钢结构计算题焊接.docx
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钢结构计算题焊接.docx
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钢结构计算题焊接
*、某节点钢板厚12mm用对接和角接组合焊缝焊于端板上,承受静力荷载标准值Fk=250kN,其中20%为永久荷载,80%为可变荷载,如下图所示。
采用Q235钢,
手工焊,焊条为E43型,焊缝强度设计值为ftw185N/mm,未用引弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
端板
Fk
端板
x
解:
(组合焊缝的计算和对接焊缝的一样)
拉力设计值FgFgkqFqk1.20.22501.40.825034CKN
该拉力为偏心力,与x轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为
35
MFe340103100340105Nmm
焊缝的有效厚度为节点板厚t;由于未用引弧板,焊缝有效长度为lw=b-2t
节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力
【(拉
)为
F
M
F
M
max.
A
W
tlw
tlW/6
340
103
5
34010
12(400
2
12)
12(400212)2/6
75.4120.2195.6ftw185N/mm2
焊缝强度不满足要求。
*、某节点钢板用角焊缝焊于端板上,承受静力荷载设计值F=340kN,。
采用
Q235钢,手工焊,焊条为E43型,焊脚厚度hf=10mm,焊缝强度设计值为ffw160N/m卅。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
端板一■
—
■
x
U
F
ipn
解:
偏心拉力与x轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为
35
MFe3401010034010Nmm
焊缝有两条,每条焊缝的有效厚度为0.7hf;由于焊缝两端都无绕角焊,每
条焊缝有效长度为lw=b-2hf。
节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力(拉)为
max
2
20.7hflw20.7hflw/6
340103340105
20.710(40020)20.710(40020)2/6
63.9100.9164.8fffw1.22160195.2N/mm2
焊缝强度满足要求。
*、某节点钢板厚12mm,用对接和角接组合焊缝焊于端板上,承受静力荷载设
计值C=200kN,T=400kN,如下图所示。
采用Q235钢,手工焊,焊条为E43
型,三级焊缝,焊缝强度设计值为:
ftw185N/m后,fvw125N/mm2,未用引弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
kT
IN
OU3
解:
轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下
节点钢板所受的水平力(轴力)FxTCcos600400200/2300kN
37
节点钢板所受的弯矩MFxe30010100310Nmm
节点钢板所受的竖向力(剪力)FyCsin60°1003kN
焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。
'.5F
焊缝的有效厚度为节点板厚
t;未用引弧板,焊缝有效长度为
lw=b-21
最大正应力
FxM
Fx
M
30010
3
10
max
AW
tlw
tlW/6
12(4002
12)12(400
2
12)2/6,可
66.5106.1
172.6
w
ft
2
185N/mm
最大剪应力
Fy
Fy
100.3103
2
w
2—r
max1.5
1.5-
1.5-
57.5N/mm
fV
125N/mm,可
A
tlw
12
(400212)
最大剪应力处(焊缝中点)的正应力
x066.5N/mm2A
焊缝中点的折算应力
3
2
max
•,357.52119.8N/mm21.1ftw203.5N/mm2,可
最大正应力处的剪应力为0,故不需考虑其折算应力。
焊缝强度满足要求。
某节点钢板用角焊缝焊于端板上,承受静力荷载设计值C=200kN,T=400kN,如下图所示。
采用Q235钢,手工焊,焊条为E43型,焊脚厚度hf=10mm,焊缝强度设计值为16(N/mnm。
试验算焊缝强度是否满足设计要求。
端板
解:
轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下
节点钢板所受的水平力(轴力)FxTCcos600400200/2300kN
37
节点钢板所受的弯矩MFxe30010100310Nmm
节点钢板所受的竖向力(剪力)FyCsin60°1003kN
焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。
M
20.7hflW/6
3107
0.710(40020)*2/6
焊缝有两条,每条焊缝的有效厚度为0.7hf;由于焊缝两端都无绕角焊,每条焊
缝有效长度为lw=b-2hf。
最大正应力
FxMFx
fmax
AW20.7hflw
剪应力f
Fy
Fy
iooT3io3
20.710(40020)
32.6N/mm2
A20.7hflw
强度验算
145.4
1.22
32.62
2
123.6mm
ffw160N/mm2,满足要求。
*、某简支钢梁如下图左所示,受集中荷载设计值F=400kN,跨度1=10m,
Q235钢,梁截面为焊接工字形如下图右所示。
因梁的长度不够,用对接焊缝
进行拼接,焊缝为手工焊,质量等级为三级,用引弧板施焊,腹板无切角,焊缝
强度设计值ftw185N/mmi
w2
fv125N/mm
1)试求焊缝截面处的弯矩设计值M和剪力设计值
2)试求焊缝处腹板的最大弯曲正应力
max、最大剪应力
max、最小剪应力min
3)试验算腹板焊缝的强度是否满足设计要求
解1)
焊缝承受得弯矩设计值和剪力设计值
1
1
1
M
F
—1—Fl
2
4
8
V
If
2
200kN
1
-40010500kNm
8
2)
lx
12
16300(2008)9.9841
Sx1200101001.1981C
M200
500106200
4
lx
O*
4.689108
VSx2001031.198106
1xtw
4.69810810
35
VSx1200109.98410
1xtw
8
4.6981010
1
300(400
Sx
max
max
min
53
mm
63
mm
213.3N/mm2
2
51N/mm
42.5N/mm
216)3(30010)40034.689108mm4
tw185N/mm2
w2
v125N/mm
折算应力
maxmin
.213.3342.52225.6N/mm21.1ftw203.5N/mm2,不可
强度不满足要求
*、某角钢牛腿,截面为11409010,短边外伸如下图所示,承受静力荷载
F=120kN,偏心距e=30mm,Q235钢。
角钢长边用角焊缝焊于柱翼缘板,
手工焊,E43型焊条,角钢背施绕角回焊,连续施焊。
焊缝强度设计值为
16(N/mm。
焊脚厚度hf=8mm,试验算焊缝的强度是否满足设计要求。
工字形柱
—
解
焊缝有两条,每条焊缝的有效厚度为0.7hf;由于焊缝一端有绕脚焊,每条焊缝
有效长度为lw=b-hf。
焊缝所受剪力为F,弯矩为M=Fe
应力分布如下图所示
最大弯曲正应力
fmax
3
1201030
110.7N/mm2
-1.48(1408)2
6
剪应力
FF
A20.7h」w
120103
1.48(1408)
81.2N/mm2
强度验算
2
110.7
1.22
81.22
121.8N/mm2ffw160N/mm2,可
焊缝强度满足要求。
300103
20.710(40020)2
56.489145.4
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