钢结构原理作业答案
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钢结构原理作业答案（3）
1、钢板截面为310mm20mm，盖板截面为310mm12mm，钢材为Q235，2/215mmNf（16t），
2
/205mmNf
（16t）。8.8级高强度螺栓摩擦型连接20M，孔径22mm，接触面喷砂
，＝0.45，
预拉力kNP125。求该连接的最大承载力?N
解：
⑴一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：
kNPnNfbV25.10112545.029.09.0
⑵最大承载力
kNnNNbV81025.1018
⑶净截面强度验算：
22
3
1
/205/8.13620)224310(10810)845.01()5.01(mmNfmmNANnnn
⑷毛截面
强度验算：
22
3
/205/6.1302031010810mmNfmmNAN
2 拉力F与4个螺栓轴线的夹角为450，柱翼缘厚度为24mm，连接钢板厚度
16mm。钢材为Q235，2/215mmNf（16t），
2
/205mmNf
（16t）。8.8级高强度螺栓摩擦型连接20M，孔径22mm，接触面喷砂
，
＝0.45，预拉力kNP125。
求该连接的最大承载力?F
解： 斜拉力F的两个分力为：oFNV45sin，
每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：
FFNNotv82445sin
螺栓同时承受的剪力和拉力，用规范相关公式求解：
1
bttb
v
v
NNN
N
一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：
kNPnNfbv625.5012545.019.09.0
一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值：
kNPNbt1001258.08.0
代入规范公式：1bttbvvNNNN 即110082625.5082FF
可以解得：kNN13.190
3、试验算右下图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度
是否满足设计要求。 已知：被连接构件钢材为
Q235BF，8.8级M20的高强度螺栓,高强度螺栓的
设计预拉力P =110kN,接触面喷砂后涂无机富锌漆，
抗滑移系数 为0.35，荷载F = 250kN，螺栓边距
50mm，中距70mm。
解:
……………………………………………………(3’)
………….(2’)
………………………………………….(1’)
……….(2’)
…………………………………….(2’)
4、梁的连接构造如图所示。连接承受的弯矩 M =1000kN·m ，剪力 V =100kN 。钢材 Q235 ，摩擦型高
强度螺栓10.9级，M20，接触面喷砂处理， 。试验算梁节点高强度螺栓连接的强
度。提示：梁腹板分担的弯矩按 计算，剪力全部由腹板承受。
5
0
5
0
7
0
7
0
7
0
7
0
4
3
5
F=250kN
4 解： （1） 连接一侧最不利情况下的受力
M由翼缘和腹板按刚度分配
梁截面对于水平对称轴的惯性矩
腹板对于水平对称轴的惯性矩
腹板分担的弯矩：
翼缘分担的弯矩：
翼缘分担的弯矩由螺栓群受轴向力来承担：
腹板螺栓群除分担部分弯矩外，还承受全部剪力，而该剪力对腹板连
接螺栓群又有偏心，将剪力移到螺栓群形心，受力为：
（2） 确定单个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值
翼缘螺栓：
按图中尺寸沿受力方向的连接长度
故需将螺栓的承载力设计值乘以下列折减系数，即：
腹板螺栓：
因上、下排螺栓“1”的合力方向大致是水平的，沿受力方向的连接长度
，故不需乘折减系数 。
（3） 螺栓强度验算
a. 翼缘板拼接螺栓：
螺栓孔径d0 取21.5mm，翼缘板的净截面面积为：
翼缘板能承受的轴向力：
毛截面：
净截面：
摩擦型高强度螺栓能承受的轴向力：
上述三项最小值为 N=1473kN >翼缘螺栓群受到的力 788.5kN,故翼缘板拼接螺栓满足强
度要求。
b. 腹板拼接螺栓：
腹板承受的内力 V=100kN M =220.5kN·m
每个螺栓所承受的垂直剪力为：
在弯矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力为：
（因 y1>3x1 ，故略去 ）
所以腹板拼接螺栓群满足强度要求。
