钢结构基本原理第三版课后习题答案

故n??N?bN?min1180?9.1 取10个 129.3拼接板每侧采用10个螺栓,排列如图所示。

ⅠⅡⅢⅠⅡⅢ

验算钢板净截面强度:

N1180?103 ??210Nmm2?f?205Nmm2

An400?18?4?22?18但应力在5%范围内,认为满足要求。

3.17 如图所示的普通螺栓连接,材料为Q235钢,采用螺栓直径20mm,承受的荷载设计值V?240KN。试按下列条件验算此连接是否安全:1)假定支托不承受剪力;2)假定支托承受剪力。

b2b2b2解:查附表1.3得:螺栓fv?140Nmm, ft?170Nmm,fc?305Nmm。

1)假定支托只起安装作用,不承受剪力,螺栓同时承受拉力和剪力。

2设螺栓群绕最下一排螺栓旋转。查表得M20螺栓Ae?2.448cm。

每个螺栓的抗剪和承压的承载力设计值分别为:

?N?bv?d2b??2.021?nvfv?1??140??43.98KN4410bc1?N??d?tf?2.0?1.8?305?10?109.8KN

1?N??Af?2.448?170?10?41.62KN

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弯矩作用下螺栓所受的最大拉力:

My1240?0.11?102?30bNt???28.29KN?N?41.62KN t22222?yi2?10?20?30????剪力作用下每个螺栓所受的平均剪力: Nv?V240??30KN?Ncb?109.8KN n8??剪力和拉力共同作用下:

?N??Nt??30??28.29???? ?v????????0.963?1 可靠 ?Nb??Nb??43.98??41.62??v??t?2222????2)假定剪力由支托承担,螺栓只承受弯矩作用。

My1240?0.11?102?30b Nt???28.29KN?N?41.62KN t22222?yi2?10?20?30????支托和柱翼缘的连接角焊缝计算,采用hf?10mm,(偏于安全地略去端焊缝强度提高系数1.22),

1.35V1.35?240?103 ??132.24Nmm2?160Nmm2满足要求。

he?lw0.7?10???180?5??2?

3.18 某双盖板高强度螺栓摩擦型连接如图所示。构件材料为Q345钢,螺栓采用M20,强度等级为8.8级,接触面喷砂处理。试确定此连接所能承受的最大拉力N。 解:查附表1.1得:f?295Nmm 查表3-9和3-10得:,P?125KN,??0.50

一个螺栓的抗剪承载力:Nv?0.9nf?P?0.9?2?0.50?125?112.5KN

b2b故N?nNv?10?112.5?112.5KN

净截面验算:

2 An?t?b?n1d0??2.0??21?2?2.2??33.2cm

N??N?0.5N1125n1?1125?0.5??2?1012.5KN n10N?1012.5?10322 ?n?不满足要求。 ??305Nmm?f?295Nmm2An33.2?10故应按钢板的抗拉强度设计。

N??fAn?295?10?3?33.2?102?979.4KN

则N?N?n1?0.51n?979.421?0.5?10?1088.22KN

4.1 试验算图4.39所示焊接工字形截面柱(翼缘为焰切边),轴心压力设计值为N =4500KN,柱的计算长度lox?loy?6.0m,Q235钢材,截面无削弱。

解:其截面参数为:

A?2?500?20?12?450?25400mm2

500×2032020Ix?1(500?4903?488?4503)?1.2?109mm4 121Iy?2??20?5003?4.2?108mm412

450×12Ιx1.2?109ix???217mmA25400iy?Ιy4.2?108??128mmA2540020②整体稳定和刚度验算 刚度验算:

?x?l0x6000??27.65?????150ix217l0y6000?y???46.875?????150iy128整体稳定性验算:

按长细比较大值??46.875,查附表得??0.871

N4500?103????203.4N/mm2?f?215N/mm2

??A0.871?25400③局部稳定性验算 自由外伸翼缘:

b1244235??12.2?(10?0.1?)?14.7 满足 t20235腹板部分:

h0450235??37.5?(25?0.5?)?48.4 满足 tw12235④强度验算:因截面无削弱,不必验算。

4.2 图4.40所示a、b两截面组合柱,截面面积相同,且均为Q235钢材,翼缘为焰切边,两端简支,lox?loy?8.7m,试计算a、b两柱所能承受的最大轴心压力设计值。

解:其截面参数为:

A?16000mm2,A?19200mm2

16320iy1?AA16Ιy

?82.6mmiy2?Ιy

?105mm20450×12320400ix1?Ιx?158mmAix2?Ιx500×20?197mmA20108400②整体稳定和刚度验算 刚度验算:

(a)(b)?x1?l0x8700??55.1?????150ix158l0y?x2?

l0x8700??44.2?????150ix197l0y8700?y1???105.3?????150iy82.6整体稳定性验算:

8700?y2???82.8?????150iy105

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