例3.1 试验算图3-21所示钢板的对接焊缝的强度。钢板宽度为200mm,板厚为14mm,轴心拉力设计值为N=490kN,钢材为Q235 ,手工焊,焊条为E43型,焊缝质量标准为三级,施焊时不加引弧板。(a) (b)图3-21 例题3-1(a)正缝;(b)斜缝

思考题:

3.1 钢结构常用的连接方法有哪几种?试述其优缺点及适用范围。

3.2 选择焊条型号为什么要与被焊金属的种类相适应?

3.3 施焊方法中,俯、立、横、仰四种焊缝中,质量最好和最差的是哪种?

3.4 在计算正面角焊缝时,什么情况考虑强度设计值增大系数?为什么?

3.5 角焊缝的焊脚尺寸、焊缝长度有何限制?为什么?

3.6 焊缝的起落弧对焊缝有何影响?计算中如何考虑?

3.7 焊接残余应力是怎样产生的?

3.8 焊接残余应力对结构工作有何影响?

3.9 普通螺栓连接和高强度螺栓连接的计算有什么区别?

3.10 高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接有什么区别?

3.11 高强度螺栓的预拉力起什么作用?预拉力大小与承载力有何关系?

3.12 计算构件净截面强度时,高强度螺栓摩擦型连接、承压型连接与普通螺栓连接三者有何异同?

3.13 普通螺栓受剪连接有哪几种可能的破坏形式?如何防止?

3.14 普通螺栓与高强度螺栓受弯连接中,在计算螺栓拉力时的主要区别是什么?为什么?

3.15 影响高强度螺栓承载力的因素有哪些?

习 题:

3.1设计钢板的对接焊缝拼接。钢材为Q345钢,采用E50型焊条,手工焊,用引弧板,按三级质量标准检验。钢板承受轴心拉力,其设计值为:(1)1600kN;(2)2000kN。

3.2焊接工字形梁,截面如图3-91 所示。腹板上设置一条工厂拼接的对接焊缝,拼接处承受M=2800kNm,V=700kN,钢材为Q235钢,焊条为E43型,按二级质量标准检验。计算焊缝是否满足受力要求?

图3-91 习题3.2

3.3 有一工字形钢梁,采用I50a,钢材为Q235,承受荷载设计值F=125kN,如图3-92 所示。因长度不够而用对接坡口焊缝连接,焊条采用E43型,手工焊,按二级质量标准检验,计算连接是否安全。

图3-92 习题3.3

3.4 试设计如图3-93 所示双角钢和节点板间的角焊缝连接,角钢截面为2L,节点板厚10mm。钢材为Q235,焊条E43型,手工焊,承受轴心拉力设计值N=320kN。(1)采用两侧焊缝,确定所需焊脚尺寸及焊缝长度;(2)采用三面围焊,确定所需焊脚尺寸及焊缝长度。

3.5 试设计图3-94 所示的用双层盖板和角焊缝的对接连接。主板截面为,钢材为Q235,焊条E43型,手工焊,承受轴心拉力设计值N=1400kN。

图3-93 习题3.4 图3-94习题3.5

3.6 图3-95 所示为双板牛腿与柱的角焊缝连接,钢材为Q235,焊条E43型,手工焊,焊脚尺寸。试求角焊缝能承受的最大静态和动态荷载设计值F。

图3-95 习题3.6 图3-96习题3.7

3.7 图3-96 所示连接中,双角钢拉杆2L通过14mm厚的连接板和20mm厚的端板连接于柱的翼缘,钢材为,焊条为E43型,手工焊,承受拉力设计值N=540kN。

(1)确定角钢和连接板间的焊缝尺寸。

(2)取,确定连接板和端板间焊缝的焊脚尺寸。

(3)取,,确定连接板和端板间焊缝的焊脚尺寸。

3.8 试设计图3-97 所示牛腿与柱的连接角焊缝的焊脚尺寸。钢材为,焊条为E43型,牛腿承受静荷载设计值V=250kN。

图3-97 习题3.8 图3-98 习题3.9

3.9 图3-98 所示牛腿用角钢2L及10.9级高强度螺栓摩擦型和柱相连,螺栓直径M22。钢材为Q345钢,接触面为喷砂处理,承受偏心荷载设计值P=220kN,试确定连接角钢两个肢上所需螺栓数目。

3.10 图3-96 所示连接中,取,,采用M20、8.8级高强度螺栓承压型连接,钢材为。试设计端板和柱翼缘的连接:(1)用承托承受竖向力;(2)承托只起安装作用,不受力。

3.11 将3.10题改为M22、C级普通螺栓连接,试设计和布置螺栓。

3.12 图3-99 所示为C级普通螺栓连接,螺栓直径d=20mm,钢材为Q235B,求此连接最大能承受的N值。

图3-99 习题3.12

3.13图3-100 所示连接承受轴心拉力设计值N=1350kN,螺栓为M24、C级普通螺栓,孔径,钢材为。试计算此连接是否安全。

3.14图3-101 所示单槽钢牛腿与柱的连接,采用C级普通螺栓,螺栓直径d=20mm,柱翼缘板厚18mm,钢材为Q235,承受静力荷载设计值F=80kN。试计算螺栓连接是否安全。

3.15图3-102 所示工字形梁腹板拼接采用高强度螺栓摩擦型连接,梁拼接处承受内力M=2500kN•m,V=500kN,钢材为Q235,螺栓采用10.9级,直径为M22,接触面经喷砂处理。试验算该连接强度。

图3-100 习题3.13 图3-101 习题3.14

图3-102习题3.15