钢结构的连接——习题解答

1、钢结构的连接钢结构的连接习题习题将外力简化至连接截面的形心，确定连接传力方式（N、V、M、T）对接焊缝截面特性角焊缝有效截面特性单个螺栓承载力设计值构造要求设计的基本步骤设计的基本步骤构造要求总结构造要求总结对接焊缝：对接焊缝：无角焊缝角焊缝螺栓：螺栓：最大、最小容许距离最大容许距离最大容许距离最小容许距离最小容许距离中心间距中心间距8d0或12t3d0中心至构件边缘距离中心至构件边缘距离4d0或8t2d0焊脚尺寸：hftmintmaxtmaxfmin1.51.2thtff(1 2)mm, 6mm, 6mmhtthtt 焊缝计算长度：lwfwMax 8,40hl端焊缝：fwfMax 8,406

2、0hlh侧焊缝：材料设计指标总结材料设计指标总结 抗拉抗拉抗剪抗剪承压承压 钢材钢材 对接对接焊缝焊缝 角焊缝角焊缝 螺栓螺栓vfwtfwvfwffbtfbvfbcffwff单位：N/mm2上下标 w: wielding；f: fillet welding; b:bolt 连接的验算方法总结连接的验算方法总结对接焊缝：对接焊缝：wmaxtfwmaxvf22wzt31.1f角焊缝角焊缝: :22wffff()f螺栓螺栓: :单个螺栓抗剪抗剪承载力设计值2bbvvv4dNnf单个螺栓承压承压承载力设计值bbccNdtf单个螺栓抗拉抗拉承载力设计值bbtetNA f22vtbbvt()()1NNNN

3、bvft0.9(1.25)NnPNbt0.8NPvtbbvt1NNNNbbtetNA f2bbvvv4dNnfbbccNdtf22vtbbvt()()1NNNNbcv1.2NN 普通螺栓普通螺栓高强摩擦型螺栓高强摩擦型螺栓高强承压型螺栓高强承压型螺栓验算项目d0, d, de何时用？3.1如图如图3.64所示工字型所示工字型I36c做牛腿与钢柱采用对接焊缝连接。集中荷载设计值做牛腿与钢柱采用对接焊缝连接。集中荷载设计值F=580kN，偏心距，偏心距e=200mm，钢材，钢材Q235，焊条，焊条E43型，手工焊，不采用引弧板，焊缝质量等级三级检验，验算焊缝的强型，手工焊，不采用引弧板，焊缝质量等

4、级三级检验，验算焊缝的强度。度。（1）力简化）力简化（将所有外力朝焊接截面的形心处简化）580kNVF3580 200 10116kN mMFe不设引弧板，焊缝长度取实际长度减去2t，焊缝截面如上图所示。（2）焊缝强度设计值及截面特性）焊缝强度设计值及截面特性w2t185/ mmfNw2v125/ mmfN33284w108 1614 3002 (108 16 172 )1.34 10 mm1212I853ww1.34 10=7.43 10 mm/ 2180IWh141401632816360F=580kNe=200mmVM10830016141416AB172C（3）焊缝强度验算）焊缝强度验

5、算计算A点正应力62w2Mt5W116 10156/ mm185/ mm7.43 10MNfNW计算C点剪应力54150108 16 172 150 144.55 10 mm2S 352w2v8W w580 104.55 10140.7/ mm125/ mm1.34 1014VSNfNI t计算B点折算应力141401632816360F=580kNe=200mmVM10830016141416AB172C201W300156130/ mm360hMNWh541108 16 1722.97 10 mmS 352118W w580 102.97 1091.8/ mm1.34 1014VSNI t

6、22222w2z11t31303 91.8205.4/ mm1.1203.5/ mmNfN （4）结论）结论对接焊缝不合格。3.2若将习题若将习题1中的牛腿与钢柱改用角焊缝连接，试设计此焊缝。中的牛腿与钢柱改用角焊缝连接，试设计此焊缝。补充条件：与牛腿相连的钢柱板件厚度补充条件：与牛腿相连的钢柱板件厚度t t=20mm=20mm。14140163281636020F=580kNe=200mmVM（1）连接设计）连接设计（根据构造初选确定焊脚尺寸）（2）力简化）力简化（将所有外力朝焊接截面的形心处简化）580kNVF3580 200 10116kN mMFe14140163281636020F=

7、580kNe=200mmVM328140he16he360（3）焊缝强度设计值及截面特性）焊缝强度设计值及截面特性14140163281636020F=580kNe=200mmVM（4）焊缝强度验算）焊缝强度验算140he16he360328AB（5）重新设计并验算焊缝强度）重新设计并验算焊缝强度（6）结论）结论: 取焊脚尺寸12mm的设计。200230300192300 x0 xxyyF=250kNrxryTV200230300192300 x0 xxyyF=250kNrxryTV3.4 3.4 试设计双角钢与节点角焊缝连接。钢材试设计双角钢与节点角焊缝连接。钢材Q235-BQ235-B，焊

8、条，焊条E43E43型，手工焊，轴心力设计值型，手工焊，轴心力设计值N=800kNN=800kN。试。试验算焊缝的强度。（验算焊缝的强度。（1 1）采用两面侧焊（）采用两面侧焊（2 2）采用三面围焊缝）采用三面围焊缝21008t=10mmN=800kN21008t=10mmN=800kN21008t=10mmN=800kN21008t=10mmN=800kN200230300F=250kN54184TV3.5 3.5 将习题将习题3.33.3中支托板与柱改用中支托板与柱改用C C级螺栓相连，是确定螺栓的直径与数量。级螺栓相连，是确定螺栓的直径与数量。xxyy606060909060300200

9、60 xxyy6065908090400200809065F=270kN18e=250mm3.6 3.6 设计图设计图3.673.67所示的普通螺栓连接。钢材所示的普通螺栓连接。钢材Q235Q235，荷载设计值，荷载设计值P=270kNP=270kN，偏心距，偏心距e=250mme=250mm。907090 x6070908090500200602F=270kN18e=250mm3.6 3.6 设计图设计图3.673.67所示的普通螺栓连接。钢材所示的普通螺栓连接。钢材Q235Q235，荷载设计值，荷载设计值P=270kNP=270kN，偏心距，偏心距e=250mme=250mm。907090 x6070908090500200603.7 3.7 将习题将习题3.63.6中的螺栓改用中的螺栓改用10.910.9级级M20M20高强度螺栓，构件接触面喷砂处理，试设计此连接。高强度螺栓，构件接触面喷砂处理，试设计此连接。F=270kN18e=250mm907090 x60709080905