第3章钢结构连接16.9.ppt

算例10 如图所示某钢板采用高强度螺栓的搭接连接，板件厚t＝16mm，宽b＝240mm，拼接板t1＝8mm，孔径d0＝21.5mm，承受轴心力N＝600kN，钢材采用Q235，8.8级M20螺栓，摩擦面为喷砂后生赤锈，试分别按摩擦型和承压型设计该连接。 （1）摩擦型 查表 螺栓数 取n＝6 净截面强度验算： （2）承压型 螺栓数 因为是搭接，所以螺栓数目增加10％，n＝4.4，取n＝6 净截面强度验算： 算例11 P73 3.8.3 高强度螺栓群的抗拉计算 1、轴心力作用 假定各螺栓均匀受力，故所需螺栓数： N 2、弯矩作用下 由于高强度螺栓的抗拉承载力一般总小于其预拉力P，故在弯矩作用下，连接板件接触面始终处于紧密接触状态，弹性性能较好，可认为是一个整体,所以假定连接的中和轴与螺栓群形心轴重合，最外侧螺栓受力最大。 M M M 1 2 3 4 y1 y2 N1 N2 N3 N4 受压区 中和轴 由力学可得： 因此，设计时只要满足下式即可： 3.高强度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的连接计算 N V 单个螺栓所受的剪力： 单个螺栓所受的拉力： 1 2 3 4 N V N作用下 V作用下 Ⅱ、对于高强度螺栓承压型连接应满足： Ⅰ、对于高强度螺栓摩擦型连接应满足： 所以： 1、采用高强度螺栓摩擦型连接时 1号螺栓在N、M作用下所受拉力如前所述应满足： M N V 1 2 3 4 M=N?e N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中和轴 M作用下 N作用下 V V作用下 4.高强度螺栓群在拉力、弯矩和剪力共同作用下的 连接计算--例3-11 单个螺栓所受的剪力： 上式中: 2、采用高强度螺栓承压型连接时 螺栓的强度计算公式： 单个螺栓所受的剪力： 单个螺栓所受的最大拉力： M N V 1 2 3 4 M=N?e N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中和轴 M作用下 N作用下 V V作用下 三种螺栓的异同点 连接可以承受剪、拉、拉剪联合作用； 排列构造相同； 承压型和摩擦型高强螺栓所用材林相同，工作时都需要施加预紧力，强度等级相同，所施加预紧力也相同，预紧力时间啊方法也相同，但承载力极限状态不同。 高强螺栓与普通螺栓相比，所用材料不同，安装方法不同，栓杆内的预紧力不同，连接件接触面处理方法不同，传递荷载机理不同，极限状态不同，设计方法也不同，应用场合不同 算例1 如图所示两块板厚t＝14mm的板采用上下两块盖板（板厚t＝8mm）连接，钢材采用Q235，手工焊，焊条E43，承受静态轴心力N＝500KN，已知端缝长度为Lw1＝400mm，侧缝长度为Lw2＝300mm，根据下列情况设计焊缝： （1）仅有侧面角焊缝； （2）仅有正面角焊缝； 解： 根据构造要求焊角尺寸 ≤ hf ≤1.2x8 ≤t-(1～2) 所以取hf=6mm （2）仅有正面角焊缝； （1）仅有侧面角焊缝； 算例2 如图所示某桁架腹杆采用角钢2L140X10，用角焊缝三面围焊与节点板连接，钢材采用Q235，手工焊，焊条E43，承受静态轴心力N＝1170KN，已知焊角尺寸hf＝8mm，肢背焊缝长度Lw1＝400mm，肢尖焊缝长度Lw2＝250mm，验算焊缝连接是否安全： 1）正面角焊缝承担的力 N3 = 0.7hf∑lw3βf ffw ＝0.7x8x140x2x1.22x160＝306kN 2）肢背受力： 3) 肢尖受力： N1 =K1 N－N3 /2 ＝0.7x1170-306/2=666kN ≤0.7x8x2x(400-8)x160=702kN N2 =K2N－N3 /2＝0.3x1170-306/2=198kN ≤0.7x8x2x(250-8)x160=434kN 算例3 验算如图所示牛腿与钢柱连接角焊缝强度。钢材采用Q235，手工焊，焊条E43，N＝300KN，V＝200KN，e＝100mm，已知焊角尺寸hf＝8mm，焊缝长度Lw＝400mm。 剪力V产生 弯矩M＝Ve产生 轴力N产生 焊缝强度验算： -320x20 -320x20 -1160x10 算例5 如图所示焊接工字形梁仅在腹板上设一道对接拼接焊缝，钢材采用Q345，手工焊，焊条E50，拼接处弯矩M＝2600kNm，剪力V＝244kN，设置引弧板，质量等级三级，试验算强度。 验算内容： （1）最大应力验算 （2）折算应力验算 （1）焊缝所处截面的惯性矩： 上翼缘对x轴的面积矩： 上半截面对x轴的面积矩： （2）焊缝最大应力验算： （2）折算应力验算：腹板与上翼缘交界点 折算应