例5.5.7 按構造要求計算焊腳的尺寸
要求:確定圖5.5.7所示貼邊焊的合理焊腳尺寸.
答案:根據《規範》第8.2.7條第一款、第二款的規定
1) 在圖5.5.7(a)中,
取取因是貼邊焊:
所以取合理。
2) 在圖5.5.7(b)中
取取因是貼邊焊且取
所以取焊腳尺寸合理。
例5.5.10角鋼用角焊縫連線於鋼柱上的焊縫計算
條件:如圖5.5.10所示,角鋼用角焊縫連于鋼柱上。焊縫分布於角鋼二側。焊腳尺寸,鋼材為q345,焊條e50型,手工焊。
要求:確定焊縫所能承受的最大靜力荷載直f。
答案:將偏心力f向焊縫群形心簡化,則焊縫同時承受彎矩和剪力v=fkn,按最危險點a或b確定焊腳尺寸。因轉角處有繞角焊縫2,故焊縫計算長度不考慮弧坑影響,=200mm。
焊縫計算截面的幾何引數
應力分量:
0,3571f
由《規範》表3.4.1-3查得角焊縫強度設計值嚴。
解得:.
因此該連線所能承受的最大靜力荷載設計值為450.7kn.
例5.5.15】 豎立鋼板用角焊縫連線於鋼柱上的焊縫計算(拉、剪)
條件:圖5..5.16所示,一豎立鋼板用有
鋼柱上。已知焊縫承受的靜態斜向力n=280n(設
計值),=60°,角焊縫的焊腳尺寸=8mm,,鋼材為q235-b,手工焊,焊條e43.
要求:驗算直角角焊縫的強度
答案:查表得
1)解法1
將n力分解力垂直於焊縫和平行於焊縫的分力,即
焊縫同時承受和作用,可用《規範》式(7.1.3-3)驗算
2)解法2
已知=60°
280kn,滿足要求
例5.5.17】 角鋼和節點板連線計算(兩邊側焊連線)
條件:如圖5.5.19所示,角鋼和節點板採用兩面側焊
焊縫連線,n=667kn(靜載設計值),角鋼為,
節點板厚度為10mm,鋼材為q235,焊條為e43型,手工
焊。 要求:試確定所需焊縫的厚度和施焊長度
答案:角焊縫的強度設計值
角鋼肢尖處
角鋼肢背處
角鋼肢背、肢尖都取(角鋼肢背和肢尖可採用相同的焊腳尺寸,也可使肢背的焊腳尺寸比肢尖的大2mm)。
所需焊縫計算長度為
側面焊縫實際施焊長度為
,取280mm
,取130mm
例5.5.18 角鋼和節點板連線計算(三面圍焊連線)
條件:圖5.5.
20所示角焊縫與鏈結板的三面圍焊連線中,軸心力設計值n=800kn(靜力荷載),角鋼為2l110×70×10(長肢相連),連線板厚度為12mm,剛才q235,焊條e43型,手工焊。
要求:試確定所需焊腳尺寸和焊縫長度。
答案:設角鋼肢背、肢尖及端部焊腳尺寸相同,取;;
由《規範》表3.4.1-3查的角焊縫強度設計值=160n/m。
端縫能承受的內裡為:
肢背和肢尖分擔的內力為:
肢背和肢尖焊縫需要的實際長度為:
取235mm
取100mm
例 5.5.24 兩鋼板拼接的螺栓連線
條件:兩截面為的鋼板,採用雙蓋板和c級普通螺栓連線,螺栓m20,剛才q235,承受軸心拉力設計值n=940kn.
要求:試設計此鏈結。
答案:1)確定連線蓋板截面。
採用雙蓋板拼接,截面尺寸選,於連線鋼板截面面積相等,剛才也採用q235.
2)確定螺栓數目和螺栓排列布置。
由《規範》表3.4.1-4查得:,。單個螺栓受剪承載力設計值:
單個螺栓承壓承載力設計值:
則連線一側所需螺栓數目為:
個,取n=12個。
採用圖5.5.26所示的並列布置。連線蓋板尺寸採用2塊,其螺栓的中距、邊距和端距均滿足《規範》表8.3.4的構造要求。
3)驗算連件的淨截面強度。
由《規範》表3.4.1-1查得。
連線鋼板在截面受力最大的n,連線蓋板則是截面受力最大也是n,但是因兩者剛才、截面均相同,故只驗算連線鋼板。設螺栓孔徑。
滿足。例5.5.27]梁柱相連的螺栓連線
條件:圖5.5.
29所示梁用普通c級螺栓與柱的翼緣相連。此連線承受剪力設計值v=260kn,彎矩設計值m=38knm,樑端豎板下設上支托。鋼材q235,螺栓直徑20mm螺紋處的有效面積,焊條採用e43系列,手工焊。
要求:按可拆卸的和永久性的兩種情況分別設計此連線。
答案:1.假定結構為可拆卸的,且支托只在安裝時起作用,此時螺栓需同時承受拉力和剪力。
設螺栓群繞最下一排螺栓旋轉,採用10個螺栓分兩列均勻排開,如圖5.5.29(a),其內力分布如圖5.
5.29(c)所示。
最上排螺栓承受的拉力最大,按下列公式計算:
每個螺栓承受的剪力為:
查《規範》表3.4.1-4,q235級鋼普通c級螺栓
,, 單個螺栓的承載力為
按《規範》公式(7.2.1-8)和(7.2.1-9)的要求:
,滿足要求。
2.假定結構為永久性的,剪力v由支托承受,彎矩n由螺栓承受。取螺栓實木為8個,均勻排成兩列如圖5.5.2(d)所示,其內力分布如圖5.5.29(e)。
最上一排單個螺栓承受拉力為:
支托和柱翼緣的連線用側面角焊縫,查表得,考慮v力對焊縫的偏心影響,取,
。例5.5.33】 角鋼和節點板的搭接連線(用螺栓連線〉
條件:有一角鋼和節點板搭接的螺栓連線,鋼材為q235-b·f鋼。承受的軸心拉力設計值計值(靜載)。採用c級螺栓,用的角鋼組成t形截面(見圖5.5.33),截面積。
要求:確定螺栓數量和布置
答案:1.栓直徑確定
根據在角鋼上設定螺栓的構造要求,在角鋼上的栓孔最大開孔直徑為23.5mm,線距e=50mm。據此選用m20螺栓,孔徑為。
由螺栓的最大、最小容許距離queding螺栓邊距和中距。
順內力方向邊,,,故取端距為45mm
中距(螺距),,故取端距為65mm
螺栓數目確定:
乙個c級螺栓受剪承載力設計值為
所需螺栓數目n為
個取7個
螺栓布置如圖5.5.33所示。
故螺栓的承載力設計值應乘以折減係數為
得所需螺栓數為
個所以取7個螺栓滿足螺栓抗剪要求。
3.構建淨截面強度驗算
所以該連線按m20,,7個螺栓如圖布置滿足要求。
例5.5.37】 鋼板連線的承載力計算(用螺栓連線
條件:圖示5.5.35的兩塊鋼板被兩塊蓋板用m20的c級螺栓拼接,螺栓孔徑d=22mm。螺栓排列如圖5.5.35。鋼材為。
要求:試確定此拼接所能承受的最大軸心拉力設計值n(靜載)。
答案:1螺栓的排列距離校核
c級螺栓的m20,應取栓空。螺栓中心間距、中心至構件邊緣距離均符合螺栓排列距離的最大、最小要求。
2.螺栓能承受的最大軸心拉力設計值
乙個螺栓抗剪承載力設計值為
。是短拼頭,螺栓承載力不折減。
所以:所以螺栓能承受的最大拉力設計值為
3.構件能承受的最大軸心拉力設計值
由圖5.5.35(b)主機板軸力圖得主機板1-1正交或折線截面是危險截面。
主機板1-1正交淨截面積
主機板1-1折線淨截面積為
由圖5.5.35(b)蓋板軸力得蓋板3-3截面是危險截面.蓋板3-3淨截面積wei 所以故
所以,該連線所能承受的最大拉力設計值n(靜載)為
由上計算表明,該連線多能承受的最大拉力設計值n是由主機板淨截面強度條件控制。
例5.5.38 鋼板連線的承載力計算(用高強度螺栓摩擦型連線)
條件:同例5.5.37,但改用8.8級m20高強度螺栓摩擦型連線,接觸面採用噴砂後生赤鏽處理。
要求:試確定此拼接所呢個承受的最大拉力值n。
答案:1.螺栓距離校核
取,符合摩擦型栓孔比栓杆大1.5~2.0mm的要求。螺栓中心間距,中心至構建邊緣距離同例5.5.37一樣,符合要求。
2.螺栓能承受的最大軸心拉力設計值
在抗剪連線中,每個高強度摩擦型螺栓的承載力設計值為
所以為=
3.構件能承受的最大軸心拉力設計值
根據摩擦型螺栓軸力圖5.5.36和
由圖5.5.35(b)主機板軸力圖得主機板1-1正交或折線截面是危險截面。得主機板1-1正交淨截面對應的為
得主機板1-1折線淨截面對應的為
蓋板3-3淨截面,對應的為
主機板毛截面a,對應的為
=697568n
所以,該連線所能承受的最大拉應力設計值n為
由上計算表明,該連線多能承受的最大拉力設計值n是由主機板淨截面強度條件控制。
例5.2.3 焊接工形等截面簡支梁的強度、剛度驗算
條件:某焊接工字形等截面簡支樓蓋梁,截面尺寸如圖5.2.
3示,無削弱。在跨度中點和兩端都沒有側向支承,材料為q235鋼。集中荷載標準值,為間接動力荷載,其中可變荷載效應佔一半,多用正在梁的頂面,其沿梁跨度方向的支承為130mm。
要求:驗算該梁的強度和剛度
答案:q235鋼強度設計值
樓蓋主梁的撓度容許值
1. 截面幾何特性計算
面積中和軸位置(圖5.2.3(b)):
度強軸x軸的慣性矩
式中略去不及翼緣板對自身形心軸的慣性矩。
對受壓纖維的截面模量
對受拉纖維的截面模量
受壓翼緣板對x軸的面積矩
受拉翼緣板對x軸的面積矩
x軸以上(或以下)截面對x軸的面積矩
2. 梁的內力計算
(1) 荷載計算
梁自重標準值
式中1.2為考慮腹板加勁肋等附加構造用鋼材使梁自重增大的係數,為鋼材質量密度,9.807為重力加速度取值。
梁自重設計值
集中荷載設計值
(2)梁的內力計算(5.2.4)
跨中截面彎矩設計值
支座截面剪力設計值
跨度中點截面處剪力設計值
3. 截面強度計算
(1) 抗彎強度—驗算跨中截面受拉邊緣纖維因截面無削弱,,翼緣厚t=14mm,受壓翼緣自由外伸寬度,,查《規範》4.1.1條,取截面塑性發展係數。
基本滿足要求。
(2) 梁支座截面處的抗剪強度
,滿足要求。
(3) 腹板區域性承壓強度
鋼結構複習題全部
1 如圖所示兩截面為 14x400的鋼板,採用雙蓋板和c級普通螺栓連線,單蓋板厚度為7mm。螺栓為m22,螺栓孔徑d0 24mm。鋼材為q235,承受軸心拉力設計值n 700kn。試驗算此連線。解 單個螺栓抗剪承載力設計值 kn單個螺栓承壓承載力設計值 kn連線一側所需螺栓數目為12 94 kn f...
鋼結構複習題A答案
一 單項選擇題 本大題共20小題,每小題2分,共40分 二 填空題 本大題共10小題,每小題1分,共10分 1 時效硬化 或 老化 2 降低 3 抗拉極限強度為1000mpa,屈強比為0.9 4 低5 靜力強度 6 長細比 7 整體穩定 8 梁的剛度 或 撓度 9 彈塑性 10 空間桁架位移法 三 ...
鋼結構考試複習題A
一 填空題 1.承受動力荷載作用的鋼結構,應選用的鋼材。2.冷作硬化會改變鋼材的效能,將使鋼材的提高,3.鋼材五項機械效能指標是 4.鋼材中氧的含量過多,將使鋼材出現現象。5.鋼材含硫量過多,高溫下會發生 含磷量過多,低溫下會發生 6.時效硬化會改變鋼材的效能,將使鋼材的提高,7.鋼材在250c度附...