钢结构第七章作业(试题学习).docx
7. 9.两面侧焊的角钢连接，受沿形心线的静力荷载作用，设计值N=600KN,角钢为2L100X63X10,连接板厚IOmm,钢材为Q235,焊条为E43型，手工焊，根据构造要求和受力要求设计角焊缝.解：ff=6ON/fnn2据题设焊脚高度为hf=Snirn,hf2=6vn*,JJ1Jx(1)采用两边侧焊，肢背、肢尖的受力为(图中为长肢相连)Nl=KN=0.65600=39OANM=K2N=0.35x600=2KUN（2）计算肢背、肢尖所需焊缝长度为rNlZ390×lQ3o1.=J-hf,=1-8=226mm12×0.7hfJffl2×0.7×8×160晨，2 =2x0.7 kf；,210×103Vm+hf,=+6=162mmf22×0.7×6×160构件端部按要求做成2%绕角焊，故不再加hf°分别取23Omm和170mm,满足构造要求。若端部不做绕角焊，则ZM=-+=390XM+323-I2X0.7My7f2×0.7×8×160rM7210×103“C1.0=Fhf=Flz=I66mm22×0.7hf2fff22×0.7×6×160分别取240mm和170mm,满足构造要求。7.10 图示三面围焊，焊脚尺寸为6mm,钢材为Q235BF,计算此连接能承受的最大拉力。解：/7=i6oyvW端焊缝受力=2×7t,×.×=2×2×0.7×6×1.22×160=328)tV侧焊缝受力Nx=N2=2l×he×77=2x(220-6)0.76l60=288A;NN总=N3+M+N=328+288+288=90UN连接板只需验算中间20厚的连接板抗拉=20×240×205=984V>9042V故该连接能承受的最大拉力为904kN7.11 图示牛腿板承受扭矩设计值T=60kNm,钢材为Q235BF,焊条为E43系歹上(1)采用三面围焊角焊缝，试设计此角焊缝，即确定焊脚高度hf。(2)四面围焊，焊脚高度可以改为多少。(3)方案二的焊条是否少于方案一。解：要点：画对焊缝截面图.5yft<hf<t2(12)=6V<10-lXtnm取hf=8mm,则焊缝有效截面如下图所示5,6求形心位置2×5.6× 192x(192+5.62)2×5.6×192+5.6×(300+5.6×2)=54.6mmIwx =2×5.6×(5.6 + 192)×152.82+× 3003 = 6427 × 104 mm4J c56 ICrN3 C ZL ICr( /97.6-(2.8 + 54.6)2'=2 X 976 + 5.6 X197.6 X G-)÷-× 5.63 + 300×5.6 × 54.62 = 2309×104wn412J = mx + Iny = 6427÷ 2309 = 8736c"r _ Tq小了60× IO6 X 152.88736x1()4=104.9Nw/?2rTrx60×106×(l92-54.6)山2b；='=：L=94.4NImmaJ8736×1O4()2+(rT)2=J(1)2+1O4.92=130.4Naz三2V160N/机疗可以fV1.22假设hf=7mm,计算结果与焊脚高度近似成线性比例关系则94422-)2+104.92x-=130.4x-=149N/九2vi60nzzwi2可以1.2277只是7mm的焊缝很少用，一般为2mm的模数假设hf=6mm,则不满足强度要求如果采用近似计算，查339页附表14,有ix=0.39=0.39×300=llImmiy=0.29。=0.29×200=58mm形心位置-2×he×200×100_X=57nn2××200÷¼×300/收=IXA=Il724x700x=¢×=582×¼×700J=4+=¼×700×(1172+582)=1194×104×¼60×106×150 7541194¼×104 heN / nr2/ 八2 / 719、2 /754、+g) =w +(T)(*)取 hf=8mm,则(*)为 171Nmm2>160,不满足 而相对精确的计算结果仅为130.4,可见两者相差较大。此时焊缝需要取为IOmmo方案二：取hf=6mm,则焊缝有效截面如下图所示2004,24.2=(200 + 4.2×2) 308 43 _ 20033 =588xlOyM, 1212Iwx = (3qq + 42×2) x208.43 - - ×2003 =3261x10。/ 1212J =5808+3261= 9069 × 104 mtn460x106×152.19069×IO4100.6N / Tr 60×l06×102.1%二79069×1O4=675NlmrnIA7S-)2÷100.62=114.8N/tnm2<160N/6/可以1.22取hf=5mm,则J(-)2+(<)2114.8×65=137.87V/mm2<160N/皿?也可以用钢量比较以8与6比较，用钢量与焊脚高度平方关系成正比。62*（200*2+300*2）=3600082*（200*2+300）=44800可见四周围焊用钢量小很多。7.12图示连接中，2LlOOX80x10（长肢相并）通过14厚连接板和20厚的端板连接于柱的翼缘，钢材用Q235BF,焊条为E43系列，采用手工焊，所承受的静力荷载设计值为540kNo（1）要求确定角钢和连接板之间的焊缝尺寸。（2）取dl=d2=170mm,确定连接板和端板之间的焊缝尺寸。（3）改取dl=150mm,d2=190mm,验算上面确定的hf是否满足要求。舟军：(1)1<hf<Z2(1-2)6<Af<89mm取hf=8mm采用两边侧焊，肢背、肢尖的受力为（图中为长肢相连）Nl=KIN=0.65x540=35MNN2=弓+N=0.35x540=189%VN2x0.7/5/计算肢背、肢尖所需焊缝长度为351×103上CS+2hn=+16=212mm加2×0.7×8×160÷2zz.2=189×1°3÷16=1212x0.7%/f22×0.7×8×160分别取220mm和130mm,满足构造要求。（2）取dl=d2=170mm,则连接板和端板之间的焊缝受拉剪作用拉力N=540×/15=449kN12+1.52剪力V=540×-三J=30OkNi1TL5r449×1O3=124 N / mm?=Smm,则5.6×2×(340-16)30°xl°3=82.7W25.6×2x(340-16)亍)2+(&=J(岩)2+87"=13IN/6加2V60N/mm2可以(3)若取dl=150mm,d2=190mm,则连接板和端板之间的焊缝受拉剪弯共同作用拉力N = 540x1.512+1.52=449左N剪力丫 =540×12+1.52=300AN弯矩M=449X20=8.984Mn449XIO35.6x2x(340 16)300×l O3124N / mm2= S2.1 Nimm25.6×2×(340-16) M 8.98×106× (170-8) =' =3243 2×5.6×-12= 45.SNZmm2f)2+(rv)2124+45.82+82j2=161.9N/mrn2<160N/mnr1.22也认为可以满足要求7.13如图所示的螺栓双盖板连接，钢材为Q235,承受轴心拉力，螺栓为8.8级高强度螺栓摩擦型连接，接触面喷砂处理，螺栓直径20,孔径21.5,试计算此连接的最大承载力。解：M208.8级喷砂则P=125kNA=0.45=0.9tP=0.9×2×0.45125=101.25ZN网,=10×101.25=1012.5KV=NI螺栓抗剪承载力最危险截面处N=N,(1-0.52)=A"=(190X20-2X20X21.5)X205=602.7左Nn9=%=602.7/(1-0.5、5)=6704'按构件截面强度算得的S载力故该连接的承载力为670kN思考：10颗螺栓变成8颗，承载力有何变化？按说好像承载力应该降低，实际情况呢？nN=8×101.25=810kN=Nl螺栓抗剪承载栓V=1-0.5-)=4/=(190×20-2×20×21.5)×205=602.7ANn=M=602.7/(1-0.5Xd)=688.8ZN按构件截面强度算得的承载力O最后该连接的承载力为688.8kN,反而有所放大，原因就是因为孔前传力吃掉了更多，而剩下的都是净截面能承受的602.7kN7.14图示C级螺栓的连接，钢材为Q235,已知d=20mm,de=17.65mm,d=21.5mm,承受设计荷载P=150kNo（1）假定支托承力，验算此连接是否安全？（2）假定支托不承力，验算此连接是否安全？解:书242页例题例11知Nt=43.98kNN；=122kNN；=41.65kN（I）支托承力，则螺栓群受弯，螺栓绕最下排转，则N11=MyJmYy-=于坐-=32.IArTV<41.65kNt,2×（0.12+0.22+0.32）所以满足要求30 X 0.35= 254N<41.65kN如果螺栓绕支托最下部转，则2×(0.052÷0.152+0.252+0.352)结果更小，同样满足要求（2）支托不承力，则螺栓群受弯剪作用，螺栓绕最下排转，则30×0.32×(0.12÷0.22+0.32)=32.次N <41.65 kNNv=150/8=18.75AN=J()2+(-!-)2=0.1816+0.594=0.88<1YNN：V43.9841.65所以安全7.15如图所示的连接，牛腿用连接角钢2L100X20及M22高强螺栓（10.9级）摩擦型连接和柱相连。钢材为Q345,接触面喷砂处理，承受偏心荷载P=175kN,试确定连接角钢的两肢上所需的螺栓个数。解：假定支托板不承力，否则问题更简单，螺栓群受弯绕形心转M=I75x0.2=35)lNmT=1750.145=25.42NmV=P=I754NM2210.9级喷砂钢材为Q345则P=190kN=0.5N；=0.9nfP=0.9×l×0.5×190=85.5Z评剪N；=0.9/"=0.9X2X0.5X190=17伙剪N：=0.8XP=O.8x190=152左N双剪的先解决假设采用3颗螺栓，间距80,则ni1x = Tyimyf =25.4x80x1()3802 + 802= 158.8kNN=P3=-=58.3kNly3Nvx=J(Ns)?+(Nl)2=(58.3)2+(158.8)2=1692kN<17K7V所以安全对于单剪的
