钢结构设计基本原理课后答案 肖亚明.doc

1、合肥工业大学出版社出版 （肖亚明主编）第三章1. 解：Q235 钢、 、2/160mNfwkN60（1）采用侧面角焊缝最小焊脚尺寸： mthf 6.514.5.1max角钢肢背处最大焊脚尺寸： f 202in角钢肢尖处最大焊脚尺寸： tf 89)()(角钢肢尖和肢背都取 hf8查表 3-2 得： 、65.01K35.02，kNN91 kNK210635.02所需焊缝计算长度： mfhlww .7187.37.02311fNl 9.60.2. 32 焊缝的实际长度为：，取 240 。mhlfw 3.863.171，取 140 。f 192922 （2）采用三面围焊缝，取 f正面角焊缝承担的内力为

2、： kNflhNwf 97.16302.167.07.033 侧面角焊缝承担的内力为： K.8/97.35.2/31 kN021602 所需焊缝计算长度：mfhNlww 17.29607.21387.02311 fl 5. 32焊缝的实际长度为：，取 240 。mhlfw 17.235617.91 ，取 110 。f 0522. 解：Q235 钢、 2/60mNfw（1）取 d1721角焊缝受到轴力和剪力的共同作用，且均作用在角焊缝形心处角焊缝受到轴力为： kN23.4915.602角焊缝受到剪力为： V8.2ffwhl 2340172 23 /.195602.)(.19. mNflNwffw

3、ff 由上式求得： mhf5 23/160)240(.187.02fhlVwffwff 由上式求得： hf49最小焊脚尺寸 mtf 71.65.max故取焊脚尺寸为 f7 223 /.195/6.15)240(.197.02 mNfNlhNwwff 23 /608.04)7(.8. flVff 22222 /160/10.658.104./615/ mNfmNwfff 由于折算应力较接近 ，故取 可满足要求。wfhf（2）改取 ，md01d92角焊缝受到轴力、剪力和弯矩的共同作用角焊缝受到轴力为： kNN23.4915.62角焊缝受到剪力为： V8.02角焊缝受到弯矩为： mNmkNNeM 6

4、1094.6.98423.4，mhe6587.0hlfw 32821054637.2I 36109.53410. mWw最大正应力为： 22 363/.19560./53.18 109.847.70NmNMlhwff 23 /6.48.2 mflVwwff 2222 /10/70.19.1/53.8/ Nfwfff 不满足要求。3. 解：Q235 钢、 2/60mNfw（1）角焊缝最小焊脚尺寸： mthf 2.51.5.1ax最大焊脚尺寸： f 42min取 hf6xx角焊缝受到轴力和弯矩的共同作用角焊缝受到轴力为： kNF10角焊缝受到弯矩为： mkeM2，mhe2.467.0hlfw186

5、043165.418.Iw 308.90.2mW最大正应力为： 22 363/.19560./74.103 1048.7NmNMlhwff 满足要求。（2）角焊缝角焊缝的有效截面如图所示取 hf8角焊缝有效截面形心位置： my 03.16).5926.5426.5134/(296.512 8()8 剪力由腹板焊缝承担，腹板面积为： 2.10.9mAw全部焊缝对 x 轴的惯性矩为： 4632 22105./196.5)/1903.6(.5192 )8.39(4.)8.34Iw 1268y翼缘焊缝最外边缘的截面模量： 3461 105.2.103.925mhIWw 翼缘和腹板连接处的截面模量： 3

6、4628.7.Iw腹板底边缘处的截面模量： 34623 10.03.15myIWw弯矩： mkNM10由弯矩得最大应力为： 24633 /90.10.12mNw腹板的剪应力为： 23 /50.6.2/0/AFw翼缘和腹板连接处的折算应力； 222223 /16/7.95.46.19 mNfmNwf 满足要求。4. 解：Q235 钢、查附表 1-2 得 ， ，2/18fwt 2/5fwv2/15mNfwc焊缝有效截面形心位置： my 13.4)8/(218)618(62 焊缝对 x 轴的惯性矩为： 46 32107.5 2/8)/3.4()3.2(mI 翼缘焊缝边缘的截面模量： 3461 108

7、.23.148. myIWx 翼缘和腹板连接处的截面模量：x1250.697y34622 10.293.1480751myIWx 腹板底边缘处的截面模量： 34623 7.yIx弯矩： FM120由翼缘上边缘处焊缝拉应力 241 /185083.2mNfFWwtt 得： k3.672/.5由腹板下边缘处焊缝压应力 243 /15107. mNfFMwcc 得： k6.092/.25由腹板焊缝单独承担剪力，腹板的剪应力 2/15)18/(/ NfFAwvw得： k0.825腹板下端点正应力、剪应力均较大，由腹板下端点的折算应力 22242 /5.031.183107.3 mNfFwtc 得： k

8、N45综上得该连接所能承受的最大荷载为 。8.5. 解：Q345B 钢、 ，2/0mNfwhf角焊缝有效截面的形心位置： x41.3)6.50.1972( /297截面的惯性矩： 4632./56. mIwx462 3210.94.3506. 12/976.5).3/7(1mIwy 4330.)( mIJwyx 扭矩： FT5.6).2(由扭矩产生的最大应力 266 /0108.3104.259NfJr wyTf 得： kF2.73./6266/420.110.913.5).9(6mNf FJrTwxf 得： kNF.740.9/6由力 F 产生的应力 26/41.6.50.1972 mfFA

9、 wwVf 得： kNF59.2074.19/26由最大应力点的折算应力 26 2626622/0103.89 )108.3(.13.)(mNfF FFwTffVT 得： kN14.2903.6896综上得该连接所能承受的最大荷载为 。F6. 解：Q235B 钢、 ， 2/140fbv2/5mfbc单个螺栓的抗剪承载力设计值： kNfdnNbvvb 4.1064422 ftbcbc 9.35kNbcv),min(i一侧所需的螺栓数目为： （个） ，取45.79.3/70/minbN8n螺栓的布置如图所示： 681净截面强度验算：螺栓群最外端净截面强度： 223 /15/97.184)5.236

10、0/(17/ mNfNANn 净截面强度满足要求。7. 解：Q235 钢、 ， ，2/4mNfbv 2/0mfbc 2/70fbt单个螺栓的抗剪承载力设计值： kNfdnbvvb .5314422 ftNbcbc 78.08kNbcv253),min(i单个螺栓的抗拉承载力设计值： NfAfdNbtebtebt 1.7042 （1） 牛腿下支托承受剪力时由受力最大的螺栓承受的拉力 kFFymMbti 51.13.0)2401680(23211 得： kNF3.6故支托承受剪力时该连接所能承受得最大荷载设计值为 。N32.86（2） 牛腿下支托不承受剪力时由受力最大的螺栓承受的拉力 kFFymM

11、btit 51.13.0)2401680(2321 得： kNF32.86由 kNFnbcV 78.120.01/1 得： .7由剪力和弯矩共同作用下 1039.2.531.222 FNbvbt得： kF15.3综上得支托承受剪力时该连接所能承受得最大荷载设计值为 。kN5.38. 解：Q345B 钢螺栓采用 M22，C 级， ， 2/140mNfbv2/385mNfbc螺栓的布置如图所示单个螺栓的抗剪承载力设计值： kfdnNbvvb 2.53140242 Nftbcbc 7.8kNbcv253),min(i螺栓群承受剪力及扭矩的共同作用扭矩： mFeT .48)/10.5.30(12受力最

12、大的螺栓承受的应力为： kNyxNiiTx 45.2)0(.23262211 iiTy 1.)1(45.05.82262211kNnFNVy31kNN byTTx 2.535.4812.45.2min121 满足要求，故采用 M22。9. 解：高强螺栓 8.8 级，M20（1）摩擦型连接预拉力 ，接触表面用喷丸处理，kP2545.0单个螺栓的抗剪承载力设计值：kNPnNfbV 3.10254.09.0一侧所需的螺栓数目为： 个，取9.6317bV7n（2）承压型连接， 2/50mNfbv2/40mNfbc螺栓的布置如图所示单个螺栓的抗剪承载力设计值： kNfdnbvvb 0.1572424ft

13、Nbcbc 6.310kNbcv),min(i一侧所需的螺栓数目为： 个，取3.5617inb 6n10.解：高强螺栓 10.9 级，M22（1）摩擦型连接预拉力 ，接触表面用喷丸处理，kNP9050. 角钢肢与牛腿连接取螺栓的个数为 ，栓距为 80mm，端距 50mm5n单个螺栓的抗剪承载力设计值： kNPfbv 0.17950.29.0此处连接承受剪力和扭矩的共同作用，扭矩 mkNT75.43)18(350则受力最大的螺栓承受的应力为： kNnvy705/3/kxTriiTx 38.19)68(2.422 NkNbvVyx 0.7.703.192 满足要求。 角钢肢与柱翼缘连接取螺栓的个数为 ，对称布置在牛腿两侧，栓距为 80mm，端距 50mm0n此处连接承受剪力和弯矩的共同作用，弯矩 mkM631805