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1、钢结构设计原理计算题【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度250mm,厚度t=10mm。钢材采用235,焊条E43系列,手工焊,无引弧板,焊缝采用三级检验质量标准,。试求连接所能承受的最大拉力解:无引弧板时,焊缝的计算长度取实际长度减去2t,即250-2*10mm。根据公式 移项得:【变化】若有引弧板,问 解:上题中取实际长度250,得【练习2】两截面为45014mm的钢板,采用双盖板焊接连接,连接盖板宽300mm,长度410mm(中间留空10mm),厚度8mm。钢材235,手工焊,焊条为E43,静态荷载,。求最大承载力解:端焊缝所能承担的内力为:侧焊缝所能承担的内力为:最大承载
2、力【变化】若取消端焊缝,问 解:上题中令,,得【练习3】钢材为235,手工焊,焊条为E43,静态荷载。双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接,肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm。等边角钢的内力分配系数,。求最大承载力解: 端焊缝所能承担的内力为:肢背焊缝所能承担的内力为:根据得: 【变化】若取消端焊缝,问 解:上题中令,得【练习4】钢材为235,手工焊,焊条为E43,静态荷载。已知,求焊脚尺寸(焊缝有绕角,焊缝长度可以不减去)解:设焊脚尺寸为,焊缝有效厚度为将偏心力移到焊缝形心处,等效为剪力VF和弯矩M=Fe在剪力作用下:在弯矩作用下:代入基本公式 得:可以解得:,取。 ,可以。【变化
3、】上题条件如改为已知,试求该连接能承受的最大荷载【练习5】钢材为235,手工焊,焊条为E43,静态荷载。已知,求连接能承受的最大荷载 (焊缝无绕角)解:偏心距弯距:可以解得:【变化】焊缝有绕角,焊缝长度可以不减去,求【练习6】钢板截面为310mm14mm,盖板截面为310mm10mm,钢材为Q235, C级螺栓,孔径21.5mm,求该连接的最大承载力解:一个螺栓的抗剪承载力设计值:一个螺栓的承压承载力设计值: (因为,故公式中取)最大承载力净截面强度验算:不满足要求。最大承载力由净截面强度控制:【变化】上题条件如改为已知N=600kN,试验算该连接是否安全?【练习7】钢板截面为310mm20m
4、m,盖板截面为310mm12mm,钢材为Q235,(),()。级高强度螺栓摩擦型连接,孔径22mm,接触面喷砂,0.45,预拉力。求该连接的最大承载力解:一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值:最大承载力净截面强度验算:毛截面强度验算:【变化】上题条件如改为已知N=800kN,试验算该连接是否安全?【练习8】 拉力及4个螺栓轴线的夹角为450,柱翼缘厚度为24mm,连接钢板厚度16mm。钢材为Q235,(),()。级高强度螺栓摩擦型连接,孔径22mm,接触面喷砂,0.45,预拉力。求该连接的最大承载力解: 斜拉力F的两个分力为:,每个螺栓同时承受的剪力和拉力为:螺栓同时承受的剪力和拉力,用规范相关公
5、式求解:一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值:一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值:代入规范公式: 即可以解得:【变化】上题条件如改为已知N=190kN,试验算该连接是否安全?【练习9】 钢材为Q235,()。C级螺栓,有效直径为,孔径,求该连接的最大承载力解:斜拉力F的两个分力为:,每个螺栓同时承受的剪力和拉力为:螺栓同时承受剪力和拉力,应根据相关公式验算: 和 一个螺栓的抗剪承载力设计值: 一个螺栓的承压承载力设计值:一个螺栓的抗拉承载力设计值:代入公式得:可以解得:再验算:,可以。【变化】上题条件如改为已知N=200kN,试验算该连接是否安全?【练习10】已知某轴心受压实腹柱AB, AB长L=5m,中点L/2处有侧向支撑。采用三块钢板焊成的工字型柱截面,翼缘尺寸为300mm12mm,腹板尺寸为200mm6mm。钢材为235 ,。求最大承载力解:按题意得:, 解题思路:轴心受压柱整体稳定的验算公式为:式中要由或查出上式中:,其中:为柱的截面积(按实计算),、为柱在x、y方向的计算长度。 验算时将上述过程倒过来即可。为方便计算,单位采用cm。 截面积: 惯性距: 回转半径: 长细比: 稳定系数:类截面,由最大长细比查附表得: 整体稳定验算: 局部稳定验算: 腹板的高厚比:(可以)翼缘的宽厚比: (可以)【变化】 已知柱承受轴心压力N=1500kN,试验算该柱。第 4 页
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