3.13如图所示梁与柱(钢材为q235b)的连接中,m=100kn·m,v=600kn,已知梁端板和柱翼缘厚均为14mm,支托厚20mm,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hf。
2)弯矩m由普通c级螺栓承受,螺栓直径24mm,验算螺栓是否满足要求。
解:(1)验算受剪承载力:
a. 确定焊脚高度。
板件边缘的角焊缝:
普通角焊缝: 则。故取。
b. 设承受静载,支托选用q235b,则查表得角焊缝强度设计值。
采用三面围焊且为绕角焊:
对于水平焊缝,承受正应力,
对于竖向焊缝,承受剪应力,
满足要求。故焊缝a的高度。
2)验算抗弯承载力。
查表得普通c级螺栓抗拉强度设计值;公称直径为24mm的普通螺栓。
故抗弯承载力满足要求。
3)验算构造要求:
c级螺栓故满足构造要求。
综合(2),(3)该螺栓满足要求。
3.14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q235b。若改用m20的8.8级高强度螺栓摩擦型连接(摩擦面间仅用钢丝刷清理浮锈),其承载力有何差别?
解: 1) 验算拉剪作用。
查表得普通c级螺栓;;q235b钢;公称直径为20mm的普通螺栓。
故,验算合格。
2) 改用m20级的8.8级高强度螺栓摩擦型连接,查表得预拉力,抗滑移系数,且单剪。取标准孔。
未超过5%,故验算合格。
设其承载力为,;
则,承载力下降。
3.15如图所示螺栓连接采用q235b钢。c级螺栓直径,求此连接最大能承受的值。
解:螺栓群轴心受剪,查表得公称直径为20mm的c级螺栓。
1) 受剪承载力。
双剪; 2) 承压承载力:查表得q235钢,c级螺栓。
3) 净截面强度计算。
取不利情况,对c级螺栓;
q235钢极限抗拉强度。
若取薄板;若取厚板;故取厚板计算。
故取。4) 毛截面强度计算。
查表得q235钢在时。
故取。综上,此连接能承受的最大承载力为。
3.16如上题中将c级螺栓改用m20()的10.9级高强度螺栓。求此连接最大能承受的值。要求按摩擦型连接和承压型连接分别计算(钢板表面仅用钢丝清理浮锈)。
解:(1)摩擦型连接:
查表得预拉力,抗滑移系数,且双剪。取标准孔。
净截面强度:
毛截面强度:
故取。3) 承压型连接:
查表得;;且双剪;公称直径为20mm的普通螺栓。
设剪切面在螺纹处:
净截面强度:
毛截面强度:
故取。3.17 试验算如图所示钢梁的拼接。
拼接采用高强度螺栓型连接。钢材为q345钢,采用10.9级m20高强度螺栓,孔径为22mm,接触面喷砂后涂富锌漆。
拼接处梁的内力为(翼缘拼接可按轴心力计算,轴心力取翼缘截面面积和翼缘内平均正应力的乘积,腹板拼接承受全部的剪力和按截面惯性矩比例分配给腹板的弯矩)。
解:查表得10.9级m20高强度螺栓预拉力,抗滑移系数,且双剪。取标准孔。
1) 翼缘板验算。
净截面强度:查表得q345钢。
取最外排螺栓:
毛截面强度:
故翼缘验算合格。
2) 腹板验算。
剪扭组合:剪力偏心:
弯矩分配:
扭矩: 设左边为所在的板,则危险点为点。1点:
取1点:则,故腹板验算合格。
3.18双角钢拉杆与柱的连接如图。拉力。
钢材为q235b钢。角钢与节点板、节点板与端板采用焊缝连接,焊条采用e43型焊条。端板与柱采用双排10.
9级m20高强度螺栓连接。构件表面采用喷砂后涂无机富锌漆处理。试求:
1)角钢与节点板连接的焊缝长度;
2)节点板与端板的焊缝高度;
3)验算高强度螺栓连接(分别按摩擦型和承压型连接考虑)。
解:(1)角钢长肢相并:
双面焊,查表得。
肢背: 肢尖:
焊脚高度;
肢背: 肢尖:
故取肢背焊缝长度为280mm,肢尖焊缝长度为160mm。
普通角焊缝:
设承受静载,
故取。3) 摩擦型连接:
查表得预拉力,抗滑移系数,且单剪。取标准孔。
承受弯矩:。
故验算不合格。
承压型连接:
查表得;;且单剪;公称直径为20mm的普通螺栓。
设剪切面在螺纹处:
故承压型验算合格。
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