1、钢结构(第三版)戴国欣 主编,钢结构第3章作业参考答案,3.1 试设计双角钢与节点板的角焊接连接。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。,(1) 采用三面围焊时，,解：,(2) 当采用二面侧焊时,3.2 试求图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hf=8mm,e1=30cm。,解：,即，最大设计荷载F=236.53KN,3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝、。 钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。,解：查表得,假设焊缝,计算形心轴位置和惯性矩,按剪力由腹板承
2、担，弯矩由腹板和翼缘共同承担考虑,翼缘上边的拉应力：,腹板下口的压应力：,3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝及焊缝改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。,解：,若为对接焊缝，则：,设能承受的最大集中荷载为F，,当受剪时，最大剪力,当在翼缘上口受拉时，,当在腹板下口受压时，,在腹板与翼缘的交界处，剪应力与拉应力均较大，此时：,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M=1122KNm，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。,解：,查表得,注意：此题中腹板仍受弯剪。,(1)焊
3、缝最大正应力在腹板和翼缘交界处,(2)最大剪应力,(3)腹板和翼缘交界处,3.6 试设计图3.81所示的粗制螺栓连接，F=100KN（设计值），e1=30cm。,解、现初拟采用8个M20号螺栓，其布置如下图所示：,则螺栓间的最大间距dmax=820=160130mm,满足要求,查表得：,校核此螺栓连接,此螺栓为承受剪、扭共同作用：, ,所以此螺栓满足要求,3.7 试设计如图3.84所示： 角钢与连接板的螺栓连接； 竖向连接板与柱的翼缘连接； 构件钢材为Q235B，螺栓为粗制螺栓，d1=d2=170mm。解：、角钢与连接板的连接，可按照轴心受剪进行计算，选用M22号螺栓。计算所需螺栓数取n=4，
4、其布置如下图所示,L121015d015X24360(满足),、连接板与柱翼缘板的连接由于剪力由承托板承担，而力的作用线通过连接板形心，所以连接板和柱翼缘的连接应视为轴心受拉连接，拟采用C级M20螺栓。取n=6,其布置如图所示,3.7,3.8,3.8按摩擦型高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接（取消承托板），并分别考虑：d1=d2=170mm;d1=150mm,d2=190mm,螺栓强度级别及接触面用处理方式自选。 解：、选用10.9级M22号摩擦型高强度螺栓，构件选用表面喷砂处理方法，查表得：a、角钢与连接板的连接按轴心受剪计算；取:n=6，其布置如图所示,b、连接板与柱翼缘板的连接，拟采
5、用10.9级M22号螺栓4个校核此 故不满足承载力要求,此题考虑增加螺栓数为n=6,校核其连接强度：则： 满足要求 ，其布置如图所示,、当d1=150mm、d2=190mm时，角钢与连接板的连接无变化，与相同，而连接板与柱翼缘的连接则是承受拉、弯、剪共同作用。e=0.02m,因为弯矩较小，仍采用6个螺栓对称布置，如右图所示，则,改间距为150mm再算,3.9 按承压型连接高强度螺栓设计习题3.7中角钢与连接板的连接，接触面处理方式及螺栓强度级别自选。,解：选用8.8级M22号高强度螺栓，查表：,，取n=3,其布置见下图：,3.10、图3.10的牛腿用21008020（由大角钢截得）及M22摩擦型连接高强度螺栓（10.9级）和柱相连，构件钢材Q235B，接触面用喷砂处理，要求确定连接角钢两个肢上的螺栓数。,解：牛腿柱与角钢的连接受剪力与扭矩共同作用：V=F=370KN,T=F.e=3700.145=53.65KN.M;,查表：,现拟采用5个高强度螺栓，其布置如图所示；校核其强度：,所以此连接满足承载力要求。,、角钢与柱翼缘板的连接承受弯矩、剪力共同作用；,现拟采用12个螺栓，对称布置，其布置见图，校核其强度：,则：,故此连接满足要求,考虑到工作方便，牛腿与角钢的连接也可以增加一个螺栓，和角钢与柱的连接相同。,
