形考作業計算題解析(一)
焊縫連線計算
習題一1. 按要求確定角鋼和連線板間的焊縫尺寸。(p9頁)
可參考教材p35頁例3.3完成本計算題
解:①首先分析已知條件,明確所要計算的內容。角鋼規格100×80×10,長肢相並,厚度t1=10mm,而連線板厚t2=14mm。
②按構造要求確定焊縫焊腳尺寸(具體要求參見教材p28頁)
肢背焊縫: 1.5mm
mm肢尖焊縫: 5.6mm,∵屬於板件邊緣的角焊縫,∴ ~(1~2)= 8~9mm
故取肢背、肢尖焊腳厚度。
③採用側焊縫連線(參見教材p32頁相關公式)
肢背焊縫所承受的軸力:
肢尖焊縫所承受的軸力:
計算所需焊縫理論長度:
肢背:肢尖:
考慮焊口影響,實際焊縫長,取215mm
,取125mm
(同學可自行練習採用三面圍焊、l形圍焊時各焊縫的尺寸)
2.取d1=d2=170mm,確定連線板和端板間焊縫的焊腳尺寸hf。
注意:①形考冊中d2位置標註錯誤,應更正為連線板下端,而不是端板下端;
②所求焊腳尺寸應是連線板和端板間的焊縫,而不是連線板和翼緣板間。
解:①首先認真分析已知條件,明確所要計算的內容,找出所需計算的焊縫。
方法一:直接法
② 直接計算斜焊縫的強度增大係數βfθ(參見教材p31頁公式)
,代入公式3-11 得:
,則:③考慮構造措施後最終確定焊腳尺寸
故取hf=8mm。
方法二:分力法
②將n分解到垂直於焊縫和平行於焊縫兩個方向:已知tgθ=1.5
, ③ 由公式得:
, 即:,解得:
③考慮構造措施後最終確定焊腳尺寸
故取hf=8mm。
3.改取d1=150mm,d2=190mm,驗算上面確定的焊腳尺寸hf是否滿足要求?
解:①首先認真分析已知條件,明確所要計算的內容,此時d1、d2不等,即n力對所求焊縫將產生彎矩,其偏心距e=20mm。
m=n②求焊縫的幾何引數
焊縫有效截面積:
焊縫有效截面的抵抗矩(模量):
③求焊縫在各種外力作用下的截面應力,並驗算其強度
由彎矩引起的正應力:
由nx引起的正應力:
由ny引起的剪應力:
則焊縫的折算強度為:
故滿足強度要求。
習題二1.採用三面圍焊的角焊縫與柱連線,試設計此角焊縫。(p11頁)
可參考教材p41頁例3.6完成本計算題
解:①首先分析已知條件,明確所要計算的內容。圖示三面圍焊承受扭矩t作用,被連線件繞角焊縫有效截面形心o旋轉,扭矩t引起的最大剪應力在距形心o點最遠的a點上。
a點的應力滿足的強度條件為:
②按構造要求確定焊縫焊腳尺寸(具體要求參見教材p28頁)
③按形心座標公式計算焊縫截面的形心位置
④計算焊縫截面的極慣性矩
⑤驗算a點的應力:
取滿足承載力要求。
2.採用四面圍焊的角焊縫與柱連線,焊腳尺寸可以減小多少?
解:①首先分析已知條件,當採用四面圍焊時,焊縫承受扭矩t作用後將繞矩形截面中心旋轉,最大剪應力仍然在a點上。
②此時,可先假設焊腳尺寸,再求焊縫計算截面的極慣性矩。
③驗算a點的應力:
取滿足承載力要求。
鋼結構計算題
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