钢结构-第四章课后答案.doc

P1084.1解： 示意图要画焊缝承受的剪力V=F=270kN；弯矩M=Fe=270300=81kN.m Ix=0.8(38-20.8)3/12+(15-2)119.522=13102cm4=腹板Ae=0.8(38-20.8)=29.12 cm2截面最大正应力 smax=M/W= 81106200/13102104=123.65 N/mm2ftw=185N/mm2 剪力全部由腹板承担t=V/Aw=270103/2912=92.72 N/mm2 =fvw=125N/mm2腹板边缘处”1”的应力s1=(M/W)(190/200)=123.65(190/200)=210.19=117.47腹板边缘处的折算应力应满足=198.97N/mm21.1ftw=203.5N/mm2焊缝连接部位满足要求4.2解：(1) 角钢与节点板的连接焊缝“A”承受轴力N=420kN连接为不等边角钢长肢相连 题意是两侧焊肢背分配的力N1=0.65 420=273 kN肢背分配的力N2=0.35 420=147 kN hfmin=1.5(tmax)1/2=1.5(10)1/2=4.74mmhfmax=1.2(tmin)=1.2(6)=7.2mm取hf=6mm肢背需要的焊缝长度lw1=273103/(20.76160)+26=203.12+12=215.13mm肢尖需要的焊缝长度lw2=147103/(20.76160)+26=109.38+12=121.38mm端部绕角焊2hf时，应加hf（书中未加） 取肢背的焊缝长度lw1=220mm；肢尖的焊缝长度lw2=125mm。 lwmax=60hf=360mm；lwmin=8hf=48mm；焊缝“A”满足要求4.3解：节点板与端板间的连接焊缝“B”承受拉力N对焊缝“B”有偏心，焊缝“B”承受拉力N=(1.5/1.8) 420=350kN；剪力V=(1/1.8) 420=233.33 kN；弯矩M=35050=17.5 kN.m hfmin=1.5(tmax)1/2=1.5(20)1/2=6.71mmhfmax=1.2(tmin)=1.2(10)=12mm焊缝“B”hf=7mm焊缝“B”A点的力最大焊缝“B”承受的剪应力t=233.33103/(20.77386)=61.68 N/mm2焊缝“B”承受的最大正应力s=N/Ae+M/W=350103/(20.77386)+17.5106200/(20.773863/12) =92.52+71.91 =164.43 N/mm2验算焊缝“B”的强度=148.19 N/mm2Ntb且Nt1min =N/n-My1/mSyi2=11.7 KN0 螺栓群为小偏心受拉。螺栓群中受力最大的螺栓已超过螺栓的所受的抗拉强度。端板与柱连接的螺栓不满足要求。4.10解：一个C级M24螺栓的抗拉强度Ntb=Ae.ftb= 352.5170=59.9KN一个C级M24螺栓的抗剪螺栓的承载能力Nvb=(pd2/4)fvb=(p242/4) 140=63.3KN一个C级M24螺栓的抗剪螺栓的承压能力假定柱翼缘的厚度也为20mmNcb=dStfcb=2420305=146.4KN支托不承担剪力，端板与柱的连接螺栓受的力有：轴向拉力N(1.5/1.8) 420=350kN；拉力的偏心产生的弯矩M=35050=17.5 kN.m；剪力V=(1/1.8) 420=233.33 kN。Nt1min =N/n-My1/mSyi2=11.7 KN0 螺栓群为小偏心受拉。螺栓群中受力最大的螺栓所受的拉力Nt1max =N/n+My1/mSyi2=350/10+17.5103150/4(752+1502)=35+23.33=58.33KN一个螺栓受的剪力V1=233.33/10=23.33kN。螺栓在剪力和拉力共同作用时应满足 结论：计算结果大于1，是不满足要求，但未超过5%，也可以认为它是被允许的。一个螺栓受的剪力V1=23.33kN Ncb螺栓的承压强度也满足要求4.11解：一个10.9级M20高强摩擦型螺栓的抗剪承载能力设计值 Nvb=0.9nfmP=0.920.3155=83.7KN连接一侧螺栓的总数为9个螺栓群能承担的力F=983.7=753.3KN板件厚度t=14mm净截面承载力计算：1-1截面的净截面An1=25014-32214=2576mm2 s=N/An f 1-1截面所承担的力为FN=F1-0.5(3/9) An f F 2576215/0.833=664.87KN此连接的承载力为664.87KN4.12解：端板与柱的连接螺栓受的力有：轴向拉力N(1.5/1.8) 420=350kN；拉力的偏心产生的弯矩M=35050=17.5 kN.m；剪力V=(1/1.8) 420=233.33 kN。螺栓群中受力最大的螺栓所受的拉力Nt1max =N/n+My1/mSyi2=350/10+17.5103150/4(752+1502)=35+23.33=58.33KN 0.8P=120KN 满足螺栓不松弛的要求螺栓群中一个螺栓受到的剪力为：V1=23.33 kN。l0=300V1螺栓群在剪力和拉力共同作用下能满足要求。或者按相关公式计算：一个8.8级M22高强摩擦型螺栓的抗剪承载能力设计值 Nvb=0.9nfmP=0.90.35150=47.25KN Nt1/Ntb+Nv1/Nvb=58.33/120+23.33/47.25=0.486+0.494=0.9801螺栓群在剪力和拉力共同作用下能满足要求。4.13解： （1） 将4.12题改为8.8级M22高强承压型螺栓，螺栓数改为8个，排列如题4.12取消中间一排，螺栓的最大间距为150mm，小于16d0或24t满足螺栓的间距要求。端板与柱的连接螺栓群所受的力有：轴向拉力N(1.5/1.8) 420=350kN；拉力的偏心产生的弯矩M=35050=17.5 kN.m；剪力V=(1/1.8) 420=233.33 kN。螺栓群中受力最大的螺栓所受的拉力Nt1max =N/n+My1/mSyi2=350/8+17.5103150/4(752+1502)=43.75+23.33=67.08KN 螺栓群中一个螺栓受到的剪力为：V1=233.33/8=29.17 kN。l0=300 V1 孔壁不会被压坏。高强承压型螺栓在剪力和拉力共同作用下应满足要求： 满足要求（2）将4.12题改为8.8级M20高强承压型螺栓，螺栓数改为8个，排列如题4.12取消中间一排。一个8.8级M20高强承压型螺栓的抗拉承载能力设计值Ntb=Ae.ftb= 244.8400=97.92KN一个8.8级M20高强承压型螺栓的抗剪承载能力设计值 Nvb=nv(pd2/4)fvb=1(p202/4) 250=78.5KN一个8.8级M20高强承压型螺栓在剪力和拉力共同作用下的承压能力设计值Ncb=dStfcb /1.2=2020470 /1.2=156.67KN V1 孔壁不会被压坏。高强承压型螺栓在剪力和拉力共同作用下应满足要求： 满足要求