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105=1.27×
107mm4
b)内力计算
T=Ne=N(a+l1-)=N(80+150-15)=215N
V=N
c)焊缝验算
=215N×
100/(1.27×
107)=1.69×
10-3N
(72-15)/(1.27×
107)=9.65×
10-4N
=N/[0.7×
8(200+72×
2)]=5.19×
代入下式,,
当承受静载时,解得N=76.84KN
当承受动载时,解得N=71.14KN
3.9已知A3F钢板截面用对接直焊缝拼接,采用手工焊焊条E43型,用引弧板,按Ⅲ级焊缝质量检验,试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。
解:
查附表1.2得:
则钢板的最大承载力为:
3.10焊接工字形截面梁,设一道拼接的对接焊缝,拼接处作用荷载设计值:
弯矩,剪力,钢材为Q235B,焊条为E43型,半自动焊,Ⅲ级检验标准,试验算该焊缝的强度。
,。
截面的几何特性计算如下:
惯性矩:
翼缘面积矩:
则翼缘顶最大正应力为:
满足要求。
腹板高度中部最大剪应力:
上翼缘和腹板交接处的正应力:
上翼缘和腹板交接处的剪应力:
折算应力:
3.12如图所示焊接连接,采用三面围焊,承受的轴心拉力设计值。
钢材为Q235B,焊条为E43型,试验算此连接焊缝是否满足要求。
正面焊缝承受的力:
则侧面焊缝承受的力为:
则
3.13试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。
已知(设计值),与焊缝之间的夹角,钢材为A3,手工焊、焊条E43型。
,
3.15试求如图所示连接的最大设计荷载。
钢材为Q235B,焊条E43型,手工焊,角焊缝焊脚尺寸,。
在偏心力F作用下,牛腿和柱搭接连接角围焊缝承受剪力V=F和扭矩T=Fe的共同作用。
围焊缝有效截面形心O距竖焊缝距离:
两个围焊缝截面对形心的极惯性矩:
围焊缝最大应力点A处各应力分量:
则得
3.17如图所示的普通螺栓连接,材料为Q235钢,采用螺栓直径20mm,承受的荷载设计值。
试按下列条件验算此连接是否安全:
1)假定支托不承受剪力;
2)假定支托承受剪力。
查附表1.3得:
螺栓,,。
1)假定支托只起安装作用,不承受剪力,螺栓同时承受拉力和剪力。
设螺栓群绕最下一排螺栓旋转。
查表得M20螺栓。
每个螺栓的抗剪和承压的承载力设计值分别为:
弯矩作用下螺栓所受的最大拉力:
剪力作用下每个螺栓所受的平均剪力:
剪力和拉力共同作用下:
可靠
2)假定剪力由支托承担,螺栓只承受弯矩作用。
支托和柱翼缘的连接角焊缝计算,采用,(偏于安全地略去端焊缝强度提高系数1.22),
满足要求。
3.18某双盖板高强度螺栓摩擦型连接如图所示。
构件材料为Q345钢,螺栓采用M20,强度等级为8.8级,接触面喷砂处理。
试确定此连接所能承受的最大拉力N。
查附表1.1得:
查表3-9和3-10得:
,,
一个螺栓的抗剪承载力:
故
净截面验算:
不满足要求。
故应按钢板的抗拉强度设计。
4.1试验算图4.39所示焊接工字形截面柱(翼缘为焰切边),轴心压力设计值为N=4500KN,柱的计算长度,Q235钢材,截面无削弱。
其截面参数为:
②整体稳定和刚度验算
刚度验算:
整体稳定性验算:
按长细比较大值,查附表得
③局部稳定性验算
自由外伸翼缘:
满足
腹板部分:
④强度验算:
因截面无削弱,不必验算。
4.2图4.40所示a、b两截面组合柱,截面面积相同,且均为Q235钢材,翼缘为焰切边,两端简支,,试计算a、b两柱所能承受的最大轴心压力设计值。
按长细比较大值,,查附表得,
5.1一平台梁格如图5.56所示。
平台无动力荷载,平台板刚性连接于次梁上,永久标准值为4.5kN/m2可变荷载标准值为15kN/m2钢材为,选用工字钢次梁截面,若铺板为刚性连接时情况如何?
由于铺板为刚性连接,可以保证整体稳定性,故只需考虑强度和刚度.
(1)最大弯矩设计值:
(2)型钢需要的净截面抵抗矩
选用I40a,自重,,
,,,
加上自重后的最大弯矩设计值(跨中)和最大剪力设计值(支座):
(3)截面验算
(a)强度验算
抗弯强度为:
(合格)
抗剪强度为:
(合格)
局部承压强度:
由于次梁支承于主梁顶面上,所以应验算支座处的局部承压强度。
,假定支承长度a=100mm,则,
支座反力R=Vmax=188.7KN,故有:
(b)刚度验算
按荷载标准值计算,则
6.1图6.43表示一两端铰接的拉弯杆。
截面为I45a轧制工字钢,材料用Q235钢,截面无削弱,静态荷载。
试确定作用于杆的最大轴心拉力的设计值。
解查附表,I45a的截面特征和质量为:
,
1)内力计算(杆1/3处为最不利截面)
轴力为
最大弯矩不计杆自重)
2)截面强度
查附录5,=1.05,
上侧≤215解得:
N=500KN
下侧解得:
N=913KN
所以最大轴心拉力设计值为500KN。
6.3如图6.45所示的压弯构件,焊接工字截面,火焰切割边构件翼缘上对称钻有8个Ф21.5的螺孔,材料用Q235钢,试确定该构件的最大轴心压力的设计值,已知:
F=150kN,并验算板件的局部稳定性。
如果用Q345钢,设计压力有何改变。
(1)内力计算:
F=150KN,M=5000×
150×
103/2=3.75×
108
(2)截面特性
3)验算整体稳定:
截面对两轴都属于b类,查附表得:
=0.920;
=0.515。
工字形截面的=1.05。
①弯矩作用平面内的整体稳定:
解得:
N≤1175KN
②弯矩作用平面外的稳定性:
对于双轴对称工字形截面,可按下式近似计算,当>1.0取=1.0:
N≤835KN
所以轴心压力的设计值为835KN
4)局部稳定性验算
翼缘的宽厚比:
<=满足
腹板的宽厚比:
1)对杆中央截面:
<
<
2)对杆端截面:
故=0
>
不满足。
材料采用Q345钢时,同样可求的N=1524KN。
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