大工15春《钢结构》大作业题目及要求满分答案

大连理工大学《钢结构》大作业

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题目一：

试设计一双盖板的角焊缝对接接头。已知钢板截面为300mm×14mm，承受轴心力设计值N=800KN（静力荷载）。钢材Q235-B，手工焊，焊条E43型，如图（a）所示。

若改成如图（b）所示的菱形盖板，验算连接强度。

6NNNt1?14N

图a

620801008020N197N50180t1?14NNt2?8图b

解：

根据和母材等强度原则，取2-260×8盖板，钢材Q235，其界面面积为：

A=2×26×=2≈30×=42cm2，

确定焊缝高度：

hf?6mm＜hfmax?t?(1~2)?8?(1~2)?6~7mm

＜hfmax?1.2tmin?1.2?8?9.6mm ＜hfmin?1.5tmax?1.5?14?5.6mm

因为t=8mm ＜ 12mm，且b=260mm＞200mm，为防止因仅用侧面角焊缝引起板件扭曲过大，故采用三面围焊。

正面角焊缝能承受的内力为

N1=2×

hflw1?fffw=2××6×100××160???=164000?N=164?kN

?焊接缝能承受的内力为： ? ?f??11??1.03?? sin?18021?1?()33197 ?N2?2?2?0.7hflw2?f?ffw=2×2××6×197××160? ? ?=545000?N=545?kN? 侧面角焊缝能承受的内力为：

?N3?2?2?0.7hflw3?f?ffw==2×2××6×（50-6）×160

=118000?N=118kN?

接头一侧能承受的内力为：?

∑N=?N1?N2?N3=164+545+118=827?KN＞N=800?kN（满足要求）

?改用菱形后盖板长度有所增加，但焊缝受力情况有较大改善。

题目二：强度验算

如下图所示的两端简支的焊接组合截面H型钢梁，受静力荷载作用，

P?200kN，钢材为Q235B级钢f?215N/mm2，fv?125N/mm2，试验算跨中荷载P作用位置的强度是否能够满足要求？

yx?200?15120120PPx12012020001000

?350?8y?200?151000

解：（1）计算截面特性：

Ix?0.8?35312?2?20?1.5?(17.5?0.75)2?22853.33cm4

（2）P作用处梁所受的荷载值： 弯矩：M=200×1000=2?105kN?mm 剪力：V=P=200kN （3）验算梁的应力值 ①最大正应力：

Mh2?105?103350?2?1522 ?max?????166.3N/mm?f?215N/mm4Ix222853.33?102满足要求。 ②最大剪应力：

VS200?103?(175?8?175/2?200?15?182.5)22?max???73.3N/mm?f?125N/mmvIxtw22853.33?104?8

满足要求。 ③折算应力：

p200?103?c???128.2?f?215N/mm2twlz8?(120?5?15)175175?166.3??153.2N/mm2190190VSx1200?103?547500?1???59.5N/mm2Ixt22853.33?8???max?

?2??c2????c?3?2?153.22?128.22?153.2?128.2?3?59.92 ?176.2N/mm2??tf?1.1?215?236.5N/mm2

满足要求。

题目五：受剪螺栓连接在达极限承载力时可能出现哪些破坏形式？螺栓排列的

中距、端距和边距应满足哪些要求？

答：受剪螺栓连接在达极限承载力时可能出现以下五种破坏形式：

栓杆剪断、孔壁挤压坏、钢板拉断、端部钢板剪断、栓杆受弯破坏。 ?

螺栓排列应满足三方面要求： 1、受力要求 2、施工要求

3、构造要求，最小的栓距3d，最小的端距2d。