免费在线. 焊缝强度计算; 验算如图所示牛腿与柱的对接焊缝连接。F=170kN，钢材Q390，E55焊条，手工焊，质量等级为三级，不采用引弧板。;;3. 焊缝强度验算;例题3.3 试设计用拼接盖板的对接连接。已知钢板宽B＝270mm，厚度t1=28mm，拼接盖板的厚度t2=16mm。该连接承受的静态轴心力N＝1400kN（设计值），钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型;设计拼接盖板的对接连接有两种方法。一种方法是假定焊脚尺寸求得焊缝长度，再由焊缝长度确定拼接盖板的尺寸；另一方法是先假定焊脚尺寸和拼接盖板的尺寸，然后验算焊缝的承载力。如果假定的焊缝尺寸不能满足承载力要求时，则应调整焊脚尺寸，再行验算，直到满足承载力要求为止。 [解] 方法一角焊缝的焊脚尺寸hf应根据板件厚度确定： 由于此处的焊缝在板件边缘施焊，且拼接盖板厚度t2=16mm＞6mm，t2＜t1，则： hfmax≤t-(1～2)mm =14～15mm;§3.3 角焊缝的构造和计算;§3.3 角焊缝的构造和计算;方法2：采用菱形拼接盖板。 当拼接板宽度较大时，采用菱形拼接盖板可以减小角部的应力集中，从而使连接的工作性能得以改善。设计时一般先假定拼接盖板的尺寸再进行验算。盖板尺寸如图所示：;§3.3 角焊缝的构造和计算;例题3.4??试确定图3.3.15所示承受静态轴心力的三面围焊连接的承载力及肢尖焊缝的长度。已知角钢2∟125×10，与厚度为8mm的节点板连接，其搭接长度为300mm，焊脚尺寸hf=8mm，钢材为Q235-B，手工焊，焊条为E43型。 ???? ;正面角焊缝所能承受的内力N3为：;【解】;例3.6 如图所示钢板与工字形柱的角焊缝T形连接，hf＝8mm，钢板受斜向拉力F。钢材为Q235B钢，E43型焊条。求图中e=0和e=5cm时，两条角焊缝各能传递的静载设计值F。;2. 焊缝截面上的有效应力（e=5cm）;当e=5cm，焊缝强度应满足：;例3.6 试设计如图a所示牛腿和柱连接的角焊缝。已知F=420kN(静力荷载），钢材为Q235B，焊条为E43，手工焊。;1. 焊缝有效截面的几何性质;2. 焊缝强度验算;例3.7 试设计如图所示厚度为12mm支托板与柱翼缘搭接连接的角焊缝。已知F=100kN(静力荷载），钢材为Q235B，焊条为E43，手工焊。;A;? T;例3.7 验算如图所示，普通螺栓连接。N=349.5kN， M=17.475kN.m。M22，B级，钢材Q235。;例3.8 验算如图所示，普通螺栓连接。V=233kN， N=349.5kN， M=17.475kNm。M22，B级，钢材Q235。;;;[计算] ;§3.5 高强度螺栓连接的构造和计算;例3.10 验算如图所示普通螺栓连接强度。螺栓M20，孔径21.5mm，材料为Q235。; 步骤3 用相关公式验算强度; 例4-1： 某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷载作用于梁的上翼缘，设梁的自重为1.57kN/m，材料为Q235-A.F，试计算此梁的整体稳定性。 ;2. 梁截面几何特征： Ix=4050×106 mm4，Iy＝32.8×106 mm4 A=13800 mm2，Wx＝570×104 mm3 ;故梁的整体稳定可以保证。; [例5-1] 跨度为3米的简支梁，承受均布荷载，其中永久荷 载标准值qk=15kN/m，各可变荷载标准值共为q1k=20kN/m， 整体稳定满足要求。试选择普通工字钢截面，材料为3号钢。 结构安全等级为二级。（型钢梁设计问题）;（1）荷载组合 荷载设计值：q=1.0(1.2×15+0.9×1.4×20)=43.2kN/m 荷载标准值：q=1.0(15+20)=35kN/m （未包括梁的自重）; （4）验算强度、刚度 加上梁的自重，重算最大弯矩： M=ql2/8=（43.2+1.2×0.28)×32/8=49kN-m; ③ 局部压应力验算 在支座处有局部压应力。支座构造被设计如图，不设支 承加劲肋。需验算局部压应力。;;[例题5.2] 某车间工作平台梁格布置如图所示，平台上无动力荷载，均布活荷载标准值为4.5kN/m2，恒载标准值为3kN/m2，钢材为Q235B，假定平台板为刚性，可以保证次梁的整体稳定。试设计主梁（组合截面）和次梁（型钢）。;3）截面强度验算;支座处最大剪应力：;;2）初选截面;腹板厚度按抗剪强度：;14;由梁自重产生的跨中最大弯矩：;腹板区格A局部稳定验算;设次梁不能有效约束主梁受压翼缘的扭转，则由（4.5.34）得：;平均剪力：;;[例题5.2]某建筑物采用如图5.1.3(b)所示的梁格布置，次梁间距2米，主梁间距6米,?柱截面高0.5米。采用普通工字型钢作为主次梁。梁上铺设钢筋混凝土预制板，并与主次梁有可靠的连接，能够保证其整体稳定。均布活荷载标准值为3kN/m2，楼板自重标准值为3kN/m2。主梁和次梁、主梁和柱子均采用构造为铰接的连接方法。次梁选用I25a，试设计边部主梁截面。;[例题5.3]??某跨度6米的简支梁承受均布荷载作用（作用在梁的上翼缘），其中永久荷载标准值为20kN/m，可变荷载标准值为25kN/m。该梁拟采用Q235钢制成的焊接组合工字形截面，试设计该梁。; [例5-4] 跨度为3米的简支梁，承受均布荷载，其中永久荷载标准值gk=15kN/m，各可变荷载标准值共为q1k=20kN/m，整体稳定满足要求。试选择普通工字钢截面，材料为3号钢。结构安全等级为二级。（型钢梁设计问题）;（1）荷载组合 荷载设计值：q=1.0(1.2×15+0.9×1.4×20)=43.2kN/m 荷载标准值：q=1.0(15+20)=35kN/m （未包括梁的自重）; （4）验算强度、刚度 加上梁的自重，重算最大弯矩： M=ql2/8=（43.2+1.2×0.28)×32/8=49kN-m; ③ 局部压应力验算 在支座处有局部压应力。支座构造设计如图所示，不设支承加劲肋。需验算局部压应力。;;[例5.5] 验算一跨度为9m的工作平台简支梁的整体稳定，截面尺寸如图所示。永久荷载标准值qk=42kN/m，各可变荷载标准值共为q1k=50kN/m。钢材选用Q235，fy=235MPa。;;3、整体稳定验算; 如果在跨中设一侧向支点，则l1=450cm，?y=70；P387附表3.1得?b=1.15，这时：;一、型钢梁截面的选择 ????型钢梁截面应满足梁的强度、刚度、整体稳定和局部稳定四个要求，其中强度包括抗弯、抗剪、局部压应力和折算应力。由于型钢截面的翼缘和腹板等板件常有足够的厚度，一般不必验算局部稳定，无很大孔洞削弱时一般也不必验算剪应力。局部压应力和折算应力只在有较大集中荷载或支座反力时计算。型钢梁设计通常是先按抗弯强度(当梁的整体稳定有保证或Mmax处截面有较多孔洞削弱时)或整体稳定(当需计算整体稳定时)选择型钢截面，然后验算其它项目是否足够，不够时再作调整。为了节省钢材??应尽量采用牢固连接于受压翼缘的密铺面板或足够的侧向支承以达到不需计算整体稳定的要求。按抗弯强度或整体稳定(φb值可先估计假定)选择单向(强轴)弯曲梁的型钢截面时，所需要的截面抵抗矩为：;5.2.2梁的验算 梁的验算包括刚度、强度、整体稳定，对于组合梁还包括局部稳定验算。 一、强度验算????强度验算包括：正应力、剪应力、局部压应力验算，对组合梁还要验算翼缘与腹板交界处的折算应力。1、正应力????运用材料力学知识找出梁截面最大弯矩及可能产生最大正应力处的弯矩（如变截面处和截面有较大削弱处），单向受弯时按公式4.2.2验算截面最大正应力?应是否满足要求。双向受弯时采用公式4.2.3验算。使用公式4.2.2及4.2.3时应注意Wnx及Wny为验算截面处的净截面抵抗矩。2、剪应力????根据梁是单向受剪还是双向受剪采用公式4.2.4或4.2.5计算剪应力，并应满足公式4.2.6要求。对于型钢梁由于腹板较厚，一般均能满足上式要求，只在剪力较大处截面有较大削弱时方需进行剪应力计算。3、局部压应力????当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应该满足式4.2.7的要求。在梁支座处，当不设支承加劲肋时局部承压强度也应该满足式4.2.7的要求。应注意在跨中集中荷载处与支座处荷载在腹板计算高度边缘的分布长度计算公式不同。4、折算应力????在组合梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力（如连续梁中部支座处或梁的翼缘截面改变处等），应按公式4.2.10验算折算应力。 二、梁的刚度验算????众所周知，楼盖梁的挠度过大会给人们一种不舒适感和不安全感，同时也会使附着物如抹灰等脱落，影响使用。吊车梁的挠度过大会影响吊车的正常运行。因此除承载力满足要求外，尚应按式4.2.12验算梁的刚度，以保证梁的正常使用。使用要求不同的构件，最大挠度的限制值也是不同的，附表2.1给出了吊车梁、楼盖梁、屋盖梁、工作平台梁以及墙架梁的挠度容许值。????梁的挠度计算方法较多，可按材料力学和结构力学的方法计算，也可由结构静力计算手册取用，也可采用通用的力学软件计算。梁的荷载一般为均布荷载和集中力，等截面梁均布荷载情况下可用公式5.2.12计算。受多个集中力情况（如吊车梁、楼盖主梁等），其挠度的精确计算比较麻烦，但由于其与受均布荷载作用的梁在最大弯矩相同情况下挠度接近，我们可以得出下列简化计算公式：;三、整体稳定验算?????首先根据4.4.6中所述的原则判断该梁是否需要进行整体稳定验算。如需要则按照梁的截面类型选择适当的公式计算整体稳定系数。对于焊接工字钢和轧制H型钢简支梁可按公式4.2.24计算，轧制普通工字钢简支梁可查附表2.2。轧制槽钢简支梁按公式4.4.26计算。不论哪种情况算得的稳定系数ψb大于0.6时，都应采用公式4.4.27算得相应的ψb代替ψb值。单向受弯、双向受弯构件应分别采用公式4.4.22、4.4.28验算整体稳定承载力是否满足要求。?;例6.1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算长度l0x=6m ，l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345，f=310N/mm2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。;惯性矩：;2、整体稳定性验算 翼缘板为焰切边，截面关于x轴和y轴都属于b类，且;例6.2 某焊接T形截面轴心受压构件的截面尺寸如右图所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算长度l0x=l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345，f=295N/mm2（t16mm），截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。;惯性矩：;对于T形截面 I?＝0;截面关于x轴和y轴均属于b类，;例6.3 如图所示一管道支架，其支柱的设计压力为N＝1600kN（设计值），柱两端铰接，钢材为Q235，截面无孔削弱 ，试设计此支柱的截面：①用普通轧制工字钢，②用热轧H型钢，③焊接工字形截面，翼缘板为火焰切割边。;1.初选截面;2、截面验算; 由于热轧H 型钢可以选用宽???缘的形式，截面宽度较大，因而长细比的假设值可适当减小，假设?=60，对宽翼缘H型钢因b/h0.8，所以不论对x轴或y轴均属b类截面。;2、截面验算; 假设?＝60，火焰边组合截面不论对x轴或y轴均属b类截面。; 根据h=23cm，b=21cm，和计算的A=92.2cm2， 设计截面如下图。这一步，不同设计者的差别较大。估计的尺寸h、b只是一个参考，给出一个量的概念。设计者可根据钢材的规格与经验确定截面尺寸。;因截面无孔削弱，可不验算强度。;局部整体稳定验算;例6.4 某厂房柱， l0x＝l0y ＝6m，承受轴心压力设计值N＝1600kN，钢材为Q235BF，f＝215N/mm2，拟采用格构式柱（ x为虚轴，y 为实轴），柱肢采用热轧槽钢，试设计此柱。;查P429附表8.7，初选2[28b ,其截面特征为：;2）按双轴等稳定原则确定两分肢槽钢的距离b; （1）整体稳定验算 因为是按对实轴的整体稳定而选择的截面尺寸，对实轴的整体稳定满足要求。对虚轴的整体稳定验算;故整体稳定性满足要求。;横向剪力;折减系数，缀条采用等边角钢时;1.初选截面;需要的绕虚轴的回转半径ix;回转半径;2）刚度验算;缀板长度取200mm，缀板的中心距 l1＝l0+200=650+200=850mm;计算缀板强度;例题7.1： 某压弯构件的简图、截面尺寸、受力和侧向支承情况如图所示，试验算所用截面是否满足强度、刚度和整体稳定要求。钢材为Q235钢，翼缘为焰切边；构件承受静力荷载???计值（标准值）F=100kN和N=900kN。 ;[解]： 1.内力（设计值） 轴心力 N =900kN ;3.强度验算;满足要求！（平面内稳定控制） 讨论： 本例题中若中间侧向支承点由中央一个改为两个（各在l/3点即D和E点），结果如何？ ;6.局部稳定验算;例7.2图示上端自由，下端固定的压弯构件，长度为5m，作用 的轴心压力为500kN，弯矩为Mx，截面由两个I25a型钢组 成，缀条用L50×5，在侧向构件的上下端均为铰接不动点， 钢材为Q235钢，要求确定构件所能承受的弯矩Mx的设计值。;查P180表6.3.1此独立柱绕虚轴的计算长度系数?＝2。;对虚轴的整体稳定：;按a类查附表4.1

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者