钢结构第七章作业

发布 2021-05-30 03:06:28 阅读 6433

7.9. 两面侧焊的角钢连接,受沿形心线的静力荷载作用,设计值 n=600kn,角钢为2l100×63×10,连接板厚 10mm ,钢材为q235,焊条为 e43型,手工焊,根据构造要求和受力要求设计角焊缝。

解: 据题设焊脚高度为 ,

1) 采用两边侧焊,肢背、肢尖的受力为(图中为长肢相连)

2)计算肢背、肢尖所需焊缝长度为。

构件端部按要求做成2绕角焊,故不再加hf。

分别取230mm和170mm,满足构造要求。

若端部不做2绕角焊,则。

分别取240mm和170mm,满足构造要求。

7.10 图示三面围焊,焊脚尺寸为6mm,钢材为q235bf,计算此连接能承受的最大拉力。

解: 端焊缝受力。

侧焊缝受力。

连接板只需验算中间20厚的。

故该连接能承受的最大拉力为904kn

7.11图示牛腿板承受扭矩设计值t=60knm,钢材为q235bf,焊条为e43系列。

1)采用三面围焊角焊缝,试设计此角焊缝,即确定焊脚高度hf。

2)四面围焊,焊脚高度可以改为多少。

3)方案二的焊条是否少于方案一。

解:要点:画对焊缝截面图。

取hf=8mm,则焊缝有效截面如下图所示。

求形心位置。

假设hf=7mm,计算结果与焊脚高度近似成线性比例关系。

则只是7mm的焊缝很少用,一般为2mm的模数。

假设hf=6mm,则不满足强度要求。

如果采用近似计算,查339页附表14,有。

形心位置。取hf=8mm,则(*)为171n/mm2>160,不满足。

而相对精确的计算结果仅为130.4,可见两者相差较大。

此时焊缝需要取为10mm。

方案二:取hf=6mm,则焊缝有效截面如下图所示。

取hf=5mm,则。

用钢量比较。

以8与6比较,用钢量与焊脚高度平方关系成正比。

可见四周围焊用钢量小很多。

7.12 图示连接中,2l100x80x10(长肢相并)通过14厚连接板和20厚的端板连接于柱的翼缘,钢材用q235bf,焊条为e43系列,采用手工焊,所承受的静力荷载设计值为540kn。

1)要求确定角钢和连接板之间的焊缝尺寸。

2)取d1=d2=170mm,确定连接板和端板之间的焊缝尺寸。

3)改取d1=150mm,d2=190mm,验算上面确定的hf是否满足要求。

解:(1)取hf=8mm

采用两边侧焊,肢背、肢尖的受力为(图中为长肢相连)

计算肢背、肢尖所需焊缝长度为。

分别取220mm和130mm,满足构造要求。

2)取d1=d2=170mm,则连接板和端板之间的焊缝受拉剪作用。

3)若取d1=150mm,d2=190mm,则连接板和端板之间的焊缝受拉剪弯共同作用。

7.13 如图所示的螺栓双盖板连接,钢材为q235,承受轴心拉力,螺栓为8.8级高强度螺栓摩擦型连接,接触面喷砂处理,螺栓直径20,孔径21.5,试计算此连接的最大承载力。

解:m20 8.8级喷砂。

则p=125kn

最危险截面处

故该连接的承载力为670kn

思考:10颗螺栓变成8颗,承载力有何变化?按说好像承载力应该降低,实际情况呢?

最后该连接的承载力为688.8kn,反而有所放大,原因就是因为孔前传力吃掉了更多,而剩下的都是净截面能承受的602.7kn

7.14 图示c级螺栓的连接,钢材为q235,已知d=20mm,de=17.65mm ,d0=21.5mm,承受设计荷载p=150kn。

1)假定支托承力,验算此连接是否安全?

2)假定支托不承力,验算此连接是否安全?

解:书242页例题7-11知。

1)支托承力,则螺栓群受弯,螺栓绕最下排转,则。

所以满足要求。

如果螺栓绕支托最下部转,则。

结果更小,同样满足要求。

2)支托不承力,则螺栓群受弯剪作用,螺栓绕最下排转,则。

所以安全。7.15 如图所示的连接,牛腿用连接角钢2l100x20及m22高强螺栓(10.

9级)摩擦型连接和柱相连。钢材为q345,接触面喷砂处理,承受偏心荷载p=175kn,试确定连接角钢的两肢上所需的螺栓个数。

解:假定支托板不承力,否则问题更简单,螺栓群受弯绕形心转。

m22 10.9级喷砂钢材为q345

则p=190kn

双剪的先解决。

假设采用3颗螺栓,间距80,则。

所以安全。对于单剪的拉剪螺栓群,假设采用8颗螺栓,间距80,则

所以安全。其实下面四颗螺栓的抗剪为85.5*4=342>175 安全。

7.16 如图所示普通螺栓连接,钢材为q235,承受轴力600kn。螺栓直径20mm,孔径21.5mm,验算连接是否安全。

解:(1)验算螺栓群强度。

所以螺栓安全。

(2)验算净截面强度。

所以板件也安全,整个连接安全。

7.17 承受拉力的q235钢板,尺寸为-20x400,用两块-10x400的板进行拼接,接缝每侧用12个普通螺栓连接,排列如图,试分析这一接头的危险截面在何处?其承载力为多少?

解: (1)验算螺栓群强度。

所以按螺栓考虑其承载力为1056kn

(2)验算净截面强度。

对拼板,最危险截面为3-3或错列截面。

对板件,最危险截面为1-1或错列截面。

所以该接头危险截面在拼板的3-3截面,承载力为按螺栓考虑的1056kn

7.18 一高强螺栓承压型连接如图,钢材为q235,受轴拉力n=200kn,力矩m=50knm,螺栓直径20mm,孔径21.5mm,验算连接是否安全。

解: 全部螺栓受剪,本题未说明是8.8级还是10.9级,不过没关系,最终是以板的承压确定的承载力。假设为8.8级。

则 1)验算螺栓群强度。

所以螺栓安全。

2)验算板件强度。

所以板件不安全,故连接不安全。

7.19 该题为典型的双角钢屋架节点角焊缝设计。

a、b均没问题,图中c画得不对,应该留空隙施加塞焊缝。

c要算一下合力,其中n2、n3的合力为20和59

最终端焊缝受力就是59kn,侧焊缝和塞焊缝受力为。

n4+20-n1=720+20-400=340kn

7.20 类似于高强螺栓的空前传力,即空洞削弱的承载力要由x长的焊缝补足。故有。

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