同济大学第八章焊缝螺栓连接钢结构习题参考解答.docx
- 文档编号:11884704
- 上传时间:2023-06-03
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:491.88KB
同济大学第八章焊缝螺栓连接钢结构习题参考解答.docx
《同济大学第八章焊缝螺栓连接钢结构习题参考解答.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《同济大学第八章焊缝螺栓连接钢结构习题参考解答.docx(29页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
同济大学第八章焊缝螺栓连接钢结构习题参考解答
8.4有一工字形钢梁,采用150a(Q235钢),承受荷载如图8-83所示。
F=125kN,因长度不够而用对接坡口焊缝连接。
焊条采用E43型,手工焊,焊缝质量属n级,对接焊缝抗拉强度
设计值ftw205N/mm2,抗剪强度设计值fvW120N/mm2。
验算此焊缝受力时是否安全。
折算应力:
故焊缝满足要求。
缝强度设计值ffw160N/mm2。
T=350kN,验算焊缝的受力。
竺443.67N/mm2
5667.2
6
7.913107
也49.510160100.09N/mm2
If
对b点:
Aw
2475^76.73N/mm2
3225.6
43.67N/mm2
故焊缝强度满足要求。
8.6计算图8-85所示的工字形截面焊接梁在距支座5m拼接处的角焊缝。
钢材为Q345钢,
焊条为E50型,ffw200N/mm2,F=200kN。
问:
(1)腹板拼接处是否满足要求?
(2)确定翼缘拼接板焊缝脚尺寸和长度。
叮訐50(X>f斗慟fSDTO呻E
*>300x7=I«DC,
图8-85
10
1」
§
t—
,•也*
一
图8-85-1角焊缝计算简图
解:
(1)根据结构力学知识,拼接处受力:
VF200kN,M2200kNm,其中剪力由腹板承担,弯矩由工字梁的翼缘和腹板惯性矩的比值分配:
—12
12
1—12
12
lx
109
1.2191010
MwS2.86
Ix
14203450207101021.2191010mm4
394
14202.8610mm
2200516.16kNm
MfMMw1683.84kNm
经过分析,拼接板左右两侧受剪力与弯矩作用,相比较而言,右侧拼接板焊缝受力更不利,故以右侧拼接板焊缝验算。
计算焊缝截面特性:
X2
162T2
16221300
16.2mm,人16216.2145.8mm
由对称性得:
%
y2
650mm
lx
(1626502
12
13003)0.781.79109mm4
ly
{2[112
1623
162
81
2274
16.2]130016.2}0.781.3510mm
If
IxIy
1.80
"94
10mm
Af
2162
13000.78
2
9094.4mm
将剪力、弯矩移至焊缝形心得到焊缝受力:
焊缝验算:
分析得AB两点为危险点,下面分别验算:
对A点:
V
ay
3
20010_CNI/2zX
11.0N/mm()9094.4
M
ax
M'wy1
2If
547.9210665098.9N/mm2()
9
21.8010
M
ay
M'wX1
2If
547.92106145.8
1.80109
2
22.2N/mm()
2
VM2
ayay
M2
ax
102.6N/mm2
ffw
200N/mm2
对B点,同理可得:
V
by
11.0N/mm2(
M
bx
2
98.9N/mm()
M
bx
2
2.5N/mm()
M2
byMV
bxby
J
故焊缝强度满足要求。
(2)翼缘受轴力:
N
对于角焊缝,一般要求
2
81.5N/mm
Mf1683.84
h1420
hf1.5^/r且hf
3
由20.7hflw1169.310,计算得到:
ffw
106
20
故取lw280mm(一侧)便可以满足要求。
2
200N/mm
1169.3kN
t(1~2),取hf16mm
lw261mm
8.7验算图8-86中桁架节点焊缝“A”是否满足要求,确定焊缝“缝A的角焊缝hf=10mm,焊缝B、C的角焊缝hf=6mm。
钢材为
B”、
Q235钢。
“C”
的长度。
已知焊
焊条用E43型,
手工焊,ffw160N/mm2
。
在不利组合下杆件力为N1=150kN,
N2=489.41kN,N3=230kN,
N4=14.1kN,N5=250kN。
解:
焊缝A受力:
VN2N1339.41kN;MVe339.410.22576.37kNm
339.4110341.8N/mm2
27580
0.7N3
肢冃:
20.7hflw
lw
119.8mm取lw
130mm。
肢尖:
20.3N3
0.7hflw
51.3mm取L
60mm。
对于焊缝
C:
0.7N5
肢冃:
20.7hflw
lw
130.2mm取lw
140mm。
0.3N5
肢尖:
20.7hflw
lw
55.8mm取lw
65mm。
解:
截面特性计算:
200N/mm2,F=160kN。
8.8验算图8-87所示的角焊缝是否安全。
已知:
钢材为Q345钢,焊条为E50型,手工焊,hf=10mm,ffw
A1
卩B
1
1
£
T1
Li90lL
X2
190罗2
1902300
53.1mm;
x1190
53.1136.9mm;
图8-87-1
Iy
{2
y1y2150mm
角焊缝计算简图
Ix
(190
1502
1
123003)0.7107.56107mm4
If
Ix
Af
焊缝受力:
经过分析,
对A点:
V
ay
M
ax
M
ay
讣1903
Iy9.42
190300
危险点为
My1
2If
Mx1
2If
190
95
53.1
2
]300
53.12}0.71018.6106mm4
160
,口4
10mm
0.710
2
4760mm
160kN;M
160(0.500
0.0531)71.5kNm
A、B点,下面分别对A、B点作应力分析:
24760
1016.8N/mm2()
71.510615057.0N/mm2()
29.42107
71.5106136.952.0N/mm2()
29.42107
VM2
ayay
M2
ax
80.2N/mm2ffW200N/mm2
对B点,同理可计算得:
V
by
Vy16.8N/mm2();
M
bx
My1
2If57.0N/mm2()
71.510653.1
2If27.83107
MMX2
by
20.1N/mm2()
M2
by
46.8N/mm2f;200N/
mm2
f
故知焊缝强度满足要求。
8.9图8-88所示为一梁柱连接,M=100kN•m,V=600kN。
钢材为Q235C钢。
剪力V由支托
承受,焊条用E43型,角焊缝的强度设计值ffW160N/mm2,端板厚14mm,支托厚20mm。
(1)求角焊缝“A”的hf。
(2)弯矩M由螺栓承受,4.8级螺栓M24,验算螺栓强度。
ftb170N/mm2。
习题8.9
+
f
11
1+
1
1+
1
L
*
*
+f
*
+
+十
1
1
1
1
1
1
300
M20,N=250kN,钢板采用Q235B,
320N/mm2,fcb405N/mm2。
8.10确定图8-90所示A级螺栓连接中的力F值。
螺栓厚度为t=10mm,螺栓材料为45号钢(8.8级),fvb
300
§
>++
*>
>++
*+
图8-89习题8.10
8.11图8-90所示的螺栓连接,验算其受力。
已知:
钢材为Q235B钢,螺栓为C级普通螺栓,螺栓M20,F=60kN,螺栓抗拉强度设计值护170N/mm2。
200
320
Nmax晋28O2;60224;;3202药祁
由NmaxNtb,知螺栓受力满足要求。
f?
405N/mm2。
钢板是Q235钢,钢板厚度12mm,抗拉强度设计值f215N/mm2。
求其连接能承受的Fmax值。
60严'60严f¥牛畀畀椚严羊+
故有[N]:
128.7kN
Q235钢。
8.13习题8.12中,将普通螺栓改用M20(d=20mm)的10.9级高强度螺栓摩擦型连接,求此连接能承受的Fmax值。
注:
钢板表面未处理,仅用钢丝刷清理浮锈,钢板仍为
解:
螺栓群能承受的最大力:
Fi
83.7131088.1kN
由构件净截面所受力:
0.5匕)Anf计算得到:
F2-
n1
Anf31300.3kN
0.5—
13
由此得到Fmaxmin[F1,F2]
1088.1kN
8.14将习题8.6中的梁拼接改用高强度螺栓承压型连接,改后构造如图螺栓的钢材为10.9级,梁的钢板用Q235B,螺栓M20,梁连接处的接触面采用喷砂处理,
8-92所示,咼强度
螺栓的强度设计值fvb310N/mm2,f』470N/mm2。
(1)确定翼缘接头处螺栓数目和连接板尺寸;
(2)验算腹板拼接螺栓是否满足要求。
厂1
V
+11+
II
+II+
^ir
丿斗
II
+IH
II11^
IL
I汁
II4
II
11+Ik
4-
■4
■+
4M
图8-92习题8.14
§
on"邑&
解:
(1)拼接处受力V200kN,M
2200kNm。
剪力完全由腹板承受,弯矩由翼缘与腹
板的刚度分配。
由习题8.6求得Mw
516.16kNm,Mf1683.84kNm。
翼缘受力:
N1683.841169.3kN
h1.420.02
翼缘一个螺栓受剪承载力取以下三个计算式的较小值:
因此每侧螺栓数为n^169^
97.39
根据P246表8-2要求的最小/大间距要求,布置螺栓如下:
12.01个,取n16个。
Ft托”乍$f巧fo甲牛特f
爭+***申@@(|>
**舟**
舟+++*
o
验算螺栓受力:
200
nV
22
9.09kN
故取[N]:
97.39kN。
图8-92-1拼接板螺栓布置图
验算翼缘拼接板净截面:
由上面计算可知以上螺栓的布置是满足要求的。
(2)腹板拼接板螺栓(一侧)受力:
V200kN,M516.162000.09534.16kNm
腹板一个螺栓承载力为:
由y?
3x,
故可知腹板的螺栓是满足要求的。
图8-92-21/4腹板螺栓群
181.850.16318.150.0132.3kNm
验算焊缝A受力:
181.15103
20.7hflw
58022.4N/mm2
Ml2
0.7hflw3
32.3106290★讪/2
41.1N/mm
—275803
12
318.15
20.7hflw
27580
d39.2N/mm2
4
故知焊缝A的强度是满足要求的。
V2
2
22.441.139.2265.2N/mm2f;
1.22
160N/mm2
对于焊缝B,受剪力V318.15kN,偏安全地不考虑端焊缝应力折减系数
则总长度为:
lw
V
0.7hfffw
318.15103
7160
284mm,取lw
310mm。
对于焊缝
C:
肢尖:
lw
3
0.345010
20.710160
60.3mm,取lw
70mm
肢背:
lw
3
0.745010
20.710160
140.7mm,取lw
150mm
对于焊缝
D:
肢尖:
lw
0.25500103
20.710160
55.8mm,取lw
70mm
肢背:
lw
0.75500103
20.710160
167.4mm,取lw
180mm
(2)螺栓群受力:
N181.85kN
181.850.1629.1kN
假定以螺栓群中心为转动轴:
Nmin
NMy1181.85
—2nyi
上式说明螺栓绕上排转动:
Nmax
NMy'1181.85
7卫
29.1103240
22
48022402
181.85400
4.55kN0
216023202480
71.44kN
而单个螺栓抗拉承载力为:
Nb
4d;f.b352.5170E59.93kN
由于NmaxNtb,故说明螺栓群不满足要求。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 同济大学 第八 焊缝 螺栓 连接 钢结构 习题 参考 解答