焊縫螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)習(xí)題參考解答_第1頁(yè)
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1、8.4 有一工字形鋼梁,采用I50a(Q235鋼),承受荷載如圖8-83所示。F=125kN,因長(zhǎng)度不夠而用對(duì)接坡口焊縫連接。焊條采用E43型,手工焊,焊縫質(zhì)量屬級(jí),對(duì)接焊縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。驗(yàn)算此焊縫受力時(shí)是否安全。圖8-83 習(xí)題8.4解:依題意知焊縫截面特性:A=119.25cm2,Wx1858.9cm3,Ix=46472cm4,Sx=1084.1cm3,截面高度h=50cm,截面寬度b=158mm,翼緣厚t=20mm,腹板厚tw=12.0mm。假定忽略腹板與翼緣的圓角,計(jì)算得到翼緣與腹板交點(diǎn)處的面積矩S1=20×158×(25010)=7.584

2、15;105mm3。對(duì)接焊縫受力:;焊縫應(yīng)力驗(yàn)算:最大正應(yīng)力:最大剪應(yīng)力:折算應(yīng)力:故焊縫滿(mǎn)足要求。8.5 圖8-84所示的牛腿用角焊縫與柱連接。鋼材為Q235鋼,焊條用E43型,手工焊,角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。T=350kN,驗(yàn)算焊縫的受力。 圖8-84 習(xí)題8.5 圖8-84-1 焊縫截面計(jì)算簡(jiǎn)圖解:(注:焊縫上下翼緣長(zhǎng)度114mm有些問(wèn)題,應(yīng)取,黃鉅枝06年6月19日)如圖8-84-1,截面特性計(jì)算如下: 焊縫受力: ; 應(yīng)力驗(yàn)算:危險(xiǎn)點(diǎn)為a、b兩點(diǎn),下面分別驗(yàn)算:對(duì)a點(diǎn): 對(duì)b點(diǎn): 故焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。8.6 計(jì)算圖8-85所示的工字形截面焊接梁在距支座5m拼接處的角焊縫。鋼材為Q345鋼,

3、焊條為E50型,F(xiàn)=200kN。問(wèn):(1)腹板拼接處是否滿(mǎn)足要求?(2)確定翼緣拼接板焊縫腳尺寸和長(zhǎng)度。圖8-85 習(xí)題8.6解:(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí),拼接處受力:,其中剪力由腹板承擔(dān),彎矩由工字梁的翼緣和腹板 慣性矩的比值分配: 圖8-85-1 角焊縫計(jì)算簡(jiǎn)圖經(jīng)過(guò)分析,拼接板左右兩側(cè)受剪力與彎矩作用,相比較而言,右側(cè)拼接板焊縫受力更不利,故以右側(cè)拼接板焊縫驗(yàn)算。計(jì)算焊縫截面特性:,由對(duì)稱(chēng)性得:將剪力、彎矩移至焊縫形心得到焊縫受力:;焊縫驗(yàn)算:分析得A、B兩點(diǎn)為危險(xiǎn)點(diǎn),下面分別驗(yàn)算:對(duì)A點(diǎn):對(duì)B點(diǎn),同理可得: 故焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。(2)翼緣受軸力:對(duì)于角焊縫,一般要求且,取由,計(jì)算得到:故取

4、(一側(cè))便可以滿(mǎn)足要求。8.7驗(yàn)算圖8-86中桁架節(jié)點(diǎn)焊縫“A”是否滿(mǎn)足要求,確定焊縫“B”、“C”的長(zhǎng)度。已知焊縫A的角焊縫hf10mm,焊縫B、C的角焊縫hf=6mm。鋼材為Q235鋼。焊條用E43型,手工焊,。在不利組合下桿件力為N1=150kN,N2=489.41kN,N3=230kN,N4=14.1kN,N5=250kN。圖8-86 習(xí)題8.7解:焊縫A受力:;故焊縫A的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。對(duì)于焊縫B:肢背: 取。肢尖: 取。對(duì)于焊縫C:肢背: 取。肢尖: 取。8.8驗(yàn)算圖8-87所示的角焊縫是否安全。已知:鋼材為Q345鋼,焊條為E50型,手工焊,hf10mm,F(xiàn)=160kN。圖8-87

5、 習(xí)題8.8解: 截面特性計(jì)算: ; 圖8-87-1 角焊縫計(jì)算簡(jiǎn)圖 焊縫受力:;經(jīng)過(guò)分析,危險(xiǎn)點(diǎn)為A、B點(diǎn),下面分別對(duì)A、B點(diǎn)作應(yīng)力分析:對(duì)A點(diǎn):對(duì)B點(diǎn),同理可計(jì)算得:;故知焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。8.9 圖8-88所示為一梁柱連接,M=100kN·m,V=600kN。鋼材為Q235C鋼。剪力V由支托承受,焊條用E43型,角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,端板厚14mm,支托厚20mm。(1)求角焊縫“A”的hf。(2)彎矩M由螺栓承受,4.8級(jí)螺栓M24,驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度。圖8-88 習(xí)題8.98.10 確定圖8-90所示A級(jí)螺栓連接中的力F值。螺栓M20,N=250kN,鋼板采用Q235B,厚度為t=

6、10mm,螺栓材料為45號(hào)鋼(8.8級(jí)),。圖8-89 習(xí)題8.108.11 圖8-90所示的螺栓連接,驗(yàn)算其受力。已知:鋼材為Q235B鋼,螺栓為C級(jí)普通螺栓,螺栓M20,F(xiàn)=60kN,螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。圖8-90 習(xí)題8.11解:剪力由承托承受,螺栓群僅受彎矩作用;在彎矩作用下,螺栓群繞低排轉(zhuǎn)動(dòng):一個(gè)螺栓承載力為:由,知螺栓受力滿(mǎn)足要求。8.12 圖8-91所示的螺栓連接采用45號(hào)鋼,A級(jí)8.8級(jí)螺栓,直徑d=16mm,。鋼板是Q235鋼,鋼板厚度12mm,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。求其連接能承受的Fmax值。圖8-91 習(xí)題8.12 解: 一個(gè)螺栓的抗剪承載力為: 一個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值為:

7、圖8-91-1 驗(yàn)算凈截面 故有則螺栓群能承受的最大力為:考慮凈截面-:考慮凈截面:則鋼板能承受的最大力為:故有。8.13 習(xí)題8.12中,將普通螺栓改用M20(d=20mm)的10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接,求此連接能承受的Fmax值。注:鋼板表面未處理,僅用鋼絲刷清理浮銹,鋼板仍為Q235鋼。解:一個(gè)螺栓抗剪承載力:螺栓群能承受的最大力:由構(gòu)件凈截面所受力: 計(jì)算得到:由此得到8.14 將習(xí)題8.6中的梁拼接改用高強(qiáng)度螺栓承壓型連接,改后構(gòu)造如圖8-92所示,高強(qiáng)度螺栓的鋼材為10.9級(jí),梁的鋼板用Q235B,螺栓M20,梁連接處的接觸面采用噴砂處理,螺栓的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,。(1)確定翼緣接頭

8、處螺栓數(shù)目和連接板尺寸;(2)驗(yàn)算腹板拼接螺栓是否滿(mǎn)足要求。圖8-92 習(xí)題8.14解:(1)拼接處受力,。剪力完全由腹板承受,彎矩由翼緣與腹板的剛度分配。由習(xí)題8.6求得,。翼緣受力:翼緣一個(gè)螺栓受剪承載力取以下三個(gè)計(jì)算式的較小值:故取。因此每側(cè)螺栓數(shù)為個(gè),取個(gè)。根據(jù)P246表82要求的最小/大間距要求,布置螺栓如下:圖8-92-1 拼接板螺栓布置圖驗(yàn)算翼緣拼接板截面:驗(yàn)算翼緣拼接板凈截面:由上面計(jì)算可知以上螺栓的布置是滿(mǎn)足要求的。(2)腹板拼接板螺栓(一側(cè))受力:,腹板一個(gè)螺栓承載力為: 驗(yàn)算螺栓受力: 由, 則故可知腹板的螺栓是滿(mǎn)足要求的。圖8-92-2 1/4腹板螺栓群8.15 圖8-93所示是屋架與柱的連接節(jié)點(diǎn)。鋼材為Q235B,焊條用E43型,手工焊。C級(jí)普通螺栓用Q235BF鋼。已知:,。(1)驗(yàn)算角焊縫A的強(qiáng)度,確定角焊縫B、C、D的最小長(zhǎng)度,焊縫厚度hf=10mm。(2)驗(yàn)算連接于鋼柱的普通螺栓的強(qiáng)度,假定螺栓不受剪力(即連接處豎向力由支托承受)。螺栓直徑為24mm。圖8-93 習(xí)題8.15解:(1)焊縫A受力:驗(yàn)算焊縫A受力:故知焊縫A的強(qiáng)度是

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