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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版) 3.14.试验算如下图拉力螺栓连接的强度，C级螺栓M20，所用钢材为Q235B，若改用M20的8.8级高强度螺栓摩擦型连接（摩擦面仅用钢丝刷除掉浮锈）其承载力有何区别？ 解： 1. 采用普遍螺栓连接 b2b2f?140N/mmf?170N/mmvt查表：,， 150kN4060604045fcb?305N/mm2Ae?245mm2 1) 内力计算 剪力： V?Nsin45?150?0.707?106.07kN 拉力：N?Ncos45?150?0.707?106.07kN 2） 螺栓强度验算 2416202f?1?3.1
2、4?140?43960N=43.96kN 单个螺栓受剪承载力：N?nv?44bvbv?d2单个螺栓承压承载力：Ncb?tdfcb?16?20?305?97600N=97.6kN 单个螺栓受拉承载力：Ntbe?Aeftb?245?170?41650N?41.65kNe 每个螺栓承受平匀剪力和拉力： 螺栓最大剪力（拉力）2排2列：Nv?Nt?22N106.07?=26.5kN2?24 22?N?Nt?26.5?26.5?拉-剪共同作用时：?v?0.88?1bbNN43.9641.65? ?v?t?bNv?26.5kNNc?97.6kN得志。 2. 改用高强度螺栓摩擦型连接 查表3.5.2 8.8级
3、M20高强螺栓预拉力P=125kN，摩擦面仅用钢丝刷除掉浮锈=0.3 b单个螺栓受剪承载力设计值：Nv?0.9nf?P?0.9?1?0.3?125?33.75kN 单个螺栓受拉承载力设计值：Ntbe?0.8P?0.8?125?100kN 拉-剪共同作用： NvNt26.526.5连接不得志要求。 ?1.05?1bNvNtb33.75100 6 3.15.如下图螺栓连接采用Q235B钢，C级螺栓直径d=20mm，求此连接最大能承受的Fmax值。 1240606060604010406060606040406060606040解：查附表1.3： fvb?140N/mm2，fcb?305N/mm2
4、2f?205N/mm查附表1.1： t=20mm202f?2?3.14?140?87920N=87.92kN单个螺栓受剪承载力：N?nv?44 bvbv?d2单个螺栓承压承载力：Ncb?tdfcb?20?20?305?122000N=122kN b此螺栓连接最大能承受的轴力设计值：Fmax?nNv?13?87.92?1143kN 连接板件净截面面积A1(直线)：A1?t(b?3d0)?20?(320?3?21.5)?5110mm2 净截面面积A2(折线)：A2?20?(2?40?4?602?602?5?21.5)?6238mm2 构件截面最大能承受的轴力设计值：Fmax?A1f?5110?20
5、5?1048kN 所以此连接最大能承受的轴力设计值Fmax=1048kN。 3.16. 如上题中将C级螺栓改为M20的10.9级高强度螺栓，求此连接最大能承受的Fmax值。要求按摩擦型连接和承压型连接分别计算（钢板外观仅用钢丝清理浮锈） 解：查表3.5.2 10.9级M20高强螺栓预拉力P=155kN，摩擦面仅用钢丝刷除掉浮锈=0.3 b2b2f?310N/mmf?470N/mmvc查附表1.3高强度螺栓承压型连接：， 1）摩擦型连接 b单个螺栓受剪承载力设计值：Nv?0.9nf?P?0.9?2?0.3?155?83.7kN b螺栓连接最大能承受的Fmax值：Fmax?nNv?13?83.7?
6、1088kN 构件截面最大能承受的轴力设计值： ?/(1?0.5n1/n)?1048/(1?0.5?3/13)?1184kNFmax?Fmax 此连接采用高强度螺栓摩擦型连接时最大能承受的Fmax=1088kN 。 7 12假设螺栓孔直径d0=21.5mm 2) 承压型连接 单个螺栓受剪承载力设计值（受剪面不在螺纹处）： 202N?nv?f?2?3.14?310?194680N=194.68kN44 bvbv?d2单个螺栓承压承载力设计值：Ncb?tdfcb?20?20?470?188000N=188kN b此连接螺栓所能承受的最大轴力设计值：Fmax?nNv?13?188?2444kN 构件
7、截面最大能承受的轴力设计值：Fmax?A1f?5110?205?1048kN 所以此高强度螺栓承压型连接最大能承受的轴力设计值Fmax=1048kN。 8 3.18. 双角钢拉杆与柱的连接如图。拉力N=550kN。钢材为Q235B钢，角钢与节点板、节点板与端板采用焊缝连接焊条采用E43型焊条，端板与柱采用双排10.9级M20高强度螺栓连接。构件外观采用喷砂后涂无机富锌漆处理。试求： 1）角钢与节点板连接的焊缝长度； 6080808080602022-142）节点板与端板的焊缝高度； 3）验算高强度螺栓连接（分别按摩擦型和承压 型连接考虑）。 解： 1） 角钢与节点板连接的焊缝长度（两侧缝） 已
8、知hf=6mm，查附表1.3：ffw?160N/mm2 6451002L100x80x8=550kN不等边角钢长肢相并（P73表3.3.1）K1=0.65，K2=0.35。 角钢肢背所需焊缝计算长度：lw1?0.65?550?103K1N?266mm?heffw2?0.7?6?160 0.35?550?103K2N?143mmw?heff2?0.7?6?160 角钢肢尖所需焊缝计算长度：lw2?肢背焊缝长度：l1?lw1?2hf?266?2?6?278mm取280mm肢尖焊缝长度：l2?lw2?2hf?143?2?6?155mm2） 节点板与端板的焊缝高度 预选焊脚尺寸：最大焊脚尺寸：hfma
9、x?1.2t?1.2?14?16.8mm， ， 最小焊脚尺寸：hfmax?1.5t?1.5?20?6.7mm节点板与端板焊缝计算长度：lw?l?2hf?440?2?8?424mm焊缝截面所受的剪力：V?Ncos45?550?2/2?388.9kN 焊缝截面所受的拉力：F?Nsin45?550?2/2?388.9kN 取hf=8mm。 FV388.9?103?f?f?81.89N/mm2AfAf2?0.7?8?424 ?f?焊缝强度验算：?f?81.89?222w2?81.89?106N/mm?f?160N/mm?ff?1.22? 22所选焊脚尺寸得志要求。 9 3） 验算高强度螺栓连接（分别按
10、摩擦型和承压型连接考虑） 查表3.5.2 10.9级M20高强螺栓预拉力P=155kN，构件外观采用喷砂后涂无机富锌漆处理=0.35. a. 摩擦型连接 b单个螺栓受剪承载力设计值：Nv?0.9nf?P?0.9?1?0.35?155?48.83kN 单个螺栓受拉承载力设计值：螺栓平均承受剪力=拉力：拉-剪共同作用：b. 承压型连接 Ntbe?0.8P?0.8?155?124kNV(F)388.9?=38.89kN 2?510 Nv?Nt?NvNt38.8938.89连接不得志要求。 ?b?1.11?1bNvNt49124 b2b2b2f?310N/mmf?470N/mmf?500N/mmvct查附表1.3高强度螺栓承压型连接：， 单个螺栓受剪承载力设计值（受剪面不在螺纹处）： 202N?nv?f?1?3.14?310?97340N=97.34kN44bvbv?d2单个螺栓承压承载力设计值：N?tdf?20?20?470?188000N=188kN 单个螺栓受拉承载力：Ntbe?Aeftb?245?500?122500N?122.5kNe2222bcbc ?N?Nt?38.89?38.89?拉-剪共同作用时：?v?b?0.51?1b?NN97.34122.5? ?v?t?bNv?38.89kNNc/1.2?188/1.2?156.67kN得志。 10 7
