(整理)第三章鋼結(jié)構(gòu)的連接計(jì)算題答案

1、精品文檔精品文檔一、選擇題1.圖中的焊腳尺寸hf是根據(jù)a選定的。68TOC o 1-5 h z/通=-/TO=4.7mm,hfl=1.2x6=6mmr血H=15拆=37淤佻hf期=12-10=6mm=4.7mm,=1.2x6=7=6(12)mm/min=1.5Ib=4.7mm,=1.2-10=12mWhfl=6mm如圖所示梁截面形式、尺寸(Ix=22000X104mm4)及荷載。鋼材為Q235-BF，焊條采用E43型手工焊,梁翼緣和腹板間用角焊縫連接，hf=_dmm。如圖所示為單角鋼(L80X5)接長(zhǎng)連接，采用側(cè)面角焊縫(Q235鋼和E43型焊條，/=160Nlmm2,焊腳尺寸h=5mm。求連

2、接承載力設(shè)計(jì)值(靜載)=d。精品文檔精品文檔=20.7x5x(360-2x0.7x5x(360)x16020.75(605-10)1602x0.7x5x(60 x5)x160設(shè)有一截面尺寸為100X8的板件，在端部用兩條側(cè)面角焊縫焊在10mm厚的節(jié)點(diǎn)板上，兩板件板面平行，焊腳尺寸為6mm。為滿足最小焊縫長(zhǎng)度的構(gòu)造要求，試選用下列何項(xiàng)數(shù)值。d鋼結(jié)構(gòu)連接中所使用的焊條應(yīng)與被連接構(gòu)件的強(qiáng)度相匹配，通常在被連接構(gòu)件選用Q345時(shí)，焊條選用_b_。6.E55E50E43前三種均可產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的主要因素之一是_c鋼材的塑性太低鋼材的彈性模量太高焊接時(shí)熱量分布不焊縫的厚度太小7.產(chǎn)生縱向焊接殘余應(yīng)力的主

3、要原因是_d_。冷卻速度太快焊件各纖維能自由變形鋼材彈性模量太大，使構(gòu)件剛度很大施焊時(shí)焊件上出現(xiàn)冷塑和熱塑區(qū)8.角鋼和鋼板間用側(cè)焊縫搭接連接，當(dāng)角鋼肢背與肢尖焊縫的焊腳尺寸和焊縫的長(zhǎng)度都等同時(shí)，_c角鋼肢背的側(cè)焊縫與角鋼肢尖的側(cè)焊縫受力相等角鋼肢尖側(cè)焊縫受力大于角鋼肢背的側(cè)焊縫角鋼肢背的側(cè)焊縫受力大于角鋼肢尖的側(cè)焊縫由于角鋼肢背和肢尖的側(cè)焊縫受力不相等，因而連接受有彎矩的作用在動(dòng)荷載作用下，側(cè)焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不宜大于_b60h40h80h120h圖示的角焊縫在P的作用下，最危險(xiǎn)點(diǎn)是ba、b點(diǎn)b、d點(diǎn)c、d點(diǎn)a、c點(diǎn)對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，計(jì)算正面直角焊縫時(shí)_c要考慮正面角焊縫強(qiáng)度的提高要考慮

4、焊縫剛度影響與側(cè)面角焊縫的計(jì)算式相同取旳=1-22在制作長(zhǎng)焊件時(shí)，為了考慮焊接殘余變形的影響，其下料長(zhǎng)度等于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)長(zhǎng)度+縱向收縮余量設(shè)計(jì)長(zhǎng)度+縱向收縮和橫向收縮余量設(shè)計(jì)長(zhǎng)度+橫向收縮余量連接的構(gòu)造細(xì)節(jié)殘余焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度的大小與_a關(guān)系不大。鋼材的種類應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力大小焊接連接或焊接構(gòu)件的疲勞性能與_b有關(guān)。未焊透的對(duì)接焊縫計(jì)算應(yīng)按_b_計(jì)算。對(duì)接焊縫角焊縫斷續(xù)焊縫斜焊縫二、計(jì)算題驗(yàn)算圖示直角角焊縫的強(qiáng)度。已知靜荷載F=120kN（設(shè)計(jì)值），角焊縫的焊角尺寸為hf=8mm，鋼材為Q235-BF鋼，手工焊，焊條為E43型，。精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔1解：將F移至焊縫形心，F(xiàn)=2

5、40kN120=103.9kNV=c60iF=-y420=60kN得M=N&=103.935=3.64103kNmm焊縫左邊點(diǎn)受力最為不利，由N產(chǎn)生的和m產(chǎn)生的迭加。代入：N2x0.7kflw2x0.7hv20.7hfll66.3+99.5103.9y.1032x0.7x8x(150-10)60X-1032x0.7x8x!40=66.3Njmm2=38.3N/mm263.641Q62x0.7x8xl402=99.5N/mm2+38.32焊縫強(qiáng)度滿足要求。請(qǐng)驗(yàn)算圖示牛腿與柱連接的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度。靜力荷載設(shè)計(jì)值F=220kN。鋼材用Q235AF，焊條E43手工焊，無(wú)引弧板，焊縫質(zhì)量三級(jí)（假定剪力全

6、部由腹板上的焊縫承受）。=1851Hmm2,/=215N!mm2/=125Nlmm22解：（1）計(jì)算對(duì)接焊縫計(jì)算截面的幾何特性中和軸位置,_（200-W）xWx5+（300-W）xlOx_nn_戸一（200-110+（300-110_聊梢y2=31099=211mm焊縫截面幾何特性g=xlOx（3OO-lOf+（300-10）x10 xQ60-99）2+x（200-0）xW3+（200-10）x10 x（9-5）2=4.79-10mm心=（300-10）x10=2.9y.l03mm2剪力只由腹板承擔(dān)，故只算腹板的截面積應(yīng)。（2）驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度經(jīng)分析最危險(xiǎn)點(diǎn)是最下面點(diǎn)，故只要驗(yàn)算該點(diǎn)的焊縫強(qiáng)度4.

7、79x10口=晉_=1弓嚴(yán)=193.8Nf淤淤N=1181hN2）驗(yàn)算被連接鋼板的凈截面強(qiáng)度=A通&橫=401.8-42.351.8=55.08cm2NCF=&llSlx-lO355.08x.102=214.4梁的連接構(gòu)造如圖所示。連接承受的彎矩M=1000kNm，剪力V=100kN。鋼材Q235，摩擦型高強(qiáng)度螺栓10.9級(jí)，M20，接觸面噴砂處理，P=15臨屮=045。試驗(yàn)算梁節(jié)點(diǎn)高強(qiáng)度螺栓連接的強(qiáng)度。提示：梁腹板分擔(dān)的彎矩按Mw=M/y計(jì)算，剪力全部由腹板承受。精品文檔精品文檔ura岳匚4解：（1）連接一側(cè)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(duì)于水平對(duì)稱軸的慣性矩I=：9603

8、+2x400 x20 x4902=4.87y：10g12腹板對(duì)于水平對(duì)稱軸的慣性矩5=xQ603=LO3ydOgmm4腹板分擔(dān)的彎矩：M=xM=xl000=211.5kN-mI4.87翼緣分擔(dān)的彎矩：Mf=1000-211.5=788.5kNm翼緣分擔(dān)的彎矩由螺栓群受軸向力來(lái)承擔(dān)：目=且=竺丄=788.5kNh1.0腹板螺栓群除分擔(dān)部分彎矩外，還承受全部剪力，而該剪力對(duì)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=100kNM=211.5+100 x5Q+4Q=220.5kN-m10002)確定單個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值翼緣螺栓：按圖中尺寸沿受力方向的連接長(zhǎng)度仃=40cm1

9、5d0=15x2.15=32.3cm故需將螺栓的承載力設(shè)計(jì)值乘以下列折減系數(shù)，即：150d040150 x2.15=0.98N；=P(0.9nf=0.980.9y.ly.0.45155=61.5kN腹板螺栓：因上、下排螺栓“1”的合力方向大致是水平的，沿受力方向的連接長(zhǎng)度=8cm.15d0=32.3cm，故不需乘折減系數(shù)0。N；=0.9nfyP=0.9x2x0.45155=125.6kN3)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算a.翼緣板拼接螺栓：螺栓孔徑d0取21.5mm，翼緣板的凈截面面積為：精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔&=(40-42.15)y-2=62.8cm2翼緣板能承受的軸向力：毛截面：N=Af=402

10、-IO2215=1720000N=1720kN62.8100215=1473kNl-0.5x24摩擦型高強(qiáng)度螺栓能承受的軸向力：N=N=61.524=1476kN上述三項(xiàng)最小值為N=1473kN翼緣螺栓群受到的力788.5kN，故翼緣板拼接螺栓滿足強(qiáng)度要求。b.腹板拼接螺栓：腹板承受的內(nèi)力V=100kNM=220.5kNm每個(gè)螺栓所承受的垂直剪力為：10077=7.14kN在彎矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力為：220.5IO2394x(392+263+132)=90.9kNy13x1N$=J（陰尸+（陰=90.92+7.142=91.2kN磯=125.6kN所以腹板拼接螺栓群滿足強(qiáng)度

11、要求。例1：圖示一圍焊縫連接，已知!=200朋漑，J=300漑叫w=80漑漑,hg=8mmF=370kNOmm,打=6300cm4J；=160Nmm2試驗(yàn)算該連接是否安全。解：將F移向焊縫形心0,三面圍焊縫受力：N=F=370kN在計(jì)算焊縫的面積和其極慣性矩時(shí)，近似取l1l2為其計(jì)算長(zhǎng)度，即既不考慮焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度稍大于l1和l2也不扣除水平焊縫的兩端缺陷10mm。T=Fe=370 x30=29600kNmm焊縫截面面積：A=SC.7=0.7x3(2x200+300)=3920mm2ly=2xx0.7x8x2003-2x0.7x8x200 x(!00-60)2+0.7x8x300 x602=1.71xl07mm4在N力作用下，焊縫各點(diǎn)受力均勻；在T作用下，水平焊縫右邊兩個(gè)端點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力最大，但在右上端點(diǎn)其應(yīng)力的水平分量與N力產(chǎn)生的同方向，因而該焊縫在外力F作用下，該點(diǎn)最危險(xiǎn)。由N在水平焊縫右上端點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力為由扭矩T在該點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力的水平分量為:由T在該點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力的垂直分量為：代入強(qiáng)度條件:該連接安全。例2:計(jì)算圖示角焊縫連接中的h。已知連接承受動(dòng)荷載，鋼材為Q235BF，焊條為E43型60N/mm2,Fi=180kN7F2=240kN,圖中尺寸單位為:mm。