鋼結(jié)構(gòu)4講PPT學習教案

1、會計學1鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)4講講(2(2）承受斜向軸心力的角焊縫）承受斜向軸心力的角焊縫NNxNy f f軸心力軸心力作用下的角焊作用下的角焊縫縫平行于焊縫長度方向的分力平行于焊縫長度方向的分力Ncos 垂直于焊縫長度方向的分力垂直于焊縫長度方向的分力Nsin wefsinlhNwelhNcosf外力外力N和焊縫長度方向斜交，焊縫受到的力和焊縫長度方向斜交，焊縫受到的力N被分解為：被分解為：于是有焊縫計算公式：于是有焊縫計算公式：wf2we2wefcossinflhNlhNwf2f2fff第1頁/共20頁wtffflhNwewf2we22we3sin1cos5 . 1sinflhNlhN取取5 .

2、122. 122f得：得：令：令：3sin112f則斜焊縫的計算公式為：則斜焊縫的計算公式為： 02030405060708090 f 1.001.021.041.081.121.141.201.22將將 f f （斜焊縫強度增大系數(shù)）作成表格（斜焊縫強度增大系數(shù)）作成表格第2頁/共20頁NNwffe wNfh l lw連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計算長度的總和計算長度的總和wffw eNfl h第3頁/共20頁例例 設(shè)計-14500530的鋼板用雙面蓋板和角焊縫的拼接，鋼板承受軸心拉力設(shè)計值N=1400kN，靜力荷載，鋼材為Q235B，焊條為E43型，手工焊第4頁/共20頁解 ：

3、雙面蓋板每面蓋板所需截面積： b1t1=N(2f)1400103(2215)=3256 mm2： 蓋板 450 8mm (3600mm2) 采用三面圍焊 hf=6 mm （1）端焊縫的承載力 (2)側(cè)面焊縫長度 實際取260mm。 N 73785616022. 1450267 . 07 . 0wffwfeflhNmm 252616067 . 047378561014006)7 . 0(43wffewfhNNl第5頁/共20頁（3 3）承受軸心力的角鋼端部連接）承受軸心力的角鋼端部連接 在鋼桁架中，角鋼腹桿與節(jié)點板的連接焊縫常用兩面在鋼桁架中，角鋼腹桿與節(jié)點板的連接焊縫常用兩面?zhèn)群?，或三面圍焊?/p>

4、特殊情況也允許采用側(cè)焊，或三面圍焊，特殊情況也允許采用L L形圍焊（如圖所形圍焊（如圖所示）。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，示）。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，焊縫焊縫所傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合所傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合。第6頁/共20頁NN1N2eb角鋼的側(cè)縫連接角鋼的側(cè)縫連接 a) a) 僅用側(cè)面焊縫連接僅用側(cè)面焊縫連接NNN2112-N eNb e解上式得肢背和肢尖的受力為：解上式得肢背和肢尖的受力為：11b eNNK Nb22eNNK Nb 在在N1、N2作用下，側(cè)縫的作用下，側(cè)縫的計算長度為：計算長度為：(杠桿原理）杠桿原理）1w1

5、wf1f20.7Nlhf2w 2wf 2f20.7Nlhf由平衡條件得：由平衡條件得：肢背肢背肢尖肢尖K1角鋼肢背焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)角鋼肢背焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)K2角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)第7頁/共20頁角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)K第8頁/共20頁 b) b) 角鋼用三面圍焊時角鋼用三面圍焊時，可減小角鋼的搭接長度。可先假定正，可減小角鋼的搭接長度。可先假定正面角焊縫的焊腳尺寸面角焊縫的焊腳尺寸hf3 ，并算出它所能承受的內(nèi)力并算出它所能承受的內(nèi)力N3 ：wfff337 . 02fbhN11312NK NN通過平衡關(guān)系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為通過平衡

6、關(guān)系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為: :22312NK NN 角鋼角焊縫圍焊的計算角鋼角焊縫圍焊的計算NN1N2ebN3lw2lw1第9頁/共20頁c) c) 當采用當采用L L形圍焊時形圍焊時，令，令N20，得：得：L L形圍焊角焊縫計算公式為：形圍焊角焊縫計算公式為：322NK N13NNN若求出得若求出得Lw3大于大于b , ,則不能采用則不能采用L L形圍焊。形圍焊。1w1wf1f3f3wffw32 0.72 0.7Nlh fNhf l例3.3N3不一定滿跨布置fff3w3f0.7h2NL第10頁/共20頁 例題例題 試確定如圖所示承受靜態(tài)軸心力的三面圍焊試確定如圖所示承受靜態(tài)軸心力的三面圍

7、焊連接的承載力及肢尖焊縫的長度，已知角鋼為連接的承載力及肢尖焊縫的長度，已知角鋼為2L12510，與厚度為，與厚度為8mm的節(jié)點板連接，搭接長度的節(jié)點板連接，搭接長度為為300mm，焊角尺寸為，焊角尺寸為8mm，Q235，E43，手工焊，手工焊第11頁/共20頁NeNx xNy y2wl2wlMANxNxM MNyNyh he eh he et t（1）受彎矩）受彎矩M 、剪力、剪力V 、軸力、軸力N聯(lián)合作用時角焊縫的計算聯(lián)合作用時角焊縫的計算xxNee w2NNAh l由軸心拉力由軸心拉力Nx產(chǎn)生的應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力：由彎矩由彎矩M產(chǎn)生的最大應(yīng)力產(chǎn)生的最大應(yīng)力：M2ee w62MMWh l2.復(fù)

8、雜受力時角焊縫連接計算復(fù)雜受力時角焊縫連接計算第12頁/共20頁A點產(chǎn)生的剪應(yīng)力：點產(chǎn)生的剪應(yīng)力：yfweNl hxf2e we w6NMh lh lA點控制應(yīng)力最大點控制應(yīng)力最大, 為控制設(shè)計點為控制設(shè)計點A點產(chǎn)生的正應(yīng)力由兩部分組成：軸心拉力點產(chǎn)生的正應(yīng)力由兩部分組成：軸心拉力Nx和彎矩和彎矩M產(chǎn)產(chǎn)生的正應(yīng)力。直接疊加得：生的正應(yīng)力。直接疊加得：22wfffff代入角焊縫實用計算公式：代入角焊縫實用計算公式：第13頁/共20頁（2 ）V、M共同作用下焊縫強度計算共同作用下焊縫強度計算*h1f1f1f2f2f fxxhh2221h1MeFVM對于對于1點：點：式中：式中：Iw全部焊縫有效截面

9、對中性軸的慣性矩；全部焊縫有效截面對中性軸的慣性矩； h1兩翼緣焊縫有效截面最外纖維間的距離兩翼緣焊縫有效截面最外纖維間的距離w1f1ffw2hMfI假設(shè)：腹板焊縫承受全部剪力，全部焊縫承受彎矩假設(shè)：腹板焊縫承受全部剪力，全部焊縫承受彎矩第14頁/共20頁h1f1f1f2f2f fxxhh2221h1MeFVM對于對于2點點：2f2f1fwe2 w22hMVIh l22wf2f2fff強度驗算公式強度驗算公式：h2 腹板焊縫的實際長度；腹板焊縫的實際長度；lw2腹板焊縫的計算長度；腹板焊縫的計算長度；he2腹板焊縫截面有效高度。腹板焊縫截面有效高度。w2e2ff2lhV第15頁/共20頁工字梁

10、（或牛腿）與鋼柱翼緣角焊縫的連接另一種計算方法是使焊縫傳遞應(yīng)力近似與材料所承受應(yīng)力相協(xié)調(diào)，即假設(shè)腹板焊縫只承受剪力，翼緣焊縫承擔全部彎矩，并將彎矩M化為一對水平力H=M/h。腹板焊縫的強度計算式：腹板焊縫的強度計算式：wffe2 w22Vfh lMf1Mf2VfHHwfffe1 w1Hfh l翼緣焊縫的強度計算式：翼緣焊縫的強度計算式：第16頁/共20頁（3）三面圍焊受扭矩、剪力聯(lián)合作用時角焊縫的計算）三面圍焊受扭矩、剪力聯(lián)合作用時角焊縫的計算承受偏心力的三面圍焊承受偏心力的三面圍焊 Fe1rxahl2xxyyAA0TVre將將F向焊縫群形心簡化得向焊縫群形心簡化得: : 軸心力軸心力 VF扭

11、矩扭矩 T=Fe故：該連接的設(shè)計控制點為故：該連接的設(shè)計控制點為A A點和點和A A點點計算時按彈性理論假定:被連接件絕對剛性，它有繞焊縫形心O旋轉(zhuǎn)的趨勢，而焊縫本身為彈性。扭距在角焊縫群上產(chǎn)生的任一點的應(yīng)力方向垂直于該點與形心的連線，且應(yīng)力大小與連線長度r成正比。在軸心力V作用下，焊縫群上的應(yīng)力均勻分布。第17頁/共20頁PTIrT e2x0l l1l l2xxyyAA0TFrxxyyrrxryA0h he e T T f VAT作用下作用下A點應(yīng)力點應(yīng)力:pxxPTfpyyPTTcossinITrrrIrTITrrrIrT TIp為焊縫計算截面對形心為焊縫計算截面對形心的極慣性矩，的極慣性矩，Ip =Ix+Iy Ix，Iy焊縫計算截面對焊縫計算截面對x、y軸的慣性矩；軸的慣性矩； rx、ry為焊縫形心到焊縫驗為焊縫形心到焊縫驗算點在算點在y、x方向的距離。方向的距離。第18頁/