1钢结构设计原理堂上补充练习 2004.10【练习 1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度250mm，厚度t=10mm。钢材采用235，焊条 E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，。试求连接所能承受的最大拉力2/185mNfwt ?N解：无引弧板时，焊缝的计算长度 取实际长度减去 2t，即 250-2*10mm。wl根据公式 移项得：tflNkNftlNw 5.4250180)25( 【变化】若有引弧板，问 ?解：上题中 取实际长度 250，得l k.46【练习 2】两截面为 450 14mm的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽 300mm，长度 410mm(中间留空 10mm)，厚度 8mm。钢材235，手工焊，焊条为 E43， ，静态荷载， 。求2/160mNfwmhf6最大承载力 ?N解：端焊缝所能承担的内力为： NflhNwf 491062.13067.27.033 侧焊缝所能承担的内力为： ff 57)(.4.11 最大承载力 k.35190【变化】若取消端焊缝，问 ?N解：上题中令 ， ,得362wl 4012【练习 3】钢材为235，手工焊，焊条为 E43， ，静态荷载。2/160mNfw双角钢 2L125x8采用三面围焊和节点板连接， ，肢尖和肢背实际焊缝长度hf均为 250mm。等边角钢的内力分配系数 ， 。求最大承载力7.01k3.2 ?解：端焊缝所能承担的内力为： NflhNwf 204961.2567.07.033 肢背焊缝所能承担的内力为： ff 37)(.2.11 根据 3k得： kNNK 8.6140)2049673(.0)2(1 【变化】若取消端焊缝，问 ?解：上题中令 ， ，得351wlN9.5【练习 4】钢材为235，手工焊，焊条为 E43， ，静态荷载。2/160mfw已知 ，求焊脚尺寸kNF120?fh（焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去 ）f2解：设焊脚尺寸为 ，焊缝有效厚度为f feh7.将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力 VF 及弯矩 M=Fe在剪力作用下：ffweVf hl 9.342507.21 )/(2mN在弯矩作用下：fffMfW.6123)/(2代入基本公式 得：Wfff2)(16089.34.12fff hh可以解得： ，取 。mf687，可以。mhfff 4.2.5. maxmin 【变化】上题条件如改为已知 ，试求该连接能承受的最大荷载8 ?N3【练习 5】钢材为235，手工焊，焊条为 E43， ，静态荷载。2/160mNfw已知 ，求连接能承受的最大荷载 （焊缝无绕角）mhf8?N解：偏心距 me2510弯距： NM25261)8(87.lhweNf 40)250(.6122NWfMf 2.1956.48wffNf N可以解得： k7.31【变化】焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去 ，求fh2?N【练习 6】钢板截面为 310mm 14mm，盖板截面为 310mm 10mm，钢材为 Q235， C级螺栓 ，孔径 21.5mm， ，2/15mNf 0M2/140mNfbv，求该连接的最大承载力30bc ?解：一个螺栓的抗剪承载力设计值：kNfdnNbvVb 96.8710421.3432 一个螺栓的承压承载力设计值：ftbcbc .503(因为 ,故公式中取 )mm2114t最大承载力kNnNb.684.5i净截面强度验算： 2233 /15/9.17021).210(68 mNfAn 不满足要求。最大承载力由净截面强度控制：kf 4.653【变化】上题条件如改为已知 N=700kN，试验算该连接是否安全?4【练习 7】钢板截面为 310mm 20mm，盖板截面为 310mm 12mm，钢材为 Q235，（ ） ， （ ） 。 级高强度螺栓摩擦型连接2/15mNf16t 2/05mNf16t8.，孔径 22mm，接触面喷砂， 0.45， 预拉力 。求该连接的最大承载力0MkNP5?解：一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：kNPnNfbV 25.1045.29.0. 最大承载力 kN81.净截面强度验算： 2231 /05/8.1620)4()5.0()5.0( mNfAn 毛截面强度验算： 23 /5/6.28mNfNN【变化】上题条件如改为已知 N=800kN，试验算该连接是否安全?【练习 8】 拉力 与 4个螺栓轴线的夹角为 450，柱翼缘厚度为 24mm，连接钢板厚度F16mm。钢材为 Q235， （ ） ， （ ） 。 级高2/15mNf16t 2/5mNf16t8.强度螺栓摩擦型连接 ，孔径 22mm，接触面喷砂， 0.45，预拉力 。求20MkNP5该连接的最大承载力 ?解： 斜拉力 F的两个分力为： ，oFV45sin每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：Notv 8245sin螺栓同时承受的剪力和拉力，用规范相关公式求解：1btv一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：kNPnfb625.01254.09.5一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值：kNPNbt 10258.0代入规范公式： 即btv 108265.F可以解得： 3.19【变化】上题条件如改为已知 N=190kN，试验算该连接是否安全?【练习 9】 钢材为 Q235， （ ） 。C 级螺栓 ，有效直径2/15mNf16t2M为 ，孔径 ， ， ，mde65.1d24040bv /305mNfbc，求该连接的最大承载力2/70Nfbt ?F解：斜拉力 F的两个分力为： ，oV5sin每个螺栓同时承受的剪力和拉力为： otv 8245sin螺栓同时承受剪力和拉力，应根据相关公式验算：及 1)()(22blbvNbcvN一个螺栓的抗剪承载力设计值： kfdnbvVb 2.53104.3422 一个螺栓的承压承载力设计值： Nftbcbc 6.75163一个螺栓的抗拉承载力设计值：kfdNbtebt .51014.9.34322 代入公式得：)6.8()2.53()()( 222 Fblbv可以解得： kF5.09再验算： ，可以。kNkNNbcv 7.100.78【变化】上题条件如改为已知 N=200kN，试验算该连接是否安全?6【练习 10】已知某轴心受压实腹柱 AB， AB长 L=5m，中点 L/2处有侧向支撑。采用三块钢板焊成的工字型柱截面，翼缘尺寸为 300mm12mm，腹板尺寸为 200mm6mm。钢材为235 ， 。求最大承载力2/15mNf?N解：按题意得： ，loxloy5. 解题思路：轴心受压柱整体稳定的验算公式为:fA式中 要由 或 查出xy上式中： ， ，其中：xoilyoil， ，AIixIy231aAbhix为柱的截面积（按实计算） ， 、 为柱在 x、y 方向的计算长度。xl0y 验算时将上述过程倒过来即可。为方便计算，单位采用 cm。 截面积： 2846.2.3cm 惯性距： 4356.9194Ix43502.1y 回转半径： cAIix 6.8.9miy0.4 长细比： 157.95.1xoil0.302.8yi 稳定系数： 类截面，由最大长细比 查附表得：b7.49x85.)615.(7.4961. x 整体稳定验算：kNAfN 6.42085.0 局部稳定验算：腹板的高厚比：（可以）85.923)7.5(3).2(3.60 ywfth翼缘的宽厚比：（可以）7.14).410()1.0(5.1.74 yftb【变化】 已知柱承受轴心压力 N=1500kN，试验算该柱。