钢结构大题

计算题

1、验算柱与牛腿间高强螺栓摩擦型连接是否安全，已知：荷载设计值N＝300kN，螺栓M20，孔径21.5mm，10.9级，摩擦面的抗滑移系数μ=0.5，高强螺栓的设计预拉力P=155kN。不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计值的影响。（10分） 1. 解：

螺栓群形心O处的内力有：

33轴心拉力T?N??300?180kN；（1分）

5544剪力V?N??300?240kN；（1分）

55弯矩M?Te?180?7.0/2?630kN?cm （1分）

在N、M作用下，最上排螺栓受力为最不利，一个螺栓所受的拉力为：

N1?My1T180630?(6.5?7.0/2)????36.53kN（2分） n2?yi282?[2?3.52?2?(3.5?6.5)2]一个螺栓所受到的剪力为：Nv?V240??30kN（1分） n8一个高强螺栓受拉承载力设计值：Ntb?0.8P?0.8?155?124kN（1分）

b一个高强螺栓受剪承载力设计值：Nv?0.9nf???P?0.9?1?0.5?155?69.75kN

（1分）

所以高强螺栓同时承受拉剪时：

2、、如图所示，该连接承受P=100kN的静力集中荷载设计值作用，钢材为Q235-B，焊条为E43XX型，焊脚尺寸hf?8mm，角焊缝强度设计值fwf?160Nmm2，验

NvN13036.53????0.72?1 此连接安全。 bbNvNt69.75124

算该连接的角焊缝强度是否满足要求。（10分） 3、验算图示承受静力荷载的连接中脚焊缝的强度。ffw?160N/mm2，其他条件如图所示。无引弧板。（12分） 200N=200KN（设计值）3608 第1题图解：M=200×0.2=40kNmV=200kN σf=6M2×0.7×hfLw2=6×40×1062×0.7×8×3602×8()2=181.08N/mm2V200×103τf===51.91N/mm22×0.7hfLw2×0.7×8×3602×8

()

(σf/1.22)2+τ2f=(181.08/1.22)2+51.912=157.24N/mm2

w

4、下图所示某钢板的搭接连接，采用c级普通螺栓M22，孔径d0＝23.5mm，承受轴心拉力N?400kN，钢材Q235，试验算此连接是否可靠。

fvb?140N/mm2，fcb?305N/mm2

（12分）

KNKNKNKN

解：（1）螺栓连接计算

单个螺栓抗剪设计承载力

3.14?222f?1??140?53192N N?nv?44bvbv?d2

单个螺栓的承压设计承载力 Ncb?d?tnvfcb?22?14?305?93940N 所需螺栓个数：n?N380000??7.14 bNmin53192 单面搭接，螺栓实际用量应为：n?1.1?7.14?7.9个 该连接采用了8个螺栓，符合要求 （2）构件净截面验算

因为师错排布置，可能沿1-2-3-4直线破坏，也可能沿1-2-5-3-4折线破坏

1-2-3-4截面的净截面面积为： An??b?2d0?t??240?2?23.5??14?2702mm2 1-2-5-3-4截面的净截面面积为：

` An?2?40?2802?352?3?23.5?14?2578mm2

?? ??N38000022??147.4N/mm?f?215N/mm `An2578 故：该连接是可靠的。

5、 一工字形截面轴心受压柱如图所示，l0x=l = 9m，l0y=3m , 在跨中截面每个翼缘和腹板上各有两个对称布置的 d = 24mm 的孔，钢材用Q235AF，f =215N/mm2，翼缘为焰切边。试求其最大承载能力N。局部稳定已保证，不必验算。（16分）

解：截面几何特性：

按强度条件确定的承载力：

按稳定条件确定的承载力：

因x轴为弱轴，且 轴的稳定承载

力，由

查表得

所以

，因而对y轴的稳定承载力小于对x

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