鋼筋結構螺栓連接-附答案解析

..鋼結構練習四螺栓連接一、選擇題〔××不做要求1．單個螺栓的承壓承載力中,[N]=d∑t·fy,其中∑t為〔D。Aa＋c＋eBb＋dCmax{a+c+e,b+d}Dmin{a+c+e,b+d}2．每個受剪拉作用的摩擦型高強度螺栓所受的拉力應低于其預拉力的〔C。A1.0倍B0.5倍C0.8倍D0.7倍3．摩擦型高強度螺栓連接與承壓型高強度螺栓連接的主要區(qū)別是〔D。A摩擦面處理不同B材料不同C預拉力不同D設計計算不同4．承壓型高強度螺栓可用于〔D。A直接承受動力荷載B承受反復荷載作用的結構的連接C冷彎薄壁型鋼結構的連接D承受靜力荷載或間接承受動力荷載結構的連接5．一個普通剪力螺栓在抗剪連接中的承載力是〔D。A螺桿的抗剪承載力B被連接構件〔板的承壓承載力C前兩者中的較大值DA、B中的較小值6．摩擦型高強度螺栓在桿軸方向受拉的連接計算時,〔C。A與摩擦面處理方法有關B與摩擦面的數(shù)量有關C與螺栓直徑有關D與螺栓性能等級無關7．圖示為粗制螺栓連接,螺栓和鋼板均為Q235鋼,則該連接中螺栓的受剪面有〔C個。A1B2C3D8．圖示為粗制螺栓連接,螺栓和鋼板均為Q235鋼,連接板厚度如圖示,則該連接中承壓板厚度為〔Bmm。A10B20C30D9．普通螺栓和承壓型高強螺栓受剪連接的五種可能破壞形式是：I．螺栓剪斷；Ⅱ．孔壁承壓破壞；Ⅲ．板件端部剪壞；Ⅳ．板件拉斷；Ⅴ．螺栓彎曲變形。其中〔B種形式是通過計算來保證的。AI、Ⅱ、ⅢBI、Ⅱ、ⅣCI、Ⅱ、ⅤDⅡ、Ⅲ、Ⅳ10．摩擦型高強度螺栓受拉時,螺栓的抗剪承載力〔B。A提高B降低C按普通螺栓計算D按承壓型高強度螺栓計算11．高強度螺栓的抗拉承載力〔B。A與作用拉力大小有關B與預拉力大小有關C與連接件表面處理情況有關D與A,B和C都無關12．一寬度為b,厚度為t的鋼板上有一直徑為d0的孔,則鋼板的凈截面面積為〔C。ABCD13．剪力螺栓在破壞時,若栓桿細而連接板較厚時易發(fā)生〔A破壞；若栓桿粗而連接板較薄時,易發(fā)生〔B破壞。A栓桿受彎破壞B構件擠壓破壞C構件受拉破壞D構件沖剪破壞14．摩擦型高強度螺栓的計算公式中符號的意義,下述何項為正確？〔D。A對同一種直徑的螺栓,P值應根據(jù)連接要求計算確定B0.9是考慮連接可能存在偏心,承載力的降低系數(shù)C1.25是拉力的分項系數(shù)D1.25是用來提高拉力Nt,以考慮摩擦系數(shù)在預壓力減小時變小使承載力降低的不利因素。？？？15．在直接受動力荷載作用的情況下,下列情況中采用〔A連接方式最為適合。A角焊縫B普通螺栓C對接焊縫D高強螺栓16．在正常情況下,根據(jù)普通螺栓群連接設計的假定,在M≠0時,構件B〔D。A必繞形心d轉動B繞哪根軸轉動與N無關,僅取決于M的大小C繞哪根軸轉動與M無關,僅取決于N的大小D當N=0時,必繞c轉動17．高強度螺栓接受一外力T作用時,螺栓受力為〔C。APf=P＋TBPf=P＋0.8TCPf=P＋0.09TDPf=P〔P為高強度螺栓預拉力,T為外拉力,Pf為受拉后螺栓受力18．普通粗制螺栓和普通精制螺栓在抗剪設計強度上取值有差別,其原因在于〔D。A螺栓所用的材料不同B所連接的鋼材的強度不同C所受的荷載形式不同D螺栓制作過程和螺栓孔加工要求不同19．采用螺栓連接時,栓桿發(fā)生剪斷破壞,是因為〔A。A栓桿較細B鋼板較薄C截面削弱過多D邊距或栓間距太小20．采用螺栓連接時,構件發(fā)生沖剪破壞,是因為〔D。A栓桿較細B鋼板較薄C截面削弱過多D邊距或栓間距太小21．摩擦型高強度螺栓連接受剪破壞時,作用剪力超過了〔B。A螺栓的抗拉強度B連接板件間的摩擦力C連接板件間的毛截面強度D連接板件的孔壁的承壓強度22．在抗拉連接中采用摩擦型高強度螺栓或承壓型高強度螺栓,承載力設計值〔C。A是后者大于前者B是前者大于后者C相等D不一定相等××23．在鋼橋中,采用摩擦型高強度螺栓或剪切承壓型高強度螺栓連接形式。兩者在同樣直徑條件下,其對螺栓孔與螺栓桿之間的空隙要求,以下〔A項為正確的。A摩擦型空隙要求略大,剪切承壓型空隙要求較小B摩擦型空隙要求略小,剪切承壓型空隙要求較大C兩者空隙要求相同D無空隙要求24．承壓型高強度螺栓抗剪連接,其變形〔D。A比摩擦型高強度螺栓連接小B比普通螺栓連接大C與普通螺栓連接相同D比摩擦型高強度螺栓連接大25．桿件與節(jié)點板的連接采用22個M24的螺栓,沿受力方向分兩排按最小間距排列,螺栓的承載力折減系數(shù)是〔D。A0.70B0.75C0.8D26．一般按構造和施工要求,鋼板上螺栓的最小允許中心間距為〔A,最小允許端距為〔B。A3dB2dC1.2D1.5××27．在抗剪連接中以及同時承受剪力和桿軸方向拉力的連接中,承壓型高強度螺栓的受剪承載力設計值不得大于按摩擦型連接計算的<C>倍。A1.0B1.2C1.3D××28．軸心受壓柱端部銑平時,其底板的連接焊縫、鉚釘或螺栓的計算應〔A項取值。A按柱最大壓力的15%B按柱最大壓力的25%C按柱最大壓力的50%D按柱最大壓力的75%××29．關于螺栓和鉚釘連接,下列說法中〔B為錯誤的。A每一桿件在節(jié)點上以及拼接接頭的一端,永久性螺栓〔或鉚釘數(shù)不宜少于兩個B在高強度螺栓連接范圍內,構件接觸面的處理方法應在施工圖上說明C對直接承受動力荷載的普通螺栓連接應采用雙螺母或其他能防止螺母松動的有效措施D沉頭和半沉頭鉚釘可用于沿其桿軸方向受拉的連接30．受剪螺栓在破壞時,若栓桿細而連接板較厚時易發(fā)生〔A。A栓桿受彎破壞B構件擠壓破壞C構件受拉破壞D構件沖剪破壞31．一個普通剪力螺栓在抗剪連接中的承載力是〔D。A螺桿的抗剪承載力B被連接構件〔板的承壓承載力CA、B中的較大值DA、B中的較小值32．摩擦型高強度螺栓連接與承壓型高強度螺栓連接的主要區(qū)別是〔D。A摩擦面處理不同B材料不同C預拉力不同D設計計算不同33．依據(jù)《鋼結構規(guī)范規(guī)定》,下列〔B因素影響高強度螺栓的預拉力P。A連接表面的處理方法B螺栓桿的直徑C被連接件的強度D荷載的作用方式34．在高強度抗拉連接中,采用摩擦型高強度螺栓與采用承壓型高強度螺栓的抗拉承載力設計值的關系為〔A。A相等B前者大于后者C前者小于后者D無法確定××35．在直接承受動力荷載作用下的情況下,下列情況中采用〔A連接方式最為合適。A角焊縫B普通螺栓C對接焊縫D高強度螺栓36．某連接節(jié)點采用8個M22承壓型高強度螺栓,連接板厚度16mm,螺栓的最小間距最接近〔C。A40mmB60mmC75mmD120mm二、填空題1．普通螺栓按制造精度分粗制和精制兩類；按受力分析剪力螺栓和拉力螺栓兩類。2．普通螺栓是通過栓桿抗剪和板件孔壁承壓來傳力的；摩擦型高強螺栓是通過擰緊螺栓產(chǎn)生連接板面摩擦力來傳力的。3．高強螺栓根據(jù)螺栓受力性能分為摩擦型和承壓型兩種。4．在高強螺栓性能等級中：8.8級高強度螺栓的含義是抗拉強度800N/mm2,屈強比0.8；10.9級高強度螺栓的含義是抗拉強度1000N/mm2,屈強比0.9。5．單個螺栓承受剪力時,螺栓承載力應取抗剪承載力和承壓承載力的較小值。6．在摩擦型高強螺栓連接計算連接板的凈截面強度時,孔前傳力系數(shù)可取0.5。7．承壓型高強螺栓僅用于承受靜力荷載和間接動力荷載結構中的連接。8．剪力螺栓的破壞形式有栓桿剪斷、板件擠壓破壞、板件剪切破壞、板件受拉破壞和栓桿受彎破壞。9．采用剪力螺栓連接時,為避免連接板沖剪破壞,構造上采取控制螺栓間距措施,為避免栓桿受彎破壞,構造上采取控制栓桿長度措施。10．排列螺栓時,施工要求是保證最小間距；構造要求是保證最大間距；受力要求是保證最小和最大間距。11．摩擦型高強螺栓是靠連接板面摩擦力傳遞外力的,當螺栓的預拉力為P,構件的外力為T時,螺栓受力為P+0.09T。12．螺栓連接中,規(guī)定螺栓最小容許距離的理由是：施工轉動扳手和防止板件沖剪破壞；規(guī)定螺栓最大容許距離的理由是：防止接觸面受潮和板件張口鼓屈。13．粗制螺栓與精制螺栓的差別1.精度,2.粗制螺栓一般受拉,精制螺栓可受拉也能抗剪。普通螺栓與高強度螺栓的差別是受力機理不同。14．普通螺栓群承受彎矩作用時,螺栓群繞底排螺栓旋轉。高強螺栓群承受彎矩作用時,螺栓群繞螺栓群中心旋轉。15．圖示連接中,在M,N,V作用下,粗制螺栓受N,M,最上排螺栓最易破壞。剪力V由支托承擔。三、計算題1．兩鋼板截面為-18×400,兩面用蓋板連接,鋼材Q235,承受軸心力設計值N=1,181kN,采用M22普通C級螺栓連接,d0=23.5mm,按下圖連接。試驗算節(jié)點是否安全。fvb=130N/mm2,fcb=305N/mm2,f=215N/mm2解：〔1螺栓強度驗算單個螺栓抗剪承載力設計值：單個螺栓承壓承載力設計值故取〔2驗算被連接鋼板的凈截面強度滿足要求。2．圖示鋼構架,其斜拉桿B端用角焊縫與節(jié)點板相連,焊縫強度滿足要求。A端采用M20〔孔徑22mm的摩擦型高強螺栓,把AB桿與節(jié)點板相連,要求按與拉桿等強度原則配置螺栓,A端節(jié)點板尺寸不受限制。鋼拉桿采用2L90×56×5,A=2×7.212=14.424cm2,鋼材為Q235,f=215N/mm2,高強螺栓采用8.8級,抗滑移系數(shù)μ=0.45,預拉力P=110kN解：拉桿強度承載力：N=Af=1442.4×215×215×10-3=310.1kN。能承受N=310.1kN的高強螺栓數(shù)n：取n=4,并按圖示布置。4．有一牛腿用M22的精制螺栓與柱的翼緣相連,其構造形式和尺寸如圖所示,鋼材為Q235,已知：F=400kN,fvb=170N/mm2,fcb=400N/mm2,螺栓橫向間距200mm。試驗算該牛腿與柱翼緣的連接能否安全工作。解：F=400kN,每片連接板受力F/2=200kN,將其移至螺栓群中心,得：V=F/2=200kN,T=F/2×300=200×300=60kN·m由V在每個螺栓中引起的剪力為：Nv＝V/10=200/10=20kN由T在最外角點螺栓產(chǎn)生的剪力：分解為水平力和豎向力：分別為43.0kN,=21.48kN總剪力單個螺栓受剪承載力<,故滿足要求。5．圖示支撐及其連接。支撐為單角鋼L63×8,截面積9.515cm2,對x軸和x`′軸的回轉半徑分別為1.9cm與1.23cm。節(jié)點間長度為3m。鋼材強度設計值為215MPa。支撐兩端都通過2個M16的8.8級摩擦型高強螺栓和節(jié)點板相連,螺栓孔徑18mm,螺栓的預拉力值為70kN,抗滑移系數(shù)為0.35。節(jié)點板角焊縫強度設計值為160MPa,施焊時未用引弧板。解：〔1驗算高強螺栓的強度8.8級,M16高強度螺栓,預拉力P=70kN,抗滑移系數(shù)μ=0.35,高強螺栓受剪力V=35kN。每個高強螺栓的抗剪承載力：=22.05kN但此處為單面連接,承載力需乘系數(shù)0.85,即：22.05×0.85=18.7kN>V/2=17.5kN。高強螺栓強度滿足要求。〔2節(jié)點板與梁/柱的連接焊縫外力作用點在焊縫截面形心處,則：N’=Ncosα=35×cos45o=24.75kN；V’=Nsinα=35×sin45o=24.75kN連接焊縫強度滿足要求。6．如圖所示的連接節(jié)點,斜桿承受軸向拉力設計值N=250kN,鋼材采用Q235BF。焊接時采用E43型手工焊條。螺栓連接為M22,C級普通螺栓,材料為Q235,ftb=130N/mm2,de=19.6545mm,當偏心距e0=解：〔1螺栓群受力作用到螺栓群上的力N可分解為拉力和剪力兩部分。拉力：N’=4/5×250＝200kN剪力：V’=3/5×250＝150kN螺栓群為C級普通螺栓,所有剪力均由支托承受。拉力N’有偏心距e0,產(chǎn)生彎矩：M＝N’·e0＝200×60＝12000kN·mm〔2單個螺栓受力螺栓群受拉、彎作用,判斷繞什么軸旋轉。單個螺栓：Nmin＝繞螺栓群形心軸旋轉。Nmax＝〔3單個螺栓抗拉承載力7．試驗算如圖一受斜拉力F=45kN〔設計值作用的普通C級出累栓的強度。螺栓M20,鋼材Q235,fvb=130N/mm2,fcb=305N/mm2。解：單個螺栓的抗剪和承壓承載力設計值分別為：故應按進行驗算。偏心力F的水平即豎直分力和對螺栓群轉動中心的距離分別為：N＝<4/5>×45=36kN,ey=7.5cmV＝<3/5>×45=27kN,ex=18cmT=N·ey+V·ex=36×7.5+27×18=756kN·cm扭距T作用下螺栓"1"承受的剪力在x,y兩個方向上的分力：軸心力N,剪力V作用下,每個螺栓承受的水平和豎直剪力：螺栓"1"承受的合力：強度滿足要求8．如圖牛腿用連接角鋼2L100×20〔由大角鋼截得及M22摩擦型高強度螺栓〔10.9級和柱相連,鋼材Q345鋼,接觸面噴砂處理,P=190kN,μ=0.55,靜力荷載設計值F=235kN,要求驗算連接角鋼兩個肢上的螺栓強度。解：〔1角鋼與牛腿板的連接螺栓數(shù)目n=3,d0=23.5mm。將F向該列螺栓群形心簡化得：扭距：T=F·e=235×<200-55>×10-3=34.08kN·m剪力：V=F=235kN扭距作用下,最上〔或最下的螺栓"1"承受的x方向的剪力為：豎向剪力V作用下,各螺栓承受的剪力：最上〔或最下的螺栓"1"承受的合力：由P=190kN,μ＝0.55,摩擦面nf=2則每個螺栓抗剪承載力設計值：強度滿足要求〔2角鋼與柱翼緣的連接將F向該處的螺栓群形心簡化,得：彎距：M=F·e=235×200×10-3=47kN·m剪力：V=F=235kN彎距M作用下,最上一排螺栓"1"承受的拉力〔螺栓群繞形心軸旋轉豎向剪力V作用下,各螺栓承受的剪力：最上〔或最下的螺栓"1"承受的合力：單個高強螺栓的抗剪承載力設計值：單個高強螺栓的抗拉承載力設計值：強度滿足要求××9．一梁柱剛接節(jié)點,鋼材均為Q235,梁截面尺寸如圖所示。其翼緣經(jīng)透的對接焊縫與柱相連〔焊接時未用引弧板,腹板通過10.9級摩擦型高強螺栓M20和角鋼連接于柱。計算時可假定翼緣焊縫與腹板螺栓孔在同一截面,該截面彎矩與剪力設計值分別為l00kN·m和42kN。焊縫抗拉、抗壓和抗彎強度設計值均為215N/mm2,抗剪強度設計值為125N/mm2,螺栓預拉力為155kN,抗滑移系數(shù)為0.45。校核翼緣焊縫、腹板螺栓的連接是否滿足強度要求？〔單面連接的單角鋼按軸心受力計算強度和連接時,強度設計值應乘以0.85的折減系數(shù)。解：〔1翼緣焊縫及腹板螺栓受力：腹板分擔的彎矩按計算,剪力全部由腹板承擔。梁截面慣性矩：梁腹板慣性矩：梁腹板連接處彎矩為：〔2驗算翼緣焊縫強度翼緣分擔的彎矩由上、下兩條焊縫受拉或受壓來承擔。一側翼緣焊縫所承受的軸力為：翼緣焊縫強度滿足要求。〔3驗算腹板高強螺栓強度10.9級,M20高強螺栓,預拉力P=155kN,該高強螺栓的抗滑移系數(shù)μ=0.45,a.高強螺栓受力由假定翼緣焊縫與腹板螺栓孔在同一截面,則：V=42kN,M=16.4kN·mb.驗算高強螺栓的強度由扭距M產(chǎn)生的螺栓重的最大水平剪力為：由剪力V產(chǎn)生的每個螺栓的剪力為：因此一個螺栓承受的最大剪力為：一個高強螺栓的抗剪承載力為：角鋼為單面連接,承載能力需乘系數(shù)0.85,此處單個高強螺栓實際承載力為62.775×0.85＝53.4kN略小于所能承受的最大剪力,不安全。10．圖示拼接接頭,鋼材用Q235,采用l0.9級M20摩擦型高強度螺栓,接觸面處理采用鋼絲刷清除浮銹。請問節(jié)點所能承受的最大軸心力設計值為多少？解：〔1摩擦型高強螺栓為10.9級,M20,所能承受的最大軸心力設計值：P=155kN,μ=0.3。單個摩擦型高強度螺栓抗剪承載力設計值為：連接一側摩擦型高強螺栓所能承受的最大軸心力設計值為：〔2構件所能承受的最大軸心力設計值毛截面：N＝Af=250×14×215=752.5kNI-I凈截面：該凈截面所受拉力根據(jù)即：Ⅱ-Ⅱ凈截面為折線III-III凈截面：由于I-I截面的一個螺栓已傳走<n1/n>N的力,故有：即：故構件所能承受的最大軸力設計值應按I-I凈截面N=728.5kN計算。〔3連接蓋板所能承受的最大軸力設計值〔按V-V截面該節(jié)點所能承受的最大軸力設計值為：Nmax=728.5kN?！痢?1．梁的連接構造如圖所示。連接承受的彎矩M=1000kN·m,剪力V=100kN。鋼材Q235,摩擦型高強度螺栓l0.9級,M20,d0=21.5mm,接觸面噴砂處理,P=155kN。μ=0.45。試驗算梁節(jié)點高強度螺栓連接的強度。提示：梁腹板分擔的彎矩按Mw=MIw/I解：連接一側最不利情況下的受力M由翼緣和腹板按剛度分配。梁截面對水平對稱軸的慣性矩腹板對于水平對稱軸的慣性矩腹板分擔的彎矩：翼緣分擔的彎矩：Mf＝1000-211.5＝788.5kN·m翼緣分擔的彎矩由螺栓群受軸力來承擔：腹板螺栓群除分擔部分彎矩外,還承受全部剪力,而該剪力對腹板連接螺栓群又有偏心,將剪力移到螺栓群形心,受力為：V=100kN,M=211.5+100×<50+40>/1000=