钢结构原理作业答案(3)

1），f ，

f V ⑵最大承载力

kN nN N b

V 81025.1018=?==

⑶净截面强度验算：

223

1/205/8.13620

)224310(10810)845.01()5.01(mm N f mm N A N n n n =<=??-??-=-=σ⑷毛截面

强度验算：

223

/205/6.13020

31010810mm N f mm N A N =<=??==σ

2 拉力F 与4个螺栓轴线的夹角为450

，16mm 。钢材为Q235，2/215mm N f =（16≤t （16>t ）。8.8级高强度螺栓摩擦型连接20M μ＝0.45，预拉力kN P 125=。解： 斜拉力F 的两个分力为：F N V sin ==每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：

F F N N o t v 8

2

445sin ==

=

1≤+b t

t

b

v v N N N N 一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：

kN

P n N f b v 625.5012545.019.09.0=???=?=μ

一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值： kN P N b t 1001258.08.0=?== 代入规范公式：

1≤+b

t

t b v v N N N N 即110082625.5082≤?+?F

F 可以解得：kN N 13.190≤

3、试验算右下图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。 已知：被连接构件钢材为Q235BF ，8.8级M20的高强度螺栓,高强度螺栓的设计预拉力P =110kN,接触面喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数 μ为0.35，荷载F = 250kN ，螺栓边距50mm ，中距70mm 。 解:

……………………………………………………(3’)

………….(2’)

………………………………………….(1’)

……….(2’)

…………………………………….(2’)

4、梁的连接构造如图所示。连接承受的弯矩 M =1000kN ·m ，剪力 V =100kN 。钢材 Q235 ，摩擦型高强度螺栓10.9级，M20，接触面喷砂处理，

。试验算梁节点高强度螺栓连接的强度。提示：梁腹板分担的弯矩按

计算，剪力全部由腹板承受。

4 解：（1）连接一侧最不利情况下的受力

M由翼缘和腹板按刚度分配

梁截面对于水平对称轴的惯性矩

腹板对于水平对称轴的惯性矩

腹板分担的弯矩：

翼缘分担的弯矩：

翼缘分担的弯矩由螺栓群受轴向力来承担：

腹板螺栓群除分担部分弯矩外，还承受全部剪力，而该剪力对腹板连接螺栓群又有偏心，将剪力移到螺栓群形心，受力为：

（2）确定单个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值

翼缘螺栓：

按图中尺寸沿受力方向的连接长度

故需将螺栓的承载力设计值乘以下列折减系数，即：

腹板螺栓：

因上、下排螺栓“1”的合力方向大致是水平的，沿受力方向的连接长度

，故不需乘折减系数

。

（3）螺栓强度验算

a. 翼缘板拼接螺栓：

螺栓孔径d

取21.5mm，翼缘板的净截面面积为：

翼缘板能承受的轴向力：

毛截面：

净截面：

摩擦型高强度螺栓能承受的轴向力：

上述三项最小值为N=1473kN >翼缘螺栓群受到的力788.5kN,故翼缘板拼接螺栓满足强度要求。

b.腹板拼接螺栓：

腹板承受的内力V=100kN M =220.5kN·m

每个螺栓所承受的垂直剪力为：

在弯矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力为：

（因y

1

>3x1，故略去

）

所以腹板拼接螺栓群满足强度要求。