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  • 2022-04-22 11:39:38 发布

《钢结构》主编赵占彪段绪胜课后习题答案.doc

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'第一章和第二章略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=0.45,①,一个螺栓承担的拉力 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=490kNN=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/=π2EIx/(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/[γ1xW1x(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=143.5N/mm2