钢结构基本原理习题.docxVIP

钢结构基本原理习题3.1 试设计图所示的用双层盖板和角焊缝的对接连接。采用Q235钢，手工焊，焊条为E4311，轴心拉力N＝1400KN(静载，设计值)。主板-20×420。解盖板横截面按等强度原则确定，即盖板横截面积不应小于被连接板件的横截面积．因此盖板钢材选Q235钢，横截面为-12×400，总面积A1为A1＝2×12×400＝9600mm2＞A＝420×20＝8400mm2直角角焊缝的强度设计值＝160N／mm2(查自附表1.3)角焊缝的焊脚尺寸：较薄主体金属板的厚度t＝12mm，因此，=t-2= 12-2=10mm；较厚主体金属板的厚度t＝20mm，因此，＝1.5＝1.5＝6.7mm7mm，所以，取角焊缝的焊脚尺寸＝10mm，满足：≥≥a)采用侧面角焊缝时因为b＝400mm＞200mm(t＝12mm)因此加直径d＝15mm的焊钉4个，由于焊钉施焊质量不易保证，仅考虑它起构造作用。侧面角焊缝的计算长度为＝N／(4)＝1.4×106／(4×0.7×10×160)＝312.5mm满足=8= 8×10 ＝80mm＜＜60＝60×10＝600mm条件。侧面角焊缝的实际长度为＝+ 2＝312.5＋20＝332.5mm,取340mm如果被连板件间留出缝隙10mm，则盖板长度为 = 2+10 = 2×340+10 = 690mmb)采用三面围焊时正面角焊缝承担的力为＝B×2＝0.7×10×400×1.22×160×2＝1.093×106N侧面角焊缝的计算长度为＝(-)／(4)＝(1.4×106-1.093×106)/(4×0.7×10×160)＝69mm=80mm ＝ 8＝8×10＝80mm，取==80mm由于此时的侧面角焊缝只有一端受起落弧影响，故侧面角焊缝的实际长度为＝＋ = 80＋10 ＝ 90mm，取90mm，则盖板长度为＝2+10＝2×90十10＝190mm3.2 如图为双角钢和节点板的角焊缝连接。Q235钢，焊条E4311。手工焊，轴心拉力N＝700KN(静载，设计值)。试：1)采用两面侧焊缝设计.(要求分别按肢背和肢尖采用相同焊脚尺寸和不同焊缝尺寸设计)； 2)采用三面围焊设计。解角焊缝强度设计值＝160／mm2,t1=10mm,t2=12mm(肢背)；和＝10-＝mm(肢尖)。因此，在两面侧焊肢背和肢尖采用相同焊脚尺寸时，取＝＝＝8mm；在两面侧焊肢背和肢尖采用不同焊脚尺寸时，取=＝10mm,=＝8mm；在三面围焊时，取＝＝＝＝6 mm。均满足≤＜条件。1)采用两面侧焊，并在角钢端部连续地绕角加焊2a)肢背和肢尖采用相同焊脚尺寸时:＝0.65×7×105／2＝2.275×105N＝0.35×7×105／2＝1.225×105N需要的侧面焊缝计算长度为＝2.275×105／(0.7×8×160)＝254mm＝1.225×105／(0.7×8×160)＝137mm则均满足要求肢背上的焊缝实际长度和肢尖上的焊缝实际长度为＝+=254＋8＝262 mm，取270 mm＝+=137＋8＝145 mm，取150 mmb)肢背和肢尖采用不同焊脚尺寸时:＝2.275×105N ＝1.225×105N需要的侧面焊缝计算长度为＝2.275×105／(0.7×10×160)＝203mm＝1.225×105／(0.7×8×160)＝137mm则均满足要求肢背上的焊缝实际长度和肢尖上的焊缝实际长度为＝+=203＋8＝211 mm，取220 mm＝+=137＋8＝145 mm，取150 mm2)采用三面围焊正面角焊缝承担的力为，＝2×0.7b＝2×0.7×8×100×1.22×160＝2.186×105N肢背和肢尖上的力为＝0.65×7×105-2.186×105／2＝3.457×105N＝0.35×7×105-2.186×105／2＝1.357×105N所需侧面焊缝计算长度为＝3.457×105／(2×0.7×8×160)＝193mm＝1.357×105／(2×0.7×8×160)＝76mm则均满足要求。肢背上的焊缝实际长度和肢尖上的焊缝实际长度为＝+＝193＋8＝201mm，取210mm ＝＋＝76＋8＝84mm，取90mm3.3 节点构造如图所示。悬臂承托与柱翼缘采用角焊缝连接，Q235钢，手工焊，焊条E43型，焊脚尺寸hf＝8mm。试求角焊缝能承受的最大静态和动态荷载N。解a)几何特性确定焊缝重心的坐标为=0.7×8(2003/12+2×72×1002)=1.18×107mm4=0.7×8[200×152+2×723/12+2×72×(72/2-15)2]=9.56×105mm4=+=1.18×107+9.56×105=1.27×107mm4b)内力计算T＝Ne＝N(a＋l1-)＝N(80＋150-15)＝2