(整理)第三章钢结构的连接计算题答案

1、精品文档精品文档一、选择题1.图中的焊脚尺寸hf是根据a选定的。68TOC o 1-5 h z/通=-/TO=4.7mm,hfl=1.2x6=6mmr血H=15拆=37淤佻hf期=12-10=6mm=4.7mm,=1.2x6=7=6(12)mm/min=1.5Ib=4.7mm,=1.2-10=12mWhfl=6mm如图所示梁截面形式、尺寸(Ix=22000X104mm4)及荷载。钢材为Q235-BF，焊条采用E43型手工焊,梁翼缘和腹板间用角焊缝连接，hf=_dmm。如图所示为单角钢(L80X5)接长连接，采用侧面角焊缝(Q235钢和E43型焊条，/=160Nlmm2,焊脚尺寸h=5mm。求连

2、接承载力设计值(静载)=d。精品文档精品文档=20.7x5x(360-2x0.7x5x(360)x16020.75(605-10)1602x0.7x5x(60 x5)x160设有一截面尺寸为100X8的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的节点板上，两板件板面平行，焊脚尺寸为6mm。为满足最小焊缝长度的构造要求，试选用下列何项数值。d钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用_b_。6.E55E50E43前三种均可产生焊接残余应力的主要因素之一是_c钢材的塑性太低钢材的弹性模量太高焊接时热量分布不焊缝的厚度太小7.产生纵向焊接残余应力的主

3、要原因是_d_。冷却速度太快焊件各纤维能自由变形钢材弹性模量太大，使构件刚度很大施焊时焊件上出现冷塑和热塑区8.角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，_c角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于_b60h40h80h120h图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是ba、b点b、d点c、d点a、c点对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时_c要考虑正面角焊缝强度的提高要考虑

4、焊缝刚度影响与侧面角焊缝的计算式相同取旳=1-22在制作长焊件时，为了考虑焊接残余变形的影响，其下料长度等于设计长度设计长度+纵向收缩余量设计长度+纵向收缩和横向收缩余量设计长度+横向收缩余量连接的构造细节残余焊接结构的疲劳强度的大小与_a关系不大。钢材的种类应力循环次数应力大小焊接连接或焊接构件的疲劳性能与_b有关。未焊透的对接焊缝计算应按_b_计算。对接焊缝角焊缝断续焊缝斜焊缝二、计算题验算图示直角角焊缝的强度。已知静荷载F=120kN（设计值），角焊缝的焊角尺寸为hf=8mm，钢材为Q235-BF钢，手工焊，焊条为E43型，。精品文档精品文档精品文档精品文档1解：将F移至焊缝形心，F=2

5、40kN120=103.9kNV=c60iF=-y420=60kN得M=N&=103.935=3.64103kNmm焊缝左边点受力最为不利，由N产生的和m产生的迭加。代入：N2x0.7kflw2x0.7hv20.7hfll66.3+99.5103.9y.1032x0.7x8x(150-10)60X-1032x0.7x8x!40=66.3Njmm2=38.3N/mm263.641Q62x0.7x8xl402=99.5N/mm2+38.32焊缝强度满足要求。请验算图示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。静力荷载设计值F=220kN。钢材用Q235AF，焊条E43手工焊，无引弧板，焊缝质量三级（假定剪力全

6、部由腹板上的焊缝承受）。=1851Hmm2,/=215N!mm2/=125Nlmm22解：（1）计算对接焊缝计算截面的几何特性中和轴位置,_（200-W）xWx5+（300-W）xlOx_nn_戸一（200-110+（300-110_聊梢y2=31099=211mm焊缝截面几何特性g=xlOx（3OO-lOf+（300-10）x10 xQ60-99）2+x（200-0）xW3+（200-10）x10 x（9-5）2=4.79-10mm心=（300-10）x10=2.9y.l03mm2剪力只由腹板承担，故只算腹板的截面积应。（2）验算焊缝强度经分析最危险点是最下面点，故只要验算该点的焊缝强度4.

7、79x10口=晋_=1弓严=193.8Nf淤淤N=1181hN2）验算被连接钢板的净截面强度=A通&横=401.8-42.351.8=55.08cm2NCF=&llSlx-lO355.08x.102=214.4梁的连接构造如图所示。连接承受的弯矩M=1000kNm，剪力V=100kN。钢材Q235，摩擦型高强度螺栓10.9级，M20，接触面喷砂处理，P=15临屮=045。试验算梁节点高强度螺栓连接的强度。提示：梁腹板分担的弯矩按Mw=M/y计算，剪力全部由腹板承受。精品文档精品文档ura岳匚4解：（1）连接一侧最不利情况下的受力M由翼缘和腹板按刚度分配梁截面对于水平对称轴的惯性矩I=：9603

8、+2x400 x20 x4902=4.87y：10g12腹板对于水平对称轴的惯性矩5=xQ603=LO3ydOgmm4腹板分担的弯矩：M=xM=xl000=211.5kN-mI4.87翼缘分担的弯矩：Mf=1000-211.5=788.5kNm翼缘分担的弯矩由螺栓群受轴向力来承担：目=且=竺丄=788.5kNh1.0腹板螺栓群除分担部分弯矩外，还承受全部剪力，而该剪力对腹板连接螺栓群又有偏心，将剪力移到螺栓群形心，受力为：V=100kNM=211.5+100 x5Q+4Q=220.5kN-m10002)确定单个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值翼缘螺栓：按图中尺寸沿受力方向的连接长度仃=40cm1

9、5d0=15x2.15=32.3cm故需将螺栓的承载力设计值乘以下列折减系数，即：150d040150 x2.15=0.98N；=P(0.9nf=0.980.9y.ly.0.45155=61.5kN腹板螺栓：因上、下排螺栓“1”的合力方向大致是水平的，沿受力方向的连接长度=8cm.15d0=32.3cm，故不需乘折减系数0。N；=0.9nfyP=0.9x2x0.45155=125.6kN3)螺栓强度验算a.翼缘板拼接螺栓：螺栓孔径d0取21.5mm，翼缘板的净截面面积为：精品文档精品文档精品文档精品文档&=(40-42.15)y-2=62.8cm2翼缘板能承受的轴向力：毛截面：N=Af=402

10、-IO2215=1720000N=1720kN62.8100215=1473kNl-0.5x24摩擦型高强度螺栓能承受的轴向力：N=N=61.524=1476kN上述三项最小值为N=1473kN翼缘螺栓群受到的力788.5kN，故翼缘板拼接螺栓满足强度要求。b.腹板拼接螺栓：腹板承受的内力V=100kNM=220.5kNm每个螺栓所承受的垂直剪力为：10077=7.14kN在弯矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力为：220.5IO2394x(392+263+132)=90.9kNy13x1N$=J（阴尸+（阴=90.92+7.142=91.2kN矶=125.6kN所以腹板拼接螺栓群满足强度

11、要求。例1：图示一围焊缝连接，已知!=200朋漑，J=300漑叫w=80漑漑,hg=8mmF=370kNOmm,打=6300cm4J；=160Nmm2试验算该连接是否安全。解：将F移向焊缝形心0,三面围焊缝受力：N=F=370kN在计算焊缝的面积和其极惯性矩时，近似取l1l2为其计算长度，即既不考虑焊缝的实际长度稍大于l1和l2也不扣除水平焊缝的两端缺陷10mm。T=Fe=370 x30=29600kNmm焊缝截面面积：A=SC.7=0.7x3(2x200+300)=3920mm2ly=2xx0.7x8x2003-2x0.7x8x200 x(!00-60)2+0.7x8x300 x602=1.71xl07mm4在N力作用下，焊缝各点受力均匀；在T作用下，水平焊缝右边两个端点产生的应力最大，但在右上端点其应力的水平分量与N力产生的同方向，因而该焊缝在外力F作用下，该点最危险。由N在水平焊缝右上端点产生的应力为由扭矩T在该点产生的应力的水平分量为:由T在该点产生的应力的垂直分量为：代入强度条件:该连接安全。例2:计算图示角焊缝连接中的h。已知连接承受动荷载，钢材为Q235BF，焊条为E43型60N/mm2,Fi=180kN7F2=240kN,图中尺寸单位为:mm。