鋼結構3章例題ppt課件

1、設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題第第3 3章章 例題例題8fhmm155,wlmm【例【例3.13.1】實驗算圖實驗算圖3.223.22所示直角角焊縫的強度。知焊縫接受的靜所示直角角焊縫的強度。知焊縫接受的靜態(tài)斜向力態(tài)斜向力N=280kN(N=280kN(設計值設計值) )， , ,角焊縫的焊角尺角焊縫的焊角尺寸寸 , ,實踐長度實踐長度 鋼材為鋼材為Q235BQ235B，手工，手工焊，焊條為焊，焊條為E4

2、3E43型。型。 60設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題圖圖3.22 3.22 例例3.13.1圖圖設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【解】將【解】將N N分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力：分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力：3sinsin60280242.5kN2xNNN32140 1089.9N mm22 0.7 8 (155 16)yfe wNh l 32242.5 10155.8N mm22 0.7 8 (155 16)xfe wNh l 1coscos60280140kN2yNNN設計原理設計原理鋼結構

3、鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題圖圖3.24 3.24 例例3.23.2圖圖設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題 【解】設計拼接蓋板的對接銜接有兩種方【解】設計拼接蓋板的對接銜接有兩種方法法, ,一種方法是假定焊腳尺寸求焊縫長度，一種方法是假定焊腳尺寸求焊縫長度，再由焊縫長度確定拼接蓋板的尺寸；另一再由焊縫長度確定拼接蓋板的尺寸；另一方法是先假定焊腳尺寸和拼接蓋板的尺寸，方法是先假定焊腳尺寸

4、和拼接蓋板的尺寸，然后驗算焊縫的承載力，假設假定的焊腳然后驗算焊縫的承載力，假設假定的焊腳尺寸和拼接蓋板尺寸不能滿足承載力要求尺寸和拼接蓋板尺寸不能滿足承載力要求時，那么進展相應調(diào)整再驗算，直到滿足時，那么進展相應調(diào)整再驗算，直到滿足要求為止。要求為止。 角焊縫的焊腳尺寸角焊縫的焊腳尺寸 應根據(jù)板件厚度確定：應根據(jù)板件厚度確定： 由于焊縫是在板件邊緣施焊，且拼接蓋板由于焊縫是在板件邊緣施焊，且拼接蓋板厚度厚度 fh22116mm6mm, ttt設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題那么：那么：fmax(1 2)16(1 2)15mm14mmht或fmin1.

5、51.5287.9mmht?。喝。?查附錄表查附錄表1.21.2得角焊縫強度設計值得角焊縫強度設計值f10mmh w2t160N mmf1 1采用兩面?zhèn)群笗r采用兩面?zhèn)群笗r 圖圖3.24(a)3.24(a)3wwef1400 101250mm0.7 10 160Nlh f銜接一側(cè)所需焊縫的總長度，可按式銜接一側(cè)所需焊縫的總長度，可按式(3.8)(3.8)計算得：計算得：設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題 此對接銜接采用了上下兩塊拼接蓋板，共有此對接銜接采用了上下兩塊拼接蓋板，共有4 4條側(cè)焊條側(cè)焊縫，一條側(cè)焊縫的實踐長度為縫，一條側(cè)焊縫的實踐長度為: :

6、wwff1250220333mm46.5kN44dNnfN 構件承壓：構件承壓：bbcc122 8 30553.7kN46.5kNNdt fN 設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【例【例3.133.13】牛腿用】牛腿用C C級普通螺栓以及承托與柱銜接，如級普通螺栓以及承托與柱銜接，如圖圖3.633.63，接受豎向荷載設計值，接受豎向荷載設計值F=220kNF=220kN，偏心距，偏心距e e200mm200mm。試設計其螺栓銜接。知構件和螺栓均用。試設計其螺栓銜接。知構件和螺栓均用Q235Q235鋼鋼材，螺栓為材，螺栓為M20M20，孔徑，孔徑21.5m

7、m21.5mm。 設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題圖圖3.63 3.63 例例3.133.13圖圖設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【解】牛腿的剪力【解】牛腿的剪力V=F=220kNV=F=220kN由端板刨平頂緊于承托傳由端板刨平頂緊于承托傳送；彎矩送；彎矩 由螺栓銜接傳送，由螺栓銜接傳送，使螺栓受拉使螺栓受拉, ,初步假定螺栓布置如圖初步假定螺栓布置如圖3.633.63。對最下排螺栓。對最下排螺栓O O軸取矩，最大受力螺栓最上排螺栓軸取矩，最大受力螺栓最上排螺栓1 1的拉力為：的拉力為： 220 0.244k

8、N m,MFe211yiNMy2222(44 0.32) 2 (0.080.160.240.32 )36.7kN單個螺栓的抗拉承載力設計值為：單個螺栓的抗拉承載力設計值為： bbtt1245 17041.7kN36.7kNeNA fN所假定螺栓銜接滿足設計要求，確定采用。所假定螺栓銜接滿足設計要求，確定采用。 設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【例【例3.143.14】設圖】設圖3.653.65為一剛接屋架支座節(jié)點，豎向力為一剛接屋架支座節(jié)點，豎向力由承托接受。螺栓為由承托接受。螺栓為C C級，只接受偏心拉力。設級，只接受偏心拉力。設N N250kN25

9、0kN，e=100mme=100mm，螺栓布置如圖，螺栓布置如圖3.653.65a a所示。所示。圖圖3.65 3.65 例例3.143.14圖圖設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【解】螺栓有效截面的中心距【解】螺栓有效截面的中心距 222214 (50150250 )116.7mme=100mm12250iyny即偏心力作用在中心距以內(nèi)即偏心力作用在中心距以內(nèi), ,屬小偏心受拉屬小偏心受拉 圖圖3.65(c)3.65(c)應由式應由式(3.48a)(3.48a)計算：計算：112222250250 100 25038.7kN124 (50150250

10、)iNNeNyny需求的有效面積：需求的有效面積： 321bt38.7 10228mm170eNAf采用采用M20M20螺栓，螺栓， 2245mmeA 設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【解】由于【解】由于e=200mm117mme=200mm117mm，應按大偏心受拉計算螺栓的，應按大偏心受拉計算螺栓的最大拉應力。假設螺栓直徑為最大拉應力。假設螺栓直徑為M22M22查附表查附表8.18.1知，知， 并假定中和軸在上面第一排螺栓處，那么以下螺栓并假定中和軸在上面第一排螺栓處，那么以下螺栓均為受拉螺栓均為受拉螺栓 圖圖3.653.65d d 。由式。由式3

11、.493.49計算：計算：2303mmeA 11222222i250 (200250) 50051.1kN2 (500400300200100 )Ne yNy需求的螺栓有效面積：需求的螺栓有效面積： 32251.1 10300.6mm303mm170eA【例【例3.153.15】同例】同例3.143.14，但取，但取e=200mme=200mm。設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【例【例3.163.16】設圖】設圖3.673.67為短橫梁與柱翼緣的銜接，剪力為短橫梁與柱翼緣的銜接，剪力V V250kN250kN，e=120mme=120mm，螺栓為，螺栓

12、為C C級，梁端豎板下有承托。鋼材級，梁端豎板下有承托。鋼材為為Q235BQ235B，手工焊，焊條，手工焊，焊條E43E43型型, ,試按思索承托傳送全部剪試按思索承托傳送全部剪力力V V和不接受和不接受V V兩種情況設計此銜接。兩種情況設計此銜接。 圖圖3.67 3.67 例例3.163.16圖圖設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【解】【解】1 1由附表由附表1.21.2和附表和附表1.31.3可知，可知， 承托傳送全部剪力承托傳送全部剪力V V250kN250kN，螺栓群只接，螺栓群只接受由偏心力引起的彎矩受由偏心力引起的彎矩 。按彈性。按彈性設計法

13、，可假定螺栓群旋轉(zhuǎn)中心在彎矩指向的最下排螺栓設計法，可假定螺栓群旋轉(zhuǎn)中心在彎矩指向的最下排螺栓的軸線上。設螺栓為的軸線上。設螺栓為M20M20 ，那么受拉螺栓，那么受拉螺栓數(shù)數(shù) 銜接中為雙列螺栓，用銜接中為雙列螺栓，用m m表示，一個螺栓的抗拉承載表示，一個螺栓的抗拉承載力設計值為：力設計值為：w2t160N mm ,fb2v140N mmf,=250 0.12=30kN mMVe2eA =245mmtn =8bbtt245 17041.7kNeNA f螺栓的最大拉力：螺栓的最大拉力：3b1t2222230 1040020kN41.7kN2 (100200300400 )tiMyNNmy設計原

14、理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題 設承托與柱翼緣銜接角焊縫為兩面?zhèn)群福⑷『改_尺設承托與柱翼緣銜接角焊縫為兩面?zhèn)群?，并取焊腳尺寸寸 , ,焊縫應力為：焊縫應力為： f10mmh 22w2ffe1.351.35 20150.7N mm160N mm2 0.7 10 (1802 10)wVfhl 式中的常數(shù)式中的常數(shù)1.351.35是思索剪力是思索剪力V V對承托與柱翼緣銜接角對承托與柱翼緣銜接角焊縫的偏心影響。焊縫的偏心影響。 2 2不思索承托接受剪力不思索承托接受剪力V V，螺栓群同時接受剪力，螺栓群同時接受剪力V=250kN V=250kN 和彎矩和彎矩

15、M M30kNm 30kNm 作用。單個螺栓承載力設計作用。單個螺栓承載力設計值為：值為： 22bbvvv3.14 20114044.0kN44dNnf bbccN20 20 305122kNdt f設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題bt41.7kNN 單個螺栓的最大拉力單個螺栓的最大拉力t20kNN 單個螺栓的剪力單個螺栓的剪力bvc25025122kN10VNNn剪力和拉力結協(xié)作用下：剪力和拉力結協(xié)作用下： 2222vtbbvt25200.744144.041.7NNNN設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【例【

16、例3.173.17】試設計一雙蓋板拼接的鋼板銜接。鋼材】試設計一雙蓋板拼接的鋼板銜接。鋼材Q235BQ235B，高強度螺栓為高強度螺栓為8.88.8級的級的M20,M20,銜接處構件接觸面用噴砂處置，銜接處構件接觸面用噴砂處置，作用在螺栓群形心處的軸心拉力設計值作用在螺栓群形心處的軸心拉力設計值N=800kN,N=800kN,試設計此試設計此銜接。銜接。 圖圖3.72 3.72 例例3.173.17圖圖設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【解】【解】1 1采用摩擦型銜接時采用摩擦型銜接時由表由表3.83.8查得每個查得每個8.88.8級的級的M20M20高

17、強度螺栓的預拉力高強度螺栓的預拉力P=125kN,P=125kN,由表由表3.93.9查得對于查得對于Q235Q235鋼材接觸面作噴砂處置時鋼材接觸面作噴砂處置時 0.45單個螺栓的承載力設計值為：單個螺栓的承載力設計值為： bvf0.90.9 2 0.45 125101.3kNNnP 所需螺栓數(shù)：所需螺栓數(shù)： bv8007.9,9101.3NnN取 個螺栓陳列如圖螺栓陳列如圖3.723.72右邊所示右邊所示設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題2 2采用承壓型銜接時采用承壓型銜接時由附表由附表1.31.3可知，可知，b2b2vc250N mm ,470N

18、mmff單個螺栓的承載力設計值：單個螺栓的承載力設計值：22bbvvv3.14 202250157kN44dNnfbbcc20 20 470188kNNdt f那么所需螺栓數(shù)：那么所需螺栓數(shù)： bmin8005.1,6157NnN取 個螺栓陳列如圖螺栓陳列如圖3.723.72左邊所示左邊所示設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【例【例3.183.18】圖】圖3.753.75所示高強度螺栓摩擦型銜接所示高強度螺栓摩擦型銜接, ,被銜接構被銜接構件的鋼材為件的鋼材為Q235BQ235B。螺栓為。螺栓為10.910.9級，直徑級，直徑20mm20mm，接觸面采，

19、接觸面采用噴砂處置；圖中內(nèi)力均為設計值用噴砂處置；圖中內(nèi)力均為設計值, ,實驗算此銜接的承載實驗算此銜接的承載力。力。圖圖3.75 3.75 例例3.183.18圖圖設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【解】由表【解】由表3.93.9和表和表3.83.8查得抗滑移系數(shù)查得抗滑移系數(shù) ，預拉力，預拉力P=155kNP=155kN。 0.45單個螺栓的最大拉力單個螺栓的最大拉力31t122222384106 10350162 2 (35025015050 )iMyNNnmy 2444.268.2kN750kNV設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的

20、連接例題鋼結構的連接例題【例【例3.193.19】如圖】如圖3.763.76所示，某節(jié)點端板所示，某節(jié)點端板t=16mmt=16mm銜接銜接與共型柱翼緣與共型柱翼緣t=16mmt=16mm，鋼材為，鋼材為Q235B,Q235B,銜接用高強度銜接用高強度螺栓為螺栓為10.910.9級摩擦型，級摩擦型，4M224M22單個單個 ，摩擦，摩擦面噴砂丸處置，抗滑移系數(shù)面噴砂丸處置，抗滑移系數(shù)0.450.45，節(jié)點中心受程度設計，節(jié)點中心受程度設計拉力拉力 ，斜向設計拉力，斜向設計拉力 ，此節(jié)點按，此節(jié)點按GB50017-2003GB50017-2003中規(guī)范公式計算的抗拉、抗剪實踐受力與中規(guī)范公式計算

21、的抗拉、抗剪實踐受力與承載力比值之和最接近以下何項數(shù)值。承載力比值之和最接近以下何項數(shù)值。A A1.0 1.0 B B1.021 1.021 C C0.828 0.828 D D0.743 0.743 2eA =303mm1200kNN 2200kNN 設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題圖圖3.76 3.76 例例3.193.19圖圖設計原理設計原理鋼結構鋼結構第三章第三章 鋼結構的連接例題鋼結構的連接例題【解】由表【解】由表3.83.8可查得每個可查得每個10.910.9級的級的M22M22高強度螺栓的預高強度螺栓的預拉力拉力P=190kNP=190kN。 按式按式3.573.57vt212bbvtfsin45cos454 0.94 0.8NNNNNNNnPP2002 22002002 21.02114 0.9 1 0.45 1904 0.8 190 應選應選B。由計算結果知道，該