【例】图示高强度螺栓摩擦型连接,被连接构件的钢材为Q235-B。螺栓为10.9级,直径20mm,接触面采用喷砂处理;图中内力均为设计值,试验算此连接的承载力是否安全。【解】(1)单个螺栓的最大拉力:31122222384106103501622(50150250350)2444.268.20.80.8155124tibtMyNNnykNNPkN11268.20.8124bttiMyNNkNNPkNny(2)连接的受剪承载力设计值:螺栓最大拉力:(3)验算受剪承载力设计值:75046.9kN16vNkN所以该连接的承载力不满足要求。168.2kNtN46.968.21.3162.8124vtbbvtNNNN0.962.8kNbvfNnP或是书例题3.13P92•【例】已知:被连接构件钢材为Q235-BF,8.8级M20的高强度螺栓,接触面喷砂后涂无机富锌漆。试验算图所示高强度螺栓摩擦型连接的强度是否满足设计要求。•8.8级M20的高强度螺栓,查表得高强度螺栓预拉力P=125kN,抗滑移系数=0.35•作用于螺栓群形心处的内力为:•mmkN14000mm70kN200kN150kN2505353kN200kN2505454NeMFVFN每个高强度螺栓的承载力设计值0.8P=0.8×125kN=100kNbtNkN4.39kN12535.019.09.0μPnNfbv•最上排单个螺栓所承受的内力kN40mm140mm7022mm140mmkN1400010kN200222itymyMnNNkN1510kN150nVNv同时承受拉力和剪力的高强度螺栓承载力验算78.0kN100kN40kN4.39kN15bttbvvNNNN此连接安全。例某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示,承受轴心压力设计值(包括自重)N=2000kN,计算长度l0x=6m,l0y=3m,翼缘钢板为火焰切割边,钢材为Q345,f=315N/mm2,截面无削弱,试计算该轴心受压构件的整体稳定性。-250×8-250×12yyxx338412502742422501.134510mm12xI225012225088000mmA惯性矩:3374112250225083.12610mm12yI回转半径:81.134510119.1mm8000xxIiA73.1261062.5mm8000yyIiA1、截面及构件几何性质计算长细比:4.501.1196000xxxil0.485.623000yyyil-250×8-250×12yyxx截面面积2、整体稳定性验算yx查表得,柔度得到只有,要是飞整数,知道用线性插值来获得实际值:802.0223/315/9.3118000802.0102000mmNfmmNAN满足整体稳定性要求。其整体稳定承载力为:kNNAfNc202020200003158000802.01.612353454.50235yxf截面关于x轴和y轴都属于b类,或是书例题4.3P129【例】试验算图所示的焊接组合工字形截面柱,翼缘为剪切边。承受轴心压力设计值为N=3300KN。钢材为Q235-B,截面无削弱,容许长细比[λ]=150,f=215N/mm2。【解】判断柱的计算长度lox=10m,loy=5m。(1)由于截面无削弱,强度满足,可以不必验算。(2)计算截面几何特征:2410210400220400mmA4832310595.7400101212)2102040020400121(mmIx483310134.210400121240020121mmIymmAIixx87.19410210595.748mmAIiyy30.10310210134.248毛截面面积截面惯性矩截面回转半径01000051.32[]150194.87xxxli0500048.40[]150103.30yyyli所以刚度满足要求。(4)整体稳定验算3224min330010210.2/215/0.785210yNNNmmfNmmAA所以整体稳定满足要求。(3)刚度验算:(5)局部稳定验算,复习可以不用看:翼缘自由外伸段宽厚比腹板高厚比所以局部稳定满足要求。【例】如图5.34所示普通热轧工字形型钢轴心压杆,截面无削弱,承受轴心压力设计值N=400kN,钢材采用Q235F,f=215N/mm2,容许长细比[λ]=150。要求回答以下问题:(1)此压杆是否安全?(2)此压杆设计是否合理?150][5.3958.62600xxxil150][6.13789.12600yyyil刚度满足要求。223/215/7.4312610355.010400mmNfmmNANyyx0.355y从截面分类表5.4可知,对y轴为b类截面,查附表12.2得计算结果表明该轴心压杆的整体稳定不符合要求。(1)整体稳定验算:002600xyllmm【解】因截面无削弱,其承载力取决于整体稳定。由图(a)可判断柱的计算长度013002yllmm02600xlmm150][8.6889.11300yyyil223/215/2.2022610758.010400mmNfmmNANy(3)提高对y轴的稳定承载力,设侧向支承,如图(d)所示0.758y查附表12.2得39.568.8xy对于x轴,由于且对x轴为a类截面,因而对x轴更不会失稳。可见设置合理的侧向支承,可有效地提高压杆的承载能力。(2)此压杆设计不合理,对x、y轴长细比相差太大,使对y轴极易失稳,而对x轴承载力有富余,不经济。[例]跨度为3米的简支梁,承受均布荷载,其中永久荷载标准值qk=15kN/m,各可变荷载标准值共为q1k=18kN/m,整体稳定满足要求。试选择普通工字钢截面,结构安全等级为二级。(型钢梁设计问题)[分析]解题步骤(按塑性设计)荷载组合→计算弯矩→选择截面→验算强度、刚度。[解](1)荷载组合标准荷载q0=qk+q1k=15+18=33kN/m设计荷载q=0(Gqk+ψG1q1k)0——结构重要性系数。安全等级二级,0=1.0G——永久荷载分项系数,一般取G=1.2G1——可变荷载分项系数,一般取G1=1.4ψ——荷载组合系数,取ψ=1.0(1)荷载组合荷载设计值:q=1.0(1.2×15+1.0×1.4×18)=43.2kN/m荷载标准值:q=1.0(15+18)=33kN/m(未包括梁的自重)(2)计算最大弯矩(跨中截面)在设计荷载下(暂不计自重)的最大弯矩M=ql2/8=43.2×32/8=48.6kN.m(3)选择截面需要的净截面抵抗矩Wnx=M/xf=48.6×103/1.05/215=215cm3由附录8P427,选用I20a,Ix=2369cm4,Wx=237cm3,Ix/Sx=17.4cm,tw=7mm,g=0.27kN/m。加上梁的自重,重算最大弯矩:M=ql2/8=(43.2+1.2×0.27)×32/8=49.0kN-m(4)强度验算62234910197N/mm215N/mm237101.05nxMfW223N/mm125N/mm5.53717410)35.43(21vwxxftIVS①抗弯强度验算②抗剪强度验算③局部压应力验算-可以不看折算应力计算,相当应力计算公式需要记住在支座处有局部压应力。支座构造被设计如图,不设支承加劲肋。需验算局部压应力。lz=a+2.5hy=80+2.5×20.4=131mmF=ql/2=43.5×3/2=65.3kN由式(4.2.7)223zwcN/mm215N/mm2.711317103.651fltFlztw=7a=8020.4F20a或是书例题5.1P195