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1、钢结构原理与设计部分答案参考答案1 3省略没有计算4.1 解：焊缝质量为三级，用引弧板施焊。查表得E43焊条的ftw 185N/mm2,Q235 钢的 f 215N/mm2。故取t 12mm。4.2 解：焊缝质量为二级，ftw 215N/mm2未用引弧板施焊ftw -N-，N ftwlwt 1.36Nklwt4.4 解：1）焊脚尺寸hf背部尺寸也1.5ma5.104.74mmhf1 1.2tmin 1.2 8 9.6mm趾部尺寸hf2 1.5 tmaX1-5 .10 4.74mmhf2 tmin 1 28 1 2 6 7mm为方便备料，取hf1 hf2 hf 6mm,满足上述要求。2）轴心力N
2、的设计值按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知：等边角钢内力分配系 数对角钢趾部取力矩平衡得：Mb Ne 23）焊缝长度。当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响，ftw应乘以折减系数0.85。角钢趾：w174.52 103取 11 140mmN1 10.7hf 0.85 fW0.7 6 0.85 160（130 2hf 142mm，取 10mm 的整数倍）130mm 8hf 48mm角钢背：Iw2173.88 1030.7hf0.85 fw0.7 6 0.85 160304mm 60hf 360mm取 l2 320mm（304 2hf 316mm，取10mm的整数）
3、4.5 解:腹板受到轴心拉力Nk作用焊脚尺寸hfhf 1.57A7 5.6mm hfwe89mm取 hf6mm 时，1w598.4 1032 0.7hf fw2 0.7 6 160445.2mm 60hf360mm不可行;取hf7mm 时，1381,6mm，1w 60hf 420mm可行,取hf1 381.6 2hf 395.6mm，取 1400mm 9mm 时， 60hf 540mm1w296-8mm，1w可行，l 296.8 2hf314.8mm，取 | 320mm故最小的焊脚尺寸可取7mm,钢板搭接长度为400mm最大的焊脚尺寸可取9mm，钢板搭接长度为320mm4.7 解:（1）直接计
4、算法解得：hf 7.85mmc 1.5jt 1.5 v18 6.36mm米用hf8mm黑xtmin 1 2，可8 9mm(2)试算法取 hf8mm1862f2 1.2237.22156.9N /mm2W 160N/mm2,故 hf 8mm4.80.7hf 4.2mm解L一 取焊脚尺寸hf 6mm(1) 几何关系水平焊缝计算长度iWhlhhf70 6 64 mm全部焊缝计算长度iW2iWh300 2 64428mm全部焊缝有效截面heW形心位置x竺如性Aw6.4 6.4 2 h 42.80.96cm略去he3焊缝有效截面对形心O的极惯性矩(2) 强度验算剪力和扭矩共同作用下的强度条件T235.3
5、 112.7 2f . 1.2297.42155.6N / mm2W160N /mm25.1解：NgNgkqNqk 贝心 N 1.2 10%560 1.4 90% 560 772.8kN查表，得：钢板螺栓孔壁承压承载力设计值：螺栓的强度设计值为:b405N / mm 2 cfvT90N/mm2取 Nb minNvb,Ncb119.32(kN)需要的螺栓数目n其竺86.48最少采用n 78Nb 119.32试取螺栓距P 3d。61.5mm 65mm端距 a 2do 41mm 45mm边距 c 1.5do 30.75mm 35mm因为板宽b 250mm,若边距为35mm则不满足间距不大于12t 1
6、20mm要求，故最外排每列螺栓应设3个，取螺栓横向间距为90mm，端距为45mm，螺栓数增加为8个。取螺栓纵向间距为65mm，边距为35mm。第二列布置2个螺栓，符合不大于24t 240mm的构造要求。已知，在最外侧螺栓处的截面，钢板受力最大，截面上有3个螺栓孔,其净面积为最小，即：净截面平均拉应力为：772 8 10 cceu.205N/mm2 f 205N/mm2，A v3770n1(An1为20mm钢板面积，f应该按照20mm钢板取)可下面再验算拼接板四角处有无块状拉剪破坏的危险。则每一块板呗抗剪破坏所需之力为N1 (45 2 65 2.5 20.5) 10 125 103(35 0.5
7、 20.5) 10 215310207.9(kN)拼缝一侧上、下两块拼接板同时有4角拉剪破坏时所需轴向力为因而此处不会发生块状拉剪破坏。5.4 解：设螺栓单列为n个。(1) 单个螺栓受剪承载力设计值:螺栓杆被剪断承载力：N：讥-d2fj 1 - 222 190 72.2kN 44螺栓孔承压破坏承载力：N： d tfcb 22 16 405 142.56kN单个螺栓受剪承载力：N； inmin N： ,Nb72.2kN(2) 求每列螺栓的个数n的值。取nt Nmin由修正公式(5.10):取n=6(3) 强度验算：螺栓除受扭转作用外，还受到竖向的剪力。由偏心剪力作用下强度条件： Ni2N： NP
8、2. 47-932 21.91 22.67 2 65.46 Nmin 72.2kN，可5.5 解：设螺栓单列为n个。N 1.4Nk560kN(1) 单个螺栓受剪承载力设计值：螺栓杆被剪断承载力：正d2f： 1 314 222 140 53.2kN44螺栓孔承压破坏承载力：Ncb d tfcb 22 16 305 107.36kN单个螺栓受剪承载力：Nminmin N; ,Nb53.2kN(2) 单个螺栓受拉承载力Ntb Aeftb 303.4 170 51.6kN (由附表1.4得直径22mm的螺栓有效截面积303.4mm2)(3) 单个螺栓受剪力和拉力的设计值：N： NtN2 迢2 kN(4
9、) 因为螺栓同时受剪和受拉，需满足：-鬻1解得：n 5.34取n 6NvNt5.8 解:查表得：螺栓抗剪强度fvb 250N/mm2一个高强度螺栓的设计预拉力值P 150kN钢板螺栓孔壁承压承载力设计值fcb 470N / mm：抗滑移系数0.456 136 1032 121.5 70取 Nb minNvb,Ncb 121.5(kN)693 ( Nvb中传力摩擦面为 2,故两边一起算,需除2)修正nI (叮)93花* 641取验算强度:强度:TP2.(NxmaxNx)皿TP2Ny),78.46(29.8 38.86) 2104.26(kN)肌b121.5(kN)可，每侧所需螺栓数目为7个。5.
10、9 解：预拉力值：P 190kN螺栓杆被剪断承载力：N： 0.9nfP 0.9 1 0.45 190 76.95kN单个螺栓受拉承载力：Nb 0.8P 0.8 190 152kN单个螺栓受剪力和拉力的设计值：Nj NtNWN2n因为螺栓同时受剪和受拉，需满足:N：NtNbNtb解得：n 3.9取n 40.576cm2稳定性符合要求,摩擦型连接无需验算孔壁承压强度6.2 解：由结点b的力的平衡可得：Ab杆受压力F12.37KN Cb杆受拉力F212.37KN需要的构件截面面积：AnA - 12.37 1000 1 0 2f 215 其中Ab杆为压杆，Cb为拉杆。Cb杆需要的截面回转半径为由截面面
11、积和回转半径可选用截面如下：选用2 45 5供给 A 2 4.292cm28.584cm20.576cm2A,i x,i y均满足要求，无需验算。Ab杆需要的截面回转半径为：可选2 70 4供给 A 2 5.57cm211.14cm2 0.576cm2对 X 轴：|ox_2100 194.62i2.18x此截面为B类截面，查表知0.195N 12.37 1000Q956.67N / mm 2 215N /mm， A 20.195 11.14 100可。（同理，可得对Y轴：他32100 135.12ix3.14此截面为B类截面，查表知0.36512.37 100030.42 N / mm2 21
12、5N/mm2,稳定性符合要求，可。）0.365 11.14 1006.5 解：以实轴为X轴，虚轴为丫轴，则有:此工字钢截面对x轴屈曲为B类截面，对y轴屈曲为C类截面。查表 知： 解得：N K 1699.3 KN6.6 解：此工字钢对x轴屈曲为b类截面，对丫轴屈曲为c类截面（1）试取 x y60查附表1.20可知： 需要翼缘板宽度：b上27.78cm0.24需要腹板宽度：h 31.01cm0.433需要截面面积：A * 102 140.65cm2.f 0.709 215min试选截面：2 16 280 Af 89.6cm2(2)试取 Xy50查表知：X0.856y0.7752144 103 10
13、2 128.67cm2 0.775 215min2 10 0.1 乂X11.1mm （b取340mm）考虑到容许宽厚比hg25 0.5twF35.fytw不宜取太小，故取t=14mmtw A2bt 9mm,取 tw10mmhw试选截面：2 14 340Af2 34 1.495.2cm240略经比较，方案二较为合理，采用第二个方案 截面尺寸：2 14 340查表知：x0.874，y0-788验算整体稳定:A min2144 103205.81N/mm20.788 132.2 10215N/mm2，可验算局部稳定:1371.025235 49V fyb tw2t竺 11.792 1.410 0.1235 14.8，可 l fy(6)强度不需验算6.7 解:轴心压力设计值N1.2 30% 1.4 70%3000 4020kNl0x l0y 7
