1、
第七章
7.9解:钢材为Q235钢,焊条为E43型,则角焊缝的强度设计值。
图示连接为不等肢角钢长肢相连,故K1=0.65,K2=0.35。
焊缝受力:
所需焊缝计算长度,肢背:
肢尖:
侧面焊缝实际施焊长度,肢背:,取240mm;
肢尖:,取170mm。
56.1
x
192
300
y
7.11解:①取
焊缝有效截面的形心位置:
所选焊脚尺寸满足强度要求(可选焊脚尺寸为7mm验算强度,可能不满足)
②采用四面围焊,取
虽强度富裕较多,但已是最小焊脚尺寸,因此采用方案二的焊角尺寸可减少2mm
2、
③方案一耗用的焊条:
方案二耗用的焊条:
所以方案二耗用的焊条少于方案一。
7.12解:①钢材为Q235钢,焊条为E43型,则角焊缝的强度设计值。
肢背焊缝: ,可取,
肢尖焊缝: ,可取。
图示连接为不等肢角钢长肢相连,故K1=0.65,K2=0.35。
焊缝受力:
所需焊缝计算长度,肢背:
肢尖:
侧面焊缝实际施焊长度,肢背:,取220mm;
肢尖:,取160mm。
②连接板和端板间焊缝的计算长度:
,因此可取。
,拉力N通过焊缝群的形心,将N沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方向分解:
所以连接板和端板间焊脚尺寸满足要求。
③当时
3、力N不通过焊缝群的形心,将N向形心平移,焊缝群受力为:
所以由②确定的焊脚尺寸不满足要求。
7.13解:查表得8.8级M20高强度螺栓的预拉力P=125kN,
接触面喷砂,查得摩擦系数。
①螺栓所能承受的最大轴心力设计值
折减系数
单个摩擦型高强螺栓的抗剪承载力设计值:
连接一侧螺栓所能承受的最大轴心力设计值:
②构件所能承受的最大轴心力设计值:
构件板厚为20mm,为Q235钢,抗拉强度设计值
最外行螺栓孔处受力最大,为最危险截面
由上可知,此连接能承受的最大承载力。
7.14解:①支
4、托承力,螺栓仅承受弯矩作用
单个螺栓的抗拉承载力:
螺栓群所受弯矩
旋转中心为最底排螺栓处,第一排螺栓受力最危险,单个螺栓受到的最大拉力为:
所以此连接安全。
②支托不承力,则螺栓群承担剪力和弯矩的作用
单个螺栓的抗剪承载力:
单个螺栓的抗压承载力:
每个螺栓承担的剪力:
最危险的螺栓受到的拉力:
螺栓在剪力和拉力联合作用下:
所以此连接安全。
50
100
100
50
角钢与牛腿相连一肢的螺栓排列
7.15解:查表得10.9级M22摩擦型高强螺栓的预拉力P=190kN,
接触面喷砂,查得摩擦系数。
①对于角钢与牛腿相连的一肢上螺栓群的受力:剪力
5、V=P=175kN,
扭矩。
单个高强度摩擦型螺栓的抗剪承载力设计值:
假设角钢与牛腿相连的一肢上布置3个高强度摩擦型螺栓,螺栓的排列如图所示。
最外侧一排螺栓受力最危险,其受力为:
剪力作用下每个螺栓承担的剪力:
扭矩作用下最外排螺栓承担的剪力:
摩擦型高强螺栓在剪力作用下:
100
100
50
50
角钢与柱翼缘相
连一肢的螺栓排列
所以此螺栓布置方式满足要求。
②角钢与柱翼缘相连一肢上的螺栓群的受力:剪力V=P=175kN,
弯矩
假设布置6个螺栓,单个高强度摩擦型螺栓的抗剪承载力设计值:
单个螺栓的抗拉承载力设计值:
若支托承力
6、高强度螺栓仅承受弯矩作用,此时旋转中心在螺栓群形心处,
最外排螺栓受到的拉力最大:
若支托不承力,高强度螺栓同时承受剪力和弯矩的作用,
每个螺栓受到的剪力:
最外排螺栓受到的拉力:
高强度摩擦型螺栓在剪力和拉力联合作用下:
此螺栓布置符合要求。
7.18解:连接一侧螺栓群受到剪力和扭矩的联合作用
剪力V=200kN,扭矩
单个承压型高强螺栓的抗剪承载力(题中没有给出螺栓强度等级,假设此承压型高强螺栓为8.8级):
剪力作用下每个螺栓承受的剪力:
扭矩作用下最底排螺栓承受的剪力:
承压型高强螺栓在剪力作用下:
还应验算构件的净截面强度,对构件来说,最外侧螺栓孔处截面受力最危险
所以此连接不安全的。