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设计梁与钢柱间的连接角焊缝（周遍围焊），并验算角焊缝强度。钢材 Q235F ，手工焊，焊条 E43 型。偏心力 N=400kN （间接动力荷载引起）， e=25cm 。

c). a). b). N. V. M. 【 习题 —— 焊缝连接 】. 设计梁与钢柱间的连接角焊缝（周遍围焊），并验算角焊缝强度。钢材 Q235F ，手工焊，焊条 E43 型。偏心力 N=400kN （间接动力荷载引起）， e=25cm 。. 分 析. 【 目标 】 设计节点板和预埋钢板间的角焊缝（设计焊脚尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造要求确定。） 【 操作 】 焊脚尺寸根据经验拟定；验算焊缝强度；是一个只有弯矩和剪力作用的问题，荷载情况简单。其中  = M 。

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设计梁与钢柱间的连接角焊缝（周遍围焊），并验算角焊缝强度。钢材 Q235F ，手工焊，焊条 E43 型。偏心力 N=400kN （间接动力荷载引起）， e=25cm 。

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Presentation Transcript

  1. c) a) b) N V M 【习题——焊缝连接】 设计梁与钢柱间的连接角焊缝（周遍围焊），并验算角焊缝强度。钢材Q235F，手工焊，焊条E43型。偏心力N=400kN（间接动力荷载引起），e=25cm。

  2. 分 析 【目标】设计节点板和预埋钢板间的角焊缝（设计焊脚尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造要求确定。） 【操作】焊脚尺寸根据经验拟定；验算焊缝强度；是一个只有弯矩和剪力作用的问题，荷载情况简单。其中 =M。 【特点】因周边围焊，焊缝截面较复杂，计算惯性矩时忽略绕角部分（留作起落弧用）；剪应力由两条竖向焊缝（牛腿腹板焊缝）承受。

  3. 计 算 ① 确定焊缝强度设计值ffw 查《规范》得 ffw =160N/mm2 ② 作用在焊缝上的力素计算 V=N=400×103N M=Ne=400×25×104=10000×104 N-mm ③ 拟定焊脚尺寸hf 考虑到牛腿腹板厚为10mm，受间接动力荷载。 设计 hf =8mm，并将所有焊脚尺寸取相同值。 ④ 计算焊缝截面抗剪面积Af惯性矩Ix Af = 0.7×8×360×2=4032mm2 Ix= 0.7×8×200(205.6-5.6/2)2×2 + 0.7×8(95-5.6)(180-5.6/2)2×4 + 0.7×8×3603×2/12 = 19897×104mm4

  4. ∥ ⑤ 确定危险点，计算危险点应力 由应力分布图知，腹板上端焊缝和翼缘下侧焊缝交点最危险，该点至中性轴距离为 y=180mm。 各项应力为： ⑥ 危险点强度验算 满足强度要求。

  5. 【习题——焊缝连接】 设计牛腿板与钢柱间连接角焊缝（三面围焊）,并验算焊缝强度。板边长度l1=300mm,l2=400mm,偏心力F=196kN, e1=300mm,直接承受动力荷载,钢材Q235F,手工焊,焊条为E43型。 y a) e1 e2 F V M o l2 A l1 b) y 0.7hf x x o r ry rx y

  6. y 分 析 a) e1 e2 N V T o l2 A l1 【目标】设计牛腿板和钢柱板间的角焊缝（设计焊脚尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造要求确定。） 【特点】弯矩和剪力共同作用 【操作】焊脚尺寸根据经验拟定；验算焊缝强度。 计 算 ① 确定焊缝强度设计值ffw 查《规范》得 ffw =160N/mm2 ② 拟定焊脚尺寸hf 考虑到牛腿板厚度不明，受直接动力荷载。 暂设计 hf =8mm，并将所有焊脚尺寸取相同值。

  7. x x x 300 y = 90mm e2=l1- =300-90=210mm。 400 x ③ 计算焊缝截面几何量 （1）形心位置 （2）惯性矩 Ix=0.7×8×4003/12+ 0.7×8×300×2002×2 =16.4×107mm4 Iy=0.7×8×3003×2/12+0.7×8×300(150- 90)2×2+0.7×8×400×902 =5.5×107mm4 Jf=Ix+Iy =(16.4+5.5) ×107mm4 =21.9×107mm4 e=e1+e2=300+210=510mm rx= e2 = 210mm， ry=200mm (202.8)

  8. x 300 y N r M e1 V 400 e2 A x ④ 作用在焊缝上的力素计算 V=F=196×103N M=Fe=196×510×103=100000×103 N-mm ⑤ 危险点强度验算 强度满足要求。

  9. o 5 4 3 P=100kN 【作业——普通螺栓连接】 验算如图所示普通螺栓A、B级连接强度。螺栓M20，孔径21.5mm，材料为Q235。 分析螺栓受力状态 荷载P通过螺栓截面形心O，分解后得剪力V和拉力N，螺栓处于既受拉又受剪的状态。

  10. N=60 V=80 [计算] 步骤1 计算螺栓上的力 N=100×3/5=60kN V=100×4/5=80kN Nv=V/n=80/4=20kN Nt=N/n=60/4=15kN 步骤2 计算螺栓抗拉、抗剪承载力设计值 Ntb=Aeftb=244.8×210 ×10-3=51.5kN Nvb=nv×(d2/4) ×fvb =1×3.14×202/4×190×10-3=59.7kN 步骤3 用相关公式验算强度 Nv=20kN＜ Ncb =20×20×305 ×10-3=122kN 满足设计要求

  11. 【作业——高强螺栓连接】 验算梁端梁柱连接,设计弯距M=40kN.m，剪力V=160kN，Q235B钢材，采用8个M20、8.8级螺栓，摩擦型连接，连接板钢刷除锈。

  12. 解：螺栓预力P=125kN,抗滑移系数m=0.35,0.8P =100kN 弯矩产生螺栓拉力(最外排螺栓) 螺栓平均剪力Nv =160/8 =20kN 计算最外排螺栓抗剪 计算全部螺栓抗剪

  13. N 连接板 连接板 N 拼接板 【作业——高强螺栓连接】 设计下图所示轴心受拉钢板的高强螺栓连接。钢板的钢材为Q235，高强螺栓10.9级，摩擦型,M20,孔径d0=22mm。连接处截面用喷砂处理。 M20、10.9级定孔径22符合规范要求（+1.5～2.0mm) 由钢种、喷砂处理定。

  14. 分析 验算内容 作为设计，需要验算所需高强螺栓数目（强度） 、连接板件强度和拼接板强度。但因《规范》规定：拼接板面积应与被连接板件的截面面积相同，所以不再验算拼接板。 题目给出了螺栓数目、直径、排列，未给荷载N的数值。意味着，需验算连接件能承受的最大荷载和在此荷载下螺栓强度（数目）是否满足规范要求。

  15. N 连接板 连接板 N 拼接板 [解] 1、连接验算 1）净截面承载力计算: 将n=28，n1=4， An=(450-4×22)×20=7240mm2， f=215N/mm2,代入上式得 N=1676.3kN

  16. 2）毛截面承载力计算 N=Af=450×20×215×10-2=1935kN （2）螺栓数计算 按净截面承载力N=1676.kN计算所需螺栓数目。 单个高强螺栓抗剪承载力设计值: Nvb=0.9nfP 但在螺栓群中可能出现螺栓剪力分布不均情况。因此引入非均匀分布系数: Nvb=0.9nfP 查表得预拉力： P=155kN。（10.9, M20） 查表得抗滑移系数： =0.45。（3号钢，喷砂） 单面摩擦： nf=1。

  17. 应根据顺力方向螺栓连接长度l1确定。 先计算顺力向连接长度l1，判断是否大于15d0。 l1=80×6=480＞15d0=15×22=330mm 计算: 计算螺栓抗剪强度设计值: Nvb=0.955×0.9×1×0.45×155=60kN 所需高强螺栓数目: 原用4×7=28个正好。

  18. 【作业——轴心受力构件】 右图示轴心受压构件， Q235钢，截面无消弱， 翼缘为轧制边。问： 1、此柱的最大承载力 设计值N？ 2、此柱绕y轴失稳的形式？ 3、局部稳定是否满足要求？

  19. 解：1、整体稳定承载力计算 对x轴： 翼缘轧制边，对x轴为b类截面，查表有： 对y轴： 翼缘轧制边，对y轴为c类截面，查表有：

  20. 由于无截面削弱，强度承载力高于稳定承载 力，故构件的最大承载力为： 2、绕y轴为弯扭失稳 3、局部稳定验算

  21. ⑴、较大翼缘的局部稳定 结论：满足要求 ⑵、腹板的局部稳定 结论：满足要求

  22. 48000kNcm 3000kN y 1000kN 48000kNcm 480 2000kN h0=500 10 t=14 3000kN 200 200 50 50 [作业——压弯构件] 有一箱形截面偏心受压柱(计算长度为5876mm)，荷载情况如图所示，验算稳定承载力（Q235钢）。截面见下图。 ·

  23. 3000kN y 1000kN 48000kNcm 480 2000kN h0=500 10 t=14 3000kN 200 200 50 50 [解] 1、 截面参数 A=240cm2； Ix=122500cm4； Iy=70200cm4； ix =22.6cm； iy =17.1cm； x =26 ； y=35 ； x =0.950 ； y =0.918 ； x =1.05 ； y=1.05 ； N=3000kN； M2=48000kNcm； M1=0

  24. 1、强度验算 =125+99=224N/mm2≈f=215N/mm2 2、平面内稳定验算 这里， mx=0.65； 代入上式：

  25. =132+66=198N/mm2＜f=215N/ mm2 3.平面外稳定验算 tx=0.65；b=1.0（箱形截面）。 ＜f=215N/ mm2 4.局部稳定验算（略）

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