1、1焊接连接 (土木 0802 高雄彪)6.3.1 如图所示连接，尺寸为 mm，受静载拉力 P=l30kN， =l0mm，fh钢材为 Q235BF，E43 焊条，手工焊无引弧形板， =160N/mm2。试验wf算焊缝强度，并指出焊缝最危险点的位置。如仅将 P 变为压力，最不利点位置和应力大小有无变化?习题 6.3.1 图解：将外力 P 向焊缝截面的形心简化，得：N=P=130kNmkNePM.130由 N 作用在焊缝中产生的平均应力和 M 作用在焊缝中产生的最大应力分别为： 23/9.)10(7.027.02 mNlhNwff 2232 /7.5)(.6.6lMffA 点应力最大，为两者叠加，即
2、： 2/6.1487.59.2mNMfNffA2因为 ，将最危险点 A 点的应力代入强度条件：0f wfff2).1(得 ff.1即 148.6N/mm21.22160N/mm2=195.2N/mm2，满足强度要求。当 P 变为压力时，为 A 点最不利，且应力数值不变，仅仅改变了方向 。6.3.2 图示连接受集中静力荷载 P=100kN 的作用。被连接构件由Q235 钢材制成，焊条为 E43 型。已知焊脚尺寸=8mm， =160N/mm2，试验算连接焊缝的强度能否满足要求。施fhwf焊时不用弓弧板。习题 6.3.2 图解：将外力 P 向焊缝形心简化，得V=P=l00kNM=Pe=30000kN
3、mm3由 V 在焊缝中产生的剪应力为： 23/9.)104(87.027.02 mNlhVwff 由 M 在焊缝中产生的正应力为： 2272 /7.105)4(8.0367.06lhwff 代入强度条件： 22222 /160/6.89.).1705().1( mNfmNff 强度满足要求。6.3.3 计算图中焊缝承载能力是否满足要求。已知荷载F=120KN,hf=8mm, =160N/mm2。F 为静力荷载。wf解：将外力 F 移至焊缝的形心，得：N=F=120KNM=Fe=12050=6000KNmmN 产生的应力： =Nf23/4.56)102(87.07.02 mNlhwf 4M 产生
4、的应力： =Mf2262 /89)10(87.07.06 mNlhwf F 为静力荷载 ，则：.1f2/.92.8456mNfN2/160NfW所以焊缝强度满足要求。6.3.4 验算图示直角焊缝的强度。已知静荷载 F=120KN（设计值） ，角焊缝的焊角尺寸为 钢材为 Q235BF 钢，手工焊，焊条为,8mhfE43 型， 。2/160Nf解：将 F 移至焊缝形心，得：N= KN9.1032V= F06cos6M=N e=103.9mKN3104.35=Nf2/3.6)5(87.297.02lhwf =Vf23/.140.6.lf 5=Mf262 /5.914087.37.0mNlhVWf 代
5、入：222 3.8).15936().1( ff=141.2 160/mN/所以焊缝强度满足要求6.3.9 有一三面围焊的角钢连接，如图，角钢为 2140 10，连接板厚度 t=12mm,承受动力荷载设计值 N=1000KN。钢材为 Q235,手工电焊，焊条 E43。焊角尺寸为 8mm， 。请确定焊缝长度。2/160mNfW解： = 1.0 (单角钢)3NWfeflh3 N1254064087.= (单角钢)3k 872150.213= (单角钢)3N2054.32 6mfhNlWe 3216087.21fle 97.21焊缝实际长度应每端增加 5mm，并取整数，故肢背焊缝长度为330mm，肢
6、尖焊缝长度为 110mm。螺栓连接 (张乐)7.3.4 有一牛腿用 M22 的精制螺栓与柱的翼缘相连，其构造形式和尺寸如图所示，钢材为 Q235，已知：F=400KN, ，2/170mNfbV，试验算该牛腿与柱翼缘的连接能否安全工2/40mNfbc（ ）13xy7解：F=400KN,每片连接板受 F/2=200KN,将其移至螺栓群中心，得： mKNFTKNFV 60320,20由 V 在每个螺栓中引起的剪力为： 10由 T 在最外角点螺栓产生的剪力： NyxNiix 42272211 106)0(16KTXV .3)(11bbfdn426.410742NtfNbcbc 8103V11,牛腿与柱
7、翼缘的连接满足要求。7.3.3 图示钢构架，其斜拉杆 B 端用角焊缝与节点板相连，焊缝强度满足要求。A 端采用 M20（孔径 22mm）的摩擦型高强螺栓，把 AB杆与节点板相连接，要求按与拉杆等强度原则配置螺栓，A 端节点板尺寸不受限制。钢拉杆采用290565，A=27.212=14.424 ，钢材为 Q235,2，高强螺栓采用 8.8 级，抗滑移系数 预拉力2/15mNf ,45.0P=110KN。8解：拉杆强度承载力 KNAfN1.302154.能承受 的高强螺栓数 n：K1.3048.3105.29 PnNf取 ，并按图布置。47.3.2 两钢板截面为一 18400，两面用盖板连接，钢材
8、 Q235，承受轴心力设计值 N=1181kN，采用 M22 普通 C 级螺栓连接，按下图连接。试验算节点是否安全。 ，md5.230 2/130mNfbV， 。2/Nfbc 2/15mNf97.3.2 解：(1) 螺栓强度验算单个螺栓抗剪承载力设计值kNfdnNbVbV 8.90134242 单个螺栓承压承载力设计值kNtfdNbcbc 8.120305182故取 。kN.9min每侧 12 个螺栓，承载力为kNk186.185.92(2) 验算被连接钢板的净截面强度201 0.5.324. cmtdnAn 223 /1/.8.5NfmNNn 7.3.5 图示支撑及其连接。支撑为单脚钢 截面
9、积 9.515 ，,8632对 x 轴和 x 轴的回转半径分别为 1.9与 1.23.节点长度为 3m。10钢材强度设计值为 215MPa。支撑两端都通过 2 个 M16 的 8.8 级摩擦型高强螺栓和节点板相连，螺栓孔径 18，螺栓的预拉力值为70KN，抗滑移系数为 0.35.点板角焊缝强度设计值为 160MPa，施焊时未用引弧板。支撑承受的拉力设计值为 35KN，校核高强螺栓和焊缝的强度。解：（1）验算高强螺栓的强度8.8 级，M16 高强度螺栓，预拉力 P=70KN, 抗滑移系数为高强螺栓仅受剪力 V=35KN。,35.0每个高强螺栓的抗剪承载力：KNPnNfbV 05.273.019
10、但此处为单面连接，承载力需乘 0.85，即VKN.27.85.02高强螺栓强度满足要求。11（2）节点板与梁或柱的连接焊缝由于外力作用点在焊缝截面形心处则： KNN75.24cos35cs V.ini mAWNfx /5.1)02(67.03 Nvfx /.)(.543 2222 /160/4.0.1).)( mMfmWVfyfNx 节点板与梁或柱的连接焊缝强度满足要求。7.3.6 如图所示的连接点，斜杆承受轴向拉力设计值 N=250KN,钢材采用 Q235BF。焊接时采用 E43 型手工焊条。螺栓连接为 M22C 级普通螺栓，材料为 Q235， 当偏心距,654.19,/1302mdNfebt 时，如图所示翼缘板与柱采用 10 个受拉普通螺栓，是否满me60足要求？12解：螺栓群受力作用到螺栓群上的力 N 可分解成拉力和剪力两个部分。拉力 KN2054 剪力 V13因为螺栓群为 c 级普通螺栓，所以所有剪力均由支托承受。拉力 有偏心距 ，产生弯矩：M=N0eNmKNe1206（2）单个螺栓受力螺栓群受拉、弯作用，判断绕那根轴旋转。单个螺栓 086.2)1407(210102min KNyMN绕螺栓群形心轴旋转。 yN14.37)07(42101022max （3）单个螺栓抗拉承载力 KNKNfdbtebt 14.374.39013645.94 max22 所以该螺栓群连接安全。
