第三章_钢结构的连接

《第三章_钢结构的连接》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第三章：钢结构的连接练习与作业（附答案）：例题3.1试计算图3．Ⅱ．1（a）所示牛腿与柱连接的对接焊缝所能承受的最大荷载F（设计值）。钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊，施焊时不用引弧板，焊缝质量为三级。图3．Ⅱ．1牛腿与柱用对接焊缝连接解：1．确定对接焊缝计算截面的几何特性(1)确定中和轴的位置mmmm(2)焊缝计算截面的几何特征cm4腹板焊缝计算截面的面积：cm22．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F。将力F向焊缝截面形心简化得：（KN·mm）（KN）查表得：N/mm2，N/mm2，N/mm2点a的拉应力，且要求≤N/mm2解得：KN点b的压应力，且要求≤N/mm2解得：KN由产生的剪

2、应力，且要求≤N/mm2解得：KN点b的折算应力，且要求起步大于1.1解得：KN故此焊缝所能承受的最大荷载设计值F为152.2KN。例题3.2如图3．Ⅱ．3所示两块钢板的对接连接焊缝，已知偏心拉力F=420KN，钢材为Q235，焊缝E43型，手工焊，施焊时采用引弧板，试问此对接焊缝需采用哪种质量等级就可以满足其强度要求？图3．Ⅱ．3对接焊缝受偏心力作用解：分析：由已知条件，此对接焊缝承受偏心拉力F产生的弯矩M和轴心拉力N的共同作用，在M作用下，a点产生最大的拉应力，b点产生最大的压应力；在N作用下，焊缝均匀受拉，各点拉应力均为。由此可见，a点为最危险点，因此，只需计算a点的合应力，就能确定需要

3、哪个等级质量的焊缝。1．将偏心力F向焊缝形心简化，得：KN·mmKN2．计算在M、N作用下a点的应力N/mm2N/mm2a点的合应力N/mm23．查表知，焊缝质量为一、二级时，N/mm2，焊缝质量为三级时的N/mm2，由此可见，此对接焊缝只需焊缝质量为三级时就能满足强度要求。当F=480KN时，与上述相同的方法计算得：N/mm2，N/mm2，故a点的合应力N/mm2。很显然焊缝质量为三级时，则不能满足强度要求，只能经过一、二级焊缝质量才能满足强度要求。例题3.3如图3．Ⅱ．4所示角钢,两边用直角角焊缝(绕角焊)和柱翼缘相连接,钢材为Q235,焊条E43型,手工焊,承受静力荷载F=150KN,试

4、确定所需的最小焊角尺寸hf。图3．Ⅱ．4解:其计算步骤如下：(1)确定焊缝有效截面的几何特征值Af、Wf；(2)计算危险点a（或点b）在M和V作用下的应力和；(3)确定焊脚尺寸hf。首先由公式(3.18)求得此焊缝连接所需的焊脚尺寸hf，再根据构造要求，决定其最小的焊脚尺寸。例题3.4如图3．Ⅱ．5所示，双角钢和节点板用直角角焊缝连接，钢材为16Mn钢，焊条E50型,手工焊、采用侧焊缝连接，肢背、肢尖的焊缝长度均为300mm，焊脚尺寸hf为8mm，试问在轴心力N=1200KN作用下，此连接焊缝是否能满足强度要求？若不能则应采用什么措施，且如何验算？图3．Ⅱ．5双角钢和节点板的焊缝连接解：查角钢

5、角焊缝的内力分配系数表得，k1=0.65，k2=0.35；查焊缝强度表得200N/mm2一条肢背焊缝的计算长度300-10290mm，要求8hf和40mm≤≤60hf，显然符合构造要求。肢背焊缝所能承担的力：KN则其焊缝强度为：N/mm2＞200N/mm2故此连接不能满足强度要求。应采取以下措施：1．增加肢背焊缝的长度mm因此，肢背焊缝的长度必须加长到mmmm，才能使其满足强度要求。采用这种方法，就会增加节点板的尺寸。而此时肢尖焊缝的应力N/mm2＜200N/mm2，满足强度要求，且可以适当减小其焊缝长度。2．增加肢背焊缝的焊脚尺寸根据构造要求，肢背焊缝最大的焊脚尺寸mm。而实际所需的焊脚尺寸

6、为≥mm因此，将肢背焊缝的焊脚尺寸增加到10mm就能使此连接满足强度要求。3．改用三面围焊首先计算正面角焊缝所能承担的力：KN求肢背焊缝所能承担的力：KN则N/mm2＜200N/mm2满足强度要求。例题3.5如图3.Ⅱ.6所示为板与柱翼缘用直角角焊缝连接，钢材为Q235,焊条E43型，手工焊，焊脚尺寸hf=10mm,ffw=160N/mm2,受静力荷载作用，试求：1.只承受F作用时，最大的轴向力F=？2.只承受P作用时，最大的斜向力P=？3.若受F和P的共同作用，已知F=250KN,P=150KN,此焊缝是否安全？解：分析：根据已知条件，可将斜向力P向焊缝形心简化得M、N、V,将F向焊缝形心简

7、化只得N。M、N使焊缝有效截面产生应力σMf、σNf，而剪力V则产生应力τvf,最后可按角焊缝的基本计算公式计算此连接能承受的最大力F或P，并可进行焊缝强度验算。一条焊缝的计算长度lw=300－10=290mm,符合构造要求。1.在力F作用下，焊缝属于正面角焊缝，由公式得：Fmax=0.7hf·∑lw·β·ffw=0.7×10×2×290×1.22×160×10-3=792.5KN2.将斜向力P向