第三章鋼結(jié)構(gòu)的連接計(jì)算題答案

1、一、選擇題1.圖中 的焊腳尺寸hf 是根據(jù) _a_選定的。2. 如圖 所示梁截面形式、尺寸（44鋼材為 Q235-B?F，焊條采用E43 型手工焊，I x=22000×10 mm) 及荷載。梁翼緣和腹板間用角焊縫連接，hf =_d_mm。2.661083.如圖 所示為單角鋼（ L80 × 5）接長(zhǎng)連接，采用側(cè)面角焊縫（ Q235 鋼和E43型焊條，），焊腳尺寸hf =5mm。求連接承載力設(shè)計(jì)值（靜載）_d_。4.設(shè)有一截面尺寸為100×8的板件，在端部用兩條側(cè)面角焊縫焊在10mm 厚的節(jié)點(diǎn)板上，兩板件板面平行，焊腳尺寸為6mm。為滿足最小焊縫長(zhǎng)度的構(gòu)造要求，試選用

2、下列何項(xiàng)數(shù)值。d40mm60mm80mm100mm5.鋼結(jié)構(gòu)連接中所使用的焊條應(yīng)與被連接構(gòu)件的強(qiáng)度相匹配，通常在被連接構(gòu)件選用Q345 時(shí)，焊條選用_b_ 。E55E50E43前三種均可6. 產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的主要因素之一是_c_。鋼材的塑性太低鋼材的彈性模量太高焊接時(shí)熱量分布不均焊縫的厚度太小7. 產(chǎn)生縱向焊接殘余應(yīng)力的主要原因是_d_。冷卻速度太快焊件各纖維能自由變形鋼材彈性模量太大，使構(gòu)件剛度很大施焊時(shí)焊件上出現(xiàn)冷塑和熱塑區(qū)8. 角鋼和鋼板間用側(cè)焊縫搭接連接，當(dāng)角鋼肢背與肢尖焊縫的焊腳尺寸和焊縫的長(zhǎng)度都等同時(shí)，_c_。角鋼肢背的側(cè)焊縫與角鋼肢尖的側(cè)焊縫受力相等角鋼肢尖側(cè)焊縫受力大于角鋼肢

3、背的側(cè)焊縫角鋼肢背的側(cè)焊縫受力大于角鋼肢尖的側(cè)焊縫由于角鋼肢背和肢尖的側(cè)焊縫受力不相等，因而連接受有彎矩的作用9. 在動(dòng)荷載作用下，側(cè)焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不宜大于_b_。60h40h80h120h10. 圖示 的角焊縫在 P 的作用下，最危險(xiǎn)點(diǎn)是 _b_。a、 b 點(diǎn)b、 d 點(diǎn)c、 d 點(diǎn)a、 c 點(diǎn)11.對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，計(jì)算正面直角焊縫時(shí)_c_。要考慮正面角焊縫強(qiáng)度的提高要考慮焊縫剛度影響與側(cè)面角焊縫的計(jì)算式相同取12.在制作長(zhǎng)焊件時(shí)，為了考慮焊接殘余變形的影響，其下料長(zhǎng)度等于_b_。設(shè)計(jì)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)長(zhǎng)度縱向收縮余量設(shè)計(jì)長(zhǎng)度縱向收縮和橫向收縮余量設(shè)計(jì)長(zhǎng)度橫向收縮余量13.焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)

4、度的大小與_a_關(guān)系不大。鋼材的種類應(yīng)力循環(huán)次數(shù)連接的構(gòu)造細(xì)節(jié)殘余應(yīng)力大小14. 焊接連接或焊接構(gòu)件的疲勞性能與_b_有關(guān)。15. 未焊透的對(duì)接焊縫計(jì)算應(yīng)按 _b_計(jì)算。對(duì)接焊縫角焊縫斷續(xù)焊縫斜焊縫二、計(jì)算題1驗(yàn)算 圖示 直角角焊縫的強(qiáng)度。已知靜荷載F=120kN（設(shè)計(jì)值），角焊縫的焊角尺寸為hf =8 mm ，鋼材為 Q235BF 鋼，手工焊，焊條為E43 型，。1解：將 F 移至焊縫形心，得焊縫左邊點(diǎn)受力最為不利，由N 產(chǎn)生的和 M 產(chǎn)生的迭加。代入：焊縫強(qiáng)度滿足要求。2請(qǐng)驗(yàn)算 圖示 牛腿與柱連接的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度。靜力荷載設(shè)計(jì)值F=220kN。 鋼材用手工焊，無(wú)引弧板，焊縫質(zhì)量三級(jí)（假定剪

5、力全部由腹板上的焊縫承受）。Q235A·F ，焊條E43,，。2解：（ 1）計(jì)算對(duì)接焊縫計(jì)算截面的幾何特性，中和軸位置焊縫截面幾何特性剪力只由腹板承擔(dān)，故只算腹板的截面積。（ 2）驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度經(jīng)分析最危險(xiǎn)點(diǎn)是最下面點(diǎn)，故只要驗(yàn)算該點(diǎn)的焊縫強(qiáng)度。折算應(yīng)力故折算應(yīng)力強(qiáng)度不滿足要求，如此焊縫改成二級(jí)焊縫，則，就能滿足強(qiáng)度要求了。3兩鋼板截面為 18×400 ，兩面用蓋板連接，鋼材Q235 ，承受軸心力設(shè)計(jì)值N=1181kN ，采用 M22普通 C級(jí)螺栓連接， d0 = 23.5mm，按 圖示連接。試驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)是否安全。，。3 解：（ 1） 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺

6、栓承壓承載力設(shè)計(jì)值故取。每側(cè) 12 個(gè)螺栓，承載力為（ 2）驗(yàn)算被連接鋼板的凈截面強(qiáng)度4梁的連接構(gòu)造 如圖 所示。連接承受的彎矩M =1000kN·m ，剪力 V =100kN 。鋼材 Q235 ，摩擦型高強(qiáng)度螺栓 10.9 級(jí)， M20，接觸面噴砂處理，。試驗(yàn)算梁節(jié)點(diǎn)高強(qiáng)度螺栓連接的強(qiáng)度。提示：梁腹板分擔(dān)的彎矩按計(jì)算，剪力全部由腹板承受。4 解：（ 1） 連接一側(cè)最不利情況下的受力M由翼緣和腹板按剛度分配梁截面對(duì)于水平對(duì)稱軸的慣性矩腹板對(duì)于水平對(duì)稱軸的慣性矩腹板分擔(dān)的彎矩：翼緣分擔(dān)的彎矩：翼緣分擔(dān)的彎矩由螺栓群受軸向力來(lái)承擔(dān)：腹板螺栓群除分擔(dān)部分彎矩外，還承受全部剪力，而該剪力對(duì)腹

7、板連接螺栓群又有偏心，將剪力移到螺栓群形心，受力為：（ 2） 確定單個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值翼緣螺栓：按圖中尺寸沿受力方向的連接長(zhǎng)度故需將螺栓的承載力設(shè)計(jì)值乘以下列折減系數(shù)，即：腹板螺栓：因上、下排螺栓“1”的合力方向大致是水平的，沿受力方向的連接長(zhǎng)度，故不需乘折減系數(shù)。（ 3） 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算a. 翼緣板拼接螺栓：螺栓孔徑d0 取 21.5mm，翼緣板的凈截面面積為：翼緣板能承受的軸向力：毛截面：凈截面：摩擦型高強(qiáng)度螺栓能承受的軸向力：上述三項(xiàng)最小值為N=1473kN > 翼緣螺栓群受到的力788.5kN , 故翼緣板拼接螺栓滿足強(qiáng)度要求。b. 腹板拼接螺栓：腹板承受的內(nèi)力V=1

8、00kNM =220.5kN ·m每個(gè)螺栓所承受的垂直剪力為：在彎矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力為：（因y>3x，故略去）11所以腹板拼接螺栓群滿足強(qiáng)度要求。例 1： 圖示 一圍焊縫連接，已知，,，試驗(yàn)算該連接是否安全。解： 將 F 移向焊縫形心O，三面圍焊縫受力：在計(jì)算焊縫的面積和其極慣性矩時(shí)，近似取l 1 和 l 2 為其計(jì)算長(zhǎng)度，即既不考慮焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度稍大于 l 1 和 l 2 ，也不扣除水平焊縫的兩端缺陷10mm。焊縫截面面積：在 N 力作用下，焊縫各點(diǎn)受力均勻；在 T 作用下，水平焊縫右邊兩個(gè)端點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力最大，但在右上端點(diǎn)其應(yīng)力的水平分量與 N 力產(chǎn)生的同方向，因而該焊縫在外力 F 作用下，該點(diǎn)最危險(xiǎn)。由 N 在水平焊縫右上端點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力為：由扭矩 T 在該點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力的水平分量為：由 T 在該點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力的垂直分量為：代入強(qiáng)度條件：該連接安全。例 2：計(jì)算 圖示 角焊縫連接中的 h。