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1、三、計(jì)算題(共70分)鋼材的彈性模量E2.06×105MPaQ235鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:厚度t16mm時(shí),;厚度t在1640mm時(shí),。1節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如圖所示,鋼材Q235B,焊條E43型,手工焊接(),高強(qiáng)度螺栓采用摩擦型連接,螺栓為8.8級(jí)M22,孔徑23.5mm,P=150kN,接觸面噴砂后涂無(wú)機(jī)富鋅漆,0.35,連接承受的靜力荷載N400kN,驗(yàn)算焊縫和螺栓連接強(qiáng)度是否滿(mǎn)足要求。(20分)正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)。解: =240 kN (1)=320 kN (1)=240×0.09=21.6 kN·m (1)=240×0.12=28.8 kN·m (
2、1)焊縫連接 MPa (1) MPa (1) MPa (1) MPa MPa< MPa (3)焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。(2)螺栓連接kN (1)=24+18=42 kN (1)=24 kN (1)=24-18=6 kN (1)=60 kN <0.8P=120 kN (2)=2×(60+42+24+6)=264 kN kN>V=320 kN (4)螺栓連接滿(mǎn)足承載力要求。 2焊接工字形截面簡(jiǎn)支梁,截面如圖所示,鋼材Q235B,跨中設(shè)置一道側(cè)向支撐,梁承受均布荷載的設(shè)計(jì)值為(包括自重),驗(yàn)算此梁的抗彎、抗剪強(qiáng)度和整體穩(wěn)定是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求?若整體穩(wěn)定不滿(mǎn)足要求,在不改變梁截面尺
3、寸的情況下采取什么措施可提高梁的整體穩(wěn)定性,計(jì)算說(shuō)明。(22分) , ,解: kN·m (1) kN (1)mm4 (1)mm3 (1)mm3 (1)抗彎強(qiáng)度 MPa<=215 MPa (2)抗剪強(qiáng)度 MPa<=125 MPa (2) mm4 (1) mm2 (1) mm (1)=105.8 (1)代入公式中得 (1) =0.876 (1) MPa>=215 MPa 整體穩(wěn)定不滿(mǎn)足要求 (2)在不改變梁截面的情況下可通過(guò)增加側(cè)向支撐的方法提高粱的整體穩(wěn)定性,分別在三分之一跨處設(shè)置側(cè)向支撐。 (2), MPa<=215 MPa 滿(mǎn)足要求 (4)3驗(yàn)算如圖所示格構(gòu)
4、式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定,鋼材Q235B。(23分)構(gòu)件承受的彎矩和軸壓力設(shè)計(jì)值分別為Mx1550kN m、N1520kN;計(jì)算長(zhǎng)度分別為l0x=20.0m,l0y=12.0m;其他條件如下:分肢1: A1=14140mm2,I1=3.167x107mm4,i1=46.1mm,iy1=195.7mm分肢2:A2=14220mm2,I2=4.174x107mm4,i2=54.2mm,iy2=223.4mm 綴條體系采用設(shè)有橫綴條的單系綴條體系,其軸線(xiàn)與柱分肢軸線(xiàn)交于一點(diǎn),夾角為45o綴條為L(zhǎng)140x90x8,A=1804mm21020304050607080901001100.9920.9700.9
5、360.8990.8560.8070.7510.6880.6210.5550.493,解: (1)驗(yàn)算M作用平面內(nèi)的穩(wěn)定 (2) (1) (1) (2) (1) M使分肢1受壓 (2) (3)M使分肢2受壓 (1) (1)彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定滿(mǎn)足要求彎矩作用平面外穩(wěn)定驗(yàn)算M使分肢1受壓 (1)(1) (1) 由查(1) (2) M使肢2受壓 (2)由查彎矩作用平面外穩(wěn)定滿(mǎn)足要求1. 試驗(yàn)算下圖1所示柱牛腿鋼板與柱翼緣節(jié)點(diǎn)的連接焊縫強(qiáng)度是否滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)要求。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值,P60kN。鋼材為Q235。手工焊,焊條E43型,施焊時(shí)不用引弧板。圖1 柱牛腿鋼
6、板與柱翼緣節(jié)點(diǎn)的連接2. 某連接接頭兩塊被連接鋼板截面為18×400,上下采用蓋板連接,鋼材Q235,承受軸心力設(shè)計(jì)值N1181kN,采用M22普通C級(jí)螺柱連接,23.5mm,按下圖連接。試驗(yàn)算該連接節(jié)點(diǎn)是否滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)要求。圖2 某蓋板連接接頭解:(1)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值 單個(gè)螺栓抗壓承載力設(shè)計(jì)值 故取。每側(cè)12個(gè)螺栓,承載力為(2)驗(yàn)算被連接鋼板的凈截面強(qiáng)度節(jié)點(diǎn)安全3試驗(yàn)算圖3所示某摩擦型高強(qiáng)螺栓群的連接節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度是否滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)要求。圖中荷載為靜力荷載設(shè)計(jì)值,高強(qiáng)螺栓為8.8級(jí)M20,預(yù)拉力P=
7、110kN,被連接板件鋼材Q235-AF,板件摩擦面間作噴砂處理。 圖3某摩擦型高強(qiáng)螺栓群的連接節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度符合要求。4.某一簡(jiǎn)支梁及支撐如圖4所示,所受荷載的標(biāo)準(zhǔn)值P=180kN,分項(xiàng)系數(shù)1.4,不計(jì)自重,Q235鋼,驗(yàn)算該梁的強(qiáng)度是否滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)要求。 圖4 某一簡(jiǎn)支梁計(jì)算簡(jiǎn)圖和截面解:設(shè)強(qiáng)軸為x軸。(1) 強(qiáng)度驗(yàn)算 最大正應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算: 最大剪應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算: 腹板與翼緣交界處折算應(yīng)力驗(yàn)算: 所以強(qiáng)度均滿(mǎn)足要求。四、計(jì)算題(40分)1、下圖所示某鋼板的搭接連接,采用c級(jí)普通螺栓M22,孔徑23.5mm,承受軸心拉力,鋼材Q235,試驗(yàn)算此連接是否可靠。,(12
8、分)1、解:(1)螺栓連接計(jì)算 單個(gè)螺栓抗剪設(shè)計(jì)承載力 單個(gè)螺栓的承壓設(shè)計(jì)承載力 所需螺栓個(gè)數(shù): 單面搭接,螺栓實(shí)際用量應(yīng)為:個(gè) 該連接采用了8個(gè)螺栓,符合要求 (2)構(gòu)件凈截面驗(yàn)算 因?yàn)閹熷e(cuò)排布置,可能沿1-2-3-4直線(xiàn)破壞,也可能沿1-2-5-3-4折線(xiàn)破壞 1-2-3-4截面的凈截面面積為: 1-2-5-3-4截面的凈截面面積為: 故:該連接是可靠的。2、下圖所示角焊縫連接能承受的靜力設(shè)計(jì)荷戴P=160KN。已知:鋼材為Q235BF,焊條為E43型,是判斷該連接是否可靠。(12分)2、解: 故該連接可靠。. 一工字形截面軸心受壓柱如圖所示,l0x=l = 9m,l0y=3m , 在跨中截面每個(gè)翼緣和腹板上各有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)布置的 d = 24mm 的孔,鋼材用Q235AF,f =215N/mm2,翼緣為焰
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