第3章-连接-2

第3章连接Chapter3Connections例3-1已知Q235B钢板500mmX20mm截面用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条E43型，用引弧板，按Ⅲ级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。板书讲解第3章连接Chapter3Connections例3-2试验算如图(a)和图(b)所示钢板的对接焊缝的强度。图中b=540mm，t=22mm，轴心力的设计值为N=2150kN。钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型，三级检验标准的焊缝，施焊时加引弧板。板书讲解第3章连接Chapter3Connectionsmax验算如图所示的钢板对接焊缝的连接。M=1008kN.m，V=240KN，钢材Q235，E43焊条，手工焊，质量等级为三级，采用引弧板。1.截面几何特征值计算4633mm1028981210002401032250wI【例题3.3】【解】2501016161000MV366maxmm106163.5516102898yI111361mm10032.250816250wS361mm10282.325010500wwSS§3.2对接焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections2.焊缝强度计算max1max12wV2wtN/mm125,N/mm185ff查表，wWMmaxtIVSwwmax66106163.5101008满足。,N/mm185N/mm5.17922wtf1010289810032.210240663，满足。2wv2N/mm125N/mm2.27fhh0max1112N/mm9.173103210005.1791010289810032.2102406632N/mm8.1621213eq222N/mm3.1768.1639.173，满足。2N/mm5.2031851.11.1wtf第3章连接Chapter3Connections计算三块钢板焊成工字形截面的对接焊缝（如图所示）。已知截面尺寸为：翼缘板宽度b1=100mm,厚度t1=12mm，腹板高度h=200mm，厚度t=8mm。轴向拉力N=200kN，作用在焊缝上的弯矩M=40kN.m，作用在焊缝上的剪切力V=240kN。钢材为Q345钢，采用手工焊，焊缝质量为二级，焊条E50，施焊时用引弧板。【例题3.4】板书讲解第3章连接Chapter3Connections验算如图所示牛腿与柱的对接焊缝连接。F=170kN，钢材Q390，E55焊条，手工焊，质量等级为三级，不采用引弧板。【例题3.5】961012190maxbMaMF160—120×12—200×10ba§3.2对接焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections961012190maxbMaM2.荷载计算kN170FVmkN2.27160.0170MF160ba1.截面几何特征值计算【解】46mm1005.131296610190(9512)68.9mm129610190cy2mm190019010wA33229612190101909612(68.96)19010(1901268.9)12122wIxx0961219010yc§3.2对接焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections3.焊缝强度验算w2w2w2tcv300N/mm,350N/mm,205N/mmfff622max627.21068.9143.6N/mm300N/mm13.0510awatwMyfI6max627.210(1901268.9)13.0510bbwMyI22N/mm350N/mm4.277wcf32w2maxv1701089.5N/mm205N/mm1900wVfA，满足。2222max3277.4389.5beqM，满足。22N/mm3303001.11.1N/mm8.317wtf§3.2对接焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections例题3.6试设计用拼接盖板的对接连接。已知钢板宽B＝270mm，厚度t1=28mm，拼接盖板的厚度t2=16mm。该连接承受的静态轴心力N＝1400kN（设计值），钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型§3.3角焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections例题3.7条件同例题3.6，现改为三面围焊，试设计该拼接板。NNlwlw’Bb板书讲解第3章连接Chapter3Connections例题3.8试验算如图所示直角角焊缝的强度。已知焊缝承受的斜向静力荷载设计值F=280kN，θ=60°，角焊缝的焊角尺寸hf=8mm，实际长度l=155mm，钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型。板书讲解第3章连接Chapter3Connections例题3.9试确定图3.3.15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2∟125×10，与厚度为8mm的节点板连接，其搭接长度为300mm，焊脚尺寸hf=8mm，钢材为Q235-B，手工焊，焊条为E43型。解：角焊缝设计强度值2wfN/mm160fK1=0.7，K2=0.3，lw3=b=125mm§3.3角焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections正面角焊缝所能承受的内力N3为：§3.3角焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections【解】例3.10验算图示双面角焊缝连接的强度。已知连接承受动荷载，钢材为Q235BF，焊条为E43。将外力F1，F2移向焊缝形心O，得：构造要求：1180kNNF2240kNVF090240120180M2wfN/mm160ffmaxminfminmax1.21.289.6mm1.51.5104.74mmhthtF1=180kNF2=240kN12090240t=8t=10§3.3角焊缝的构造和计算取hf=6mm连接承受动力荷载：f1.023/0.946224067.02101807.0mmNlhNwff23/3.1256224067.02102407.0mmNlhVwff222222/160/6.1563.1250.10.94mmNfmmNwffff强度满足要求第3章连接Chapter3Connections例3.11如图所示钢板与工字形柱的角焊缝T形连接，hf＝8mm，钢板受斜向拉力F。钢材为Q235B钢，E43型焊条。求图中e=0和e=5cm时，两条角焊缝各能传递的静载设计值F。oF435e2002001.焊缝有效截面的几何性质焊缝的有效截面面积：惯性矩：34w120.70.838.45285cm12I【解】焊缝的计算长度：wf4002384mm38.4cmlh截面模量：§3.3角焊缝的构造和计算201.438.02408.07.02cmAe32758.020528520cmhIWfwe第3章连接Chapter3Connections2.焊缝截面上的有效应力把F分解成两个分力并移至焊缝形心O处，焊缝实际受力为：30.65NFF水平轴心力40.85VFF剪力350305MFeFF弯矩焊缝有效截面上应力分量为：-42N2e0.6F==1.4010N/mm43.0110NFA-42M3e30F==1.0910N/mm27510MFW-42f2e0.8F==1.8610N/mm43.0110VFA§3.3角焊缝的构造和计算（e=5cm）第3章连接Chapter3Connections当e=5cm，焊缝强度应满足：431601058010N=580kN2.76F22242w2fNfMfff1.401.09101.86160N/mm1.22Ff可见当连接存在偏心时将较大的降低其承载力3.求角焊缝所能传递的F当e=0，M=0，焊缝强度应满足：22242w2fNfff1.40101.86160N/mm1.22Ff431601073110N=731kN2.19F§3.3角焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections例3.12试设计如图a所示牛腿和柱连接的角焊缝。已知F=420kN(静力荷载），钢材为Q235B，焊条为E43，手工焊。【解】采用如图b所示沿牛腿周边围焊的角焊缝，且再转角处连续施焊。为避免焊缝相交的不利影响，将牛腿的上下角切去r＝15mm的弧形缺口，因此可取焊缝的有效截面如图c所示。力F在角焊缝形心处引起的剪力：V=420kN弯矩：M=Fe=420×0.3=126kN.m，由于牛腿翼缘竖向刚度低，故一般考虑剪力由腹板上两条竖向焊缝承受，弯矩则由全部焊缝承受。fBfAfB(a)(b)(c)F第3章连接Chapter3Connections1.焊缝有效截面的几何性质取mm7.6205.15.1mm6.982.12.1mm8maxfminminmaxffththh两条竖向焊缝的有效截面面积：2ecm4.378.025.123887.02A全部焊缝有效截面对x轴的惯性矩：4222wcm1627072.18158.07.0228.20158.07.024.338.07.01212I3e791cm56.2016270W全部焊缝有效截面模量：§3.3角焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections2.焊缝强度验算B点，承受由弯矩和剪力共同作用22fBN/mm4.12956.208.05.119N/mm3.591满足223efBN/mm3.112104.3710420AV2wf222fB2ffN/mm1605.1543.11222.14.129fBA点承受由弯矩产生的垂直于焊缝长度方向的应力2wff236efAN/mm19516022.1N/mm3.5911079110126fWM满足§3.3角焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections例3.13试设计如图所示厚度为12mm支托板与柱翼缘搭接连接的角焊缝。已知F=100kN(静力荷载），钢材为Q235B，焊条为E43，手工焊。【解】采用图示三面围焊mm7.6205.15.1mm1110211221mm10maxfminmaxffththh～）＝～－（）～（选TffFFAX=21.1§3.3角焊缝的构造和计算第3章连接Chapter3Connections例3.14验算如图所示，普通螺栓连接。N=349.5kN，M=17.475kN.m。M22，B级，钢材Q235。1.单个螺栓抗拉承载力2bbbttt303.42163.7kN4eedNfAf【解】2btN/mm210f支托505075757575506010NM2.强度验算先假设小偏心，以众栓形心计2maxminmaxiyMynNN)75150(2215010475.1710105.3492263小偏心满足0kN65.11,kN7.63kN25.58btN第3章连接Chapter3Connections第3章连接Chapter3Connections例3.15