钢结构第3章作业参考答案

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1、《钢结构》(第三版)戴国欣主编钢结构第3章作业参考答案3.1试设计双角钢与节点板的角焊接连接。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。(1)采用三面围焊时，解：(2)当采用二面侧焊时3.2试求图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hf=8mm,e1=30cm。解：即，最大设计荷载F=236.53KN3.3试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝、、。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。解：查表得假设焊缝计算

2、形心轴位置和惯性矩按剪力由腹板承担，弯矩由腹板和翼缘共同承担考虑翼缘上边的拉应力：腹板下口的压应力：3.4习题3.3的连接中，如将焊缝及焊缝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。解：若为对接焊缝，则：设能承受的最大集中荷载为F，当受剪时，最大剪力当在翼缘上口受拉时，当在腹板下口受压时，在腹板与翼缘的交界处，剪应力与拉应力均较大，此时：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M=1122KN•m，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，

3、试验算该焊缝的强度。解：查表得注意：此题中腹板仍受弯剪。(1)焊缝最大正应力在腹板和翼缘交界处(2)最大剪应力(3)腹板和翼缘交界处3.6试设计图3.81所示的粗制螺栓连接，F=100KN（设计值），e1=30cm。解、现初拟采用8个M20号螺栓，其布置如下图所示：则螺栓间的最大间距dmax=8×20=160≥130mm,满足要求查表得：校核此螺栓连接,此螺栓为承受剪、扭共同作用：≤≤所以此螺栓满足要求3.7试设计如图3.84所示：①角钢与连接板的螺栓连接；②竖向连接板与柱的翼缘连接；构件钢材为Q235B，螺栓为粗制螺栓，d1=d2=

4、170mm。解：①、角钢与连接板的连接，可按照轴心受剪进行计算，选用M22号螺栓。计算所需螺栓数取n=4，其布置如下图所示L1＝210≤15d0＝15X24＝360(满足)②、连接板与柱翼缘板的连接由于剪力由承托板承担，而力的作用线通过连接板形心，所以连接板和柱翼缘的连接应视为轴心受拉连接，拟采用C级M20螺栓。取n=6,其布置如图所示3.73.83.8按摩擦型高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接（取消承托板），并分别考虑：①d1=d2=170mm;②d1=150mm,d2=190mm,螺栓强度级别及接触面用处理方式自选。解：①、选

5、用10.9级M22号摩擦型高强度螺栓，构件选用表面喷砂处理方法，查表得：a、角钢与连接板的连接按轴心受剪计算；取:n=6，其布置如图所示b、连接板与柱翼缘板的连接，拟采用10.9级M22号螺栓4个校核此故不满足承载力要求此题考虑增加螺栓数为n=6,校核其连接强度：则：满足要求，其布置如图所示②、当d1=150mm、d2=190mm时，角钢与连接板的连接无变化，与①相同，而连接板与柱翼缘的连接则是承受拉、弯、剪共同作用。e=0.02m因为弯矩较小，仍采用6个螺栓对称布置，如右图所示，则改间距为150mm再算3.9按承压型连接高强度螺栓设

6、计习题3.7中角钢与连接板的连接，接触面处理方式及螺栓强度级别自选。解：选用8.8级M22号高强度螺栓，查表：，取n=3,其布置见下图：3.10、图3.10的牛腿用2Ｌ100×80×20（由大角钢截得）及M22摩擦型连接高强度螺栓（10.9级）和柱相连，构件钢材Q235B，接触面用喷砂处理，要求确定连接角钢两个肢上的螺栓数。解：①牛腿柱与角钢的连接受剪力与扭矩共同作用：V=F=370KN,T=F.e=370×0.145=53.65KN.M;查表：现拟采用5个高强度螺栓，其布置如图所示；校核其强度：所以此连接满足承载力要求。②、角钢与柱

7、翼缘板的连接承受弯矩、剪力共同作用；现拟采用12个螺栓，对称布置，其布置见图，校核其强度：则：故此连接满足要求考虑到工作方便，牛腿与角钢的连接也可以增加一个螺栓，和角钢与柱的连接相同。