钢结构第七章作业2013.docx

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1、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21100X63X10,连接板厚10,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=160N/mm据题设焊脚高度为hf1=8mm,hf2=6mm（1）采用两边侧焊，肢背、肢尖的受力为（图中为长肢相连）N1=K1N=0.65x600=390左N%=K2N=0.35x600=210左N（2）计算肢背、肢尖所需焊缝长度为7N171.=+hn的20.7zy7390138=22620.78160N21210103,“c10=1-h”=1-6=162mm皿2x0.7勺2右20.76160

2、构件端部按要求做成2号绕角焊，故不再加hf。分别取230mm和170mm,满足构造要求。若端部不做2号绕角焊，则N11390103Cc-hn=1-16=234mm20.7y720.78160殿-2义0.7力f2211312=16820.76160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：f；=60Nmm2端焊缝受力N3=2bhe3fff=22OOO.r761.2216O=328kN侧焊缝受力N1=N2=2xZeX7=2x（2206）x0.7x6x160=288左NN总=%+乂=328+288+288=

3、904左N连接板只需验算中间20厚的连接板抗拉=20240205=984kN904kN故该连接能承受的最大拉力为904kN7.图示牛腿板承受扭矩设计值T=60kNm,钢材为Q235BF,焊条为E43系列。（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1.58hfV,2一（12）n6V为10-I1mm取hf=8mm,则焊缝有效截面如下图所示求形心位置Cu/ICC/192+5.6、_25.6192()X=54.6mm25.6192+5.6(300+5.62)wc=25.6(5.6+192

4、)152.82+-3003=6427104mm45.631/r197.6(2.8+54.6)2、/=2(197.63+5.6197.6-2)wy122+迎X5.63+3005.654.62=2309104mm412J=4+/纱=6427+2309=8736cm4TTry60106152.8ny1nA7/21-=Io4.9N/mmAJ8736104TTrx60106(192-54.6)n/1jz2Crj=-=94.4N/mm2944_-)2+104.92=130.4N/加病160N加/可以1.22a8736104假设hf=7mm,计算结果与焊脚高度近似成线性比例关系则J管，+W)2+1042x=

5、130.4x=149Nmm2160,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CX1Y200424.2Iwx=2+422)x308.43-3003=5808104mm4M1212r(300+4.2x2)30034Iwx=-208.432003=3261104mm4馆1212J=5808+3261=9069104mm4=IoO.6Nmm2Try_6O1O6152.1-T-90691047X=60x10-x102.1=675;v/otot2AJ9069104取hf=5mm,则)2+100.62=114.8N

6、/根病160Nw?可以1.224.8x65=137.8N加2vi60N加2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，211ooX80x10(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)d1=d2=170mm,确定连接板和端板之间的焊缝尺寸。(3)改取d1=150mm,d2=190mm,验算上面确定的hf

7、是否满足要求。解：(1)15“hf，2Q2)=6hf89mm取hf=8mm采用两边侧焊，肢背、肢尖的受力为(图中为长肢相连)N1=KIN=0.65x540=35U:N%=(N=0.35义540=189kN计算肢背、肢尖所需焊缝长度为$2x0.7%/N?2X0.7勺2毋C,351103“C1C+2hr.=1-16=212mmf20.78160C,189103“+2zf9=-I6=121mmf220.78160分别取220mm和130mm,满足构造要求。(2)md1=d2=170mm,则连接板和端板之间的焊缝受拉剪作用拉力N=540z15=449左N12+1.52剪力V540300kN12+1.5

8、2449IO32aN二124N/mm3OO1O35.6x2x(34016)可以5.62(340-16)=82.7mm2124)2+82.72=13IN/根m2i60N加加21.22(3)若取d1=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=540Is=449kN12+1.52剪力V=540X/1=300kN12+1.52弯矩M=44920=8.98左MTZ449103S,-2=124N/mm5.62(340-16)mM8.98106(170-8)A3-2=45.8N/mnrWCUU324325.612cr7v+cm9v9I124+45.89:99()2+(rv

9、)2=()2+82.72=161.9N/根m2i60N根加2A1V1.22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=125kN=0.45Ny=0.9nfP=0.920.45125=101.254VnN：=IOX1O1.25=1012.5左N=N1螺栓抗剪承载力最危险截面处N=N2(1-0.5%=Aj=(190X20-2X20X21.5)X205=602.7kN一nN2=602.7/(1-0.5X)=670左M安构件截面强度

10、算得的承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？N=8101.25=81OkN=N1螺栓抗剪承载栓N=M(1-0.5%)=4/=(190X20-2X20X21.5)X205=602.7ZNnn忆=602.7/(1-0.5x)=688.8n按构件截面强度算得白镰载力8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

11、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7-知N：=43.98kNN：=122kNN；=41.65kN(1)支托承力，则螺栓群受弯，螺栓绕最下排转，则Nt1=MyJmYyf=；*=32AkN41.65kNt112(0.12+0.22+0.32)所以满足要求如果螺栓绕支托最下部转，则Nt1=MyJmEy;=3一半吧-=2541.65t11I2(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Nt1=MyJmZyf=FC)Xe)T-二32AkN41.65kNt11I2(0.

12、12+0.22+0.32)Nv=150/8=18.75kNJ22=+c=0,594=0.881所以安全7.15如图所示的连接，牛腿用连接角钢21100X20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左NmT=1750.145=25.4左NmV=JP=I75左NM2210.9级喷砂钢材为Q345贝UP=190kN=0.5Ny=0.9nfP=0.910.5190=S5.5kNNy=0.9nfP=0.920.5190=17Ikm=0.SP=0.S190=152kN双剪的先解决假设采用3颗螺栓，间距80,则N=TyJmEyj=25.480103802+802=158.8kNNR=P/3=58.3kN1y3Nvx=J(Nt)2+(N)2=(58.3)2+(158.8)2=169.2kN171kN所以安全对于单剪的拉剪螺栓群，假设采用8颗螺栓，间距80,则2,235120103QCizNt1=MdjmEd；-=82kN175P