钢结构3-6章 戴国欣 第二版.doc

3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图 3.80）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解：（1）三面围焊 确定焊脚尺寸：， ， 内力分配：焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为 ，取 310mm则实际焊缝长度为 ，取 120mm2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取 ， 内力分配： ， 焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为:，取 390mm则实际焊缝长度为:，取 260mm3.2 试求图 3.81 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 ， 焊脚尺寸：焊缝截面的形心：则（1）内力分析： V=F， （2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算T 引起的应力：V 引起的应力：（4）3.3 试设计如图 3.82 所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③钢材为 Q235B，焊条为 E43 型，手工焊1）内力分析： V=F=98KN， （2）焊缝截面参数计算：取焊缝截面的形心：（3）应力计算M 引起的应力：V 引起的应力：（4）3.4 习题 3.3 的连接中，如将焊缝②及焊缝③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。

1）内力分析： V=F， （2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算M 引起的应力：V 引起的应力：（4）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，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1）内力分析： V=374KN， （2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算腹板和翼缘交接处：折算应力： 不满足3.6 试设计图 3.81 的粗制螺栓连接，F=100KN(设计值)， 1）内力分析： V=100KN， ，（2）参数计算：单个螺栓抗剪承载力（M22），（3）内力计算T 引起的应力：V 引起的应力：（4）3.7 试设计如图 3.84 所示： 构件钢材为 Q235B，螺栓为粗制螺栓①角钢与连接板的螺栓连接；②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接①角钢与连接板的螺栓连接；单个螺栓抗剪承载力（M20）螺栓个数 个，取 5 个螺栓，按规范规定间距排列（图省略）。

②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接内力分析 ，由支托承担单个螺栓抗拉承载力（M20， ）螺栓个数 个，取 6 个螺栓，排 2 排，按规范规定间距排列（图省略）③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接由支托承担3.8 按摩擦型连接高强度螺栓设计习题 3.7 中所要求的连接（取消承托板），且分别考虑：①；② ， 螺栓强度级别及接触面处理方式自选Q235 钢，喷砂处理， M20，8.8 级，P=125KN， µ=0.45，①， 一个螺栓承担的拉力②，， ， 一个螺栓的最大拉力第四章 轴心受力构件4.1 验算由 2∟ 组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比轴心拉力的设计值为 270KN，只承受静力作用，计算长度为 3m杆端有一排直径为 20mm 的孔眼（图 4.37），钢材为 Q235钢如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响解：（1）强度 查表得 ∟ 的面积 A=6.14cm2 ， ，， N=270KN，强度不满足，所需净截面面积为 ，所需截面积为 ，选 ，面积 A=7.29cm2（2）长细比4.2 一块- 的钢板用两块拼接板- 进行拼接螺栓孔径为 22mm，排列如图 4.38 所示。

钢板轴心受拉，N=1350KN（设计值）钢材为 Q235 钢，解答下列问题;（1）钢板 1-1 截面的强度够否？（2）是否需要验算 2-2 截面的强度？假定 N 力在 13 个螺栓中平均分配，2-2 截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？解：（1）钢板 1-1 截面强度验算：， N=1350KN，强度满足2）钢板 2-2 截面强度验算：（a），种情况，（ a）是最危险的 N=1350KN，但不超过 5%，强度满足对应图（d）的验算：，，强度满足3）拼接板的强度够否？因为拼接板厚度 ，所以不必验算拼接板4.3 验算图 4.39 所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度螺栓直径 20mm，孔径22mm，钢材为 Q235AF，承受轴心拉力 N=600KN（设计值）解：（1）净截面验算：，，强度满足2）全截面验算，强度满足4.4 一水平放置两端铰接的 Q345 钢做成的轴心受拉构件，长 9m，截面由 2∟ 组成的肢尖向下的 T 形截面，问是否能承受设计值为 870KN 的轴心力？解：（1）强度验算查表得 ∟ 的面积 A=13.94cm2 ， ，，但不超过 5%，强度满足2）刚度验算4.5 某车间工作平台柱高 2.6m，按两端铰接的轴心受压柱考虑。

如果柱采用 I16（16 号热轧工字钢），试经过计算解答：（1）钢材采用 Q235 钢时，设计承载力为多少？（2）改用 Q345 钢时，设计承载力是否显著提高？（3）如果轴心压力为 330KN（设计值），I16 能否满足要求？如不满足，从构造上采取什么措施就能满足要求？解：（1）钢材采用 Q235 钢时，设计承载力为多少？查表得 I16 的面积 A=26.1cm2 ， ，，a 类截面，查表得，b 类截面，查表得2）改用 Q345 钢时，设计承载力是否显著提高？，a 类截面，按 查表得，b 类截面，按 查表得，承载力无太明显的提高3）如果轴心压力为 330KN（设计值），I16 能否满足要求？如不满足，从构造上采取什么措施就能满足要求？8 距 uuuuuuuuuuuujuu 因为 ，所以整体稳定不满足在侧向加一支撑，重新计算b 类截面，查表得，整体稳定满足4.6 设某工业平台柱承受轴心压力 5000KN（设计值），柱高 8m，两端铰接要求设计一 H 型钢或焊接工字形截面柱解：H 型钢柱（1）初选截面设 （b 类）则 ， ，选 ，其面积 ， ，（2）验算，b 类截面，查表得，b 类截面，查表得，整体稳定满足。

焊接工字形（1）初选截面根据 H 型钢截面，初选焊接工字形截面，如图所示2）计算参数，，（2）整体稳定验算，b 类截面，查表得，b 类截面，查表得，整体稳定满足3）局部稳定验算，局部稳定满足4.7 图 4.40（a）、（b ）所示两种截面（焰切边缘）的截面积相等，钢材均为 Q235 钢当用作长度为 10m 的两端铰接轴心受压柱时，是否能安全承受设计荷载 3200KN解：计算（a）图截面（1）计算参数：，（2）整体稳定验算，b 类截面，查表得，b 类截面，查表得，整体稳定满足3）局部稳定验算，局部稳定满足计算（b）图截面（1）计算参数：，（2）整体稳定验算，b 类截面，查表得，b 类截面，查表得，整体稳定不满足3）局部稳定验算，局部稳定满足4.8 设计由两槽钢组成的缀板柱，柱长 7.5m，两端铰接，设计轴心压力为 1500KN，钢材为Q235B，截面无削弱解： （1）初选截面：设 （b 类）则 ，选 2［32a，，其面积 ，（2）验算实轴的整体稳定，b 类截面，查表得，绕实轴的整体稳定满足3）确定柱宽设 ，取 b=330mm，如下图所示4）验算虚轴的整体稳定， ，截面对虚轴的参数：130， ，，绕虚轴的整体稳定满足。

5）缀板的设计选用缀板尺寸为- ，则 ，取 ，分支线刚度缀板线刚度则横向剪力取焊脚尺寸，采用绕角焊，则焊缝计 算长度为验算焊缝：，第五章5.1 一平台的梁格布置如图 5.53 所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为 2.0 试选择次梁截面，钢材为 Q345 钢解：1、普通工字形钢3、验算：1）强度2）挠度 重选 I50a 3）整稳：不必计算4）局稳：因为是型钢，不必验算5.3 解：图 5.54（a）所示的简支梁，其截面为不对称工字形[图 5.54（b）]，材料为 Q235B 钢；梁的中点和梁端均有侧向支承；在集中荷载（未包括梁自重）F=160 (设计值)的作用下，梁能否保证其整体稳定性？ 5.4 解：设计习题 5.1 的中间主梁（焊接组合梁），包括选择截面、计算翼缘焊缝、确定腹板加劲肋的间距钢材为 Q345 钢，E50 型焊条（手工焊）解： （1）试选截面：（2）强度验算：（3）整稳验算：（4）刚度验算：（5）翼缘和腹板的连接焊缝计算：（6）主梁加劲肋设计 Ⅲ区格： Ⅰ区格：Ⅱ区格：Ⅲ区格：横向加劲助尺寸：中部支承加劲助： 第六章6.1 有一两端铰接长度为 4m 的偏心受压柱子，用 Q235 钢的 HN400×200×8×13 做成，压力的设计值为 490kN，两端偏心距均为 20cm。

试验算其承载力4000M1=98kN.mM1=98kN.mN=490kN 解：查型钢表得：A=83.37cm 2，Ix ＝22775cm 4 ， ix＝16.53cm，iy＝4.56cm，Wx=1139cm 3M= 490×0.2=98kN.m强度验算：平面内整体稳定验算：β mx= 1NEx/=π 2E Ix/(1.1×l0x2)=3.142×2.06×105 ×22775×104/(1.1×40002)=26283KNλx= l0x/ix=4000/165.3=24.2，属于 a 类截面，查表，得 φx=0.974 N/(φxA)+β mxMx/[γ 1x W1x(1-0.8N/NEx/)]=490×103/(0.974×8337)+1.0×98×106/[1.05×1139×103×(1-0.8×490 / 26283 )]=60.3+83.2=143.5 N/mm2

6．2 如图所示悬臂柱，承受偏心距为 25cm 的设计压力 1600kN，弯距作用平面外有支撑体系对柱上端形成支点，要求选定热轧 H 型钢或焊接工字形截面，材料为 Q235 钢（注：当选用焊接工字形截面时，可试用翼缘 2－400 ×20，焰切边，腹板－460×12）解：选用选用焊接工字形截面时，可试用翼缘 2－400×20，焰切边，腹板－460×12平面内计算长度 l0x＝14000mm，平面外计算长度 l0。