第七章钢结构课后习题集答案解析.doc

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。
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：

所需焊缝计算长度，肢背：
肢尖：
侧面焊缝实际施焊长度，肢背：，取240mm；
肢尖：，取170mm。

56.1
x
192
300
y
7.11解：①取
焊缝有效截面的形心位置：

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）
②采用四面围焊，取

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
③方案一耗用的焊条：
方案二耗用的焊条：
所以方案二耗用的焊条少于方案一。

7.12解：①钢材为Q235钢，焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值。
肢背焊缝： ，可取，
肢尖焊缝： ，可取。
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：

所需焊缝计算长度，肢背：
肢尖：
侧面焊缝实际施焊长度，肢背：，取220mm；
肢尖：，取160mm。
②连接板和端板间焊缝的计算长度：
，因此可取。
，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：

所以连接板和端板间焊脚尺寸满足要求。
③当时，力N不通过焊缝群的形心，将N向形心平移，焊缝群受力为：

所以由②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。
①螺栓所能承受的最大轴心力设计值

折减系数
单个摩擦型高强螺栓的抗剪承载力设计值：

连接一侧螺栓所能承受的最大轴心力设计值：

②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
最外行螺栓孔处受力最大，为最危险截面

由上可知，此连接能承受的最大承载力。

7.14解：①支托承力，螺栓仅承受弯矩作用
单个螺栓的抗拉承载力：
螺栓群所受弯矩
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：

所以此连接安全。
②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：
单个螺栓的抗压承载力：
每个螺栓承担的剪力：
最危险的螺栓受到的拉力：
螺栓在剪力和拉力联合作用下：
所以此连接安全。

50
100
100
50
角钢与牛腿相连一肢的螺栓排列
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。
①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。
单个高强度摩擦型螺栓的抗剪承载力设计值：

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：
扭矩作用下最外排螺栓承担的剪力：
摩擦型高强螺栓在剪力作用下：

100
100
50
50
角钢与柱翼缘相
连一肢的螺栓排列
所以此螺栓布置方式满足要求。
②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
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：

单个螺栓的抗拉承载力设计值：

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：

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：

最外排螺栓受到的拉力：

高强度摩擦型螺栓在剪力和拉力联合作用下：

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
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）：

剪力作用下每个螺栓承受的剪力：
扭矩作用下最底排螺栓承受的剪力：

承压型高强螺栓在剪力作用下：

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

所以此连接不安全的。