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时间:2018-01-12
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1、《钢结构设计原理》作业标答3.连接3.8试设计如图所示的对接连接(直缝或斜缝)。轴力拉力设计值N=1500kN,钢材Q345-A,焊条E50型,手工焊,焊缝质量三级。解:三级焊缝查附表1.3:,不采用引弧板:,不可。改用斜对接焊缝:方法一:按规范取θ=56°,斜缝长度:设计满足要求。方法二:以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。3.9条件同习题3.8,受静力荷载,试设计加盖板的对接连接。解:依题意设计加盖板的对接连接,采用角焊缝连接。查附表1.3:试选盖板钢材Q345-A,E50型焊条,手工焊。设盖板宽b=460mm,为保证盖板与连
2、接件等强,两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度:,取t2=6mm由于被连接板件较薄t=10mm,仅用两侧缝连接,盖板宽b不宜大于190,要保证与母材等强,则盖板厚则不小于14mm。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接,先采用三面围焊。231)确定焊脚尺寸最大焊脚尺寸:mm最小焊脚尺寸:mm取焊脚尺寸hf=6mm2)焊接设计:正面角焊缝承担的轴心拉力设计值:侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值:所需每条侧面角焊缝的实际长度(受力的一侧有4条侧缝):取侧面焊缝实际长度175mm,则所需盖板长度:L=175×2+10(盖板距离)=360mm。∴此加盖板的对
3、接连接,盖板尺寸取-360×460×6mm,焊脚尺寸hf=6mm3.10.有一支托角钢,两边用角焊缝与柱相连。如图所示,钢材为Q345-A,焊条为E50型,手工焊,试确定焊缝厚度(焊缝有绕角,焊缝长度可以不减去2hf)。已知:外力设计值N=400kN。解:已知:lw=200mm,N=400kN,1)内力计算剪力:弯矩:2)焊脚尺寸设计弯矩引起的焊缝应力:23剪力产生的焊缝剪应力:所需焊脚尺寸:取焊脚尺寸hf=8mm焊缝构造要求:最大焊脚尺寸:mm最小焊脚尺寸:mm取hf=8mm满足焊缝构造要求。3.11试设计如图(P114习题3.11)所示牛腿与柱的角焊缝连
4、接。钢材Q235-B,焊条E43型,手工焊,外力设计值N=98kN,(静力荷载),偏心e=120mm。(注意力N对水平焊缝也有偏心)解:查附表1.3:1)初选焊脚尺寸最大焊脚尺寸:mm最小焊脚尺寸:mm取hf=6mm满足焊缝构造要求。2)焊缝截面几何性质焊缝截面形心距腹板下边缘的距离yc23全部有效焊缝对中和轴的惯性矩:1)焊缝截面验算弯矩:考虑弯矩由全部焊缝承担弯矩引起翼缘边缘处的应力:弯矩引起腹板边缘处的应力:剪力由腹板承担,剪力在腹板焊缝中产生的剪应力:则腹板下边缘处的应力:所设焊脚尺寸满足要求。所以此牛腿与柱的连接角焊缝焊脚尺寸取hf=6mm,。23
5、3.13如图(P115习题3.13)所示梁与柱的连接中,钢材为Q235-B,弯矩设计值M=100kN.m,剪力V=600kN,试完成下列设计和验算:1)剪力V由支托焊缝承受,焊条采用E43型,手工焊,求焊缝A的高度hf2)弯矩M由普通螺栓承受,螺栓直径24mm,验算螺栓是否满足要求。解:,,1)支托焊脚尺寸计算支托采用三面围焊,且有绕角焊缝,不计焊缝起落弧的不利影响,同时考虑剪力传力偏心和传力不均匀等的影响,焊缝计算通常取竖向剪力的1.2~1.3倍。正面角焊缝能承受的力:侧面角焊缝能承受的力:所需焊脚尺寸:取hf=10mm2)拉力螺栓验算:单个螺栓抗拉承载力
6、设计值:弯矩作用最大受力螺栓所承受的拉力:满足。233.14.试验算如图所示拉力螺栓连接的强度,C级螺栓M20,所用钢材为Q235B,若改用M20的8.8级高强度螺栓摩擦型连接(摩擦面仅用钢丝刷清除浮锈)其承载力有何差别?解:1.采用普通螺栓连接查表:,,1)内力计算剪力:拉力:1)螺栓强度验算单个螺栓受剪承载力:单个螺栓承压承载力:单个螺栓受拉承载力:每个螺栓承受均匀剪力和拉力:螺栓最大剪力(拉力)2排2列:拉-剪共同作用时:满足。2.改用高强度螺栓摩擦型连接查表3.5.28.8级M20高强螺栓预拉力P=125kN,摩擦面仅用钢丝刷清除浮锈μ=0.3单个螺
7、栓受剪承载力设计值:单个螺栓受拉承载力设计值:拉-剪共同作用:连接不满足要求。233.15.如图所示螺栓连接采用Q235B钢,C级螺栓直径d=20mm,求此连接最大能承受的Fmax值。解:查附表1.3:,查附表1.1:假设螺栓孔直径d0=21.5mm单个螺栓受剪承载力:单个螺栓承压承载力:此螺栓连接最大能承受的轴力设计值:连接板件净截面面积A1(直线):净截面面积A2(折线):构件截面最大能承受的轴力设计值:所以此连接最大能承受的轴力设计值Fmax=1048kN。3.16.如上题中将C级螺栓改为M20的10.9级高强度螺栓,求此连接最大能承受的Fmax值。要
8、求按摩擦型连接和承压型连接分别计算(钢板表面仅用钢丝
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