钢结构课后答案
钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案(供参考)

钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案(供参考)钢结构计算题精品答案第三章钢结构的连接3.1 试设计双⾓钢与节点板的⾓焊缝连接(图3.80)。
钢材为Q235B ,焊条为E43型,⼿⼯焊,轴⼼⼒N=1000KN (设计值),分别采⽤三⾯围焊和两⾯侧焊进⾏设计。
解:(1)三⾯围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺⼨: ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=,,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm = 内⼒分配:焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w w f fN l mm h f ≥==∑,则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=?=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑,则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=?=,取120mm 。
(2)两⾯侧焊确定焊脚尺⼨:同上,取18f h mm =, 26f h mm = 内⼒分配:22110003333N N KN α===, 11210006673N N KN α==?= 焊缝长度计算: 116673720.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=?=<=?+=',取390mm 。
223332480.720.76160w w f fN l mm h f ≥==∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=?=<=?+=',取260mm 。
3.2 试求图3.81所⽰连接的最⼤设计荷载。
钢材为Q235B ,焊条为E43型,⼿⼯焊,⾓焊缝焊脚尺⼨8f h mm =,130e cm =。
钢结构(第三版)戴国欣主编 课后习题答案

第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。
钢材为Q235B ,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN (设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解:(1)三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=,,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h m m = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+=',取260mm 。
钢结构第二版课后习题答案

钢结构第二版课后习题答案钢结构第二版课后习题答案钢结构是一门重要的工程学科,它涉及到建筑、桥梁、车辆等领域的设计和施工。
在学习钢结构的过程中,课后习题是非常重要的一部分,它可以帮助学生巩固所学知识,提高解决问题的能力。
本文将为大家提供钢结构第二版课后习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
第一章:钢结构基础知识1. 钢结构的优点有哪些?答:钢结构具有重量轻、强度高、施工周期短、可重复利用等优点。
2. 钢结构的分类有哪些?答:钢结构可以分为工业建筑钢结构、桥梁钢结构和特殊用途钢结构等。
3. 钢结构设计的基本原则是什么?答:钢结构设计的基本原则是满足强度、刚度和稳定性的要求。
第二章:钢结构的材料性能1. 钢材的强度是指什么?答:钢材的强度是指其抵抗外力破坏的能力。
2. 钢材的塑性是指什么?答:钢材的塑性是指其在受力作用下可以发生塑性变形而不断延展。
3. 钢材的屈服点是什么意思?答:钢材的屈服点是指在拉伸过程中,材料开始发生塑性变形的点。
第三章:钢结构的连接方式1. 钢结构的连接方式有哪些?答:钢结构的连接方式包括焊接连接、螺栓连接和铆接连接等。
2. 焊接连接的优点是什么?答:焊接连接具有连接强度高、结构刚度大、施工简便等优点。
3. 螺栓连接的优点是什么?答:螺栓连接具有拆卸方便、可重复利用、施工速度快等优点。
第四章:钢结构的设计原则1. 钢结构的设计原则是什么?答:钢结构的设计原则是满足强度、刚度和稳定性的要求,并考虑施工的可行性和经济性。
2. 钢结构的荷载有哪些?答:钢结构的荷载包括自重、活载、风荷载、地震荷载等。
3. 钢结构的稳定性是指什么?答:钢结构的稳定性是指在受力作用下,结构不发生失稳现象。
第五章:钢结构的施工工艺1. 钢结构的施工工艺包括哪些环节?答:钢结构的施工工艺包括制作、运输、安装和验收等环节。
2. 钢结构的制作工艺有哪些?答:钢结构的制作工艺包括切割、焊接、钻孔和组装等。
3. 钢结构的安装工艺有哪些?答:钢结构的安装工艺包括起吊、定位、连接和调整等。
钢结构基础(第二版)课后习题【完整版本】

危险螺栓验算
满足强度要求! (2)牛腿处螺栓计算 单个螺栓抗剪承载力
危险螺栓所受荷载
满足强度要求!
解:⑴先确定焊脚尺寸 计算焊缝群形心 计算焊缝有效截面性质
计算危险点焊缝应力 满足强度要求!
②按焊缝构造要求, 计算焊缝群截面性质
满足强度要求!
③方案1与方案2的焊条用量: 方案2所耗焊条较方案1的少19.6%。
7.13 如图所示螺栓双盖板连接,构件钢材为Q235钢, 承受轴心拉力,螺栓为8.8级高强度摩擦型螺栓连接,接 触面喷砂处理螺栓直径20mm,孔径21.5mm。试验算此 连接最大承载力。 解:单个螺栓承载力 螺栓群承载力截面特性
面内稳定验算
面内稳定满足要求! 面外稳定验算
面外稳定满足要求!
解:(A)根据GB50017对不完整框架的压杆计算长度系 数修正考虑,两边梁的线刚度应为
则梁柱线刚度的比值为(两柱相同) 根据表5-2的近似公式
解:(B)根据GB50017对不完整框架的压杆计算长度系 数修正考虑,两边梁的线刚度应为
采用近似计算 验算梁整体稳定性 满足稳定性要求!
若无跨中侧向支撑 计算稳定系数
计算所能承受的荷载
第三次作业
解: 计算构件截面几何特性
计算虚轴折算长细比 虚、实轴对应的截面均为b类,则 压杆整体稳定验算 满足整体稳定要求!
解(1)验算平面内稳定
面内稳定满足要求!
(2)分析面外稳定强于面内稳定 可考虑不计算面外稳定性 跨中受压翼缘有侧向支撑点时,所需
构件承载力
此连接承载力
解:(1)支托受力,螺栓抗拉验算 单个螺栓承载力
危险螺栓抗拉验算
满足强度要求!
(2)支托不受力,螺栓抗拉抗剪验算 单个螺栓抗剪承载力 危险螺栓所受剪力 螺栓抗剪拉验算
钢结构 武汉理工大学出版社 课后习题答案

钢结构课后习题答案(仅供参考)第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。
钢材为Q235B ,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN (设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解:(1)三面围焊 2160/wf f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=,,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm = 内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h m m = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
223332480.720.76160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+=',取260mm 。
完整版钢结构戴国欣主编第四版 课后习题答案

钢结构计算题精品答案解:(1 )三面围焊f f w 160N / mm 1 2 3 412 12 —33确定焊脚尺寸:h12t1 2 f ,maxmin1012mm,h f,min1.5 i t min1.5 125.2mm , h f 8mm内力分配:0.7 8 125 160 273280N 273.28KN196.69 KN 530.03KN(2 )两面侧焊1内力分配:N 2 2N - 1000 333KN ,3焊缝长度计算:确定焊脚尺寸:同上,取 h f1 8mm ,h f2 6mmN 11N - 1000 667KN 3N 3f0.7h f b wf f1.22 2N 31273.28N 22N10002 32N 32273.28 N 11N1000232焊缝长度计算1 .N 1 530.03 lw10.7h f2 0.7 8 160 则实际焊缝长度为心 296 830,lN 2 196.69 1 w20.7h f2 0.7 8 16060h f 60 480mm , 取 310mm 。
l w2 110 8 118mm60h f 60 8 480mm ,取 120mm 。
第三章钢结构的连接3.1试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。
钢材为Q235B ,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN (设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
296mm,110mm,则实际焊缝长度为则实际焊缝长度为1 w1 372 8 2 388mm 60h f 60 8 480mm,取390mm。
丿w 竺248mm,0.7h f f f2 0.7 6 160则实际焊缝长度为1 w1 248 62 260mm 60h f 60 8 480mm,取260mm。
3.2试求图3.81所示连接的最大设计荷载。
钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊,角焊缝焊脚尺寸h f 8mm,e 30cm 。
5 6则e, 205 45.6 162.2mm2(2)焊缝截面参数计算:I 3 2 8 4l x 5.6 511.23 2 205 5.6 (250 2.8)2 2.09 106mm4122 205 2 7 4I y 5.6 511.2 45.6 2 205 5.6 (162.2 ) 1.41 10 mm6 4I p I x I y 2.231 10 mmh e l w511.2 5.6 2 205 5.6 5158.72mm2(3 )应力计算1w1N i0.7h f f f w372mm,2 0.7 8 1601w2焊缝截面的形心: X0205205 5.6 22511.2 5.6 2 205 5.645.6mm(1)内力分析:V=F,T F (e eJ F (300 162.2) 462.2Fl?i 3-81 习E3.2焊脚尺寸:h f 8mm(1)内力分析:V=F=98KN , M F e 98 0.12 11.76KN m(2 )焊缝截面参数计算:取h f 10mm焊缝截面的形心:T 引起的应力:TX卩瞬晋5"PTy462.2F 166.2 2.231 1083.360 10 * 4 * FV 引起的应力:VyV F "hX 5158.7241.938 10 FT r xS 3. 82 习 3. 3 [S2150 7 3.5 2 69 7 (7 12 3.5) 2 193 7 ( 7 12 7)2.25 106mm7 8(3 )应力计算236.27 N / mm9(4) (74.96)2 36.272 71.35N / mm2f f w 160N /mm2y 1.223.4习题3.3的连接中,如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝(按三级质量标准检验),试求该连接的最大荷载。
钢结构设计课后习题答案
1.1、屋盖结构主要组成部分是哪些?它们的作用是什么?A、屋架:支撑于柱或托架,承受屋面板或檩条传来的荷载;b、天窗:屋架跨度较大时,为了采光和通风的需要;C、支撑系统:用于增强屋架的侧向刚度,传递水平荷载和保证屋盖体系的整体稳定。
1.2、屋盖结构中有哪些支撑系统?支撑的作用是什么?(1)a、上弦横向水平支撑b、下弦横向水平支撑c、上弦纵向水平支撑d、下弦纵向水平支撑e、垂直支撑f、系杆(2)a、保证结构的空间整体性b、为弦杆提供适当的侧向支撑点c、承担并传递水平荷载d、保证结构安装时的稳定与方1.3、如何区分刚性系杆和柔性系杆?哪些位置需要设置刚性系杆?答:(1)刚性系杆:能承受压力,柔性系杆:只能承受拉力(2)上弦平面内檩条和大型屋面板可起到刚性系杆作用,因而可在屋架的屋脊和支座节点处设置系杆,当屋架横向支撑设置在第二柱间时所有系杆均为刚性系杆。
1.4实腹式和格构式檩条各适用于哪种情况?其优缺点是什么?答:(1)实腹式檩条常用于跨度为3~6m的情况,构造简单,制造及安装方便(2)桁架式檩条用于跨度较大(>6m)的情况,分为三种形式:A、平面桁架式檩条,受力明确,用料省,但侧向刚度较差,必须设置拉条;B、T形桁架式檩条,整体性差,应沿跨度全长设置钢箍;C、空间桁架式檩条,刚度好,承载力大,不必设置拉条,安装方便,但是构造复杂,适用跨度和荷载较大的情况1.5为什么檩条要布置拉条?答:为了给檩条提供侧向支撑,减小檩条沿屋面坡度方向的跨度,除了侧向刚度较大的空间桁架式和T形桁架式檩条外,在实腹式檩条和平面桁架式檩条之间设置拉条。
1.6三角形、梯形、平行弦桁架各适用于哪些屋盖体系?答:(1)三角形屋架:屋面坡度较大的有檩屋盖结构或中小跨度的轻型屋面结构(2)梯形屋架:用于屋面坡度较小的屋盖结构、工业厂房屋盖结构最常用形式(3)矩形屋架:用于托架或支撑体系中(4)曲拱屋架:用于有特殊要求的房屋中1.7屋架的腹杆有哪些体系?各有什么特征?答:(1)三角形腹杆:单斜杆式,长杆受拉,短杆受压,经济;人字式,腹杆数少,节点少,构造简单;芬克式,腹杆受力合理,可分开运输。
钢结构课后习题答案
第七章钢结构课后习题答案(总6页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除第七章解:钢材为Q235钢,焊条为E43型,则角焊缝的强度设计值w 2f 160N/mm f =。
图示连接为不等肢角钢长肢相连,故K 1=,K 2=。
焊缝受力:110.65600390kN N K N ==⨯=220.35600210kN N K N ==⨯=所需焊缝计算长度,肢背:31w1w f1f 39010217.6mm 20.720.78160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯肢尖:32w2wf2f 21010156.3mm 20.720.76160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 侧面焊缝实际施焊长度,肢背:1w1f12217.628233.6mm l l h =+=+⨯=,取240mm;肢尖:2w2f22156.326165.6mm l l h =+=+⨯=,取170mm 。
解:①()()fmin fmax 6mm1~2121~210~11mmh h t ====-=-=取f 8mm h =焊缝有效截面的形心位置:()120.781921920.78256.1mm 20.7819230020.780.78x ⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯+⨯ ⎪⎝⎭==⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯()()324x 10.7830020.7820.781921500.7866128649mm 12I =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯=()2y 2340.7830020.7856.111920.7820.781920.7819256.116011537mm1222I =⨯⨯+⨯⨯⨯⎡⎤⨯⎛⎫+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+-=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦ 4x y 661286491601153782140186mm J I I =+=+=()6yT2A6T2x A 60101500.782111.6N/mm 821401860.78601019256.12101.3N/mm 82140186Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+- ⎪⎝⎭===139.1MPa 160MPa ==≤ 所选焊脚尺寸满足强度要求(可选焊脚尺寸为7mm 验算强度,可能不满足) ②采用四面围焊,取f 6mm h =()()334x 1120020.7630020.7620030059400746mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯= ()()334y 1120020.7630020.7630020032608868mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=4x y 594007463260886892009614mm J I I =+=+= ()6yT2A6T 2xA 60101500.76299.2N/mm 920096141940.7660102264.6N/mm 92009614Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+ ⎪⎝⎭===112.4MPa 160MPa ==≤虽强度富裕较多,但已是最小焊脚尺寸,因此采用方案二的焊角尺寸可减少2mm③方案一耗用的焊条:()223f w 118300200222400mm 22h l ⋅=⨯⨯+⨯=方案二耗用的焊条:()223f w 116230020018000mm 22h l ⋅=⨯⨯⨯+=所以方案二耗用的焊条少于方案一。
钢结构第三版习题答案
钢结构第三版习题答案钢结构第三版习题答案在学习钢结构的过程中,习题是非常重要的一部分。
通过解答习题,我们可以巩固所学的知识,提高自己的解题能力。
本文将为大家提供钢结构第三版习题的答案,希望能够帮助大家更好地理解和掌握相关知识。
第一章:引言习题1:钢结构的优点是什么?它与其他结构材料相比有何特点?答案:钢结构具有高强度、轻质、刚性好、耐久性强等优点。
与其他结构材料相比,钢结构的特点是施工速度快、可重复使用、可拆装、可调整等。
习题2:钢结构的应用范围有哪些?答案:钢结构广泛应用于建筑、桥梁、塔架、矿山设备、汽车、船舶等领域。
第二章:钢结构材料习题1:列举常用的钢材种类及其特点。
答案:常用的钢材种类包括普通碳素结构钢、低合金高强度钢、高强度钢、不锈钢等。
每种钢材都有其特点,如普通碳素结构钢具有良好的可焊性和可加工性,低合金高强度钢具有高强度和良好的可焊性。
习题2:钢材的标记方法是什么?答案:钢材的标记方法主要有国标标记方法和国际标准标记方法。
国标标记方法采用字母和数字的组合,如Q235、Q345等;国际标准标记方法采用字母和数字的组合,如ASTM A36、ASTM A572等。
第三章:钢结构构件习题1:列举常用的钢结构构件及其用途。
答案:常用的钢结构构件包括钢柱、钢梁、钢桁架、钢板、钢管等。
钢柱用于承受垂直荷载,钢梁用于承受横向荷载,钢桁架用于承受大跨度的水平荷载,钢板用于承受平面荷载,钢管用于承受压力荷载。
习题2:钢结构构件的连接方式有哪些?答案:钢结构构件的连接方式主要有焊接、螺栓连接和铆接。
焊接是将两个构件通过熔化材料连接在一起,螺栓连接是通过螺栓将两个构件连接在一起,铆接是通过铆钉将两个构件连接在一起。
第四章:钢结构设计习题1:列举常用的钢结构设计方法。
答案:常用的钢结构设计方法包括弹性设计方法、极限状态设计方法和可靠度设计方法。
弹性设计方法是基于弹性理论进行设计,极限状态设计方法是基于结构破坏的极限状态进行设计,可靠度设计方法是基于结构的可靠度进行设计。
钢结构第五版课后答案第二章
钢结构第五版课后答案第二章
1.答(1)强度高,塑性和韧性好(2)钢结构的重量轻(3)材质均匀,和力学计算的假定比较符合(4)钢结构制作简便,施工工期短(5)钢结构密闭性较好(6)钢结构耐腐蚀性差(7)钢材耐热但不耐火(8)钢结构在低温和其他条件下,可能发生脆性断裂,还有厚板的层状撕裂,应引起设计者的特别注意。
2.答:除疲劳计算外,均采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。
3.答:当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定状态就称为该功能的极限状态。
4.(1)承载能力极限状态:包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。
(2)正常使用极限状态:包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括混凝土裂缝)。
5.建筑结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性三项要求。
结构可靠度是结构可靠性的概率度量,其定义是:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构可靠度
6.规定时间:一般指结构设计基准期,一般结构的设计基准期为50年,桥梁工程的设计基准期为100年。
设计基准期为了确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。
※设计使用期与设计使用寿命的关系:当
结构的设计使用年限超过设计基准期时,表明它的失效概率可能会增大,但并不等于结构丧失所要求的功能甚至报废。
规定条件:指正常设计、正常施工、正常使用条件,不考虑人为或过失因素
71.较高的强度。
2.足够的变形能力。
3.良好的加工性能。
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钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案第三章钢结构的连接3.1试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。
钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN(设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解:(1)三面围焊确定焊脚尺寸:,,内力分配:焊缝长度计算:,则实际焊缝长度为,取310mm。
,则实际焊缝长度为,取120mm。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取,内力分配:,焊缝长度计算:,则实际焊缝长度为:,取390mm。
,则实际焊缝长度为:,取260mm。
3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。
钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊,角焊缝焊脚尺寸,。
焊脚尺寸:焊缝截面的形心:则(1)内力分析:V=F,(2)焊缝截面参数计算:(3)应力计算T引起的应力:V引起的应力:(4)3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。
钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊。
(1)内力分析:V=F=98KN,(2)焊缝截面参数计算:取焊缝截面的形心:(3)应力计算M引起的应力:V引起的应力:(4)3.4 习题3.3的连接中,如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝(按三级质量标准检验),试求该连接的最大荷载。
(1)内力分析:V=F,(2)焊缝截面参数计算:(3)应力计算M引起的应力:V引起的应力:(4)3.5焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝(图3.83),拼接处作用有弯矩,剪力V=374KN,钢材为Q235B钢,焊条用E43型,半自动焊,三级检验标准,试验算该焊缝的强度。
(1)内力分析:V=374KN,(2)焊缝截面参数计算:(3)应力计算腹板和翼缘交接处:折算应力:不满足3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接,F=100KN(设计值),。
(1)内力分析:V=100KN,,(2)参数计算:单个螺栓抗剪承载力(M22),(3)内力计算T引起的应力:V引起的应力:(4)3.7 试设计如图3.84所示:构件钢材为Q235B,螺栓为粗制螺栓。
①角钢与连接板的螺栓连接;②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
,。
①角钢与连接板的螺栓连接;单个螺栓抗剪承载力(M20)螺栓个数个,取5个螺栓,按规范规定间距排列(图省略)。
②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
内力分析,由支托承担。
单个螺栓抗拉承载力(M20,)螺栓个数个,取6个螺栓,排2排,按规范规定间距排列(图省略)。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
,。
,,由支托承担。
3.8 按摩擦型连接高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接(取消承托板),且分别考虑:①;②,。
螺栓强度级别及接触面处理方式自选。
Q235钢,喷砂处理,M20,8.8级,P=125KN,µ=0.45,,一个螺栓承担的拉力②,,,一个螺栓的最大拉力第四章轴心受力构件4.1验算由2∟组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270KN,只承受静力作用,计算长度为3m。
杆端有一排直径为20mm的孔眼(图4.37),钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够,应改用什么角钢?注:计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解:(1)强度查表得∟的面积A=6.14cm2 ,,,N=270KN,强度不满足,所需净截面面积为,所需截面积为,选,面积A=7.29cm2(2)长细比4.2 一块-的钢板用两块拼接板-进行拼接。
螺栓孔径为22mm,排列如图4.38所示。
钢板轴心受拉,N=1350KN(设计值)。
钢材为Q235钢,解答下列问题;(1)钢板1-1截面的强度够否?(2)是否需要验算2-2截面的强度?假定N力在13个螺栓中平均分配,2-2截面应如何验算?(3)拼接板的强度够否?解:(1)钢板1-1截面强度验算:,N=1350KN,强度满足。
(2)钢板2-2截面强度验算:(a),种情况,(a)是最危险的。
,N=1350KN,但不超过5%,强度满足。
对应图(d)的验算:,,强度满足。
(3)拼接板的强度够否?因为拼接板厚度,所以不必验算拼接板。
4.3 验算图4.39所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。
螺栓直径20mm,孔径22mm,钢材为Q235AF,承受轴心拉力N=600KN(设计值)。
解:(1)净截面验算:,,强度满足。
(2)全截面验算,强度满足。
4.4 一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件,长9m,截面由2∟组成的肢尖向下的T形截面,问是否能承受设计值为870KN的轴心力?解:(1)强度验算查表得∟的面积A=13.94cm2 ,,,但不超过5%,强度满足。
(2)刚度验算4.5 某车间工作平台柱高2.6m,按两端铰接的轴心受压柱考虑。
如果柱采用I16(16号热轧工字钢),试经过计算解答:(1)钢材采用Q235钢时,设计承载力为多少?(2)改用Q345钢时,设计承载力是否显著提高?(3)如果轴心压力为330KN(设计值),I16能否满足要求?如不满足,从构造上采取什么措施就能满足要求?解:(1)钢材采用Q235钢时,设计承载力为多少?查表得I16的面积A=26.1cm2 ,,,a类截面,查表得,b类截面,查表得。
(2)改用Q345钢时,设计承载力是否显著提高?,a类截面,按查表得,b类截面,按查表得,承载力无太明显的提高。
(3)如果轴心压力为330KN(设计值),I16能否满足要求?如不满足,从构造上采取什么措施就能满足要求?8距uuuuuuuuuuuujuu因为,所以整体稳定不满足。
在侧向加一支撑,重新计算。
,b类截面,查表得,整体稳定满足。
4.6 设某工业平台柱承受轴心压力5000KN(设计值),柱高8m,两端铰接。
要求设计一H 型钢或焊接工字形截面柱。
解:H型钢柱(1)初选截面设(b类)则,,选,其面积,,(2)验算,b类截面,查表得,b类截面,查表得,整体稳定满足。
焊接工字形(1)初选截面根据H型钢截面,初选焊接工字形截面,如图所示。
(2)计算参数,,(2)整体稳定验算,b类截面,查表得,b类截面,查表得,整体稳定满足。
(3)局部稳定验算,局部稳定满足。
4.7图4.40(a)、(b)所示两种截面(焰切边缘)的截面积相等,钢材均为Q235钢。
当用作长度为10m的两端铰接轴心受压柱时,是否能安全承受设计荷载3200KN。
解:计算(a)图截面(1)计算参数:,(2)整体稳定验算,b类截面,查表得,b类截面,查表得,整体稳定满足。
(3)局部稳定验算,局部稳定满足。
计算(b)图截面(1)计算参数:,(2)整体稳定验算,b类截面,查表得,b类截面,查表得,整体稳定不满足。
(3)局部稳定验算,局部稳定满足。
4.8 设计由两槽钢组成的缀板柱,柱长7.5m,两端铰接,设计轴心压力为1500KN,钢材为Q235B,截面无削弱。
解:(1)初选截面:设(b类)则,选2[32a,,其面积,(2)验算实轴的整体稳定,b类截面,查表得,绕实轴的整体稳定满足。
(3)确定柱宽设,取b=330mm,如下图所示。
(4)验算虚轴的整体稳定,,截面对虚轴的参数:130,,,绕虚轴的整体稳定满足。
(5)缀板的设计选用缀板尺寸为-,则,取,分支线刚度缀板线刚度则横向剪力取焊脚尺寸,采用绕角焊,则焊缝计算长度为验算焊缝:,第五章5.1 一平台的梁格布置如图5.53所示,铺板为预制钢筋混凝土板,焊于次梁上。
设平台恒荷载的标准值(不包括梁自重)为2.0。
试选择次梁截面,钢材为Q345钢。
解:1、普通工字形钢3、验算:1)强度2)挠度重选I50a3)整稳:不必计算。
4)局稳:因为是型钢,不必验算。
5.3解:图5.54(a)所示的简支梁,其截面为不对称工字形[图5.54(b)],材料为Q235B 钢;梁的中点和梁端均有侧向支承;在集中荷载(未包括梁自重)F=160(设计值)的作用下,梁能否保证其整体稳定性?5.4解:设计习题5.1的中间主梁(焊接组合梁),包括选择截面、计算翼缘焊缝、确定腹板加劲肋的间距。
钢材为Q345钢,E50型焊条(手工焊)。
解:(1)试选截面:(2)强度验算:(3)整稳验算:(4)刚度验算:(5)翼缘和腹板的连接焊缝计算:(6)主梁加劲肋设计Ⅲ区格:Ⅰ区格:Ⅱ区格:Ⅲ区格:横向加劲助尺寸:中部支承加劲助:第六章6.1 有一两端铰接长度为4m的偏心受压柱子,用Q235钢的HN400×200×8×13做成,压力的设计值为490kN,两端偏心距均为20cm。
试验算其承载力。
M1=98kN.mM1=98kN.mN=490kN4000解:查型钢表得:A=83.37cm2,Ix=22775cm4 ,ix=16.53cm,iy=4.56cm,Wx=1139cm3。
M= 490×0.2=98kN.m强度验算:平面内整体稳定验算:βmx= 1NEx/=π2E Ix/(1.1×l0x2)=3.142×2.06×105 ×22775×104/(1.1×40002)=26283KNλx= l0x/ix=4000/165.3=24.2,属于a类截面,查表,得φx=0.974N/(φxA)+βmxMx/[γ1x W1x(1-0.8N/NEx/)]=490×103/(0.974×8337)+1.0×98×106/[1.05×1139×103×(1-0.8×490 / 26283 )]=60.3+83.2=143.5 N/mm2<f=215 N/mm2平面外整体稳定验算:λy= l0y/iy=4000/45.6=87.7,属于b类截面查表,得φy=0.637φb=1.07-λy2/44000=1.07-87.72/44000=0.895<1.0βtx=1.0N/(φyA)+βtxMx/ (φbW1x)=490×103/(0.637×8337)+1.0×98×106/(0.895×1139×103)=92.3+96.1=188.4 N/mm2< f=215 N/mm2该构件强度、平面内整体稳定、平面外的整体稳定均满足要求。
6.2如图所示悬臂柱,承受偏心距为25cm的设计压力1600kN,弯距作用平面外有支撑体系对柱上端形成支点,要求选定热轧H型钢或焊接工字形截面,材料为Q235钢(注:当选用焊接工字形截面时,可试用翼缘2-400×20,焰切边,腹板-460×12)。
解:选用选用焊接工字形截面时,可试用翼缘2-400×20,焰切边,腹板-460×12平面内计算长度l0x=14000mm,平面外计算长度l0y=7000mm承受均匀弯距M=1600×0.25=400kN.m计算截面特性:A=400×20×2+460×12=21520mm2Wx=Ix/(h/2)=1.019×109/(500/2)=4.076×106mm3ix=( Ix/A)1/2=(1.019×109/21520) 1/2=217.6mmiy=( Iy/A)1/2=(2.134×108/21520) 1/2=99.6mmλx=lox/ ix=14000/217.6=64.3<[λ]=150λy=loy/ iy=7000/99.6=70.3<[λ]=150 刚度满足要求强度验算:平面内整体稳定验算:βmx= 1NEx/=π2E Ix/(1.1×l0x2)=3.142×2.06×105 ×1.019×109/(1.1×140002)=9599KNλx= l0x/ix=14000/217.6=64.3<[λ]=150属于b类截面,查表,得φx=0.784N/(φxA)+βmxMx/[γ1x W1x(1-0.8N/NEx/)]=1600×103/(0.784×21520)+1.0×400×106/[1.05×4.076×106×(1-0.8×1600 / 9599)] =94.8+107.8=202.6 N/mm2<f=215 N/mm2平面外整体稳定验算:λy= l0y/iy=7000/99.6=70.3<[λ]=150属于b类截面查表,得φy=0.749φb=1.07-λy2/44000=1.07-70.32/44000=0.958<1.0βtx=1.0N/(φyA)+βtxMx/ (φbW1x)=1600×103/(0.749×21520)+1.0×400×106/(0.958×4.076×106)=99.3+102.4=201.7 N/mm2< f=215 N/mm2局部稳定验算:腹板:翼缘:--。