钢筋结构课后习题第三章.docx

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1、第三章局部习题参考答案1.8 A3F钢板截面500w/x20mM用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条E43型，用引 弧板，按HI级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。解：焊缝质量等级为II级，抗拉的强度设计值/7 = 0.85/ = 182.75N/物2采用引弧板，故焊缝长度/卬= 8 = 500九承受的最大轴心拉力设计值N = btf = 500*20*182.75 * 10-3 = 1827.5ZN1.9 焊接工字形截面梁，在腹板上设一道拼接的对接焊缝（如图3-66）,拼接处作用荷载 设计值：弯矩M=1122kN -mm,剪力V=374kN,钢材为Q235B,焊条为E43型，半

2、自动焊, 三级检验标准，试验算该焊缝的强度。解：（1）焊缝截面的几何特性惯性矩 /、=工（28 x 102W - 27.2 x 1003 ） = 268206c/?412一块翼缘板对x轴的面积矩半个截面对X轴的面积矩（2）焊缝强度验算人 F 374xl03x 2234.4 xlO32焊缝下端的剪应力T = = 38.9N / mmIxtw268206 xlO4x 8焊缝下端的拉应0mx = - = 1122X1O-X5 = 2097V/nmr 0.85f max Ix 2268206xlO4所以，该焊缝不满足强度要求（建议将焊缝等级质量提为二级）则 =209N/ mm2/ = 215 NIin

3、nr下端点处的折算应加黑+3- = 219.6N/mm2Af = 236.57V/ mm2 且焊缝中点处剪应力1.10 试设计如图3-67所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材Q235-B,焊条E43 型，手工焊，轴心拉力设计值N=500kN （静力荷载）。采用侧焊缝；采用三面围焊。解：采用侧焊缝一.角焊缝的焊脚尺寸与最大 hf 1.5立二=4.7采用A/=6mm.满足上述要求（标准第条）二.角钢背部侧面角焊缝长度则所需角焊缝长度Z,vl 8/。= 48/ww，满足构造要求实际长度 /, = /u,1 + 2hf =272mm 取 280mm三.角钢趾部侧面角焊缝长度 则所需角焊缝长度lw2=

4、 =150X10 = 112mm同理满足构造要求0.72x0.7x6x160实际长度 =/“，2 + 2% = 124mm,取 130mm采用三面围焊一. 构件端部正面角焊缝所能承受的力二. 角钢背部侧面角焊缝长度对N2边取力矩，由知2=0,得则心2286.2x103=213一一,满足构造要求H，2x0.7x6x160实际长度 /1 = /U1+ hf=219mm,取 220mm三. 角钢趾部侧面角焊缝长度N、= N - N=66.2Kn则心= = -662x10= 50m5，满足构造要求2 20.7 勺 f； 2x0.7x6x160实际长度l2 - lw2+为=56mm,取60mm可知，第二

5、种方法更经济。1.11 图3-68所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值N=1000KN。钢材为Q235B,焊条为E43系列型，试验算此连接焊缝是否满足要求。解：(1)正面角焊缝能传之力侧面角焊缝能传之力则该接头按角焊缝强度计算能承受的轴心拉力设计值N = 2(N1+2N2)= 2x(218.6 + 2xl90) = 1197ZN1000AN,满足(2)计算拼接板或钢板所能承受的轴心拉力钢板的截面积A= 2x24 = 48丽2两块拼接板面积4 = 2x1.2x20 = 48cN Ann xI.yW = 208.3N / min1/ = 205N / mm2,基本能满足。A 48xl0

6、21.12 试计算图3-69所示钢板与柱翼税的连接角焊缝的强度。N=390kN(设计值)，与焊 缝之间的夹角6 = 60,钢材为A3,手工焊、焊条E43型。解：把N分解为水平和竖向两个分力外力通过焊缝形心，故焊缝应力代入焊缝的强度条件 f；= 160N / mm2,(%)2 + r/ = J(桂y + 946 =164.4N / mm差不多满足1.13 试设计如图图3-70所示牛腿与柱的连接角焊缝，。钢材为Q235B,焊条 E43型，手工焊。解：一.角焊缝的设计根据剪应力互等定理，焊接牛腿翼缘与腹板接触 面间沿梁轴单位长度上的水平剪力刀2为筋=曳,“=回为了保证翼缘板和腹板的整体工作，应使两条

7、角焊缝的剪应力 。不超过角焊缝的强度设it值f； 即 r二 Th二甲1.4 叽1.4/7/一”VS因此可得 ! =2.4mm,取 h= 6mm14力工三.角焊缝，的设计焊缝尺寸近似标于左图，并设角焊缝，尺寸皆为为的公生士油叫Hgir,、/、四一 120x20 + 190x2x115_焊缝有效截面的形心位置y = 70mm130 + 120 + 190x2对X轴的惯性矩焊缝应力和焊脚尺寸假设弯矩由全部焊缝承受，剪力只由竖向角焊缝承受并沿竖向均匀分布焊缝上端拉应力CT*My 11.76x106x70 28.892849.6” IO, 儿(N / mm1)卜力 M&-石 11.76x1()6x(21

8、2 - 70) 58.6,.2.下端拉应力%一= 2849.6/W)竖向焊缝上的平均剪应力则下端处折算应力需满足以下条件所以4 4.4mm,ht 6.3mm,取=8mm,满足构造要求1.14 试求图3-71所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B,焊条E43型，手工焊，角 焊缝焊脚尺寸hf= 8，ex= 30cw o 解：1.有效截面的几何特性两水平角焊缝的计算长度为/H. =205-8 = 197面积 A = (2 x 19.7 + 50)4=50.1cm2形心位置-2x19.7x0.7x0.8x9.85 , x = 4.34c/n50.1惯性矩 Ix =（x503+2xl9.7 x 252

9、）x0.7x（）.8 = l3796c/2 .扭矩和剪力设计值3 .角焊缝的强度条件及最大设计荷载以左上角点的应力最大由角焊缝强度条件：3.15如图3-72所示:两块钢板截面为20x400,钢材A3F,承受轴心力设计值N= 1180kN,采用M22普通螺栓拼接J类螺孔，试设计此连接。解：螺栓连接的强度设计值：= 140N /= 305N / mm21 .计算螺栓的承载力设计值受剪 = 4 笞=2x 3。, 22-* 140x 1 CT? = 06.4W承压 M = d 石? =22x20x305x10-3 =134.2ZJV2 .计算所需螺栓并进展布置所需螺栓数为（由受剪控制） =1 二改.

10、= 11.1,采用12个 N： 106.43 .构件净截面强度的验算由于拼接板截面面积大于钢板，故只需验算钢板即可 故钢板净截面应力为(J = = 118。八 1。- 192.8N / mm1 ,满足。2）假定支托不承受剪力Nr=- = = 30kN； N.=nv f =59.1 kN fnxn 2x42捺+修）2=0.721.0,满足。3.17 某双盖板高强度螺栓摩擦型连接如图3-74所示。构件材料为Q345钢，螺栓采用 M20,强度等级为8.8级，接触面喷砂处理。试确定此连接所能承受的最大拉力N。解：查表知：抗滑移系数 = 0.50, 一个螺栓的预拉力p = 1254V一个螺栓抗剪承载力设计值为由图可知: =12故螺栓能承受剪力Ny = 1350kN因拼接板与钢板等厚，故只需验算钢板强度净截面面积 A, = A-4doz = 40x1.8-4x2.15x1.8 = 56.52cm2净截面强度为所以 NV2000RN毛截面强度为所以 NV2124RN所以可知此连接能承受的最大拉力N = M =1350kN