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钢结构的连接
第七章钢结构的连接
1、图8-1中,132a牛腿用对接焊缝与柱连接。
钢材为Q235钢,焊条为E43型,
手工焊,用II级焊缝的检验质量标准。
对接焊缝的抗压强度设计值
部位能承受的外力F的最大值(施焊时加引弧板)
图8-1牛腿连接示意图
解:
由已知条件可推知:
翻ioo72、匚严
f“—珂云^T)ft
将A=6712mm2,Wx=692.2103mm3,ftw=215N/mm2代入得:
F乞215/(210023)=694.317kN
2x6712692.2x103
13
S=(A—代)L(h—t)=20.86汉3x(320—15)=3181.15mm3
整理得:
F乞7400.076kN,贝UFmax=464.607kN。
2、有一支托角钢,两边用角焊缝与柱连接(图8-3)。
N=400KN,钢材为Q345钢,焊条为E50型,手工焊,ffw=200N/mm2。
试确定焊缝厚度。
图8-3支托连接示意图
解:
根据已知条件知:
宀24106)224221010仝2002则hf_7.28mm,取h「7.28mm
2002hf1.224002h2
此时1.5t-hf_t-(1~2)mm合适,取焊缝厚度为7.28mm。
3、图8-5所示的牛腿用角焊缝与柱连接。
钢材为Q235钢,焊条用E43型,手
工焊,角焊缝强度设计值ffw=160N/mm2。
T=350kN,验算焊缝的受力
图8-5牛腿角焊缝示意图
解:
由题意可知:
亍200=10°方,即⑴轴林叭亦
A£helw=2[5.61305.61205.6(320-32)]=6025.6mm2
+二N/Af=41.073N/mm2
A=5.6(320-32)2=3225.6mm2,f=V/Af=76.727N/mm2
If=2(5.613016025.61201442丄5.62883)=87438131.2mm412
mM1602
二f90.574N/mm(A点)
If
十=;「m160一16=81.5166N/mm2(B点)
160
二f=;:
M==131.647N/mm2,]=122.5896N/mm2
A点:
二f/1.22=107.9N/mm2:
:
ftw安全
B点:
:
(1.22)22「26.43N/mm2f安全
4、计算图8-85所示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,=200N/mnf,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焊脚尺寸和长度
V=200kN,M=60024002200仁2200kN
全截面lx二145014603-43814203=1219509104mm412
1
腹板lxw=—121420^286329104mm4
翼缘lxf-lx-lx^-933180104mm4
分配弯矩:
翼缘Mxf=^Mx二9331802200=16835kN.m
lx1219509
腹板Mxw=“Mx=516.5kN.m
lx
腹板盖板
21
130002(170-8)2-
c—=162mm
1300+2^(170-8)
左半部分
Vw=200kN
Mw二M^Vye=547.3kN.m
由于正反夹两块:
故Vw1=100kN,Mw1=273.7kN.m
2
A-0.78(23082162)-4502.4mmT
lx=(2240530.42216265021/1224032)0.78=1534.54104m4
ly=隹1/12汇1623+162U162/2—16.2f】+(2江30汇8片16.22}汇0.7汇8=1229"04mm4
If=Ixly=154684104mm4
最危险点为“a”“b”点
a点:
Af=0.7hf〔I-hf24001
I=345mm
5、验算图8-7所示桁架节点焊缝“A”是否满足要求,确定焊缝“B”、“C”的长度。
已知焊缝A的角焊缝hf=10mm,焊缝B、C的角焊缝hf=6mm。
钢材为
Q235B钢。
焊条用E43型,手工焊,ffw=160N/mm2。
在不利组合下杆件力为
N^150kN,N2=489.41kN,N3=230kN,N4=14.1kN,N5=250kN。
解:
对焊缝A:
v二N2-Ni=489.41-150=339.41kN
N=0
M=339.410.225m=76.367KNm
满足要求
对焊缝B:
V二N3=230kN。
Af=0.7lhf=4.2l
解得:
1=342.3mm。
焊缝C:
V=N5=250kN。
Af=0.7lhf=4.21
V25010上w,_N/
-fff-160N2
Af4.2lmm
解得:
1=372.1mm。
6、图8-9所示为一梁柱连接,M=100kNm,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f「=l60N/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。
fj=170N/mm2
图8-9梁柱连接示意图解:
(1)支托承受剪力:
V=600kN
__V600"03
hf
20.7lw20.7160(2602hf)
解得:
hf=11.3mm
(2)4.8级螺栓M24,抗拉强度设计值fJ=168N/mm2
Ntbd2ftb21.1852416^5992^1
44
fvb=0.35400=140N/mm2
fcb=0.82400=328N/mm2
tfcb=2414328=110208N
最危险点为离形心最远的右下端螺栓:
6
100X0X300
210024200243002
■・M
Mx
Ny
220'(Xy)
NXM
=55556N:
[N]b=min{N:
N:
}=63335N,满足要求
8、图8-12所示的螺栓连接采用45号钢,A级8.8级螺栓,直径d=16mm,丁=320N/mm2,fj=405N/mm2。
钢板为Q235钢,钢板厚度12mm,抗拉强
度设计值f=215N/mm2。
求此连接能承受的Fmax值。
F|jIIII」III「厂|F
左I?
卩「F「;FJ弓:
十(:
才3丁ECIJ料,Fd
F
IHIU
—djd1>
F
——1
—
+++
-f十
+++
十十十
+++
+卡
+++
+++
■■-二
1~*H
—
解:
NHnqHH2-1623201286N0
Notfcb=1620405=1296N0
[N]b=12868ND
F=13[N]b=13128680=1672.84kN
I-I净面积:
An(320-316.5)12=324mm2
F-3246215=697.89kN
nn净面积:
An=40122602124-16.551^4043mm2
综上所述,取三者中最小者,即Fmax=697.89kN
9、将习题8.6中梁的拼接改为用高强度螺栓承压型连接,改后构造如图8-14所示,高强度螺栓的钢材为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,螺栓的强度设计值fv^310N/mm2,fc^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。
图8-14梁拼接示意图
解:
(1)拼接处:
V=F=20kN
M=2200kN.m
1
腹板:
If1214203=286.3288107mm4
12
1
翼缘:
Iw=2(450203450207202)=933.18107mm4,
12
腹板分配的M:
Mf=匕Mx=286.32881072200=516.54kN.m
I1219.508810
翼缘分配的M:
Mw=M-Mf=2200-516.54=1683.46kN.m
剪力由腹板承担,翼缘只承担弯矩Mw:
3
=1153kN
“Mw1683.46x10Nw-=
h1460
N:
二n「d2fvb202310=9734N)
44
N;=d'tfj=2020470=188000N,
[N】b=min{N^N?
}=97340N
翼缘接头处螺栓数目为24个,连接板尺寸如下:
M%
2
yi
516.54汽106汇650
24(130260390520650)
N:
(Nj)2二4545245152^=4538I0:
:
[N]?
=973410
满足要求
10、如图所示,屋架与柱的连接节点。
钢材为Q235B,焊条用E43型,手工焊。
C级普通螺栓用Q235BF钢。
已知:
ff-=160N/mm2,ftb=170N/mm2。
(1)验算角焊缝A的强度,确定角焊缝B,C,D的最小长度,焊缝厚度
hf=10mm;
(2)验算连接于钢柱的普通螺栓的强度,假定螺栓不受剪力(即连接处竖向力由支托承受),螺栓直径24mm。
(1).[A].V
450
2
318.2kN
N=181.8kN,
M=0.16NVx0.01=32.3kN
318.21000
32.3106300
2丄7(600-20)3
12
2
=42.6N/mm
181.8103
27(600-20)
2
=22.4N/mm
Af
[B].
"38.4+22.4f
1.22
2
42.6
=65.6N/mm2:
:
:
ffw=160N/mm2二A强度足够
V
2helw
318.21000
20.710(冷-20)
:
:
f7=160N/mm2
解得lB_162.1mm=取lB=165mm
[C].等肢双角钢口=0.7Nc=315kN,N^0.3Nc=135kN
解得lc1—160.6mm=取lc1=165mm
解得lc2-80.3mm=取lc1=85mm
[D]不等肢双角钢,短肢相并。
N3=0.25肌=125kN,N^0.75N^375kN
解得lD1-75.8mm二取lc1=80mm
N4
2helw
375000
20.710(
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