钢结构课后部分习题.doc
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钢结构课后部分习题.doc
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P1073.3试设计如图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)。
①采用侧焊缝;②采用三面围焊。
解:
角焊缝的强度设计值,焊缝内力分配系数为。
焊角尺寸:
取
①采用两边侧焊缝(转角处做绕角焊):
,
肢背计算长度:
,取;
肢尖计算长度:
,取;
②采用三面围焊缝:
正面角焊缝的长度等于相连角钢肢的宽度,即。
,取;
,取。
P1073.4有一托角钢,两边用角焊缝与柱相连,如图所示,钢材为Q345-A,焊条E50型,手工焊,试确定焊缝厚度(焊缝有绕角,焊缝长度可不减2hf)。
已知:
外力设计值N=400kN。
解:
角焊缝的强度设计值,,
。
弯矩产生的正应力:
竖向力产生的剪应力:
应满足:
综上所述取。
P1073.6如图所示梁与柱的连接中,钢材为Q235-B,弯矩设计值M=100kN.m,剪力设计值V=600kN,试完成下列设计和验算:
(1)剪力V由支托焊缝承受,焊条E43型,手工焊,求焊缝A的高度hf;
(2)弯矩M由普通螺栓承受,螺栓直径24mm,验算螺栓是否满足要求。
解:
(1)角焊缝的设计值,如图可知支托板采用三面围焊且有围角焊,焊缝计算长度可不减。
正面角焊缝承担:
;
侧面角焊缝承担:
取
(2)普通C级螺栓抗拉强度设计值,由题意知螺栓群受力为纯弯,因此中和轴位于最下排螺栓中心连线上,受拉最大的最外排螺栓所受拉力应为:
受拉最大的最外排螺栓所受拉应力为:
满足。
P1073.8如图所示螺栓连接采用Q235-B级钢。
C级螺栓直径d=20mm,求此连接最大能承受的Fmax值。
解:
由附表1.4查得:
。
因,不用考虑承载力折减系数。
单个螺栓受剪承载力设计值:
(双剪)
单个螺栓承压承载力设计值:
则:
(由螺栓受剪承载力决定)
此连接能承受的最大值:
P1725.3如习题5.3图所示,某焊接工字形等截面简支梁,跨度10m,在跨中作用一静力集中荷载,该荷载由两部分组成,一部分为恒载,标准值为200kN;另一部分为活载,标准值为300kN。
荷载沿梁的跨度方向支撑长度为150mm。
该梁在支座处设有支撑加劲肋。
若该梁采用Q235B级钢制作,试验算该梁的强度、刚度是否满足要求。
解:
标准荷载:
设计荷载:
梁跨中设计荷载最大弯矩:
梁自重:
自重设计荷载:
梁跨中自重设计荷载最大弯矩:
梁跨中最大弯矩:
对x轴惯性矩:
对x轴截面模量:
1、正应力验算:
(,)
满足。
2、剪应力验算:
(,)满足。
3、局部压应力验算:
梁在支座处设有支撑加劲肋,不用验算支座处局压。
(,)
不满足。
4、对梁腹板计算高度边缘处折算应力验算:
不满足。
5、刚度验算:
满足。
P1725.4如习题5.3中梁仅在支座处设有侧向支撑,该梁整体稳定能否满足要求。
若不能,采用何种措施?
解:
由附表3.1查得:
不满足。
如在跨中设一侧向支撑点,则。
(见附表3.1)
对进行修正:
此时满足稳定性要求。
P2186.3试设计一工作平台柱。
柱的轴心压力设计值为4500kN(包括自重),柱高6m,两端铰接,采用焊接工字形截面(翼缘为轧制边)或H型钢,截面无削弱,钢材为Q235。
解:
x轴为强轴,y轴为弱轴。
(x向中间加支撑)。
1、轧制H型钢截面:
(1)初选截面:
初选,因属b类截面,查表得。
截面信息如下:
选
。
(2)截面验算:
无孔洞削弱,可不必验算强度,热轧型钢局部稳定也不需验算。
①刚度验算:
②整体稳定:
x,y两方向均为b类,由较大值,
2、焊接工字钢截面:
(1)参照H型钢截面:
翼缘:
腹板:
参数如下:
(2)刚度和整体稳定性验算:
无孔洞削弱,可不必验算强度。
①刚度验算:
②整体稳定:
x方向为b类,y方向为c类,查表得。
,满足。
(3)局部稳定性验算:
①翼缘:
②腹板:
(4)构造:
因腹板高厚比,不必设置横向加劲肋。
翼缘与腹板连接焊缝最小焊缝尺寸。
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