第七章钢结构课后习题集答案解析.pdf

56.1 x 192 300y 第七章7.9 解：钢材为Q235 钢，焊条为E43 型，则角焊缝的强度设计值w2f160N/mmf图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K1=0.65，K2=0.35焊缝受力：110.65600390kNNK N220.35600210kNNK N所需焊缝计算长度，肢背：31w1wf1f390 10217.6mm2 0.72 0.7 8 160Nlh f肢尖：32w2wf2f210 10156.3mm20.720.7 6 160Nlh f侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12217.628233.6mmllh，取 240mm；肢尖：2w2f22156.326165.6mmllh，取 170mm7.11解：fminmaxfmax1.51.5 166mm1 2121 210 11mmhtht取f8mmh焊缝有效截面的形心位置：12 0.7 8 1921920.7 8256.1mm2 0.7 8 19230020.7 80.7 8x324x10.7830020.7820.78 1921500.7866128649mm12I2y2340.7 83002 0.7 856.111920.7 820.7 8 1920.7 8 19256.116011537mm1222I4xy66128649 1601153782140186mmJII精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 6yT2A6T2xA60 101500.7 8 2111.6N/mm821401860.7 860 1019256.12101.3N/mm82140186TrJTrJ2222fff101.3111.6139.1MPa160MPa1.22所选焊脚尺寸满足强度要求（可选焊脚尺寸为7mm 验算强度，可能不满足）采用四面围焊，取f6mmh334x1120020.7 630020.7 6200 30059400746mm1212I334y112002 0.7 63002 0.76300 20032608868mm1212I4xy59400746 3260886892009614mmJII6yT2A6T2xA60 101500.76 299.2N/mm920096141940.7 660 102264.6N/mm92009614TrJTrJ2222f2ff64.699.2112.4MPa160MPa1.22虽强度富裕较多，但已是最小焊脚尺寸，因此采用方案二的焊角尺寸可减少2mm 方案一耗用的焊条：223fw118300200 222400mm22hl方案二耗用的焊条：223fw116230020018000mm22hl所以方案二耗用的焊条少于方案一。

7.12解：钢材为Q235 钢，焊条为E43 型，则角焊缝的强度设计值w2f160N/mmf肢背焊缝：fminmaxfmax1.51.5 145.6mm1.21.2 1012mmhtht，可取f8mmh，肢尖焊缝：fminmaxfmax1.51.5 145.6mm1 2101 28 9mmhtht，可取f6mmh图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K1=0.65，K2=0.35焊缝受力：110.65540351kNNK N220.35540189kNNK N精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 所需焊缝计算长度，肢背：31w1wf1f351 10195.9mm2 0.72 0.7 8 160Nlh f肢尖：32w2wf2f189 10140.6mm20.720.7 6 160Nlh f侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12195.92 8211.9mmllh，取 220mm；肢尖：2w2f22140.62 6152.6mmllh，取 160mm。

连接板和端板间焊缝的计算长度：wf12ff223402llhddhhfminmaxfmax1.51.5 206.7mm1.21.2 1416.8mmhtht，因此可取f7mmh12170mmdd，拉力N通过焊缝群的形心，将N沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方向分解：1222221sin540299.5kN11.51.5sin540449.3kN11.5NNNN平行于焊缝长度方向的力：垂直于焊缝长度方向的力：213N2few3N1few449.3 10140.6MPa0.7 723402 7299.5 1093.7MPa0.7 723402 7NhlNhl22222w2ffff140.693.7148.5N/mm160N/mm1.22f所以连接板和端板间焊脚尺寸f7mmh满足要求当12150mm190mmdd，时，力N不通过焊缝群的形心，将N向形心平移，焊缝群受力为：12222221sin540299.5kN11.51.5sin540449.3kN11.5499.30.028.986kNmNNNNMN e平行于焊缝长度方向的力：垂直于焊缝长度方向的力：弯矩：34w0.7 734027228294214mm12I3ww1228294214166436.6mm21501902IWdd362feww31few449.3 108.986 10194.6MPa0.7 723402 7166436.6299.5 1093.7MPa0.7 7234027NMhlWNhl精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 22222w2f2fff194.693.7185N/mm160N/mm1.22f所以由确定的焊脚尺寸不满足要求。

7.13解：查表得8.8 级 M20 高强度螺栓的预拉力P=125kN ，接触面喷砂，查得摩擦系数0.45螺栓所能承受的最大轴心力设计值10400mm151521.5322.5mmld折减系数10400=1.11.10.9761503225ld单个摩擦型高强螺栓的抗剪承载力设计值：bvf0.90.9760.920.45 12598.9kNNnP连接一侧螺栓所能承受的最大轴心力设计值：bv1098.9989kNNnN构件所能承受的最大轴心力设计值：构件板厚为20mm，为 Q235 钢，抗拉强度设计值2205N/mmf最外行螺栓孔处受力最大，为最危险截面10.50.52110.910nNNNNn2n,110190221.5202940cmAbn dtn,10.9205669.7kN2940NNfNA由上可知，此连接能承受的最大承载力669.7kNN7.14解：支托承力，螺栓仅承受弯矩作用单个螺栓的抗拉承载力：22bbett3.14 17.6517041.57kN44dNf螺栓群所受弯矩150 0.230kN mMPe旋转中心为最底排螺栓处，第一排螺栓受力最危险，单个螺栓受到的最大拉力为：3b1t222230 1030032.14kN41.57kN2 (100200300 )tiMyNNm y所以此连接安全。

支托不承力，则螺栓群承担剪力和弯矩的作用单个螺栓的抗剪承载力：22bbvvv3.1420114044.0kN44dNnf单个螺栓的抗压承载力：bbcc20 18305109.8kNNdtf每个螺栓承担的剪力：v15018.75kN8VNn精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 最危险的螺栓受到的拉力：32.14kNtN螺栓在剪力和拉力联合作用下：2222vtbbvt32.1418.750.88144.041.57NNNN所以此连接安全7.15解：查表得10.9级 M22 摩擦型高强螺栓的预拉力P=190kN ，接触面喷砂，查得摩擦系数0.5对于角钢与牛腿相连的一肢上螺栓群的受力：剪力V=P=175kN ，扭矩1750.20.05525.4kN mTPe单个高强度摩擦型螺栓的抗剪承载力设计值：bvf0.90.9 20.5 190171kNNnP有两个剪面假设角钢与牛腿相连的一肢上布置3 个高强度摩擦型螺栓，螺栓的排列如图所示。

最外侧一排螺栓受力最危险，其受力为：剪力作用下每个螺栓承担的剪力：1yV17558.3kN3VNn扭矩作用下最外排螺栓承担的剪力：1x3T12225.4 10100127kN2 100iTyNy摩擦型高强螺栓在剪力作用下：1x1y22TV22b1v12758.3139.7kN171kNNNNN所以此螺栓布置方式满足要求角钢与柱翼缘相连一肢上的螺栓群的受力：剪力V=P=175kN ，弯矩175 0.235kN mMPe假设布置 6 个螺栓，单个高强度摩擦型螺栓的抗剪承载力设计值：bvf0.90.9 1 0.5 19085.5kNNnP有一个剪面单个螺栓的抗拉承载力设计值：bt0.80.8 190152kNNP若支托承力，高强度螺栓仅承受弯矩作用，此时旋转中心在螺栓群形心处，最外排螺栓受到的拉力最大：3Mb1tt2235 1010087.5kN152kN2 2 100iMyNNm y若支托不承力，高强度螺栓同时承受剪力和弯矩的作用，每个螺栓受到的剪力：V17529.1kN6VNn最外排螺栓受到的拉力：Mt87.5kNN高强度摩擦型螺栓在剪力和拉力联合作用下：5010010050角钢与牛腿相连一肢的螺栓排列1001005050角钢与柱翼缘相连一肢的螺栓排精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - - tvbbtv87.529.10.916115285.5NNNN此螺栓布置符合要求。

7.18解：连接一侧螺栓群受到剪力和扭矩的联合作用剪力V=200kN，扭矩50kN mT单个承压型高强螺栓的抗剪承载力（题中没有给出螺栓强度等级，假设此承压型高强螺栓为8.8 级） ：22bbvvv3.14242250226.1kN44dNnfbbcc24 18 470=203kNNdt f剪力作用下每个螺栓承受的剪力：1xV20025kN8VNn扭矩作用下最底排螺栓承受的剪力：3TT111x122222150 1012078.1kN8 40440120iiyTyNNrxy3TT111y122222150 104026kN840440120iixTxNNrxy承压型高强螺栓在剪力作用下：22NT2T2b11x1x1ymin()2578.126106.3kN203kNNNNNN还应验算构件的净截面强度，对构件来说，最外侧螺栓孔处截面受力最危险2n1018340426 184248mmAAn d t334111834058956000mm1212Itb224n589560001826(40120 )243980000mmI3nn43980000258706mm17170IW6322nn50 10200 10193.347.1240.4N /mm205N /mm2587064248MNfWA所以此连接不安全的。

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