751≤

因此：此连接能够承担的最大静力荷载为1481.5KN 。 3-3 解：

将荷载设计值F 向焊缝形心简化，得 F V =,F 30Fe M ==

焊缝上端A 为最危险点：

()28000F

92200107.0F 306l h M 62

2w e M f =⨯⨯⨯⨯==

σ∑ 2800

F

2200107.0F l h V w

e V

f =

⨯⨯⨯=

=τ∑ 则

()

w f 2

V f 2

f M f f ≤τ+⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛βσ

2002800F 22.128000F 92

2

≤⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯ kN 6.450F ≤

故焊缝所能承受的最大静力荷载设计值为450.6kN. 3-4 解： 1)

设斜杆与翼缘板为两面侧焊，则由焊缝A 在肢背处，得

kN 1752507.0N k N 11=⨯==

w f w

e 1

f f l h N ≤=

τ∑

mm 2.130160

67.02175000

f h 2N l w

f e 1w =⨯⨯⨯=≥

则焊缝A 的实际长度可为：mm 2.142622.130h 2l l f w =⨯+=+=，取150mm 2)

作用于螺栓形心处的内力为：

N 200000kN 25054

N =⨯=

N 150000kN 2505

3

V =⨯=

mm N 102.160200000Ne M 70⋅⨯=⨯==

单个螺栓的抗剪、抗拉、承压承载力设计值分别为：

N 6.531911404

2214.31f 4d n N 2b v 2v b

v

=⨯⨯⨯=π=

N 0.515281704

65.1914.3f 4d N 2

b t 2

e b

t

=⨯⨯=π=

N 671003051022f t d N b c b c =⨯⨯==∑

设支托只作为安装时的临时支撑，则最上排单个螺栓所承受的力为：

b v N N n V N

c 1500010

150000≤===

()

N 6.31428701402102802280102.110200000y m My n N N 2

222721t i

=+++⨯⨯⨯+=+=∑ 同时承受拉力和剪力的普通螺栓承载力验算：

1N N N N 2

b t t 2b v v ≤⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ 167.00.515286.31428

6.53191

150002

2

≤=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛

故连接采用10个普通螺栓是可以的. 3-5 解：

将N 、P 向焊缝形心处简化，则危险点A 处受力： N 300000kN 300P V === N 300000kN 300P V ===

0mm 150kN 240mm 120kN 300Ne Pe M 21=⨯-⨯=-= 则焊缝仅受轴力N 和剪力V 的作用，

f f w

e V A h 74000

2300h 7.0240000l h N =

⨯⨯⨯=

=

σ∑ f

f w

e V A h 75000

2300h 7.0300000l h V =

⨯⨯⨯=

=τ∑ 则

()

w f 2

V A 2

f N A f ≤τ+⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛βσ

160h 7500022.1h 740002

f 2

f ≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯

mm 3.5h f ≥

mm 7.4105.1t 5.1h 1min f =⨯== mm 6.982.1t 2.1h 2max f =⨯== 由此可取，mm 6h f =

3-6 解：

1、确定连接盖板的截面尺寸

采用双盖板拼接，截面尺寸可选10×510mm ，与被连接板钢板截面面积接近且稍大，钢材为Q235钢。

2、计算需要的C 级普通螺栓数目和布置螺栓

单个螺栓的抗剪承载力设计值：kN 4.1061404

222f 4d n N 2

b v 2v

b

v

=⨯⨯π⨯=π= 单个螺栓的承压承载力设计值：kN 8.1203051822f t d N b c b

c =⨯⨯==∑

连接所需螺栓数目1.144

.1061500

N N n b

min ==≥

，取16个，4排。（也可取15个，3排） 采用并列布置，连接盖板尺寸为10×510×710mm ，端距55mm ，栓距80mm ，边距75mm ，线距120mm 。

3、验算被连接钢板的净截面强度

201n mm 7488185.23418510t d n A A =⨯⨯-⨯=-=