1、钢结构计算题精品答案第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图 3.80） 。钢材为 Q235B，焊条为 E43 型，手工焊，轴心力 N=1000KN（设计值） ，分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。解：（1）三面围焊 2160/wfNm1321确定焊脚尺寸：， ， ,maxin.2.2fht,inin.5.5.fhtm8fh内力分配： 30.71.0.7812607328.wfffNhb NK32 239K1 .5.焊缝长度计算：，11 30.2960.72781wwfNl mh则实际焊缝长度为 ，取 310mm。19640840fl hm，22 .10.7078wwf
2、lh则实际焊缝长度为 ，取 120mm。2160840flmh（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取 ， 18fh2f内力分配： ， 203NKN1210673KN焊缝长度计算：，11 67320.720.81wwfNl mh则实际焊缝长度为:，取 390mm。hml fw 480381 ，22 20.70.761wfNl mh则实际焊缝长度为:，取 260mm。hml fw 4806481 3.2 试求图 3.81 所示连接的最大设计荷载。钢材为 Q235B，焊条为 E43 型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸 ， 。fh130ec焊脚尺寸： 8fhm焊缝截面的形心： 0205.64.651.x m则
3、2.64.e（1）内力分析：V=F， 12()(3012.)4.TFeF（2）焊缝截面参数计算： 3 2845.61.205.6(.8).9XI m7054110y 84.3pxyIIm2512605.68.7ewhl m（3）应力计算T 引起的应力： 48462.5.2910310PyTxrFFI 48.6.3PxTyI V 引起的应力： 41.905.72VyewFFhl （4） 42 423.60.8(5.910)()6 428.6F465103723.58FNK3.3 试设计如图 3.82 所示牛腿与柱的连接角焊缝、。钢材为 Q235B，焊条为 E43型，手工焊。（1）内力分析：V=F
4、=98KN， 980.12.76MFeKNm（2）焊缝截面参数计算：取 10fhm焊缝截面的形心：1 1935073.2697(123.5)7(27)5.5069y m 21.4.m 22 2374 119350(.35)697(5.13.5)79174.52.1XIm （3）应力计算M 引起的应力：6 22,ax 71.043.5.96/fxMyNmIV 引起的应力：3298./fewVhl（4） 22227.96()3.71.5/160/1wfNmNm3.4 习题 3.3 的连接中，如将焊缝及焊缝改为对接焊缝（按三级质量标准检验） ，试求该连接的最大荷载。（1）内力分析：V=F， 0.12
5、.(/)MFeFKNm（2）焊缝截面参数计算： 1506216.0y m2.45.32 2741(.)01(45.0)1.95601XI m（3）应力计算M 引起的应力：6 2270.145.089(/)9maxMyFFNmIV 引起的应力：32.(/)VA（4） 21max31.weqtf2 2(0.89)(047).81.85203.(/)wtFFfNm7KN3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图 3.83） ，拼接处作用有弯矩，剪力 V=374KN，钢材为 Q235B 钢，焊条用 E43 型，半自动焊，三级检验kM.12标准，试验算该焊缝的强度。（1）内力分析：V=374K
6、N， mkNM.12（2）焊缝截面参数计算： 493 068.50742808Ix 5714Sw 4192m（3）应力计算 3 22max974102875.1/15/.6ww vVSNfNmIt腹板和翼缘交接处： 6211 90.3/2.8xMymI 3 2197404.7/.6wxVSNIt折算应力：2222 21309.34.71.8/1.8504/wtNmfNm不满足3.6 试设计图 3.81 的粗制螺栓连接，F=100KN(设计值)， 。13ec（1）内力分析：V=100KN， ，120534.em0.TVKN（2）参数计算：单个螺栓抗剪承载力（M22），221453.4bbvvdN
7、nf min0867.1bbt ctf KNin,53.2v22164iixy（3）内力计算T 引起的应力：611x2240.51039.26TiiyNKN61122.4.7TyiiyV 引起的应力： 10VyNKNn（4）222211 min()39.6(14.730)46.53.2bTxyVNNKN3.7 试设计如图 3.84 所示： 构件钢材为 Q235B，螺栓为粗制螺栓。角钢与连接板的螺栓连接；竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。 。12d竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。 ， 。50m2190d角钢与连接板的螺栓连接；单个螺栓抗剪承载力（M20） 2201487.94bbvvdNnf
8、KN min35.bbt ctfin,8.4v螺栓个数 个，取 5 个螺栓，按规范规定间距排列（图省略） 。min0.15bN竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。 。1270dm内力分析 23504.5xNKN，由支托承担。7.yV单个螺栓抗拉承载力（M20， ）2.45eAcm2451706bbtetNAfKN螺栓个数 个，取 6 个螺栓，排 2 排，按规范规定间距排列（图省247.5916btNn略） 。竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。 150dm， 。2190dm，23547.5xNKN247.0.9xMem ，由支托承担。23547.5yV36112 2.0.9104.241.658(
9、)btiNKNn 3.8 按摩擦型连接高强度螺栓设计习题 3.7 中所要求的连接（取消承托板） ，且分别考虑： ； ， 。螺栓强度级别及接触面处理方式自1270dm15d2dm选。Q235 钢，喷砂处理，M20，8.8 级，P=125KN ， =0.45，0.8.1250btNPKN 127dm， 4.4.V一个螺栓承担的拉力 1.52.71010btti tNKNn247.it247.50.9(1.25)0.91.45(012.547.)381.0f tiVKNnPNKN ，1dm2d， ， .47.VK7.9xMem一个螺栓的最大拉力 36112 2.50.9103.9410(8)btiM
10、yNKNnm27.85K341.6N58K247.i09(1.25)0.91.45(021.547.)381.0f tiVNnPNKN第四章 轴心受力构件4.1 验算由 2 组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为63270KN，只承受静力作用，计算长度为 3m。杆端有一排直径为 20mm 的孔眼（图 4.37） ，钢材为 Q235 钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。解：（1）强度 查表得 的面积 A=6.14cm2 ， ， 635min1.94xc， N=270KN2()2(140)18nAdt，强度不满足，3706.2518nNM
11、pafpa所需净截面面积为 ，327016nNAmf所需截面积为 ，22578ndt选 ，面积 A=7.29cm263279m28（2）长细比min0154.63509.ol4.2 一块- 的钢板用两块拼接板- 进行拼接。螺栓孔径为 22mm，排列如图24124.38 所示。钢板轴心受拉，N=1350KN（设计值） 。钢材为 Q235 钢，解答下列问题;（1）钢板 1-1 截面的强度够否？（2）是否需要验算 2-2 截面的强度？假定 N 力在 13 个螺栓中平均分配， 2-2 截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？解：（1）钢板 1-1 截面强度验算：， N=1350KN20min(3)(4032)068nAbdt m，强度满足。315.1568nNMpafpa（2）钢板 2-2 截面强度验算：（a） ，种情况， （a ）是最危险的。， N=1350KN2 22()05(48052)0643nAldt m，但不超过 5%，强度满足。3212.96nNMpafpa对应图（d）的验算：，22()05(452)058ndAlt m1318.NKN
