3.3試設計如圖3-93 所示雙角鋼和節點板間的角焊縫連線,角鋼截面為2l,節點板厚10mm。鋼材為q235,焊條e43型,手工焊,承受軸心拉力設計值n=320kn。
(1)採用兩側焊縫,確定所需焊腳尺寸及焊縫長度;(2)採用三面圍焊,確定所需焊腳尺寸及焊縫長度;(3)採用l型焊縫,確定所需焊腳尺寸及焊縫長度。
解:查表,q235鋼材,e43焊條,
(1) 採用兩側焊縫
按構造要求確定焊腳尺寸
肢尖焊腳尺寸。
肢背焊腳尺寸。
取,肢背、肢尖焊縫受力
肢背、肢尖所需焊縫計算長度
實際焊縫長度,取180mm
實際焊縫長度,取90mm
(2)採用三面圍焊
焊腳尺寸同兩側焊縫,取
求端焊縫承載力
此時肢背、肢尖焊縫受力
則肢背、肢尖所需焊縫計算長度為
實際焊縫長度,取120mm
實際焊縫長度
肢端的實際焊縫長度
(3)採用l形角焊縫
由力的平衡得到又
固不可用l形圍焊。
3.4試設計圖3-97 所示牛腿與柱的連線角焊縫的焊腳尺寸。鋼材為,焊條為e43型,牛腿承受靜荷載設計值v=250kn。
解:查表,q235鋼材,e43焊條,
角焊縫所受外力設計值
彎矩剪力
試演算法(1)假設,則焊縫的幾何特性:
滿足要求
(2)假設,則焊縫的幾何特性:
不滿足要求。
3.6 設計圖示雙蓋板的拼接節點,採用c級普通螺栓m24連線,孔徑d0 = 25.5 mm,材料為q235a·f鋼,承受軸心拉力設計值n=1350kn。
解:由附表5查得,。
(1) 螺栓排列
邊距,滿足
,基本滿足。
中心距,滿足。
(2) 螺栓計算
乙個螺栓的抗剪承載力設計值為
乙個螺栓的承壓承載力設計值為
單個螺栓承載力:
滿足強度要求
(3)構件淨截面強度計算
兩個蓋板面積之和與中心板件相同,又中心板件厚度,,構件構件淨截面強度計算以中心板件為準。
將中心板件沿中線展開,中心板件的截面面積為。
中心板件截面1的淨面積為
中心板件截面2的淨面積為
中心板件截面3的淨面積為
淨截面強度基本滿足要求。
3.9題設同3.6,採用8.8級的m16高強度螺栓,連線處構件接觸面經噴砂處理,試分別採用高強度螺栓摩擦型和承壓型設計此連線。
解:(1)採用高強度螺栓摩擦型連線
乙個螺栓抗剪承載力設計值
連線一側所需螺栓數為
個不滿足要求。
(2)採用高強度螺栓承壓型連線
乙個螺栓的抗剪承載力設計值
連線一側所需螺栓數為
個不滿足要求。
與題3.6比較,在相同螺栓個數情況下,用較大直徑的普通螺栓連線還可基本滿足要求,用較小直徑的高強螺栓反而不能滿足要求,即在進行螺栓連線設計時應當根據工程實際情況,選擇合適的螺栓種類。
3.11 如圖所示為牛腿與柱翼緣板的連線,豎向力v的作用點距柱翼緣表面距離e=200mm, 鋼材為q235,採用8.8級高階螺栓m20,布置如圖下圖所示,接觸面噴砂後生赤鏽,試分別按摩擦型和承壓型連線計算牛腿所能承受的豎向力v設計值。
解:(1)採用高強度螺栓摩擦型連線
螺栓群承受剪力v,彎矩
乙個螺栓的承載力設計值
採用10個螺栓,布置如圖所示。
在彎矩作用下,受拉力最大螺栓所承擔的拉力為
剪力由螺栓平均分擔,每個螺栓承受的剪力為
受力最大螺栓應滿足
解得:,取
(2) 採用高強度螺栓承壓型連線
採用10個螺栓,布置如圖所示。
乙個螺栓的承載力設計值
在彎矩作用下,受拉力最大螺栓所承擔的拉力為
=97.87kn
則,剪力由螺栓平均分擔,每個螺栓承受的剪力為
受力最大螺栓應滿足,取,
若採用8個螺栓,取滿足要求。
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