鋼結構的連接計算題答案

1、、選擇題1.圖中的焊腳尺寸hf是根據_a選定的。曲=L54iO = 4.?啊h葉=12幼=7加嘶恥后=6mm層=1,56 =3 7inm,h 2X0“加誦1如皿 6mm陽=1.510= 4.7mm,kfja!K “2冥滬7加諭旳晦-(/)咖=1.510 = 47mmk 1.210 = 12mhf =6mm2.如圖所示梁截面形式、尺寸（lx=22000X 10鴛市及荷載。鋼材為Q235-B?F,焊條采用E43型手工焊,梁翼緣和腹板間用角焊縫連接，hf =_d.mm。q = 2OOkN/m-2.661083如圖所示為單角鋼（L80 X 5 ）接長連接，采用側面角焊縫 （Q235鋼和E43型焊條，.

2、二二 f m； ）,焊腳尺寸hf =5mm。求連接承載力設計值（靜載）=d.=20.75(360-10)1602xO7Hx(3(TO)x0 207 5(60 5-10)160加巧幼峨風護巾04.設有一截面尺寸為100X8的板件，在端部用兩條側面角焊縫焊在10mm厚的節(jié)點板上，兩板件板面平行，焊腳尺寸為6mm。為滿足最小焊縫長度的構造要求，試選用下列何項數值。d40mm60mm80mm100mm5.鋼結構連接中所使用的焊條應與被連接構件的強度相匹配，通常在被連接構件選用Q345時，焊條選用b 。E55E50E43前三種均可6.產生焊接殘余應力的主要因素之一是c。r鋼材的塑性太低鋼材的彈性模量太高

3、均r焊縫的厚度太小7.產生縱向焊接殘余應力的主要原因是d 。焊接時熱量分布不度很大冷卻速度太快焊件各纖維能自由變形鋼材彈性模量太大，使構件剛施焊時焊件上出現冷塑和熱塑區(qū)8. 角鋼和鋼板間用側焊縫搭接連接，當角鋼肢背與肢尖焊縫的焊腳尺寸和焊縫的長度都等同時，c角鋼肢背的側焊縫與角鋼肢尖的側焊縫受力相等角鋼肢尖側焊縫受力大于角鋼肢背的側焊縫角鋼肢背的側焊縫受力大于角鋼肢尖的側焊縫由于角鋼肢背和肢尖的側焊縫受力不相等，因而連接受有彎矩的作用9. 在動荷載作用下，側焊縫的計算長度不宜大于b。60h40h80h120h10. 圖示的角焊縫在P的作用下，最危險點是 ba、b點a、c點11. 對于直接承受動

4、力荷載的結構，計算正面直角焊縫時c要考慮正面角焊縫強度的提高要考慮焊縫剛度影響與側面角焊縫的計算式相同取0疔L2212. 在制作長焊件時，為了考慮焊接殘余變形的影響，其下料長度等于_b_。設計長度設計長度+縱向收縮余量設計長度+縱向收縮和橫向收縮余量設計長度+橫向收縮余量13.焊接結構的疲勞強度的大小與a關系不大。鋼材的種類應力循環(huán)次數連接的構造細節(jié)殘余應力大小14.焊接連接或焊接構件的疲勞性能與b 有關。I應力比廠分；最小應力最大應力）I應力幅dCFP創(chuàng)-%215.未焊透的對接焊縫計算應按 b計算。對接焊縫角焊縫斷續(xù)焊縫斜焊縫二、計算題1 .驗算圖示直角角焊縫的強度。已知靜荷載F=120kN

5、 （設計值），角焊縫的焊角尺寸為hf=8 mm，鋼材為Q235 BF鋼，手工焊，焊條為 E43型：一：。1. 解:將F移至焊縫形心,-Lx20 = 103.9kN卩5伽厶KW2M = NS = 103 .Qx35 =焊縫左邊點受力最為不利，由N產生的1039X103.壬=66.3 Nlmm2xO.7A/v 2x0.7x5x(250-20 fP =血沖52x07iz/v,2x07x3x240/3如；=ppj N訕2x07x5x?02代入:+ 3B.32=1412 N椀朋/； RON加n焊縫強度滿足要求。2請驗算圖示牛腿與柱連接的對接焊縫的強度。靜力荷載設計值 F=220kN。鋼材用Q235 AF

6、，焊條E43手工焊，無引弧板，焊縫質量三級(假定剪力全部由腹板上的焊縫承受)。尸=185NI 加，斗=2Z5M/ 加，拜 “25NI 血。2解:(1 )計算對接焊縫計算截面的幾何特性,中和軸位置(200-16)x10x5 +(300-160 如V, = = uyH (200-110+(300-110y2 = 310-99 211mm焊縫截面幾何特性4= x/0x(3-Idf +(300-10yi0x(160-99)212+ 2_ x(2 00 - ”) x 0 +(2 00 -)燈 0 xg -廳12=47X0朋4 =(W0)x = 2,9x20W剪力只由腹板承擔，故只算腹板的截面積.、。(2

7、)驗算焊縫強度經分析最危險點是最下面點，故只要驗算該點的焊縫強度。2220200x10211 心 “一“ 2a =-=；=193.8Nl mm r r r t-T1 T f 11*TV11X占 山A斗*T- r -qr-tIIP卄it*HIIJLX一Jk -JJ亠丄丄Asrt*fn*冒tu”養(yǎng)普通C級螺栓連接，do = 23.5mm，按圖示連接。試驗算節(jié)點是否安全。3.解：(1)螺栓強度驗算單個螺栓抗剪承載力設計值勺：少哼5 = 98嘶=98腳單個螺栓承壓承載力設計值N： =2218305 = 120800N= 120.8k故取.o每側12個螺栓，承載力為(2)驗算被連接鋼板的凈截面強度4 =

8、 And/ - 401.842.351.8 = 55.08cm=11Sixi =214.4 2109m4 12腹板對于水平對稱軸的慣性矩L = v 12腹板分擔的彎矩:M. =M = x/OOfl = 211.5kNm1487翼緣分擔的彎矩：MlOOOH.SSkm翼緣分擔的彎矩由螺栓群受軸向力來承擔：f = L = l=788 5kN h 1.0腹板螺栓群除分擔部分彎矩外，還承受全部剪力，而該剪力對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 竺空=220.5k m1000(2)確定單個摩擦型高強度螺栓的承載力設計值翼緣螺栓：按圖中尺寸沿受

9、力方向的連接長度- 一工.:故需將螺栓的承載力設計值乘以下列折減系數，即：140p =-0,9815Qd.1502.15用二滬(09勺廝),財x加敘x 0奶x打5 丄弘腹板螺栓：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度:-丄I -丄一.:，故不需乘折減系數N； = 0.9nf/jP = ap X； X 045155 = 125.6kN（3）螺栓強度驗算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：4 =（臨-4乂25）燈=62&幣?翼緣板能承受的軸向力：毛截面：，- - ;. 1 - 一AJ 62.8x100215凈截面： -.-:； ：?.1

10、-05-/-O.Jxn24摩擦型高強度螺栓能承受的軸向力：N=bln = 6124 = 1476上述三項最小值為 N=1473kN 翼緣螺栓群受到的力 788.5kN，故翼緣板拼接螺栓滿足強度要求。b.腹板拼接螺栓：腹板承受的內力 V=100kNM =220.5kN m每個螺栓所承受的垂直剪力為：14在彎矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力為:yi3x故略去；.-一；_（因昇4x（護+2滬+陽- 90.92+7.143 - 9l.2kN 125.6 kN所以腹板拼接螺栓群滿足強度要求。例1 :圖示一圍焊縫連接，已知一一匕；二：，一 .1匚,山1曾,二一一；廠門,，試驗算該連接是否安全。解：

11、將F移向焊縫形心 0,三面圍焊縫受力:T = Fe = 37080 = 29600kNm在計算焊縫的面積和其極慣性矩時，近似取|和|為其計算長度，即既不考慮焊縫的實際長度稍大lll2于i和i ，也不扣除水平焊縫的兩端缺陷10mml 1丨2焊縫截面面積：丄，丁廠*，口L =xO7x5x5OO5+2x0.7x8x2txnOJ-dJxyo712=2x0.7x82003+2073x200(100-60)3+ 0.78300x601在N力作用下，焊縫各點受力均勻；在 T作用下，水平焊縫右邊兩個端點產生的應力最大，但在右上 端點其應力的水平分量與 N力產生的同方向，因而該焊縫在外力F作用下，該點最危險。由N在水平焊縫右上