(完整版)钢结构基本原理课后习题与答案完全版.pdf

第二章第二章2.1 如图 2-34 所示钢材在单向拉伸状态下的应力应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的关系式。fyfytg=Etg=E00图 2-34图（a）理想弹性塑性（b）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：E tan非弹性阶段：fy（应力不随应变的增大而变化）（2）弹性阶段：E tan非弹性阶段：fy E(fyE)fy tan(fytan)2.2 如图 2-35 所示的钢材在单向拉伸状态下的曲线，试验时分别在 A、B、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变、卸载后残余应变c及可恢复的弹性应变y各是多少？fy 235N/mm2c 270N/mm2F 0.025E 2.06105N/mm2E1000N/mm2cfyABECE0yF图 2-35理想化的图解：（1）A 点：卸载前应变：fyE2352.06105 0.00114卸载后残余应变：c 0可恢复弹性应变：yc 0.00114（2）B 点：卸载前应变：F 0.025.卸载后残余应变：cfyE 0.02386可恢复弹性应变：yc 0.00114（3）C 点：卸载前应变：Fc fyE 0.0250.035 0.06卸载后残余应变：ccE 0.05869可恢复弹性应变：yc 0.001312.3 试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。答：钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力 fy时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材曲线基本无变化；当 fy时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载卸载连续进行，钢材曲线也基本无变化；若加载卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。钢材曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材曲线也会更高而更短。钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。2.4 试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。2.5 解释下列名词：（1）延性破坏延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点 fy、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。（2）损伤累积破坏指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。（3）脆性破坏脆性破坏，也叫脆性断裂，指破坏前无明显变形、无预兆，而平均应力较小（一般小于屈服点fy）的破坏。（4）疲劳破坏指钢材在连续反复荷载作用下，应力水平低于极限强度，甚至低于屈服点的突然破坏。（5）应力腐蚀破坏应力腐蚀破坏，也叫延迟断裂，在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。（6）疲劳寿命指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。2.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上 A 点正应力为1120N/mm2，2 80N/mm2，B 点的正应力.1 20N/mm2，2 120N/mm2，求梁 A 点与 B 点的应力比和应力幅是多少？解：（1）A 点：应力比：280 0.667应力幅：maxmin120 80 200N/mm21120（2）B 点：应力比：120 0.167应力幅：maxmin 20120 100N/mm22120(3)Q390E(4)Q235D2.7 指出下列符号意义：(1)Q235AF(2)Q345D答：（1）Q235AF：屈服强度fy 235N/mm2、质量等级 A（无冲击功要求）的沸腾钢（碳素结构钢）（2）Q345D：屈服强度fy345N/mm2、质量等级D（要求提供-200C 时纵向冲击功Ak 34J）的特殊镇静钢（低合金钢）（3）Q390E：屈服强度fy390N/mm2、质量等级E（要求提供-400C 时纵向冲击功Ak 27J）的特殊镇静钢（低合金钢）（4）Q235D：屈服强度fy 235N/mm2、质量等级D（要求提供-200C 时纵向冲击功Ak 27J）的特殊镇静钢（碳素结构钢）2.8 根据钢材下选择原则，请选择下列结构中的钢材牌号：（1）在北方严寒地区建造厂房露天仓库使用非焊接吊车梁，承受起重量Q500KN 的中级工作制吊车，应选用何种规格钢材品种？（2）一厂房采用焊接钢结构，室内温度为-100C，问选用何种钢材？答：（1）要求钢材具有良好的低温冲击韧性性能、能在低温条件下承受动力荷载作用，可选 Q235D、Q345D 等；（2）要求满足低温可焊性条件，可选用Q235BZ 等。2.9 钢材有哪几项主要机械指标？各项指标可用来衡量钢材哪些方面的性能？答：主要机械性能指标：屈服强度fy、极限强度fu以及伸长率5或10，其中，屈服强度fy、极限强度fu是强度指标，而伸长率5或10是塑性指标。2.10 影响钢材发生冷脆的化学元素是哪些？使钢材发生热脆的化学元素是哪些？答：影响钢材发生冷脆的化学元素主要有氮和磷，而使钢材发生热脆的化学元素主要是氧和硫。第四章第四章.第五章第五章5.1 影响轴心受压稳定极限承载力的初始缺陷有哪些?在钢结构设计中应如何考虑?5.2 某车间工作平台柱高2.6m,轴心受压,两端铰接.材料用I16,Q235钢,钢材的强度设计值压稳定系数及其稳定临界荷载.如改用 Q345 钢解答:查 P335 附表 3-6,知 I16 截面特性,柱子两端较接,fd 215N/mm2.求轴心受fd 310N/mm2,则各为多少?ix 6.57cm,iy1.89cm,A 26.11cm2xy1.0 x故柱子长细比为xlixyl26001.01.02600137.6 39.6yiy18.965.7,y因为x,故对于 Q235 钢相对长细比为.fyE137.62351.482.06105钢柱轧制,b/h 0.8.对 y 轴查 P106 表 5-4(a)知为不 b 类截面。故由式 5-34b 得1322324222210.9650.3001.481.4820.9650.3001.481.48241.482 0.35421.482(或计算yfy235137.6,再由附表 4-4 查得 0.354)故得到稳定临界荷载为NcrdAfd 0.35426.11102215 198.7kN当改用 Q365 钢时,同理可求得1.792。由式 5-34b 计算得 0.257(或由故稳定临界荷载为yfy235166.7,查表得 0.257)NcrdAfd 0.25726.11102310 208.0kN5.3 图 5-25 所示为一轴心受压构件,两端铰接,截面形式为十字形.设在弹塑性范围内E/G值保持常数,问在什么条件下,扭转屈曲临界力低于弯曲屈曲临界力,钢材为 Q235.5.4 截面由钢板组成的轴心受压构件,其局部稳定计算公式是按什么准则进行推导得出的.5.5 两端铰接的轴心受压柱,高 10m,截面为三块钢板焊接而成,翼缘为剪切边,材料为 Q235,强度设计值fd 205N/mm2安全.,承受轴心压力设计值3000kN(包括自重).如采用图 5-26 所示的两种截面,计算两种情况下柱是否图 5-26题 5.5解答:截面特性计算:对 a)截面:11Ix 2(500203205002602)850031.436109mm41212.Iy 211220500311250083 4.167108mm4A 2500205008 24000mm2iIxxA 244.6mmiIyy131.8mmA对 b)截面:I 2(11x1240025340025212.52)121040039.575108mm4I212540031y12400103 2.667108mm412A 40025240010 24000mm2iIxxA199.7mmiIyyA105.4mm整体稳定系数的计算:钢柱两端铰接,计算长度lox loy10000mmlox10000l10000 x对 a)截面:i 40.88oxyx244.6i 75.87y131.8lkx10000lox10000 x 50.08y对 b)截面:ix199.7i 94.88y105.4根据题意,查 P106 表 5-4(a),知钢柱对 x 轴为 b 类截面,对 y 轴为 c 类截面.对 a)截面:对 x 轴:xfy40.88xE2352.06105 0.4401x22223xx23x2x242xx120.4420.9650.30.440.4420.9650.30.440.442240.442fy(或计算x235 40.88,再由附表 4-4 查得x0.896)对 y 轴:yfy235yE25.872.06105 0.816.0.895y12 23yy22y23yy24y2210.9060.5950.8160.8162220.816 0.604(或计算220.9060.5950.8160.81640.8162yfy235 75.87,再由附表 4-5 查得y0.604)故取该柱的整体稳定系数为 0.604对 b)截面,同理可求得整体稳定验算:对 a)截面对 b)截面5.6 一轴心受压实腹柱,截面见图 5-27.求轴心压力设计值.计算长度合工字形,翼缘采用 I28a 型钢.钢材为 Q345,强度设计值x 0.852,y 0.489,故取该柱截面整体稳定系数为 0.489NcrdAfd 0.60424000205 2971.68kN 3000kN 不满足Ncrd 0.48924000205 2405.88kN 3000kN 不满足。l0 x8ml0y 4mx,(轴为强轴).截面采用焊接组.fd 310N/mm2.5.7 一轴心受压缀条柱,柱肢采用工字型钢,如图 5-28 所示.求轴心压力设计值.计算长度虚轴),材料为 Q235,l0 x 30ml0y15mx,(轴为fd 205N/mm2.图 5-28题 5.7解答:截面及构件几何性质计算截面面积:A 286.07 172.14cmI40a 单肢惯性矩:2I1 659.9cm41102Ix 2659.986.07()522043.3cm42绕虚轴惯性矩:绕实轴惯性矩:Iy 221714 43428cm4回转半径:ixIx522043.3 55.07cmi 15.88cmA172.14yloy1500lox3000y94.46x 54.48i15.88ix55.07y长细比:A1x 28.797 17.594cm2缀条用 L756,前后两平面缀条总面积oxx227由 P111表 5-5 得：构件相对长细比,因A172.1454.4822756.85A1x17.594oxy,只需计算y:yyfyE94.462351.0142.06105220.9650.342 0.591查 P106 表 5-4(a)可知应采用 b 类截面：120.9650.322.y(或计算235 94.46fy,再由附表 4-4 查得 0.591)故轴的压力设计值为NcrdAfd 0.591172.14102205 2085.6kN5.8 验算一轴心受压缀板柱.柱肢采用工字型钢,如图 5-29 所示.已知轴心压力设计值N 2000kN(包括自重),计算长fd 205N/mm2fvd125N/mm2l0 x 20ml0y10mx度,(轴为虚轴),材料为 Q235,.图 5-29题 5.8解答:一、整体稳定验算截面及构件几何性质计算:截面面积:A 286.07 172.14cmI40a 单肢惯性矩:2I1 659.9cm41102Ix 2659.986.07()522043.3cm42绕虚轴惯性矩:绕实轴惯性矩:Iy 221714 43428cm4回转半径:ixIx522043.3 55.07cmi 15.88cmA172.14y长细比:l2000 xox 36.32ix55.07yloyiy1000 62.9715.88缀板采用303001100mm。计算知Kb/K1 6，由 P111表 5-5 得oxx21236.32228.882 46.40(其中180 28.882.77)构件相对长细比:因.oxy,只需计算y:yyfyE62.97235 0.6772.06105220.9650.3 0.79142查 P106 表 5-4(a)可知应采用 b 类截面120.9650.322y(或计算故235 62.97fy,再由附表 4-4 查得 0.791)，满足。NcrdAfd 0.791172.14102205 2791.34kN二、局部稳定验算:1)单肢截面板件的局部稳定单肢采用型钢,板件不会发生局部失稳.2)受压构件单肢自身稳定单肢回转半径i1 2.77cm1长细比满足：a080 28.88 0.5max 0.562.97 31.49 40i12.77,且满足1故单肢自身稳定满足要求.3)缀板的稳定轴心受压构件的最大剪力:VmaxAfd85172.14102205235 41516N23585235fy缀板剪力:T V1a415161100 20758Nc21100a4151611001.142107N mm2221100 27.5mm40，故只作强度验算:缀板弯矩:M V1缀板厚度满足:tb 30M1.142107 25.4N/mm2 fd 205N/mm2230300W61.5T207581.5 3.5N/mm2 fvd125N/mm2btb30030故由以上整体稳定验算和局部稳定验算可知,该缀板柱满足要求.5.9 有一拔杆,采用 Q235 钢,fd 215N/mm2,如图 5-30 所示,缀条采用斜杆式体系.设考虑起吊物时的动力作用等,应将起重量乘以 1.25,并设平面内、外计算长度相等.问 60时,拔杆最大起重量设计值为多少?第六章第六章6.1 工字形焊接组合截面简支梁，其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变形。梁上均布荷载（包括梁自重）跨中已有一集中荷载F0 90kN，现需在距右端 4m处设一集中荷载F1。问根据边缘屈服准则，F1最q 4kN/m，大可达多少。设各集中荷载的作用位置距梁顶面为120mm，分布长度为 120mm。钢材的设计强度取为300N/mm。另在所有的已知荷载和所有未知荷载中，都已包含有关荷载的分项系数。2图 6-34题 6.1解：（1）计算截面特性A 250122800812400mm2112508243(2508)80031.33109mm41212IWxx3.229106mm3h2IxSm 25012406 4008200 1858000mm3S1 25012406 1218000mm3（2）计算F0、F1两集中力对应截面弯矩F11M04122901216342 2F1kN m843812F8M1 24848901218 244F1kN m24333令M1 M0，则当F1147kN，使弯矩最大值出现在F1作用截面。（3）梁截面能承受的最大弯矩M Wxf 3.229106300 968.7kN m令M M0得：F1313.35kN；令M M1得：F1 271.76kN.故可假定在F1作用截面处达到最大弯矩。（4）a弯曲正应力8(244F1)106M3maxx3006Wx3.22910b.剪应力22 11F1作用截面处的剪力V14124490F153F1(kN)3322max253F11031858000V S30031 m9Ixt31.3310 8c.局部承压应力224 45F11033300在右侧支座处：c8120512 2120F1103F1集中力作用处：c3008120512 2120d.折算应力F1作用截面右侧处存在很大的弯矩，剪力和局部承压应力，计算腹板与翼缘交界处的分享应力与折算应力。正应力：1Mx400Wx412253F11031218000V S3剪应力：11 19Ixt1.3310 8F1103局部承压应力：c8120512 2120222折算应力：zs1c1c31300联立-解得：F1 271.76kN故可知F1max 271.76kN，并且在F1作用截面处的弯矩达到最大值。6.2 同上题，仅梁的截面为如图6-35 所示。6.3 一卷边 Z 形冷弯薄壁型钢，截面规格16060202.5，用于屋面檩条，跨度6m。作用于其上的均布荷载垂直于地面，q 1.4kN/m。设檩条在给定荷载下不会发生整体失稳，按边缘屈服准则作强度计算。所给荷载条件中已.包含分项系数。钢材强度设计值取为210N/mm。6.4 一双轴对称工字形截面构件，一端固定，一端外挑4.0m，沿构件长度无侧向支承，悬挑端部下挂一重载F。若不计构件自重，F最大值为多少。钢材强度设计值取为215N/mm。22图 6-37 题 6.4解：（1）截面特性计算A 200102 2506 5500mm2Ix11200270320062503 7.54107mm4121211Iy 2102003250631.33107mm41212Ix117.09iyAIyA 49.24ix（2）计算弯曲整体稳定系数按钢结构设计规范附录B 公式 B.1-1 计算梁的整体稳定系数l1t1400010 0.74b1h200270查表 B.4，由于荷载作用在形心处，按表格上下翼缘的平均值取值：124000y81.249.24b0.210.670.74 2.940.650.741.58截面为双轴对称截面，b 0yt14320 Ah235则bb 1b2Wfyyx4.4h1.58取b1.072432081.225500270270281.2102352 103.3331.074.42702357.54100.2820.9853.333（3）F 最大值计算hhM 4000F 2 f，解得F 30.02kN。由,2,bIxbIx6.5 一双轴对称工字形截面构件，两端简支，除两端外无侧向支承，跨中作用一集中荷载F 480kN，如以保证构.件的整体稳定为控制条件，构件的最大长度l的上限是多少。设钢材的屈服点为235N/mm（计算本题时不考虑各种分项系数）。2图 6-38 题 6.5解：依题意，当l1b113.0时，整体稳定不控制设计，故长度需满足l 13.0400 5200mm 5.2m。（1）截面特性计算A 400202120012 30400mm2Ix114001240338812003 7.68109mm4121211Iy 22040031200123 2.13108mm41212Ix502.6iyAIyA83.7ix（2）整体稳定计算按钢结构设计规范附录B 公式 B.5-1 近似计算梁的整体稳定系数：b1.07又有y44000 235y2fyliyM h2 f，即1FlhI f由整体稳定有bxbIx42联立-解得：l 12283mm故可取lmax12.28m。（注：严格应假定长度l，再按钢结构设计规范附录B 公式 B.1-1 计算梁的整体稳定系数，然后验算式，通过不断迭代，最终求得的长度为所求）第七章压弯构件第七章压弯构件7.1 一压弯构件长15m，两端在截面两主轴方向均为铰接，承受轴心压力N 1000kN，中央截面有集中力2。钢材强度设计值为310N/mm。按所给荷载，试设计F 150kN。构件三分点处有两个平面外支承点（图7-21）截面尺寸（按工字形截面考虑）。解：选定截面如下图示：.图 1工字形截面尺寸下面进行截面验算：（1）截面特性计算A30020265020214 20540mm2Ix11300650328661031.45109mm41212Wx Ix/325 4.48106mm3Iy 2112030036101439.01107mm41212Wy Iy/150 6.01105mm3ixIx 266.2mmiyAIyA 66.2mm（2）截面强度验算NMx1000103562.5106172.3N/mm2 f 310N/mm2满足。6AW205404.4810（3）弯矩作用平面内稳定验算长细比xfy34515000 56.3 68.2，查得x 0.761。56.3按 b 类构件查附表 4-4，235235266.2NEX2EA22.061052054071.2010 N221.1x1.156.3弯矩作用平面内无端弯矩但有一个跨中集中荷载作用：mxN10001031.00.21.00.2 0.98，取截面塑性发展系数x1.057NEX1.2010 1.1NxAmxMxxW1x10.8NN EX10001030.98562.510630.761205401000101.054.4810610.871.2010189.54N/mm2 f 310N/mm2，满足。（4）弯矩作用平面外稳定验算.fy3455000 75.5 91.5，查得x 0.611。长细比y75.5，按 b 类构件查附表 4-4，23523566.2弯矩作用平面外侧向支撑区段，构件段有端弯矩，也有横向荷载作用，且端弯矩产生同向曲率，取tx1.0。75.523451.07 0.88，取截面影响系数1.0。弯矩整体稳定系数近似取b1.07 44000 23544000235fy2ytxMxN10001031.0562.51061.0 222.4N/mm2 f 310N/mm26yAbW1x0.611205404.4810 0.88满足。（5）局部稳定a.翼缘：b.腹板腹板最大压应力：maxb1507235，满足要求。7.151310.7（考虑有限塑性发展）t20fyNMh01000103562.5106610166.6N/mm26AWxh205406504.4810NMh01000103562.51066102 69.2N/mm6AWxh205406504.4810腹板最小压应力：min系数0maxmin166.669.21.42max166.6hw610235235 43.61600.5 25161.420.556.3 25 62.6，满足。tw14fy345由以上验算可知，该截面能满足要求。7.2 在上题的条件中，将横向力F改为作用在高度 10m 处，沿构件轴线方向，且有 750mm 偏心距，图 7-22，试设计截面尺寸。7.3 一压弯构件的受力支承及截面如图7-23 所示（平面内为两端铰支支承）。设材料为 Q235（fy 235N/mm），计算其截面强度和弯矩作用平面内的稳定性。解：（1）截面特性计算2A30012237610 10960mm2IxWx Ix/200 1.58106mm3ix（2）截面强度验算.1130040032903763 3.15108mm41212Ix169.6mmANMx80010312010622148.9N/mm f 215N/mm，满足。6AW109601.5810（3）弯矩作用平面外的稳定验算长细比xfy23512000 70.8 70.8，查得x 0.746。70.8，按 b 类构件查附表 4-4，235235169.6NEX2EA22.06105109606 4.0410 N221.1x1.170.8弯矩作用平面内构件段有有横向荷载作用，也有端弯矩作用且端弯矩产生反向曲率，取：mx 0.650.35M280 0.650.35 0.417M1120取截面塑性发展系数x1.05，NxA8001030.41712010630.74610960N80010 xW1x10.81.051.5810610.86N EX4.0410mxMx133.6N/mm2 f 215N/mm2，满足。故可知，该截面强度和平面内稳定均得到满足。7.4 某压弯缀条式格构构件，截面如图 7-24 所示，构件平面内外计算长度l0 x 29.3m，l0y18.2m。已知轴压力（含自重）N 2500kN，问可以承受的最大偏心弯矩Mx为多少。设钢材牌号为Q235，N与Mx均为设计值，钢材强度设计值取205N/mm。解：（1）截面特性计算2I63a：A15459mm2Ix 9.40108mm4，Iy1.70107mm4，ix 264.6mm，iy 33.2mmL12510：A 243.73mm2，最小回转半径imin 24.6mm格构截面：A 215459 30918mm2Ix 2 1.70107154599002 2.511010mm4Wx Ix/900 2.79107mm3ixIx901.0mmA由于截面无削弱，失稳破坏一般先于强度破坏，故这里不考虑强度破坏的问题。（2）平面内整体稳定.虚轴方向长细比xlox2930032.5ix901.0A1545932.52 2752.6A1x243.732 27换算长细比oxx按 b 类构件查附表 4-4，查得x 0.845，取弯矩等效系数mx1.0。NEX2EA22.06105309187 2.0710 N21.1x1.152.62NxA根据平面内整体稳定计算公式有：mxMxNW1x1xN EX f（3）单肢稳定NMx218001800最大受压分肢弯矩平面内长细比：1x54.233.218200最大受压分肢弯矩平面外长细比：1y73.8246.6单肢最大压力：Nmax1y1x，按轴心受压构件查附表4-4 得稳定系数1y 0.728根据轴心受压构件稳定计算公式：(4)缀条稳定由缀条稳定计算公式看出，斜缀条的受力与所求Mx无关，这里不作考虑因此，由计算得Mx 2741kN m，由计算得Mx1902kN m，取Mx1902kN m。第八章第八章连接的构造与计算连接的构造与计算8.18.1、下图中 I32a 牛腿用对接焊缝与柱连接。钢材为 Q235 钢，焊条为 E43 型，手工焊，用 II 级焊缝的检验质量标准。对接焊缝的抗压强度设计值Nmax f1yAffw 215N/mm2，抗剪强度设计值fvw125N/mm2。已知：I32a 的截面面积32A 67.12cm2；截面模量Wx 692.2cm，腹板截面面积Aw 25.4cm。试求连接部位能承受的外力 F 的最大值（施焊时加引弧板）。.I32a160459.5T320图 牛腿连接示意图解：V 0.707T，N 0.707TM 0.707200T 141.4T(N mm)(1)0.707T1V125N2mm2Aw25.4102T112525.4100.707 4.49105(N)(或：0.707T1V125N2mm2Aw320.9510T1 5.37105N)(2)0.707T2141.4T2 215Nmm2AW(3)折算应力（在顶部中点亦可）0.707141.4)T2 215N523mm2T2 6.9410(N)67.1210692.2100.707T3141.4T3160 26.5 0.000276T316067.12102692.21030.7070.7071T 0.000278T(或T3 0.000233T3)33125.410230.41021123120.000276230.0002782T3 0.000555T31.1ffw1.1215T3 426.1(KN)（得：或0.000488T31.1ffT3 484.3KNw）由 T1、T2、T3中取最小值，得 T426.1（KN）.8.38.3、有一支托角钢，两边用角焊缝与柱连接（如图）。N 400KN，钢材为 Q345 钢，焊条为 E50 型，手工焊，ffw 200N/mm2。试确定焊缝厚度。图 支托连接示意图解：解：lw 200Af 2002hf0.7 280hfWf2hf0.72002 9333.3hf6Nmm5 4KN mM 104105V 410 NM4106f428.6hfWf9333.3hff1.22，V41051428.6fhfAf280hff2428.621428.621471.2()2()()200ff1.22hfhfhfhf 7.4mm，取hf 8mm.8.58.5、如图所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235 钢，焊条用E43 型，手工焊，角焊缝强度设计值ffw160N/mm2。T 350kN，验算焊缝的受力。.简化图 牛腿角焊缝示意图解：解：焊缝所受内力为：N 247.45kN，V 247.45kN，M 49.49kN m焊缝有效厚度：1(114315.23102.8292.83)8.245107mm412W I523516mm33152I A 211411.2292.811.2 5833mm2上翼缘最外侧焊缝：820.7 11.2mm24745049490000wN 42.4294.53136.95N2 ft160mmmm25833523516上翼缘与腹板交界处：247450 42.42Nmm2583394.53292.8M87.81Nmm2315.2V 75.45Nmm211.2292.8N折算应力：M2wNNzsN130.71mm2 ft160mm21.22牛腿角焊缝满足要求。8.68.6、计算如图所示的工字形截面焊接梁在距支座5m 拼接处的角焊缝。钢材为Q345 钢，焊条为E50 型，.2ffw 200N/mm2，F 200kN。问：（1）腹板拼接处是否满足要求？（2）确定翼缘图 简支梁拼接示意图KNKNV 200A解：，R 600MA 6005 2001 2003 2200KNm设腹板受弯、剪，翼缘仅受弯。1 分配弯矩，按腹板刚度与整体刚度之比：(1)腹板：1(451463 43.81423)12 0.235MA 516.5KNmI(2)翼缘：Mw MAIf11.2142312MA286329MA1219509Mf 2200516.5 1683.5KNm2 强度计算：(1)翼缘强度计算：由设1683.5103Nm 200Nmmm21.46(2402 4001.22)0.7hfhf10mm即1701.7 200hf，得：hf 8.5mm，取hf10mm(2)腹板连接强度也可直接略去中间段竖焊缝，按下面方法计算：X0.16280.7812 32.6mm16280.72 48080.7Ify20.781623 21620.7848.42 48080.732.6212741.10810 mmIfX 0.78162265021(130038203)12941.53510 mmJf1.5351090.011081091.546109mm4MW 516.5KNm 2000.1374 543.9KNm由MW引起的：Mfy543.9106137.4 24.34N9mm2(两侧有板)21.53510Mfx543.9106650115.2N9mm221.53510由 V 引起：VfyV200103200103 22.2Nmm2lwhe2(1622 480)0.789005(22.2 24.32N)115.22121.3N2 200mmmm2，满足强度要求。1.22hf10mm8.78.7、验算如图所示桁架节点焊缝“A”是否满足要求，确定焊缝“B”、“C”的长度。已知焊缝 A 的角焊缝焊缝 B、C 的角焊缝件力为，hf 6mm。钢材为Q235B 钢。焊条用E43 型，手工焊，ffw160N/mm2。在不利组合下杆N1150kN，N2 489.41kNN3 230kN，N414.1kN，N5 250kN图 桁架受力示意图.解：解：（1）焊缝 A 的受力：VX 489.41150 339.41KNM 339.410.225m 76.367KNmAf100.75802 8120mmWf232100.75802 784933mm676.367106f 97.29N5mm27.849310339.41103f 41.80Nmm28120(97.292wN)41.802 90N2 ff160mmmm21.22（2）确定焊缝“B”、“C”的长度：等边角钢双面焊。0.7230103lB背12132mm0.761602焊缝 B：肢背 0.7，0.3230103lB尖1264mm0.761602肢尖 0.3，0.7250103lC背12143mm0.761602焊缝 C：肢背，0.3250103lC尖1268mm0.761602肢尖，8.98.9、下图所示为一梁柱连接，M 100kN m，V 600kN。钢材为 Q235C 钢。剪力 V 由支托承受，焊条用 E43型，角焊缝的强度设计值（1）求角焊缝“A”的ffw160N/mm2hf。，端板厚 14mm，支托厚 20mm。（2）弯矩M由螺栓承受，4.8 级螺栓 M24，验算螺栓强度。ftb170N/mm2。.图 梁柱连接示意图解：解：(1)hf0.72801602 6105N6105hf 9.57mm0.72801602，取 10mmM 600100106600Nmax222222(100 200 300 500 600)2(1 49 2536)2100(2)40KN170Nmm210.592 59.895KN螺栓强度满足要求。8.108.10、确定如图所示 A 级螺栓连接中的力 F 值。螺栓 M20，N 250kN，钢板采用Q235B，厚度为 t=10mm，螺栓材料为 45 号钢（8.8 级），fvb 320N/mm2，fcb 405N/mm2。.图 螺栓连接示意图解：解：(1)抗剪：fvb10212(250103)2 F1F1 908.7103N(2)承压：2fcb102012 F2F2 400102012 960KN100F3(200320.5)10215;F03 668.2103N(3)净截面：12（后线）F3(300 220.5)10215 556.9103N（前线）（折线）F3(402 301.4144 20.55)10215 316.4103N最终取F 556.9KNfvb 320N/mm2fcb 405N/mm2d 16mm8.128.12、如图所示的螺栓连接采用45 号钢，A 级 8.8 级螺栓，直径，。F钢板为 Q235 钢，钢板厚度 12mm，抗拉强度设计值f 215N/mm。求此连接能承受的max值。2.图 螺栓连接示意图解：解：(1)抗剪：(2)承压：F1102132320 2612103NF2 202013405 2106103N(3)净截面：选用F3 215(320 61.5)20 1112103NFmax1112KN若用 M16 替 M20，则：F1 82132250 1.306106NF2 201613400 1.664106NF3 215(320 49.5)20 1.163106N选用 1163KN。8.138.13、.8.148.14、下图梁的拼接用高强度螺栓承压型连接，F=200kN，构造如下图所示，高强度螺栓的钢材为 10.9 级，梁的钢板用 Q235B，螺栓 M20，梁连接处的接触面采用喷砂处理，螺栓的强度设计值（1）确定翼缘接头处螺栓数目和连接板尺寸；（2）验算腹板拼接螺栓是否满足要求。fvb 310N/mm2，fcb 470N/mm2。.图 梁拼接示意图KNKNmV 200M 2200AA解：解：，腹板MW 516.5KNm，翼缘Mf1683.5KNm(1)计算翼缘连接：取 M20，Ny1683.5KN11531.46mNvb 0.9nfPKN 0.45P 155（查表）i）摩擦型：Nvb 0.90.45155103 62.775103NN承压型：bvd24fbv2024310 97389N 97.39KN（注：新规范取此值，但荷载性质同普通螺栓）按Ncb dtfcb 2020470 188000N188KN，取1.3Nvb(摩擦）1.362.77581.6KNNvb 81.6KNnf单面连接：.Ny1.