钢结构设计原理演示完整版.ppt

针对以上破坏形式，应采取以下措施: 1）通过计算保证螺栓抗剪 2）通过计算保证螺栓抗挤压 3）通过计算保证板件有足够的拉压强度 4）螺栓端距≥2d 0 ——避免钢板被拉豁 新版课件 * ⑴抗剪承载力设计值 nv ---受剪面数目, 单剪nv =1.0 , 双剪nv=2.0 , 四剪nv=4.0 。 d ---螺栓杆直径 。 N N 2、单个普通螺栓抗剪连接的承载力 N/2 N N/2 图3.60 抗剪螺栓连接 新版课件 * ⑶ 单个螺栓承载力设计值 ⑵承压承载力设计值 ∑t ---同一受力方向承压板 较小总厚度。 N/2 N/2 N 图3.61 螺栓承压 新版课件 * 单个螺栓所受的力N1 时，对承载力进行修正： 所需螺栓数n: 3、普通螺栓群抗剪连接 ⑴普通螺栓群轴心受剪 图3.62 长接头螺栓的内力分布 新版课件 * 普通螺栓群轴心受剪的计算流程 新版课件 * [例 3.5]设计两块钢板用普通螺栓的盖板拼接(图3.60)。已知轴心拉力的设计值N=325kN，钢材为Q235A，螺栓直径d=20mm（粗制螺栓）。 图3.63 例3.5图 新版课件 * ⑴受剪承载力设计值 ⑵承压承载力设计值 ⑶一侧所需螺栓数n: 取8个。 [解]： 新版课件 * 假定：①板件绝对刚性；②螺栓弹性； ③扭矩作用下螺栓受力与螺栓到旋转中心距离成正比。 V=F (剪力) T=Fe (扭矩) 满足: ⑵普通螺栓群偏心受剪 图3.64 螺栓群偏心受剪 新版课件 * a) 计算T作用下单个螺栓受力(N1=?) 图3.64 螺栓群偏心受剪(c) 新版课件 * 图3.64 螺栓群偏心受剪(c) 图3.61(c)螺栓1 所承受的力为： 新版课件 * 截面特性计算 截面积：上、下翼缘及腹板截面积之和 中和轴（形心）位置：按全截面对某轴的面积 矩等于各块板分别对该轴的面积矩之和求得。 惯性矩：各板块自身惯性矩再加上各板块面积乘以板块中心至 中和轴距离的平方。 400 80 －200×20 －100×20 10 图3.38 截面特性计算 新版课件 * 各点抵抗矩：惯性矩除以该点至中和轴的距离。 各点面积矩：该点以上（或以下）的截面积对中和轴的面积矩。 如按b点以下面积矩计算，中和轴以上部分取负值，以下部分取正值 400 80 －200×20 －100×20 10 图3.38 截面特性计算 新版课件 * 图3.39 例3.3图 [例 3.3]试验算图3.42所示牛腿与钢柱连接角焊缝的强度。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。静态荷载设计值N=365kN，偏心距e=350mm，焊脚尺寸hf1=8mm，hf2=6mm。图3.42(b)为焊缝有效截面的示意图。 新版课件 * a) 计算翼缘焊缝： [解]： V=N=365kN， M= Ne =365×0.35=127.8kN·m （1）考虑腹板焊缝参加传递弯矩的计算方法 全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩为： 翼缘焊缝的最大应力： 新版课件 * b) 计算腹板焊缝： 弯矩M引起的最大应力： 剪力V在腹板焊缝中产生的平均剪应力： 则腹板焊缝的强度（A点为设计控制点）为： 新版课件 * （2）不考虑腹板焊缝传递弯矩的计算方法 翼缘焊缝所承受的水平力： （h值近似取为翼缘中线间距离） 翼缘焊缝的强度： 腹板焊缝的强度： 新版课件 * 坡口型式：厚度很小，手工焊6mm，埋弧焊10mm时 直边缝； 一般厚度，单边V形或V形坡口； 厚度较大，20mm，U形、K形或X 形坡口。 3.4 对接焊缝的构造与计算 3.4.1 对接焊缝的构造 1、坡口形式 图3.40 对接焊缝的坡口形式 (a)直边缝；(b)单边V形坡口； (c) V形坡口； (d) U形坡口； (e) K形坡口； (f) X形坡口 α α 新版课件 * 拼接处，当焊件的宽度或厚度相差4mm以上时，从一侧或两侧做坡度不大于1：2.5 （承受动力荷载且需要进行疲劳计算的结构不大于1：4）的斜角，平缓过渡。 静力荷载作用时允许不设。当不设引弧板时，每条焊缝计算长度等于实际长度减2 t（t为较薄焊件厚度）。 起落弧处,宜加引弧板(引出板)。 2、截面的改变 3、引弧板 图3.41 钢板拼接 图3.42 用引弧板和引出板焊接 (a)改变宽度；(b)改变厚度 新版课件 * 焊缝强度与钢材强度比较： --质量检验为一、二级时,焊缝强度与钢材强度相等； --质量检验为三级时, 抗压强度、抗剪强度与钢材强度相等， 抗拉强度等于0.85%的母材强度。 ∴受拉连接,三级检验时,进行焊缝强度