建筑工程钢结构.doc

[例1].图示两板件，宽300mm，厚10mm,承受轴拉力静载设计值N=550kN，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，试设计： 用对接焊缝（直缝或斜缝）连接，采用引弧施焊。 用双盖板拼接，采用角焊缝三面围焊（要求确定拼接板尺寸及焊角尺寸）。 解： （1）.设焊缝质量为三级，则查表得?wt=185N/mm2,当采用直缝时LW=300mm. 焊缝正应力 故强度满足要求可行。 （2）.为保证施焊需要，取盖板宽b=B-2X20=300-40=260 mm. 按盖板与构件等强度原则，计算盖板厚度为 按构造要求确定焊角高hf为 hfmin=1.5=1.5=4.74mm ,取hf=6mm 取盖板截面为2606mm2,则端缝承载力为 查表1－4得wt=160 N/mm2 则 接缝一侧一条焊缝需要长度 取LW=60mm.则盖板全长为： [例2]图示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准，试验算拼接焊缝强度。（提示：剪力V可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即） 解：查得，， 计算焊缝截面特征值 验算正应力 满足 验算剪应力 满足 验算折算应力 满足要求 [例3]计算工字形截面牛腿与钢柱连接的对接焊缝强度(图)。F=550kN(设计值)，偏心距e=300mm。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。焊缝为三级检验标准，上、下翼缘加引弧板和引出板施焊。 [解]截面几何特征值和内力: ， （a）最大正应力 （b）最大剪应力 （c）“1”点的折算应力 [例1]试设计用拼接盖板的对接连接（图）。已知钢板宽B=270mm，厚度t1=28mm，拼接盖板厚度t2=16mm。该连接承受静态轴心力N=1400kN(设计值)，钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型。 [解]角焊缝的焊脚尺寸hf应根据板件厚度确定: 取hf=10mm，查附录表1.2得角焊缝强度设计值。 （1）采用两面侧焊时[图] ①焊缝总长度 ②一条焊缝的实际长度 ③盖板长度 ，取。 ④选定拼接盖板宽度 b=240mm，则： 满足强度要求。 ⑤根据构造要求可知： 且 满足要求，故选定拼接盖板尺寸为。 (2) 采用三面围焊时 ①端面角焊缝承担 N′ 侧面角焊缝承担 N1 ，N1=N－N′。 ②焊缝长度计算 ③一条焊缝长度 ，取为。 ④盖板长度 选定拼接盖板尺寸为。 [例2]试确定图所示承受静态轴心力的三面围焊连接的承载力及肢尖焊缝的长度。已知角钢为，与厚度为8mm的节点板连接，其搭接长度为300mm，焊脚尺寸钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型。 解： 则正面角焊缝所能承受的内力为 肢背角焊缝所能承受的内力为 [例3]参考试验算图所示牛腿与钢柱连接的角焊缝的强度。钢材Q235，焊条E43，手工焊。荷载设计值偏心距,焊脚尺寸，图为有效焊缝截面。 解：N在角焊缝形心处引起剪力和弯矩 考虑腹板焊缝参加传递弯矩的计算方法 全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩为 翼缘焊缝的最大应力 腹板焊缝中由于弯矩M引起的最大应力 由于剪力V在腹板焊缝中产生的平均剪应力 则腹板焊缝强度（A为设计控制点）为 按不考虑腹板焊缝传递弯矩的计算方法 翼缘焊缝所承受的水平力 翼缘焊缝的强度 腹板焊缝的强度 [例4]图钢板长度搭接长度荷载设计值偏心距，（至柱边的距离），钢材为Q235，手工焊接，焊条E43型，试确定该焊缝的焊角尺寸并验算该焊缝的强度。 解：几段焊缝组成的围焊共同承受的剪力V和扭矩的作用，设焊缝的焊角尺寸均为 焊缝计算截面的重心位置为 在计算中，由于焊缝的实际计算长度稍大于，故焊缝的计算长度直接采用，不再扣除水平焊缝的两端缺陷。 焊缝截面的极惯性矩： 轴心力V在A点产生的应力为 平行于焊缝长度方向， 则 说明h=8mm是合适的。 [例 3.6]设计两块钢板用普通螺栓的盖板拼接(图3.34)。已知轴心拉力的设计值N=325kN，钢材为Q235A，螺栓直径d=20mm（粗制螺栓）。 图3.34 例3.5图 [解] 受剪承载力设计值 承压承载力设计值 一侧所需螺栓数n: ，取8个。 [例3．7]设计图所示的普通螺栓连接。柱翼缘厚度为10mm,连接板厚度为8mm,钢材为Q235B，荷载设计值偏心距粗制螺栓M22。 图3.36 解 螺栓的直径，一个螺栓的设计承载力为： 螺栓抗剪： 构件承压 [例3.10]参考设图3.45为短横梁与柱翼缘的连接，剪力V=250kN，