钢结构-螺栓汇总

【4-1】试验算图4-56（a）所示牛腿与柱连接的对接焊缝强度。荷载设计值F=200kN,钢材Q235,焊条E43型，手工焊，无引弧板，焊缝质量三级。（提示：假定剪力全部由腹板上的焊缝承受。须验算A点的弯曲拉应力和B、C点的折算应力。注意C点承受弯曲压应力和剪应力，故其折算应力不大于1.1f c w,而承受弯曲拉应力的B点，其折算应力不大于1.1f t w）。

解题思路：根据已知条件，此牛腿与柱的连接焊缝（题图4-56a）承受偏心力F产生的弯矩M=Fe与剪力V=F的共同作用，其中e=200mm。弯矩所在的平面与焊缝截面垂直。因假定剪力全部由腹板上的焊缝承受，故剪应力可按腹板焊缝计算截面的平均剪应力计算。再者，质量三级的对接焊缝的抗拉强度设计值相对较低，故一般应验算受拉区A点的最大正应力，B点正应力，且该点同时还受有剪应力作用,须按该点的强度条件验算其折算应力。但本题焊缝截面对x—x轴不对称，中和轴偏上，故最低点C处受压正应力超过焊缝截面的受拉正应力，且该点同时还受有剪应力作用。因此，须按该点的强度条件验算其折算应力。验算时应使该点的折算应力不大于1.1倍焊缝抗压强度设计值。

【解】

1.确定对接焊缝计算截面的几何特征

焊缝的截面与牛腿的相等，但因无引弧板和引出板，故须将每条焊缝长度在计算时减去2t。（1）计算中和轴的位置（对水平焊缝的形心位置取矩）

cm

y

cm

y

C

A

1.

21

9.9

31

9.9

5.0

1

)1

20

(

1

)1

30

(

5.

15

1

)1

30

(

=

-

=

=

+

⨯

-

+

⨯

-

⨯

⨯

-

=

（2）焊缝计算截面的几何特征

全部焊缝计算截面的惯性矩

全部焊缝计算截面的抵抗矩矩

3

3

227

1.

21

4790

484

9.9

4790

cm

y

I

W

cm

y

I

W

C

w

C

w

A

w

A

w

=

=

=

=

=

=

腹板焊缝计算截面的面积

4

2

2

34790

4.9

1

)1

20

(

1.6

1

)1

30

(

)1

30

(

1

12

1

cm I

w

=

⨯

⨯

-

+

⨯

⨯

-

+

-

⨯

⨯

=

2

29

1

)1

30

(cm

A w

w

=

⨯

-

=

2.验算焊缝强度

（1）

A点

（2）B点

折算应力

（3）C点

折算应力

【4-2】试设计图4-57所示连接中的角钢与节点板间的角焊缝“A”。轴心拉力设计值Ｎ=420kN(静力荷载),钢材Q235, 手工焊，焊条E43型。

解题思路：根据已知条件，由焊缝代号可知，角钢与节点板间的角焊缝“A”为两侧焊。由图形标注可知，角钢为长肢相拼。由角焊缝的构造要求，确定焊脚尺寸h f，由公式求出肢背和肢尖焊缝承担的内力N1、N2，然后由公式求出肢背和肢尖焊缝l w1、l w2，考虑起弧落弧的影响，每条焊缝的实际长度等于计算长度加上2h f。取5 mm的倍数。

【解】

取h f=6mm≤h fmax≤t min=6mm（角钢肢尖）

>h fmin=

采用两侧焊。肢背和肢尖焊缝分担的内力为：

肢背和肢尖焊缝需要的焊缝实际长度

【4-3】试验算习题4-2连接中节点板与端板间的角焊缝“B”的强度。

解题思路：根据已知条件，由图形标注可知，节点板与端板间为T形连接。焊缝长度为400 mm，位于节点板两侧，有两条焊缝。由焊缝代号可知，节点板与端板间的角焊缝“B”为焊脚尺寸h f，=7mm的两条焊焊，承受斜向偏心力N作用，计算时将斜向偏心力N向焊缝形心简化，得弯矩M和轴力N，剪力V，由计算公式，进行焊缝强度验算。

【解】

mm

t7.4

10

5.1

5.1

max

=

=

kN

N

N147

420

35

.0

2

2

1

1

=

⨯

=

=η

220mm

mm,

13

.

215

6

2

160

6

7.0

2

273

2

7.0

2

1

1

取

=

⨯

+

⨯

⨯

⨯

=

+

⨯

=

f

w

f

f

w

h

f

h

N

l

125mm

mm,

38

.

121

6

2

160

6

7.0

2

10

147

2

7.0

2

3

2

2取

=

⨯

+

⨯

⨯

⨯

⨯

=

+

⨯

=

f

w

f

f

w h

f

h

N

l