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（Ix=22000×104mm4)及荷載。 鋼材為Q235-BF，焊條采用E43型手工焊，梁翼緣和腹板間用角焊縫連接，hf =_d_mm。      2.6  6    10    8 3. 如圖所示為單角鋼（L80×

2、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，試選用下列何項(xiàng)數(shù)值。 d    40mm       60mm 

3、0;    80mm        100mm 5. 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_。     E55    E50     E43     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

4、     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

5、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_。     60h     40h   80h    120h 10. 圖示的角焊縫在P的作用下，最危險(xiǎn)點(diǎn)是

6、_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

7、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)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)。  

8、0;                      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 =8mm ，鋼材為Q235BF鋼，手工

9、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 Q235A·F ，焊條 E43手工焊，無引弧板，焊縫質(zhì)量三級(jí)（假定剪力全部由腹板上的焊縫承受）。 , ， 。  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

10、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

11、·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

12、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=100kN M =220.5kN

13、·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 y1>3x1 ，故略去 ） 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 l1 和 l2 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 l1 和 l2 ，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hf 。已知連接承受動(dòng)荷載，鋼材為 Q235BF ，焊條為E43型， ， ，圖中尺寸單位為：mm。  解：將外力F1，F(xiàn)2 移向焊縫形心O，得 N在焊縫