钢结构复习题全部
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1、如图所示两截面为-14x400的钢板,采用双盖板和C 级普通螺栓连接,单盖板厚度为7mm 。螺栓为M22,螺栓孔径d 0=24mm 。2
140mm N f b v =,2305mm N f b c =;
钢材为Q235,承受轴心拉力设计值N =700KN 。试验算此连接。
解:单个螺栓抗剪承载力设计值:
22222140106.444b b
v v v d N n f ππ==⨯⨯=kN
单个螺栓承压承载力设计值:
221430594b b c c N d tf ==⨯⨯=∑ kN
连接一侧所需螺栓数目为12:
{}min ,min b b b v c N N N ==94 kNF=min
12b N ⨯=1127.3 kN>700 kN 验算连件的净截面强度。
连接钢板在截面I -I 受力最大的N,连接盖板则是截面33-受力最大也是N ,但是因两者钢材、截面均相同,故只验算连接钢板。
210()(400424)144256n A b n d t mm =-=-⨯⨯=
32270010164.52154256
n N N N f mm mm A σ⨯===<= 满足要求
2、图示双角钢与节点板三面围焊缝连接,受静态轴心拉力N ,角钢为2∟125×80×10长肢相拼,焊脚尺寸h f =8 mm ,,钢材为Q235,焊条E43型,手工焊;肢背焊缝实际长度1l =300 mm ,焊缝力分配系数1K =0.65,2K =0.35,正面焊缝的强度增大系数f β=1.22,角焊缝强度设计值w f f =160 N/mm 2
。试确定此连接能承受的最大静力荷载设计值F 及肢尖焊缝的长度2l 。(15分)
解:由题意得 3125w l =mm
正面焊接:3320.7w
f w f f N h l f β=⨯⨯⨯⨯ 220.78125 1.22160/mm mm N mm =⨯⨯⨯⨯⨯=273.3kN
肢背侧焊缝: 1120.7()w
f f f N h l h f =⨯⨯-⨯ 220.78(3008)160/mm mm mm N mm =⨯⨯⨯-⨯=523.26 kN
又 311 2
N N k N =- 31127328052326022 0.65
N N N K +⨯∴===1015.24 kN 322 2N N k N =-
=218693N (3分) '22221869381228130220.78160
W f W e f N l h h f ≥+=+=+=⨯⨯⨯mm
3、如图所示钢板与工字形柱采用双面角焊缝T 形连接,h f =8mm ,其它尺寸已在图中给出,钢板承受一个斜向拉力F =500 kN 的作用(静力荷载),钢材Q235B ,焊条E43系列,2/160mm N f w f =。面积A=4300mm 2,抵抗矩W=2.75×105mm 3。试验算此连接能否满足强
w f f ≤ 工字形柱
8 F 3
4
5 200 200 50
解: 力系分解:
水平轴心力 KN F N 30053500sin =⨯
==θ 剪力 KN F V 4005
4500cos =⨯==θ 弯 矩 mm KN Fe M ⋅=⨯⨯==150005053500sin θ 在水平轴心力作用下:2/75.698
.4300300000mm N A N N f ===σ 在弯矩作用下: 25/50.5410
7525.2100015000mm N W M M f =⨯⨯==σ 在剪力作用下:2/00.938
.4300400000mm N A V V f ===τ 所以:
()()160/9.13700.9322.150.5475.69222
22=<=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+w f V f f M f N
f f mm N τβσσ 4、如图所示的两端铰接且在中点有侧向支撑的轴压柱。钢材为Q 235 ,截面无削弱,静载轴力设计值N =1600kN ,柱为焊接工字型截面,翼缘为焰切割边([λ ] = 150 ,对、x − x 、y − y 轴均属b 类截面)。已知A =9000mm 2,I x = 1.325×108mm 4,I y = 3.65×107mm 4。试对该支柱进行截面验算。(注:长细比计算精确到小数点后一位)(15分)
。
0(250.1w h t λ≤
+(100.1b t
λ≤+
解:1)刚度验算
x x I i A ==121.3mm y
y I i A ==63.7 mm 600049.5[]121.3ox x x l i λλ===<300047.1[]63.7
oy y y l i λλ===< 2)整体稳定性验算:因为截面对X 轴、Y 轴属b 类截面,用x λ查附表得
0.8582x ϕ=3
222160010207.2/215/0.85829010x N N mm f N mm A mm
ϕ⨯∴==<=⨯⨯ 满足要求
3)局部稳定验算:
max (2508)
'23523528.6(100.1(100.149.5)1514235
y b t f λ-==<+=+⨯=max 25023523531.25(250.5)(250.549.5)508235
o w y h t f λ==<+=+⨯=满足要求 4) 截面无孔洞削弱,故不进行强度验算。
例、 竖立钢板用角焊缝连接
于钢柱上的焊缝计算(拉、剪)
条件:图5..5.16所示,
一竖立钢板用有
钢柱上。已知焊缝承受的静
态斜向力N=280N (设
计值),θ=60°,角焊缝的焊脚尺
寸f h =8mm ,mm l w
155=',钢材为Q235-B ,手工焊,焊条E43.
要求:验算直角角焊缝的强度
答案:查表得2160mm N
f w t =
1)解法1
将N 力分解力垂直于焊缝和平行于焊缝的分力,即
kN N N x 5.2422328060sin =⨯=⋅= kN N N y 1402
128060cos =⨯=⋅=