大連理工大學(xué)2015年春《鋼結(jié)構(gòu)》大作業(yè)答案(第1題已改正)

1 大連理工大學(xué) 鋼結(jié)構(gòu) 大作業(yè) 學(xué)習(xí)中心： 浙江 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 2 題目一： 試設(shè)計(jì)一雙蓋板的角焊縫對(duì)接接頭。已知鋼板截面為 300mm 14mm，承受軸心力設(shè)計(jì)值 N=800KN（靜力荷載）。鋼材 Q235-B，手工焊，焊條 E43 型，如圖（ a）所示。 若改成如圖（ b）所示的菱形蓋板，驗(yàn)算連接強(qiáng)度。 NN6NN1 14t 圖 a NN10020205 06NN1 14t 82 t1 8 08080197圖 b 解 ： (1)根據(jù)與母材等強(qiáng)的原則，取蓋板尺寸為 2-260 8，鋼材 Q235，其截面面積為： A=2 26 0.8=41.6cm 30 1.4=42 cm 確定焊縫高度： 3 m a x6 m m (1 2 ) 8 (1 2 ) 6 7ffh h t m m : : :m a x m i n1 . 2 1 . 2 8 9 . 6fh t m m m i n m a x1 . 5 1 . 5 1 4 5 . 6fh t m m 因 t=8mm200mm，為防止因僅用側(cè)面角焊縫引起板件拱曲過(guò)大，故采用三面圍焊。 正面角焊縫能承受的內(nèi)力為： N1=2 0.7 hf lw1f ffw =2 0.7 6 260 1.22 160 =426000 N=426 kN 接頭一側(cè)需要角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度為： 3( 8 0 0 4 2 6 ) 1 0 1 3 94 0 . 7 4 0 . 7 6 1 6 0w wffNNl m mhf N1=2 0.7 hf lw1f ffw =2 0.7 6 260 1.22 160 =426000 N=426 kN 蓋板總長(zhǎng)： l =2（ 139+6） +10=300mm，取 310mm（式中 6mm 系考慮三面圍焊連續(xù)施焊，故可按一條焊縫僅在側(cè)面焊縫一段減去起落弧缺陷 hf）。 (2)正面角焊縫能承受的內(nèi) 力為（按式 4.11） N1=2 0.7 hf lw1f ffw =2 0.7 6 100 1.22 160 =164000 N=164 kN 焊接縫能承受的內(nèi)力為（按式 4.14）和（按式 4.15） f03.12)1 9 780(31113s in11 N2=2 2 0.7 hf lw2 f ffw=2 2 0.7 6 197 1.03 160 =545000 N=545 kN 側(cè)面角焊縫能承受的內(nèi)力為（按式 4.12） N3=2 2 0.7 hf lw3 f ffw=2 2 0.7 6（ 50-6） 160 =118000 N=118kN 接頭一側(cè)能承受的內(nèi)力為 N= N1 N2 N3=164+545+118=827 Kn N=800 kN（滿足） 改用菱形后蓋板長(zhǎng)度有所增加，但焊縫受力情況有較大改善。 4 題目二 ： 如下圖所示的兩端簡(jiǎn)支的焊接組合截面 H 型鋼梁，受靜力荷載作用，200P kN ，鋼材為 Q235B 級(jí)鋼 22 1 5 /f N m m ， 21 2 5 /vf N m m ，試驗(yàn)算跨中荷載 P作用位置的強(qiáng)度是否能夠滿足要求？ yxxy20 0 1535 0 820 0 15PP1 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 01 2 01 2 0 1 2 01 2 0解：（ 1）計(jì)算截面特性 3 3 2 40 . 8 3 5 / 1 2 2 2 0 1 . 5 / 1 2 2 2 0 1 . 5 (1 7 . 5 0 . 7 5 ) 2 2 8 5 3 . 3 3xI c m （ 2） P作用處梁所受的荷載值： 彎矩： 52 0 0 1 0 0 0 2 1 0M k N m m 剪力： 200V P k N （ 3）驗(yàn)算梁 的應(yīng)力值 a、最大正應(yīng)力： 53 22m a x 42 1 0 1 0 3 5 0 2 1 5 1 6 6 . 3 / 2 1 5 /2 2 2 8 5 3 . 3 3 1 0 2xMh N m m f N m mI 滿足要求 b、最大剪應(yīng)力： 3 22m a x 42 0 0 1 0 ( 1 7 5 8 1 7 5 / 2 2 0 0 1 5 1 8 2 . 5 ) 7 3 . 3 / 1 2 5 /2 2 8 5 3 . 3 3 1 0 8 vxwVS N m m f N m mIt 滿足要求 c、折算應(yīng)力 3 22 0 0 1 0 1 2 8 . 2 2 1 5 /8 ( 1 2 0 5 1 5 )c wzP f N m mtl 2m a x 175 1 6 6 . 3 1 7 5 / 1 9 0 1 5 3 . 2 /190 N m m 5 3 2112 0 0 1 0 5 4 7 5 0 0 5 9 . 5 /2 2 8 5 3 . 3 3 8xxVS N m mIt 2 2 2 2 2 23 1 5 3 . 2 1 2 8 . 2 1 5 3 . 2 1 2 8 . 2 3 5 9 . 9cc 221 7 6 . 2 / 1 . 1 2 1 5 2 3 6 . 5 /tN m m f N m m 滿足要求 。 題目五： 受剪螺栓連接在達(dá)極限承載力時(shí)可能出現(xiàn)哪些破壞形式？螺栓排列的中距、端距和邊距應(yīng)滿足哪些要求？ 答： 受剪螺栓連