钢结构第七章作业2013.doc

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 N600KN,角钢为2L1006310，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904kN7.11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/mm2160，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。62*（200*2+300*2）=3600082*（200*2+300）=44800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602.7kN7.14 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=342175 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1056kN7.18 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=340kN7.20 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