同济大学第八章(焊缝螺栓连接)--钢结构习题参考解答.doc

8.4 有一工字形钢梁，采用I50a（Q235钢），承受荷载如图8-83所示。F=125kN，因长度不够而用对接坡口焊缝连接。焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强度设计值，抗剪强度设计值。验算此焊缝受力时是否安全。 图8-83 习题8.4 解： 依题意知焊缝截面特性： A=119.25cm2，Wx＝1858.9cm3,Ix=46472cm4,Sx=1084.1cm3,截面高度h=50cm，截面宽度b=158mm，翼缘厚t=20mm，腹板厚tw=12.0mm。 假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S1=20×158×（250－10）=7.584×105mm3。 对接焊缝受力：； 焊缝应力验算： 最大正应力： 最大剪应力： 折算应力： 故焊缝满足要求。 8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值。T=350kN，验算焊缝的受力。 图8-84 习题8.5 图8-84-1 焊缝截面计算简图 解： （注：焊缝上下翼缘长度114mm有些问题，应取，黄钜枝06年6月19日） 此注错误，应取消。罗烈08年10月28日 如图8-84-1，截面特性计算如下： 焊缝受力： ；； 应力验算：危险点为a、b两点，下面分别验算： 对a点： 对b点： 故焊缝强度满足要求。 8.6 计算图8-85所示的工字形截面焊接梁在距支座5m拼接处的角焊缝。钢材为Q345钢，焊条为E50型，，F=200kN。问：（1）腹板拼接处是否满足要求？（2）确定翼缘拼接板焊缝脚尺寸和长度。 图8-85 习题8.6 解： （1）根据结构力学知识，拼接处受力：，，其中剪力由腹板承担，弯矩由工字梁的翼缘和腹板 惯性矩的比值分配： 图8-85-1 角焊缝计算简图 经过分析，拼接板左右两侧受剪力与弯矩作用，相比较而言，右侧拼接板焊缝受力更不利，故以右侧拼接板焊缝验算。 计算焊缝截面特性： ， 由对称性得： 将剪力、弯矩移至焊缝形心得到焊缝受力： ； 焊缝验算：分析得A、B两点为危险点，下面分别验算： 对A点： 对B点，同理可得： 故焊缝强度满足要求。 （2）翼缘受轴力： 对于角焊缝，一般要求且，取 由，计算得到： 故取（一侧）便可以满足要求。 8.7验算图8-86中桁架节点焊缝“A”是否满足要求，确定焊缝“B”、“C”的长度。已知焊缝A的角焊缝hf＝10mm，焊缝B、C的角焊缝hf=6mm。钢材为Q235钢。焊条用E43型，手工焊，。在不利组合下杆件力为N1=150kN，N2=489.41kN，N3=230kN，N4=14.1kN，N5=250kN。 图8-86 习题8.7 解： 焊缝A受力：； 故焊缝A的强度满足要求。 对于焊缝B： 肢背： 取。 肢尖： 取。 对于焊缝C： 肢背： 取。 肢尖： 取。 8.8验算图8-87所示的角焊缝是否安全。已知：钢材为Q345钢，焊条为E50型，手工焊，hf＝10mm，，F=160kN。 图8-87 习题8.8 解： 截面特性计算： ；； 图8-87-1 角焊缝计算简图 焊缝受力：； 经过分析，危险点为A、B点，下面分别对A、B点作应力分析： 对A点： 对B点，同理可计算得：； 故知焊缝强度满足要求。 8.9 图8-88所示为一梁柱连接，M=100kN·m，V=600kN。钢材为Q235C钢。剪力V由支托承受，焊条用E43型，角焊缝的强度设计值，端板厚14mm，支托厚20mm。 （1）求角焊缝“A”的hf。 （2）弯矩M由螺栓承受，4.8级螺栓M24，验算螺栓强度。。 图8-88 习题8.9 8.10 确定图8-90所示A级螺栓连接中的力F值。螺栓M20，N=250kN，钢板采用Q235B，厚度为t=10mm，螺栓材料为45号钢（8.8级），，。 图8-89 习题8.10 8.11 图8-90所示的螺栓连接，验算其受力。已知：钢材为Q235B钢，螺栓为C级普通螺栓，螺栓M20，F=60kN，螺栓抗拉强度设计值。 图8-90 习题8.11 解： 剪力由承托承受，螺栓群仅受弯矩作用；在弯矩作用下，螺栓群绕低排转动： 一个螺栓承载力为： 由，知螺栓受力满足要求。 8.12 图8-91所示的螺栓连接采用45号钢，A级8.8级螺栓，直径d=16mm，，。钢板是Q235钢，钢板厚