3第3章钢结构的连接例题.docVIP

例3.1 试验算图3-21所示钢板的对接焊缝的强度。钢板宽度为200mm，板厚为14mm，轴心拉力设计值为N 490kN，钢材为Q235 ，手工焊，焊条为E43型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。 （a） （b） 图3-21 例题3-1 （a）正缝；（b）斜缝 解：焊缝计算长度 焊缝正应力为 不满足要求，改为斜对接焊缝。取焊缝斜度为1.5：1，相应的倾角,焊缝长度 此时焊缝正应力为 剪应力为 斜焊缝满足要求。，这也说明当时，焊缝强度能够保证，可不必计算。 例3.2 计算图3-22所示T形截面牛腿与柱翼缘连接的对接焊缝。牛腿翼缘板宽130mm，厚12mm，腹板高200mm，厚10mm。牛腿承受竖向荷载设计值V 100kN，力作用点到焊缝截面距离e 200mm。钢材为Q345，焊条E50型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。 解：将力V移到焊缝形心，可知焊缝受剪力V 100kN，弯矩 翼缘焊缝计算长度为 腹板焊缝计算长度为 （a） （b） 图3-22 例题3-2 （a）T形牛腿对接焊缝连接；（b）焊缝有效截面 焊缝的有效截面如图3-22b所示，焊缝有效截面形心轴的位置 焊缝有效截面惯性矩 翼缘上边缘产生最大拉应力，其值为 腹板下边缘压应力最大，其值为 为简化计算，认为剪力由腹板焊缝承受，并沿焊缝均匀分布 腹板下边缘正应力和剪应力都存在，验算该点折算应力 焊缝强度满足要求。 例3.3 图3-41 是用双拼接盖板的角焊缝连接，钢板宽度为240mm，厚度为12mm，承受轴心力设计值N 600kN。钢材为Q235，采用E43型焊条。分别按（1）仅用侧面角焊缝；（2）采用三面围焊，确定盖板尺寸并设计此连接。 图3-41 例3-3附图 解: 根据拼接盖板和主板承载力相等的原则，确定盖板截面尺寸。和主板相同，盖板采用Q235钢，两块盖板截面面积之和应等于或大于钢板截面面积。因要在盖板两侧面施焊，取盖板宽度为190mm,则盖板厚度，取8mm，则每块盖板的截面积为。 角焊缝的焊脚尺寸由盖板厚度确定。焊缝在盖板边缘施焊，盖板厚度8mm 6mm,盖板厚度 主板厚度，则 ，取 6mm，。 由附表4查得直角角焊缝的强度设计值。 （1）仅用侧面角焊缝 连接一侧所需焊缝总计算长度为 因为有上、下两块拼接盖板，共有4条侧面角焊缝，每条焊缝的实际长度为 取。 两块被拼接钢板留出10mm间隙，所需拼接盖板长度 检查盖板宽度是否符合构造要求 盖板厚度为8mm 12mm，宽度b 190mm,且，满足要求。 （2）采用三面围焊 采用三面围焊可以减小两侧面角焊缝的长度，从而减小拼接盖板的尺寸。已知正面角焊缝的长度，两条正面角焊缝所能承受的内力为 连接一侧所需焊缝总计算长度为 连接一侧共有4条侧面角焊缝，每条焊缝的实际长度为 ，采用120mm。 所需拼接盖板的长度为 例3.4 试设计图3-42 所示某桁架腹杆与节点板的连接。腹杆为2L，节点板厚度为12mm，承受静荷载设计值N 640kN，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。 解：（1）采用两边侧面角焊缝 按构造要求确定焊脚尺寸 肢尖焊脚尺寸 ，采用。 肢背焊脚尺寸 ，同肢尖一样采用。 图3-42 例3-4附图 肢背、肢尖焊缝受力 肢背、肢尖所需焊缝计算长度 肢背、肢尖的实际焊缝长度 ，取270mm ，取130mm （2）采用三面围焊 取，求端焊缝承载力 此时肢背、肢尖焊缝受力 则肢背、肢尖所需焊缝计算长度为 肢背、肢尖的实际焊缝长度 ，取200mm ，取50mm 例3.5 图3-43 所示为牛腿与钢柱的连接，承受偏心荷载设计值V 400kN，e 25cm，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。试验算角焊缝的强度。 解： 偏心荷载使焊缝承受剪力V 400kN，弯矩。 设焊缝为周边围焊，转角处连续施焊，没有起落弧所引起的焊口缺陷，计算时忽略工字形翼缘端部绕角部分焊缝。取，假定剪力仅由牛腿腹板焊缝承受。 图3-43 例3-5附图 牛腿腹板上角焊缝的有效面积为 全部焊缝对x轴的惯性矩为 翼缘焊缝最外边缘的截面模量是 翼缘和腹板连接处的截面模量是 在弯矩作用下角焊缝最大应力在翼缘焊缝最外边缘，其数值为 由剪力引起的剪应力在腹板焊缝上均匀分布，其值为 在牛腿翼缘和腹板交界处，存在弯矩引起的正应力和剪力引起的剪应力，其正应力为 此处焊缝应满足 例3.6 图3-44所示是一牛腿板与柱翼缘的连接，牛腿板厚12mm，柱翼缘板厚16mm，荷载设计值V 200kN，e 300mm，钢材为Q235钢，E43型焊条，手工焊，试设计角焊缝连接。 图3-44 例3-6附图 解：设围焊焊脚尺寸，近似按板边搭接长度来计算角焊缝的有效截面。 角焊缝有效截面形心位置 角焊缝有效截面的极惯性矩 扭矩为 角焊缝有