1、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 mlw50即：wtfWMtlF 186431502F解得： kN9.故该连接能承受的最大荷载为 505.9kN。3-2 解： kNflhNwf 30612.4087.07.033 mlw4528621 kNflhNk wf 810645287. 133 得到： kN1同理： flwf .07.025.022332 得到： 4.75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,V30eM焊缝上端 A 为最危险点： 280F917.6lh62wef 0.FleVf
2、则 wf2VffM208F.18092kN645F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kN17520.Nk1wfeflhm2.13067.0215flwe1则焊缝 A 的实际长度可为： ，取 150mmm2.146.hlfw2)作用于螺栓形心处的内力为： N20k54N13Vm1.6eM70 单个螺栓的抗剪、抗拉、承压承载力设计值分别为： N6.539402.31f4dnNbv2bv .12876.9.f2bt2ebt 0351dcc 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： bv NnV
3、Nc05N6.3142870142808.12ymM27t i 同时承受拉力和剪力的普通螺栓承载力验算： N2bt2bv167.0.5128346.59102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：N30kPV0m15k2401eM21 则焊缝仅受轴力 N 和剪力 V 的作用， ffweVA h73h7.04lhffe 502.l则 wf2VAfN160h75.1h7402f2f m35fm.410.t.1inf 6982hmaxf 由此可取， f3-6 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 10510mm，与
4、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： kN4.10642f4dnNbv2bv 单个螺栓的承压承载力设计值： 8.3518tbcbc连接所需螺栓数目 ，取 16 个，4 排。 （也可取 15 个，3.14.065nbmi排）采用并列布置，连接盖板尺寸为 10510710mm，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 m74815.23485tdA223n mN05f.074815AN故强度满足。3-7 解：1、确定连接盖板的截面尺寸采用双盖板
5、拼接，截面尺寸可选 10510mm，与被连接板钢板截面面积接近且稍大，钢材为 Q235 钢。2、计算螺栓数目（1）采用摩擦型高强螺栓连接查表知： 45.0,12kNP单个螺栓的抗剪承载力设计值： kNnNfbv 2.1.9.0连接所需螺栓数目 ，取 16 个，4 排。 （也可取 15 个，3 排）8.4bvNn采用并列布置，连接盖板尺寸为 10510710mm，端距 55mm，栓距 80mm，边距 75mm，线距 120mm。（2）采用承压型高强螺栓连接单个螺栓的抗剪承载力设计值： kNfdnNbvbv 1.5720424单个螺栓的承压承载力设计值： ftcc .697180连接所需螺栓数目
6、，取 10 个，2 排。5.9minb采用并列布置，连接盖板尺寸为 10390510mm，端距 55mm，栓距 80mm，边距 55mm，线距 100mm。3、验算被连接钢板的强度验算 - 截面（1）采用摩擦型高强螺栓连接 2763185.24850mAn kNNN5.1304.0.1 223 97.762mfAn 故强度满足。（2）采用承压型高强螺栓连接 274518.25180mn 2230.074NfNANn 故强度满足。3-8 解：10.9 级 M20 的高强度螺栓，查表得高强度螺栓预拉力 ，抗滑移系数kNP15。作用于螺栓群形心处的内力为：45.0kNFN1602V53m3.eM每个
7、高强度螺栓的承载力设计值： kNPNbt 12458.0.knfv 75.62.9.最上排单个螺栓所承受的内力： kNymMnNit 25.7604.12.381602 kVv5同时承受拉力和剪力的高强度螺栓承载力验算：此连接安全。185.0124.76. btvN第四章 轴心受力构件4-2 解：（1）钢板 1-1 截面验算 201 680234mtdnA 251.6835NfNNn 强度满足。（2）需要验算钢板 2-2 截面验算，因为 2-2 截面的净截面面积远小于 1-1 截面。假定轴力在 13 个螺栓中平均分配。 202 58024mtdnAkNN5.138 22 05790. NfAn
8、 强度满足。（3）验算拼接板强度拼接板 3-3 截面受力最大。 202 6901254mtdnA 23 597.165NfNNn 强度满足。4-7 解：根据题意，截面对两个轴方向的计算长度 ，cmlyx100215Nf1、a 图截面验算（1）计算截面特性截面面积 2408.520cmA截面惯性矩 433169cIx4316752cIy截面回转半径 ，cmAIix46.203 cmAIiy18.324067（2）构件长细比及刚度验算159.406.10xil 59.718.30yil刚度满足要求。（3）构件整体稳定性验算由于构件截面无削弱，故不必验算强度。对 x， y 轴均为 b 类截面，查附表
9、 4-2 得： ，892.0x715.0y故 整体稳定满足。223 155.18604715.0 mNfNAN（4）构件局部稳定性验算翼缘宽厚比： 59.17.03.03. yftb腹板高厚比： 局部稳定满足。.62.255.2.68.05wfth故 a 图截面满足要求。2、b 图截面验算（1）计算截面特性截面面积 24015.240cmA截面惯性矩 4339579Ix436715.2cIy截面回转半径 ，cmAIix204957 cmAIiy5.102467（2）构件长细比及刚度验算15010xil .95.10yil刚度满足要求。（3）构件整体稳定性验算由于构件截面无削弱，故不必验算强度。
10、对 x， y 轴均为 b 类截面，查附表 4-2 得： ，856.0x587.0y故 整体稳定不满足。2223 11.704587.01mNfNAN（4）构件局部稳定性验算翼缘宽厚比： 52.19.035.08.591 yftb腹板高厚比： 局部稳定满足。6.7.2.240wfth故 b 图截面不满足要求。第五章 受弯构件5-1 解：1、荷载计算次梁计算单元宽度为 2.5m，次梁承担的线荷载设计值为： mkNq 25.0.154.25.1.252、截面选择次梁与主梁按铰接设计，则： kqlM28.635.208max NV1所需截面系数 23max.802150.6cmfMWx初选 22b，查
11、表 ， ， ，.9cA4Ix3190cS326cmWnx翼缘厚 ，腹板厚 ，查表得 ，t163.2tw65.915Nf，腹板与翼缘交接圆角 ，质量 ，自重15mNfv mr.kg.36kg6.03、截面验算次梁与铺板牢固连接，因此不必计算整体稳定性。所选截面为型钢，因此不必验算局部稳定。只验算构件刚度和强度。（1）刚度验算次梁承担的线荷载标准值为： mkNqk 61.3.052.15 05.250037.58.84343 lvEIllvk满足要求。（2）抗弯强度验算 mkNMx 6.45.12.136.05281 2，满足要求。2236max 158.0.4fWnxnx （3）抗剪强度验算由于
12、型钢腹板与翼缘处较厚，可不验算抗剪强度。（4）局部压应力验算没有给出主次梁的连接情况，暂不验算局部压应力。5-4 解：1、计算截面特性截面面积 218.02.1cmA截面惯性矩 433 37.126080. cmIx 43602.1cIy7492cmhWx截面回转半径 ，cAIix8.31cmAIiy78.3长细比 .2.90xil 1.2.90yilkNPlqlM 4.357.14.1841822max2、验算整体稳定性（1）整体稳定系数计算 ybyxyb fhtWA24.1302双轴对称截面 ， ，0b65.891htl 85.01.730b代入，得： 274.，不满足。2max545mN
13、fNWMb（2） 189.0.3，不满足。22max31068mNfNWMb（3） 4.03，658.0b 61.0871 bb，满足。22max5mNfNb（4） ，查表得0.1978.340yil 75.1b，6.91b2.bb，满足。2max154mNfNWMb第六章 拉弯和压弯构件6-7 解：1、计算截面特性截面面积 2cm8.1406c0.123c2.1A截面惯性矩 423x 365.3m.64cmI 4y c6512c2.134x.3052hIW截面回转半径，cm1.7AIixcm82.6AIiy2、验算平面内稳定构件最大弯矩，kN375c10kN4FlMx 2m15f长细比 ，按
14、 b 类截面轴心受压构件查附表 4-.2.5ix2，得 832.0另由表 5-1 查得，截面塑性发展系数 05.1xkN8510m108.43.51N026A1.EN222xX 因跨中只有一个集中荷载，等效弯矩系数 .x223623Exxmx mN15f09.6.158.7 )kN85109.(067.40N9).(WM故构件满足平面内稳定3、确定侧向支撑点数目（1）当在柱中央设一道侧向支撑时长细比 ，查表得10c82.6750ily 493.0y在侧向支撑点范围内，杆段一端的弯矩为 ，另一端弯矩为 0，mkN75故等效弯矩系数 =0.6521txM35.06.用近似计算公式可得 795.47.12yb区段内最大弯矩 mkN35Mx223623xbty 15f06.84.9612079.0WAN不满足平面外平衡（2）当在柱中设两道侧向支撑时长细比 ，查表得3.7cm82.650ily 730.y在侧向支撑点范围内，两个杆段区间的等效弯矩系数分别为=0.65、1.0，取 1.021txM35.06.用近似计算公式可得 948.007.yb区段内最大弯矩 mkN35x
