例題5-9的資料文檔

例1：一塊－400×20的鋼板用兩塊拼接板－400×12進(jìn)行拼接。螺栓孔徑22mm，排列如圖。鋼板軸心受拉，N＝1350KN（設(shè)計(jì)值）。鋼材為Q235鋼，請問：(1)鋼板1－1截面的強(qiáng)度夠否？(2)是否還需要驗(yàn)算2－2截面的強(qiáng)度？假定N力在13個(gè)螺栓中平均分配，2－2截面應(yīng)如何驗(yàn)算？(3)拼接板的強(qiáng)度是否需要驗(yàn)算？解：鋼材為Q235，f=215N/mm2(1)

1－1截面鋼板的所以1－1截面鋼板強(qiáng)度足夠。(2)

需要驗(yàn)算2－2截面強(qiáng)度，因?yàn)?－2的An小于1－1。假定N在13個(gè)螺栓中平均分配，則2－2截面?zhèn)鬟f的拉力N’為：2－2截面的，足夠。解：熱軋工字鋼截面對x軸屬于a類。因而，當(dāng)時(shí)，得。由平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算公式：由截面強(qiáng)度計(jì)算公式：因?yàn)槠矫嫱夥€(wěn)定通過側(cè)向支承得到保證，所以本題承載力由強(qiáng)度、平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算均滿足要求。例2：驗(yàn)算圖示構(gòu)件的穩(wěn)定性。材料為Q235F，f=215N/mm2，梁中間有一側(cè)向支撐點(diǎn)。已知構(gòu)件截面參數(shù)：A=21.27cm3，Ix=267cm4，ix=3.54cm，iy=2.88cm。解：，屬于b類截面，查表得：，按b類截面，查表得：查表：，，，（1）驗(yàn)算彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性例1：試設(shè)計(jì)鋼屋架上弦節(jié)點(diǎn)并畫出構(gòu)造草圖。（圖）注：1.上弦節(jié)點(diǎn)有集中力作用，即有檁條。2.本題要求如下：①

構(gòu)造草圖。②

標(biāo)出尺寸線，具體尺寸如能標(biāo)出的應(yīng)標(biāo)出，不能標(biāo)出的可不標(biāo)出，但應(yīng)畫出尺寸線（具體數(shù)字不填）。解：節(jié)點(diǎn)（圖）

焊縫①假定肢背肢尖皆用滿足構(gòu)造要求的焊腳尺寸hf：肢背焊縫長要求（l-10）不小于8hf和40mm，不大于60hf。肢尖焊縫長要求滿足上述的構(gòu)造要求。焊縫②計(jì)算方法與焊縫①相同，僅用N3代替N4。按上述計(jì)算結(jié)果圍節(jié)點(diǎn)板，得上弦與節(jié)點(diǎn)板的焊縫長度：a1+a2，驗(yàn)算其承載力：因肢背塞焊縫要求：式中：t——節(jié)點(diǎn)板厚度。肢尖焊縫要求：式中：，。例2：已知：下弦軸力N1=800kN，鋼材Q235F，f=215N/mm2，，下弦角鋼為2L140x90x10，與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長可達(dá)240mm。試設(shè)計(jì)梯形屋架下弦跨中拼接節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)板尺寸和腹桿與節(jié)點(diǎn)板間焊縫可不設(shè)計(jì)）。解：(1)拼接角鋼長度l拼接角鋼與下弦的連接焊縫長度lw：因角鋼厚度為10mm，取焊腳尺寸hf=8mm，取l=600mm(2)下弦角鋼與節(jié)點(diǎn)板間焊縫承載力驗(yàn)算：下弦桿短肢相并焊縫長lw1=240mm，取hf=8mm，則焊縫承載力滿足要求。（2）驗(yàn)算彎矩作用平面外的穩(wěn)定性

所以該截面在彎矩作用平面內(nèi)、平面外的穩(wěn)定性都能滿足。例1：根據(jù)圖示結(jié)構(gòu)連接形式，回答鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中須解決的下列問題：（a）方管柱與膈板的焊接順序如何？各條焊縫用什么方法焊接？答：順序?yàn)椋汉缚p（8）用電渣焊（在方管柱全部合龍后才能焊），其余焊縫用坡口對接焊（熔透），以使膈板可以直接傳遞梁翼緣傳來的拉、壓力。（b）焊縫（9）、（10）和（11）、（12）在施工程序及方法上有何區(qū)別？為何在該處腹板上要開圓弧形孔？答：焊縫（9）、（10）為工廠焊，可用CO2氣體保護(hù)焊，效率高、質(zhì)量好。焊縫（11）、（12）為工地焊，有風(fēng)時(shí)氣保焊不易保證質(zhì)量，用手工焊。（9）、（12）焊縫處腹板開孔，這是為了避免焊縫交叉，提高節(jié)點(diǎn)抗震時(shí)的延性。（10）、（11）焊縫處腹板開孔需大些，除了同（9）、（12）的原因外，還可以利于（10）、（11）焊縫的連續(xù)施焊，減少焊接缺陷。（c）焊縫（13）、（14）各采用什么方法施工為宜？答：焊縫（13）、（14）均在工廠施工，（13）應(yīng)用埋弧自動焊，（14）可用CO2氣體保護(hù)焊，若梁高較小時(shí)，（14）也可以用手工焊。例2：網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)中采用螺栓球節(jié)點(diǎn)（45＃鋼）連接。當(dāng)桿件交角較小而桿件直徑較大時(shí)，為避免桿端相互干擾，球節(jié)點(diǎn)就要放大，較浪費(fèi)材料。為了節(jié)約鋼材，可采用什么方法解決桿端干擾問題？在這樣做時(shí)為保證工程質(zhì)量，設(shè)計(jì)應(yīng)提出什么工藝要求？答：為了節(jié)約材料，可采用螺栓水雷球節(jié)點(diǎn)，即在螺栓球與桿件連接的方向焊接像水雷觸角一樣的連接桿，在上鉆孔攻螺紋，與桿件連接。由于螺栓球?yàn)?5＃鋼，用一般方法焊接會產(chǎn)生裂縫，因而設(shè)計(jì)應(yīng)提出預(yù)先按45＃鋼焊接標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，然后嚴(yán)格按規(guī)定的焊接工藝焊接。例3：對于常見的現(xiàn)場主體臥倒焊接成型然后整體起扳安裝的石油化工塔，處于強(qiáng)腐蝕環(huán)境下，若要長效防腐蝕，設(shè)計(jì)上用何種方法為宜？對這種安裝方式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還要注意什么問題？答：對于現(xiàn)場整體焊接整體起扳的石化塔，可在整體焊接成形后用熱噴鋁復(fù)合涂層的方法作長效防腐蝕。因?yàn)榇朔N方法對構(gòu)件的形狀大小均無限制，也可在現(xiàn)場施工。對這種安裝方式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮起扳時(shí)塔受的軸向壓力（由鋼索產(chǎn)生）與自重彎矩（不同于使用狀態(tài)），以及轉(zhuǎn)動處塔腳鉸支座的處理。例4：大型管桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中擬采用φ630/16的大口徑無縫鋼管。但根據(jù)結(jié)構(gòu)用無縫鋼管國標(biāo)GB8162-87，壁厚為4～16的熱擴(kuò)管的壁厚允許偏差-12.5％～+15％。問設(shè)計(jì)能否采用？是否有更好的材料代用？答：即使材料達(dá)到GB8162-87規(guī)定要求，鋼管也不能滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度要求。因而不能采用φ630/16熱擴(kuò)無縫鋼管?？纱驭?30/16焊接管。因?yàn)楣荑旒芤允茌S力為主，鋼管的縱向焊縫受力很小。而焊接管的截面及彎曲度的允許偏差均很小，可以滿足結(jié)構(gòu)安全度的要求。采用焊接管后，要注意縱向焊縫與橫向焊縫不能形成十字形交叉，以免造成焊縫脆性。例5：大跨度梯形鋼屋架在起扳、吊裝過程要注意什么問題？采取什么措施？答：（1）大跨度梯形鋼屋架一般平面外剛度很小。在吊裝時(shí)一般是雙吊點(diǎn)起吊。若鋼索與上弦夾角較小，則會給屋架施加較大的平面內(nèi)壓力。容易