..精選文檔精選文檔.第二章2.1如圖2-34段的關(guān)系式。σ σfy fy α'tgα=Etgα'=E'α α0 ε 0 ε圖2-34圖（a）理想彈性－塑性 （b）理想彈性強化解：彈性階段：Etan非彈性階段：f （應(yīng)力不隨應(yīng)變的增大而變化）y彈性階段：Etan非彈性階段：fy

E'(fy)fE

tan fy )tan曲線，試驗時分別在ABC卸載至零，則在三種情況下，卸載前應(yīng)變、卸載殘余應(yīng)變 及可恢復(fù)的彈性應(yīng)變 各是多少？c yf 235N/mm2 270N/mm2 0.025 E2.06105N/mm2E'1000N/mm2y c FσcσcyE'CABEf解：（1）A點：

0 εy εF ε圖2-35 理想化的圖卸載前應(yīng)變：fyE

2352.06105

0.00114卸載后殘余應(yīng)變：c0可恢復(fù)彈性應(yīng)變：yc0.00114（2）B點：卸載前應(yīng)變： 0.025F卸載后殘余應(yīng)變：c

fyE

0.02386可恢復(fù)彈性應(yīng)變： 0.00114y c（3）C點：卸載前應(yīng)變：F

fc E'

0.0250.0350.06卸載后殘余應(yīng)變：c

c0.05869E可恢復(fù)彈性應(yīng)變： 0.00131y c2.3試述鋼材在單軸反復(fù)應(yīng)力作用下，鋼材的作用時間之間的關(guān)系。答鋼材曲線與反復(fù)應(yīng)力大小和作用時間關(guān)系當(dāng)構(gòu)件反復(fù)力f 時即材料處于y曲線基本無變fy極限強度提高，而塑性韌性降低（時效現(xiàn)象。鋼材曲線會相對更高而更短。另外，曲線也會更高而更短。鋼材疲勞強度與反復(fù)力大小和作用時間關(guān)系間越長（指次數(shù)多，疲勞強度也越低。破壞的各種原因。1）鋼材的化學(xué)成分，如碳、硫、磷等有害元素成分過多（2）鋼材生成過程中造成的缺陷，如夾層、偏析等3）焊接應(yīng)力等影響）鋼材工作溫度影響，可能會引起藍(lán)脆或冷脆（）不合理的結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計影響，如應(yīng)力集中等（6）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力性質(zhì)，如雙向或三向同號應(yīng)力場（7）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所受荷載性質(zhì)，如受反復(fù)動力荷載作用。解釋下列名詞：延性破壞延性破壞，也叫塑性破壞，破壞前有明顯變形，并有較長持續(xù)時間，應(yīng)力超過屈服點fy、并達到抗拉極限強度fu的破壞。損傷累積破壞損傷并不斷積累而導(dǎo)致的破壞。脆性破壞脆性破壞，也叫脆性斷裂，指破壞前無明顯變形、無預(yù)兆，而平均應(yīng)力較?。ㄒ话阈∮谇cfy）的破壞。疲勞破壞指鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，應(yīng)力水平低于極限強度，甚至低于屈服點的突然破壞。應(yīng)力腐蝕破壞臨界值的情況下所造成的破壞。疲勞壽命指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中在一定恢復(fù)荷載作用下所能承受的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。一兩跨連續(xù)梁，在外荷載作用下，截面上A 點正應(yīng)力為1120N/mm2，280N/mm2，B點的正應(yīng)力120N/mm22120N/mm2AB點的應(yīng)力比和應(yīng)力幅是多少？解：（1）A點：應(yīng)力比：21

80120

0.667

max

min

12080200N/mm2（2）B點：1應(yīng)力比：12

200.167 120

max

min

20120100N/mm2指出下列符號意義(1)Q235AF (2)Q345D答：

(3)Q390E (4)Q235DQ235AF：屈服強度f 235N/mm2、質(zhì)量等級A（無沖擊功要求）的沸騰鋼（碳素y結(jié)構(gòu)鋼）Q345D：屈服強度f 345N/mm2、質(zhì)量等級D（要求提供-200C時縱向沖擊功yA 34J）的特殊鎮(zhèn)靜鋼（低合金鋼）kQ390E：屈服強度f 390N/mm2、質(zhì)量等級E（要求提供-400C時縱向沖擊功yA 27J）的特殊鎮(zhèn)靜鋼（低合金鋼）kQ235D：屈服強度f 235N/mm2、質(zhì)量等級D（要求提供-200C時縱向沖擊功yA 27J）的特殊鎮(zhèn)靜鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼）k根據(jù)鋼材下選擇原則，請選擇下列結(jié)構(gòu)中的鋼材牌號：在北方嚴(yán)寒地區(qū)建造廠房露天倉庫使用非焊接吊車梁，承受起重量Q>500KN工作制吊車，應(yīng)選用何種規(guī)格鋼材品種？-100C，問選用何種鋼材？（）Q235Q345D（2）要求滿足低溫可焊性條件，可選用Q235BZ等。鋼材有哪幾項主要機械指標(biāo)？各項指標(biāo)可用來衡量鋼材哪些方面的性能？f 答主要機械性能指標(biāo)屈服強度 極限強度 以及伸長率 或 其中f y u 5 10 yf極限強度 是強度指標(biāo)，而伸長率 或 是塑性指標(biāo)。fu 5 10影響鋼材發(fā)生冷脆的化學(xué)元素是哪些？使鋼材發(fā)生熱脆的化學(xué)元素是哪些？硫。第三章試設(shè)計圖所示的用雙層蓋板和角焊縫的對接連接。采用Q235鋼，手工焊，焊條為E4311，軸心拉力N＝1400KN(靜載，設(shè)計值)。主板-20×420。蓋板鋼材選Q235-12×400，總面積A1為A1＝2×12×400＝9600mm2＞A＝420×20＝8400mm2直角角焊縫的強度設(shè)計值f

w＝160N／mm2(查自附表1.3)f角焊縫的焊腳尺寸：較薄主體金屬板的厚度t＝12mm，因此，ht20f,maxt20

=t-2=12-2=10mm；較厚主體金屬板的厚度t＝20mm，因此，hf,min

＝1.5

7mm，所以，取角焊縫的焊腳尺寸hf

＝10mm，滿足：h ≥hf,max f

≥hf,min采用側(cè)面角焊縫時因為b＝400mm＞200mm(t＝12mmd＝15mm4由于焊釘施焊質(zhì)量不易保證，僅考慮它起構(gòu)造作用。10010021101034034010221010102 2 2(a)

1 90 90101 1 2(b)側(cè)面角焊縫的計算長度l 為wlw＝N／(4hff

w×106／(4×0.7×10×f滿足l

w,min

=8hf

=8×10＝80mm＜lw

＜60hf

＝60×10＝600mm條件。側(cè)面角焊縫的實際長度l為fl＝lf

+2hf

mm,取340mm如果被連板件間留出縫隙10mm，則蓋板長度l為l =2lf

+10=2×340+10=690mm采用三面圍焊時正面角焊縫承擔(dān)的力N 為3N ＝hB3 e f

fw××10×400×1.22×160××106Nf側(cè)面角焊縫的計算長度l 為wl ＝(N-Nw 3

)／(4he

fw)×106×106)/(4×0.7×10×160)＝69mmfl =80mml ＝8

＝8×10＝80mm，取l =l =80mmw w,min f

w w,min由于此時的側(cè)面角焊縫只有一端受起落弧影響，故側(cè)面角焊縫的實際長度l為fl＝l ＋hf w

=80＋10＝90mm，取90mm，則蓋板長度l為l＝2lf+10＝2×9010＝190mmQ235鋼，焊條E4311。手工焊，軸心拉力N＝700KN1)2)采用三面圍焊設(shè)計。解角焊縫強度設(shè)計值f

w＝160／mm2,t=10mm,t=12mmf 1 212h 1.5 t1.5 5.2mm6mm12fminhf

1.21214.4mm

mm

hf

t~

1~2＝9~8

mm(肢尖)。因此，在兩面?zhèn)群钢澈椭獠捎孟嗤改_尺寸時，取hf

＝h ＝hf1 f2＝8mm；在兩面?zhèn)群钢澈椭獠捎貌煌改_尺寸時，取hf

=h ＝10mm,hf1

h ＝8mm；在f2三面圍焊時，取hf

＝h ＝hf1 f

＝h ＝6mm。均滿足h ≤hf3 fmin

＜hf

條件。采用兩面?zhèn)群?，并在角鋼端部連續(xù)地繞角加焊2hfN 1

N 2＝0.65×7×105／2＝2.275×105N1N 2

N 2＝0.35×7×105／2＝1.225×105N2算長度為hl Nhw1 1

fw ＝2.275×105／(0.7×8×160)＝254mmfl Nw2 2

hfe f

＝1.225×105／(0.7×8×160)＝137mml 254mm 8h8864mm則 l

f137mm 60h

608480mm

均滿足要求w2 f肢背上的焊縫實際長度l 和肢尖上的焊縫實際長度l 為f1 f2l ＝l +hf1 w1 l ＝l +hf2 w2

=254＋8＝262270mm=137＋8＝145150mmN ＝2.275×105N N1

＝1.225×105N算長度為hl Nhw1 1

fw ＝2.275×105／(0.7×10×160)＝203mmfl Nw2 2

hfe f

＝1.225×105／(0.7×8×160)＝137mml 203mm 8h8864mm則 w1 fl 137mm 60h608480mm

均滿足要求w2 f肢背上的焊縫實際長度l 和肢尖上的焊縫實際長度l 為f1 f2l ＝l +hf1 w1 l ＝l +hf2 w2

=203＋8＝211220mm=137＋8＝145150mm采用三面圍焊正面角焊縫承擔(dān)的力N 為，3N ＝2×0.7h b3 f3 f

fw＝2×0.7×8×100×1.22×160＝2.186×105Nf肢背和肢尖上的力為N kNN 2＝0.65×7×105×105／2＝3.457×105N1 1 3N kNN 2＝0.3×1010／1.35×10N2 2 3 l N 2hw1 1

fw＝3.457×105／(2×0.7×8×160)＝193mmf l N 2hw2 2

fw ＝1.357×105／(2×0.7×8×160)＝76mmfl 193mm 8h8864mm 則 w1 f 均滿足要求。l 76mm 60h608480mmw2 f肢背上的焊縫實際長度lf1

和肢尖上的焊縫實際長度l 為f2l ＝l +hf1 w1

＝193＋8＝201mm，取210mml ＝l ＋hf2 w2

＝76＋8＝84mm，取90mm鋼，手工焊，焊條型，焊腳尺寸。試求角焊縫能承受的最大靜態(tài)和動態(tài)荷載N。解a)幾何特性20.720.78(808)220.78272200x 15mmI =0.7×8(2003/12+2×72×1002)8×107mm4wxI =0.7×8[200×152+2×723/12+2×72×(72/2-15)2]=×105mm4wyI=I +I 8×107+×105=1.27×107mm4o wx wy內(nèi)力計算1-x1V＝N焊縫驗算τfTσ

TryTrx

I＝215N×100／(1.27×107)＝1.69×10-3NoI＝215N×(72-15)／(1.27×107×10-4No σ V hlfTfTβffV22fT

＝N／[0.7×8(200+72××10-4N代入下式,當(dāng)承受靜載時f當(dāng)承受動載時f

1.221.0

ff

160Nmm2，Q235E43N＝100KN(設(shè)計值)。解角焊縫的強度設(shè)計值fw＝160N／mm2f取焊腳尺寸hf

＝8mm。滿足h

＝ ＝tf,mint

mmh12f12

＜hf

＝×12mm條件。每條8hf

60h。f內(nèi)力MVF＝1×105N20.78200(10012)0.78(15012)12x 0.7(15012)2200

67.5mm焊縫有效截面對x軸的慣性矩I 為wxI ＝×8[150×2＋(150-12)×（67.5-12）2+2×2003/12＋2×200×（100+12-67.5）2]wx=1.81×107mm4W ＝Iw..min

×107/67.5=×105mm3腹板右下角焊縫有效截面抵抗矩W

為w.1W ＝Iw.1

／（212-67.5）＝1.81×107×105mm3驗算在彎矩作用下的角焊縫按[3.11(c)]式驗算σfm

MW

×107×105)＝55.9N／mm2＜f

w＝160N／mm2f牛腿腹板右下角焊縫既有較大的彎曲正應(yīng)力，又受剪應(yīng)力，屬平面受力，按[3.11(d)]式驗算該點的強度。其中 M

×107×105)＝120N／mm22hτf1Vw12h

＝1×15(0.×820044.6／m2f.V ewβfm122fVf1221221.22244.62

108Nmm2fw＝160N／mm2 可靠f3.1，試設(shè)計用對接焊縫的對接連接。焊縫質(zhì)量Ⅲ級。解構(gòu)件厚度t＝20mm，因直邊焊不易焊透，可采用有斜坡口的單邊V或V形焊縫(1)當(dāng)不采用引弧板時： N1.410620(420220)184Nmmfw175Nmmf w t的夾角為θ滿足tanθ≤1.5，強度可不計算。(2)當(dāng)采用引弧板時： N1.4106(20420)167Nmmfw175Nmmf w t所以當(dāng)采用引弧板時，對接正焊縫能滿足要求。試設(shè)計如圖3.71所示aQ235C解查附表,Cfb＝140N／mm2，Q235fb＝305N／mm2f＝215N／mm2。v c確定螺栓直徑上的釘孔最大直徑為24mm，線距e＝55mm。據(jù)此選用M20，孔徑50mm＞2d＝2×21＝42mm8t＝8×8＝64mm70mm＞3d＝30 0×21＝63mm并＜12t＝12×8＝96mm(符合要求)。一個CNb＝nf24＝×14×3.120104Nv vvNb＝dtfb＝20×14××104Nc c所以承載力Nb×104N確定螺栓數(shù)目l＝4×70＝260mm＜15d＝15×21＝315mm，1 0NnNb

×105×104)＝4.7，取5個。構(gòu)件凈截面強度驗算A＝A-ndn

t＝3127—2×21×8＝2791mmNA×105／2791＝143.3N／mm2＜f＝215N／mm2,符合要求。豎向連接板同翼緣的連接選用螺栓M20，布置螺栓時使拉桿的軸線通過螺栓群的形心，由于采用承托板，可不考慮剪力的作用，只考慮拉力的作用。承擔(dān)內(nèi)力計算將力F向螺栓群形心O簡化，得：NFcos450=×105×0.707＝283kN單個螺栓最大拉力計算：Nbfbd2/41703.14202/45.34104Nt t e確定螺栓數(shù)目：Nn 2.83105/5.34104Nbt

5.3個，取n=6個按摩擦型高強度螺栓設(shè)計習(xí)題3.6中所要求的連接(取消承托板)。高強度螺栓級，M20，接觸面為噴砂后生赤銹。解a)角鋼與節(jié)點板的連接設(shè)計 翼緣Q235鋼噴砂后生赤銹處理時μ=0.45.10.9級M20螺栓預(yù)拉力P=155KM20孔徑為22mm①單個螺栓抗剪承載力設(shè)計值

連接板t2=14豎向連接板t2=18°Nb0.9nv

P×2×××105×105N ②確定螺栓數(shù)目nN/Nb4.0105/v

1.256105

3.2個，取4個。對2∟100×8的連接角鋼，采用單列布置，取線e＝55mm50mm70mm3.41沿受力方向的搭接長度l3截面強度驗算

＝3×70＝210mm＜15d＝15×22＝330mm，不考慮折減。1 010.5n1

/nF/An＝(1－0.5×1／4)××105／(3127－2×22×8)＝126.1f＝215N／mm2 合格b)豎向連接板同翼緣的連接①承擔(dān)內(nèi)力計算將力F向螺栓群形心O簡化，得NFcos450=×10×0.70＝283kNV＝Fsin450×105×0.707＝283kN2單個螺栓受剪承載力設(shè)計值為：Nb0.9nv

P1.25Nt

0.910.45(1551.25N)t式中Nt為每個高強度螺栓承受的剪力，NtN/n,n為所需螺栓的個數(shù)。3確定螺栓的個數(shù)：nV/Nb283/0.405(1551.25283/n)v解得n=6.7取8個，分兩列，每列4個NNb283/835.350.8P0.8155124KNt t按承壓型高強度螺栓設(shè)計習(xí)題3.6級，M20，接觸面為噴砂后生赤銹，剪切面不在螺紋處。解a)角鋼與節(jié)點板的連接設(shè)計①承載力設(shè)計值Nbdtfb20×14×470＝132kNcNbn

cfbd2/4=2×310×314=195kNv v v e所以Nb＝132kN②確定螺栓數(shù)目nF/Nb＝400／132＝3.034沿受力方向的搭接長度l＝3×70＝210mm＜15d＝15×1 0③截面強度驗算＝F/An

×105／(3127—×8×2)＝143.7N／mm2＜f＝215N／mm2可靠b)豎向連接板同翼緣的連接①內(nèi)力計算N＝283kN，V＝283kN②確定螺栓數(shù)目Nbnv vNbdc

fbd2/413103.14202/49.74104N/mmvtfb20184701.69105N/mmcNbmin

9.74104N/mmnN/Nb2.83105/9.741042.9取4個min③驗算：因l＝70mm＜15d1

＝322.5mm，所以螺栓的承載力設(shè)計強度無需折減。vN 2.83105/47.07104NvtN /Nb2N/Nb tN /Nb2N/Nb 2vvtt7.071049.7410427.071041.241052＝

＝0.94＜1N V/n×104NNb／1.×104／1.×104N 可靠v v已知A3F鋼板截面500mm20mm用對接直焊縫拼接，采用手工焊焊條E43型，用.引弧板，按Ⅲ級焊縫質(zhì)量檢驗，試求焊縫所能承受的最大軸心拉力設(shè)計值。解：查附表1.2得：ft

w185Nmm2Nbtw

fw500201851031850KNt焊接工字形截面梁，設(shè)一道拼接的對接焊縫，拼接處作用荷載設(shè)計值：彎矩M1122KNmm，剪力V374KN，鋼材為Q235B，焊條為E43型，半自動焊，Ⅲ級檢驗標(biāo)準(zhǔn)，試驗算該焊縫的強度。解：查附表1.2得：ft

w185Nmm2，

w125Nmm2。v1 1 1 Ix128100032280143280145072翼緣面積矩：S 280145071987440mm4x1則翼緣頂最大正應(yīng)力為：M h 11221031028

268206104mm4 0.215Nmm2fw185Nmm2滿足要求。I 2 2682061042 tx腹板高度中部最大剪應(yīng)力：

50037410319874405008 VSx 2 52.07Nmm2fw125Nmm2It 2682061048 vxw滿足要求。上翼緣和腹板交接處的正應(yīng)力：1

VS

500 500 0.215 0. 507 5073741031987440上翼緣和腹板交接處的剪應(yīng)力： 1 Itxw折算應(yīng)力：

34.64Nmm22682061048精選文檔..2321 1

0.2082334.64260.00N mm21.1

w203.5N mm2t滿足要求。E43N500KN(。①采用側(cè)焊縫；②采用三面圍焊。1.2采用兩邊側(cè)焊縫

w160Nmm2f因采用等肢角鋼，則肢背和肢尖所分擔(dān)的內(nèi)力分別為：N 0.7N0.7500350KN1N 0.3N0.500150KN2肢背焊縫厚度取h 8mm，需要：f1l N1

350103 考20.7hf1

fw 20.70.8160102f慮焊口影響采用l ；w1肢尖焊縫厚度取h 6mm，需要：f2l N2

150103 11.16cmw2 20.7hf2

fw 20.70.6160102f考慮焊口影響采用l 。w2采用三面圍焊縫假設(shè)焊縫厚度一律取hf

6mm，N 21.220.7hl3 f

fw21.22690160148KNfN 148 N 148N 0.7N 3350 276KN，N 0.3N 350 76KN1 2 2 2 2 2每面肢背焊縫長度：N

276103l 120.7h ff f

，取25cm20.6160102每面肢尖焊縫長度N

76103l 2w2 20.7h ff f

，取10cm20.70.6160102精選文檔..如圖所示焊接連接，采用三面圍焊，承受的軸心拉力設(shè)計值N1000KN。鋼材為Q235B，焊條為E43型，試驗算此連接焊縫是否滿足要求。1.2f正面焊縫承受的力：

w160Nmm2fN 2hl 1 e

fw282001.22160103437KNf則側(cè)面焊縫承受的力為：N NN 1000437563KN2 1N 563103則 114.25Nmm2fw160Nmm2f 4hlew2

40.78220 f滿足要求。試計算如圖所示鋼板與柱翼緣的連接角焊縫的強度。已知N390KN(設(shè)計值)之間的夾角60，鋼材為A3，手工焊、焊條E43型。1.2ff

160Nmm2N Nsin，N Ncosx y Nx

Nsin 390103sin60 150.78Nmm2f A 20.7hlw fw

20.78200精選文檔..N f Aw

Ncos20.7hlfw

390103cos20.78200

87.05Nmm2 2

150.782 f 2

87.052151.17Nmm2

w160Nmm2 f

f 1.22 f滿足要求。Q235B，焊條E43工焊。1.2ff

160Nmm2V98KN

MFe9812011760KNmmM 11760故翼緣焊縫多承受的水平力為H

57.09KNh 206設(shè)③號焊縫只承受剪力V，取h 8mmf3故③號焊縫的強度為：V 98103 43.75Nmm2fw160Nmm2滿足要求。f 2hl 20.78200 ew設(shè)水平力H由①號焊縫和②號焊縫共同承擔(dān)，設(shè)②號焊縫長度為150mm,取h 6mmf2故②號焊縫的強度為：H 57.09103 f hlew2

20.7621223.60Nmm2

w160Nmm2f滿足要求。試求如圖所示連接的最大設(shè)計荷載。鋼材為Q235B，焊條E43腳尺寸hf

8mm，e1

30cm。1.2ff

160Nmm2在偏心力F作用下，牛腿和柱搭接連接角圍焊縫承受剪力V=F和扭矩T=Fe的共同作用。精選文檔.A 20.7h lw f

.221100.8cm2102mm2圍焊縫有效截面形心O距豎焊縫距離：20.70.82020x 22244.44cm0.70.822050 50.4兩個圍焊縫截面對形心的極慣性矩Ip

I I ：x y78503 2078I 2 2

500.70.820 50x 12

12 220.70.8203

0.70.820204.44 12

2 I 2

2848cm4y

50

0.70.812

0.70.8504.442則I I Ip x

39668284842516cm4圍焊縫最大應(yīng)力點A處各應(yīng)力分量： Fvy Aw

F100.8102

0.000099F Tx I

max

F304.4450102242516104

0.00027Fp maxTy Ip

F2530442044102 0.00017F42516104 2 vy Ty

2 fw 1.22

Tx f0.000099F0.00017F2

2

Nmm2 1.22 0.00035F160Nmm2則得F458989N458.989KN如圖所示兩塊鋼板截面為18400，鋼材A3FN1180KNM22,I類螺孔，試設(shè)計此連接。1.3fv

170Nmm2

，fc

400Nmm2。精選文檔..查附表1.1得：f205Nmm2。每個螺栓抗剪和承壓承載力設(shè)計值分別為： 2

2.22 1Nb n fv v 4 v

2 170 129.3KN4 10 1Nb dc c

tfc

2.21.840010

158.4KN取Nb 129.3KNmin故n

1180

9.1 10個Nbmin

129.3拼接板每側(cè)采用10個螺栓，排列如圖所示。 Ⅰ Ⅱ ⅢⅠ Ⅱ ⅢⅠ Ⅱ Ⅲ驗算鋼板凈截面強度：2 N 118010 210Nmmf205Nmm2 A 4001842218n但應(yīng)力在5%范圍內(nèi)，認(rèn)為滿足要求。如圖所示的普通螺栓連接，材料為Q235鋼，采用螺栓直徑值V240KN。試按下列條件驗算此連接是否安全：1)假定支托不承受剪力；2)假定支托承受剪力。1.3fv

140Nmm2

，ft

170Nmm2

，fc

305Nmm2。假定支托只起安裝作用，不承受剪力，螺栓同時承受拉力和剪力。設(shè)螺栓群繞最下一排螺栓旋轉(zhuǎn)。查表得M20Ae

2.448cm2。每個螺栓的抗剪和承壓的承載力設(shè)計值分別為：. 2

.2.02 1Nb nv v 4

fb1 140 43.98KNv 4 101cNb dc

tfc

2.01.8305101

109.8KNNb Aft e t

2.44817010

41.62KN彎矩作用下螺栓所受的最大拉力：My 2400.1110230 N 1 28.29KNNb 41.62KNt 2 y2 2102202302 i剪力作用下每個螺栓所受的平均剪力：V 240 N 30KNNb 109.8KNv n 8 c剪力和拉力共同作用下：N 2

N 2

30 2 28.292v

t

0.9631 可靠vtNb Nbvt

43.98 41.62假定剪力由支托承擔(dān)，螺栓只承受彎矩作用。My 2400.1110230 N 1 28.29KNNb 41.62KNt 2 y2 2102202302 i支托和柱翼緣的連接角焊縫計算采用h 1mm（偏于安全地略去端焊縫強度提高系數(shù)f1.2，1.35240103h le

0.7102132.24Nmm2160Nmm2滿足要求。某雙蓋板高強度螺栓摩擦型連接如圖所示。構(gòu)件材料為Q345鋼，螺栓采用M208.8級，接觸面噴砂處理。試確定此連接所能承受的最大拉力N。精選文檔..解：查附表1.1得：f295Nmm2查表3-9和3-10P125KN，0.50Nv

0.9nf

20.50125112.5KN故NnNv

10112.5112.5KN凈截面驗算：A ndn 1

2.02122.233.2cm2NN0.5n

112511250.5 10 21012.5KNN 1012.5103 305Nmm2

f295Nmm2

不滿足要求。n A 33.2102n故應(yīng)按鋼板的抗拉強度設(shè)計。NfAn

29510333.2102979.4KN則N

N10.5

979.4210.5

1088.22KNn 10第四章精選文檔..精選文檔..精選文檔..第五章??某車間工作平臺柱高2.6m,軸心受壓,兩端鉸接.材料用I16,Q235鋼,鋼材的強度設(shè)計值.f 215N/mm2 .d .如改用Q345鋼fd

310N/mm2,則各為多少?解答:i i A查P335附表3-6,知I16截面特,x y柱子兩端較接,

1.0x yx

l1.0260039.6

yl26001.0137.6x i故柱子長細(xì)比為 x

65.7

y,精選文檔.

i 18.9y..精選文檔精選文檔.因為x

y,故對于Q235鋼相對長細(xì)比為

137.6fyfyE

1.482352.0610522352.06105242 31 22

2

2 0.9650.3000.9650.3001.481.48241.4821 21.482fy235fy235y

0.9650.3001.481.482137.6

0.354(或計算 ,再由附表4-4查得 )Ncrd

Afd

0.35426.11102215198.7kN當(dāng)改用Q365鋼時,同理可求得1.792。5-34b

0.257

fy235(fy235

,查表得

0.257)Ncrd

Afd

0.25726.11102310208.0kNE/G值保持常數(shù),問在什么條件下,扭轉(zhuǎn)屈曲臨界力低于彎曲屈曲臨界力,鋼材為Q235.,.,10m,Q235,強fd

205N/mm2,承受軸心壓力設(shè)計值3000kN(包括自重).如采用圖5-26所示的兩種截面,計算兩種情況下柱是否安全.解答:截面特性計算:對a)截面:1 I 2( 500203205002602) 850031.436109mm41 1 x 1 I 2 205003 500834.167108mm4y 12 12A250020500824000mm2IxAi 244.6mmIxAx

131.8mmIyA對b)IyA1 1I 2( 40025340025212.52) 1040039.575108mm41 x 1 I 2 254003 4001032.667108mm4y 12 12A4002524001024000mm2IxAi 199.7mmIxAx

105.4mmIyAIyAl l 10000mm鋼柱兩端鉸計算長度ox oyl l

1000040.88

l 10000 ox x i對a)截: x

244.6

y i 131.8y

1000050.08

l 10000 ox x i對b)截: x

199.7

y i 105.4y查P1065-4(a),知鋼柱對x軸為byc.a):對x軸:fyEfyEx1

40.882352.06102352.06105

0.440 2 2x2 2x

2 3

2 x

2 3

2x

4x

20.9650.30.9650.30.440.442240.44220.442

0.9650.30.440.442 0.895

fy2350.896)fy2350.896)(或計算x對y軸:

,再由附表4-4查得xffyyE2352.06105 y y1 y

0.8162222 3 y y y2y2 2y

2 3

2 1 2 20.8162

0.9060.5950.8160.8162

0.9060.5950.8160.8162

40.8162fy235fy235(或計算y

0.604)0.604),再由附表4-5查得y故取該柱的整體穩(wěn)定系數(shù)為0.6040.852 0.489 0.489對b)截,同理可求得x , y ,故取該柱截面整體穩(wěn)定系數(shù)為整體穩(wěn)定驗算:a)截面b)

N Af 0.604240002052971.68kN 3000kN 不滿足crd d 。N 0.489240002052405.88kN 3000kN 不滿足crd 。xl 8ml 4mx0x ,0y ( ).,I28a型鋼鋼材為Q345,強度設(shè)計值fd

310N/mm2..l 0x

l,0y

(

軸為虛軸),材料為Q235,

f 205N/mm2d .精選文檔...精選文檔精選文檔.解答:截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計算:A286.07172.14cm2I40a單肢慣性矩:

I 659.9cm41

110繞虛軸慣性矩:

I 2[659.986.07(x

)2]522043.3cm42繞實軸慣性矩:

I 221714yi 回轉(zhuǎn)半: x

55.07cm i 15.88cmIxAIxA522043.3172.14l l

300054.48

l

150094.46x長細(xì)比:

i 55.07x

y i 15.88y54.48227172.1417.5941x綴條用L756,前后兩平面綴條總面積A 54.48227172.1417.5941xox由P1115-5得：,因ox

227A227AxA1xy,只需計算y:

56.85fyyEfyyEy

94.46

1.0142352.06105查P1062352.061051 2 22

0.9652

0.9652

420.591235f235fyy(或計算

94.46

,4-4

0.591)

Afd

0.591172.141022052085.6kNN2000kN

包括自重計算長度l

l,0y

10m(x

軸為虛軸材料為Q235,, 0f 205N/mm2 f 125N/mm, 0d vd解答:一、整體穩(wěn)定驗算截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計算::A286.07172.14cm2I40a單肢慣性矩:

I 659.9cm41

110繞虛軸慣性矩:

I 2[659.986.07(x

)2]522043.3cm42繞實軸慣性矩:

I 221714yi 回轉(zhuǎn)半: x

55.07cm i 15.88cmIxAIxA522043.3172.14l l

200036.32

l

100062.97x長細(xì)比:

i 55.07x

y i 15.88y綴板采用303001100mm。22x 1K /22x 1

36.32236.32228.882計算知b 1 ，由P111表5-5得ox(其中1

80 28.882.77 )構(gòu)件相對長細(xì): 因ffyyE2352.06105

y,只需計算y: y

0.677查P1065-4(a)可知應(yīng)采用b類截面1

2 22235f235fyy

0.9652 62.97

0.96520.791

420.791(或計算 ,再由附表4-4查得 )Ncrd

Afd

0.791172.141022052791.34kN，滿足。二、局部穩(wěn)定驗算:單肢截面板件的局部穩(wěn)定單肢采用型鋼,板件不會發(fā)生局部失穩(wěn).受壓構(gòu)件單肢自身穩(wěn)定單肢回轉(zhuǎn)半徑

i2.77cm10a01 i長細(xì)比滿足： 1

802.77

28.880.5max

0.562.97

40,且滿足1故單肢自身穩(wěn)定滿足要求.綴板的穩(wěn)定軸心受壓構(gòu)件的最大剪力:

V Aff Aff y .14102205 235d8523585235

41516N綴板剪力:

TV1

a41516110020758Nc 2 1100綴板彎矩:

MV1

a 41516 1100mm 1.142 10mm 2 2 2t 30

1100

27.5mm綴板厚度滿: b

40 :M 1.142107 25.4N/mm2 f

205N/mm2W 303002 d61.5

T 20758 1.5 3.5N/

125N/mm2bt 30030 vdb故由以上整體穩(wěn)定驗算和局部穩(wěn)定驗算可知,該綴板柱滿足要求.d5.9有一拔桿,采用Q235鋼,d

f 215N/mm260時,?第六章6.1工字形焊接組合截面簡支梁，其上密鋪剛性板可以阻止彎曲平面外變形。梁上均布荷載（包括梁自重）q4kN/m，跨中已有一集中荷載F0

90kN，現(xiàn)需在距右端4m處設(shè)一F1

。問根據(jù)邊緣屈服準(zhǔn)則，F(xiàn)1

最大可達多少。設(shè)各集中荷載的作用位置距梁頂面為120mm，分布長度為。鋼材的設(shè)計強度取為300N/mm2和所有未知荷載中，都已包含有關(guān)荷載的分項系數(shù)。 解：計算截面特性A250122800812400mm21I 2501(2508)1.33109mm41x 12 12W Ix3.229106mm3x h2Sm2501240640082001858000mm3

250124061218000mm3F0

、F兩集中力對應(yīng)截面彎矩1M 141221901263422F

kNm0 8 4 3 1M 24848819012282448F

kNm1 2 4 3 3 3 11M1M0147kN，使彎矩最大值出現(xiàn)在1

作用截面。梁截面能承受的最大彎矩MWx

f3.229106300968.7kNmMM0313.35kNMM1271.76kN故可假定在F1作用截面處達到最大彎矩。a．彎曲正應(yīng)力(2448F)106 Mx 3 1 300 ①max Wx

3.229106F作用截面處的剪力

1412441902F532F(kN)2 1 1 2 3 1 3 12 532F1031858000VS 3 1

3003 1m ②3max Itx

1.33109824452F103 31在右側(cè)支座處： 31

300 ③c 85122120集中力作用處：

F103 85122120

300 ④應(yīng)力與折算應(yīng)力。Mx正應(yīng)力：1Mxx

400412532

1031218000VS 3 1剪應(yīng)力：

11 x1 It 1.331098x局部承壓應(yīng)力：c

F103 85122120 折算應(yīng)力：折算應(yīng)力：zs 22 23001c1 c1⑤聯(lián)立①-⑤解得：F1271.76kN271.76kN作用截面處的彎矩達到最大值。6-35所示。一卷邊Z16060202.5，用于屋面檁條，跨度。作1.4kN/m按邊緣屈服準(zhǔn)則作強度計算。所給荷載條件中已包含分項系數(shù)。鋼材強度設(shè)計值取為210N/mm2。一雙軸對稱工字形截面構(gòu)件，一端固定，一端外挑，沿構(gòu)件長度無側(cè)向支承，懸挑端部FF最大值為多少。鋼材強度設(shè)計值取為215N/mm2。解：截面特性計算A20010225065500mm21 1I 200 20067.54107mm4x 12 12I 2

1102003

1250631.33107mm4IyAy 12IyAIxAi 117.09 IxAx y

49.24計算彎曲整體穩(wěn)定系數(shù)l1t1

400010

0.74200270查表B.4，由于荷載作用在形心處，按表格上下翼緣的平均值取值：1b2

0.210.670.742.940.650.74

1.584000y49.2481.2截面為雙軸對稱截面，b011t24.4hy1則 b

[2 W

]b fy x y181.210181.21024.42701.58

432081.22

7.54

107

2 [

0]2353.333235取 '1.070.2820.985b 3.333（3）F最大值計算Mh 4000Fh由,I

2 2fF30.02kN。,Ibx bx一雙軸對稱工字形截面構(gòu)件，兩端簡支，除兩端外無側(cè)向支承，跨中作用一集中荷載F480kNl鋼材的屈服點為235N/mm2（計算本題時不考慮各種分項系數(shù)。l1l1b1

l13.04005200mm5.2m。截面特性計算A40020212001230400mm2I 1400124031388120037.68109mm4x 12 12I 2120112001232.13108mm4y 12 12IxAi IxAx

83.7IyIyA按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》附錄B公式B.5-1近似計算梁的整體穩(wěn)定系數(shù)：2 f1.07

y y ①b 44000 235又有y

l ②iy由整體穩(wěn)定有

Mh2f，即

1FlhI f ③ Ib x

4 2 bx聯(lián)立①-③解得：l12283mm 故可取l

12.28m。max（注：嚴(yán)格應(yīng)假定長度l，再按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》附錄B公式B.1-1數(shù)，然后驗算③式，通過不斷迭代，最終求得的長度為所求）第七章壓彎構(gòu)件7.115mN1000kN央截面有集中力F150kN（圖7-2值為310N/mm2。按所給荷載，試設(shè)計截面尺寸（按工字形截面考慮解：選定截面如下圖示：圖1工字形截面尺寸下面進行截面驗算：截面特性計算A3002026502021420540mm21I 300

12861.45109mm4x 12 12W Ix

/3254.48106mm31I 2

20

16101439.01107mm4y 12 12W I /1506.01105y yIxAi 266.2IxAx

66.2mmIyIyANMx

1000103562.5106172.3N/mm2

f310N/mm2

滿足。A W 20540 4.48106fyfy235345235長細(xì)比x

15000266.2

56.3 b類構(gòu)件查附表4-4

56.3 68.2，查得 0.761。xN

2EA1.12x

22.06105205401.20107N1.156.32彎矩作用平面內(nèi)無端彎矩但有一個跨中集中荷載作用： 1.00.2mx

NNEX

1.00.2

10001031.201071.1

，取截面塑性發(fā)展系數(shù)x

1.05N mxMx

1000103 0.98562.5106xA W 10.8 N

0.761

1.054.4810610.81000103x 1x

N'

1.20107 EX 189.54N/mm2f310N/mm2 ，滿足。fyfy235345235長細(xì)比y

500066.2

75.5，按b類構(gòu)件查附表4-4，

75.5 91.5，查得 0.611。x彎矩作用平面外側(cè)向支撐區(qū)段，構(gòu)件段有端彎矩，也有橫向荷載作用，且端彎矩產(chǎn)生同向曲率，取 1.0。tx彎矩整體穩(wěn)定系數(shù)近似取

21.07 y

fy

75.52 3451.07 0.88，取截面影響系數(shù)1.0。

b 44000 235 44000 235NMNM tx

1000103 1.01.0562.5106

222.4N/mm2

310N/mm2A W

0.61120540 4.481060.88y b 1x滿足。局部穩(wěn)定a.翼緣：b15077.1513

10.7（考慮有限塑性發(fā)展，滿足要求。t 20 fy N

Mh0

1000103

562.5106610166.6N/mm2腹板最大壓應(yīng)力：

max

A W h 20540x

4.48106

650腹板最小壓應(yīng)力：

N

Mh0

1000103

562.510661069.2N/mm2xminx

A W h 20540 4.48106 650系數(shù)0

max max

166.669.2166.6

1.42wh 61043.6wt 14 w

235fy

1.420.556.325 62.6235345由以上驗算可知，該截面能滿足要求。235345在上題的條件中，將橫向力F10m7-22，試設(shè)計截面尺寸。一壓彎構(gòu)件的受力支承及截面如圖7-23（平面內(nèi)為兩端鉸支支承Q235（f 235N/m2，計算其截面強度和彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性。y解：截面特性計算A3001223761010960mm2I 130012903.15108mm4IxAIxAW Ix

/2001.58106mm3 i x

169.6mm截面強度驗算MN M

800103

120106

148.9N/mm2f215N/mm2，滿足。A W 10960 1.58106彎矩作用平面外的穩(wěn)定驗算長細(xì)比x

1200070.8，按b類構(gòu)件查附表4-4， 70.8 70.8，查得fy235235fy235235235x0.746。N

2EA1.12x

22.06105109604.04106N1.170.82彎矩作用平面內(nèi)構(gòu)件段有有橫向荷載作用，也有端彎矩作用且端彎矩產(chǎn)生反向曲率，取： 0.650.35M20.650.35

0.417mx M1 120取截面塑性發(fā)展系數(shù) 1.05，xN mxMx

800103 0.417120106xA

1

N 0.74610960

1.051.5810610.8

800103x 1x

N'

4.04106 EX 133.6N/mm2f215N/mm2，滿足。故可知，該截面強度和平面內(nèi)穩(wěn)定均得到滿足。某壓彎綴條式格構(gòu)構(gòu)件，截面如圖7-24l0x

29.3m，l 18.2m。已知軸壓力（含自重）N2500kNM為多0y x少。設(shè)鋼材牌號為Q235NMx解：截面特性計算

均為設(shè)計值，鋼材強度設(shè)計值取205N/mm2。yI63a15459mm2I 9.40108mm41.70107mm4264.6mm33.2mmyx y x10A243.73mm2，最小回轉(zhuǎn)半徑imin24.6mm格構(gòu)截面：A21545930918mm2 I 21.70107154599002 2.511010mm4xW Ix

/9002.79107mm3 i x

901.0mmIxIxA平面內(nèi)整體穩(wěn)定虛軸方向長細(xì)比x

lilx

2930032.5901.0227Ax227Axx32.522715459243.73ox

52.6按b類構(gòu)件查附表4-4，查得 0.845，取彎矩等效系數(shù) 1.0。x mxN

2EA1.12x

22.06105309182.07107N1.152.62根據(jù)平面內(nèi)整體穩(wěn)定計算公式有：N

Mmx x

f ①1 xA W 11 x x單肢穩(wěn)定

NMx ②

N'EXmax

2 1800最大受壓分肢彎矩平面內(nèi)長細(xì)比：1x最大受壓分肢彎矩平面外長細(xì)比：1y

180054.233.21820073.8246.6 1y

4-4得穩(wěn)定系數(shù)1y

0.728根據(jù)軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定計算公式：Nmaxf ③1yA(4)綴條穩(wěn)定由綴條穩(wěn)定計算公式看出，斜綴條的受力與所求M 無關(guān)，這里不作考慮x因此由①計算得M 2741kNm由②③計算得M 1902kNm取M 1902kNm。x x x第八章連接的構(gòu)造與計算8.1、I32a牛腿用對接焊縫與柱連接。鋼材為Q235E43型，手工焊，用fw215N/mm2II級焊縫的檢驗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對接焊縫的抗壓強度設(shè)計值f ，抗剪強度設(shè)計值fw125N/mm2。已知：I32a的截面面積A67.12cm2；截面模量W ，v xA 25.4cm2腹板截面面積w 。試求連接部位能承受的外力F的最大值（施焊時加引弧板。1

45°I32aI32a39.5圖牛腿連接示意圖解：V0.707TN0.707TM0.707141.4T(Nmm)V

0.707T1

125N(1)

A 25.4102 mm2w1T12525.41020.7074.49105(N)1V

0.707T1

125N(或：

A 320.95102 mm2wT5.37105N)1

0.707T2

141.4T T

215NA W

mm2( 0.707 67.12102

141.4 692.2103

215N

mm2 T2

6.94105(N)折算應(yīng)力（在頂部中點亦可） 3

141.4T T

0.000276T1 67.12102 692.2103 160 3 0.707

T

0.707

T )1 25.4102 3 3 1 30.4102 3 32221 1

30.0002782T3

0.000555T3

1.1

w1.1215fT 426.1(KN得：3

或0.000488T（

f wf

T 3 ）1 2 由T、T、T中取最小值，得T＝426.1（KN1 2 M10mm

4105

4KNmV4105N M f Wf

4106f

428.6hf 1.22 f ，

V Af

4105280hf

1428.6hf、、有一支托角鋼，兩邊用角焊縫與柱連接（如圖N400KN，鋼材為Q345鋼，焊條fw200N/mm2為E50型，手工焊，f 。試確定焊縫厚度圖支托連接示意圖解：lw200A 2002h 0.7280hf f fW h20.720029333.3hf6ff(f) 22f(f) 22ff(428.6)2(1428.6)21.22hhf fhfh 7.4mm h 8mmf ，取f .、如圖所示的牛腿用角焊縫與柱連接。鋼材為Q235鋼，焊條用E43型，手工焊，角焊縫強T350kNfw160NT350kN度設(shè)計值f 。 ，驗算焊縫的受力。簡化簡化圖牛腿角焊縫示意圖解：焊縫所受內(nèi)力為：N247.45kN，V247.45kN，M49.49kNm焊縫有效厚度：1820.711.2mm1I (114315.23102.8292.83)8.245107mm412W I315523516mm32 2 A211411.2292.811.25833mm2上翼緣最外側(cè)焊縫：247450494900005833 523516上翼緣與腹板交界處：

42.4294.53136.95

mm2

ft

160

mm2 24745042.42N 5833

mm2 94.53292.8M 315.2

87.81

mm2 V11.2292.8

75.45

mm2折算應(yīng)力：N NN1.22MN1.22M22zs

mm2

fwt

160

mm2設(shè)腹板受彎、剪，翼緣僅受彎。分配彎矩，按腹板剛度與整體剛度之比：腹板：M M

If

1.214231121

M

286329Mw A

1(45146343.81423)12

A 1219509 A0.235MA

516.5KNm牛腿角焊縫滿足要求。牛腿角焊縫滿足要求。、計算如圖所示的工字形截面焊接梁在距支座5m拼接處的角焊縫。鋼材為Q345鋼，焊條fw200N/mm2為E50型，f，F(xiàn)200kN。）腹板拼接處是否滿足要求？（2）確定翼緣圖簡支梁拼接示意圖解：VA200KN，R600KNM 6005200120032200KNmA(2) Mf22001683.5KNm強度計算：翼緣強度計算：103Nm 2001.46m(24024001.22)0.7h由 f

mm2h 10mm設(shè)f1701.7200h

h 8.5mm

h 10mm即 f ，得：f ，取f腹板連接強度也可直接略去中間段豎焊縫，按下面方法計算：V V 200103 20010322.2NVyf lhy由V引起： w e

22480)0.78 9005

mm2(22.2(22.224.3)2115.221.22

mm2

200

mm2，滿足強度要求。、驗算如圖所示桁架節(jié)點焊縫“A”是否滿足要求，確定焊縫“BC”的長度。已知焊h 10mm h 6mm1縫A的角焊縫f 焊縫C的角焊縫f 鋼材為Q235B鋼焊條用E431X X 016280.781216280.72480832.6mmI y2120.78162321620.7848.4248080.732.62f1.108107mm4I 0.7826502 (130038203)]1fX121.535109mm4J 1.5351090.011081091.546109mm4fM'W516.5KNm2000.1374543.9KNmMW引起的：Mfy543.9106137.424.34N21.535109mm2(兩側(cè)有板)M543.9106650115.2Nfx21.535109mm2型，手工焊，

fw160N/mm2f

。在不利組合下桿件力為N

，N2

489.41kN，精選文檔精選文檔.XM339.410.225m76.367KNmA 10758028120mm2f2W 100.75802f 6

784933mm3 76.367106

97.29Nf 7.8493105 mm2 339.41103f 8120

41.80(97.29)241.802(97.29)241.8021.22

mm2f

160Nmm2 f2）等邊角鋼雙面焊。

mm2焊縫B：肢背

0.7

0.7230103l ＝ 1132mm，B背 0.761602肢尖0.3

0.3230103l ＝ 164mm，B尖 0.7616020.7250103l ＝ 焊縫C：肢背，

C背 0.7616020.3250103l ＝ .N .N 230kN N N 250kN3 ，4 ，5 。圖桁架受力示意圖（1）焊縫A的受力：V 489.41150339.41KN

0.761602精選文檔精選文檔..下圖所示為一梁柱連接，M100kNm，V600kN。鋼材為Q235C鋼。剪力V由支E4320mm。h（1）求角焊縫“A”的f。

fw160N/mm2f 14mm，支托厚6105h 9.57mmf 0.72801602 10mmN M600 100106600(2)

max 2002300250026002)2 492536)21002（（2）彎矩M級螺栓M24，驗算螺栓強度。ftb170N/mm2。圖梁柱連接示意圖h 28016026105N解：(1) f40KN170N 10.59