《同济大学第八章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同济大学第八章（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、8.4有一工字形钢梁，采用I50a （Q235钢），承受荷载如图8-83所示。F=125kN，因长度不 够而用对接坡口焊缝连接。焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属II级，对接焊缝抗拉强 度设计值ftw二205N/mm2，抗剪强度设计值fw二120N/mm2。验算此焊缝受力时是否安 全。21000JOOO.3000*4F490001* ”FF图 8-83 习题 8.4 解： 依题意知焊缝截面特性：A=119.25cm2, Wx = 1858.9cm3,Ix=46472cm4,Sx=1084.1cm3，截面高度 h=50cm,截面宽度 b=158mm，翼缘厚 t=20mm，腹板厚 tw=12.0
2、mm。假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S1=20X 158X （250 10） =7 . 584X 105mm3。对接焊缝受力：V = F = 125kN ； M = F x 2 = 250kN - m 焊缝应力验算：最大正应力：b250 x IO61858.9 x IO3=134-5N/mm2 ftw = 205N/mm2最大剪应力：y齐xw125 x 103 x 1084.1 x 10346472 x 104 x 12=24-3N/mm2 fvw = 120N/mm2折算应力：bzs=/123.742 + 3 x 17.02=127-2N/mm2 ftw = 20
3、5N/mm2故焊缝满足要求。8.5图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值fw = 160N/mm2。T=350kN，验算焊缝的受力。图 8-84 习题 8.5 图 8-84-1 焊缝截面计算简图解：(注：焊缝上下翼缘长度114mm有些问题，应取l - 2t = 130 - 2 X10 = 110mm ,黄钜枝06年6月19日) 此注错误，应取消。罗烈08年10月28日如图8-84-1，截面特性计算如下：A = (114x 2 + 52 x 4 + 288 x 2) x 0.7hf = 5667.2mm2A = 288 x 2 x 0.7
4、h/ = 3225.6mm2wf1288288/ = x 2883 x 2 +114 x (+16)2 x 2 + 52 x () x 4 x 0.7A = 7.913 x 107 mm4f 12 22f焊缝受力：N =辽T = 247.5kN ； V = T = 247.5kN ； M = V - e = 49.5kN - m22应力验算：危险点为a、b两点，下面分别验算：对a点：N 247.5 x1032b N = 43.67N/mm2a A 5667.27.913x107b m =生=495 X106 X160 = 100.09N / mm2 abN +qm = 43.67 +100.0
5、9 = 143.76N/mm2 Pfff = 195.2N/mm2对b点:247.5 x1033225.6=泌 N / mm 2bN =bN = 43.67N /mm2 bab m = Myb495 X106 X144 = 90.16N /mm27.913x107b n+b m(乍 i v2 =(90.16 + 43.671.22 丿+ 76.732 = 133.87N/mm2 f W = 160N/mm2故焊缝强度满足要求。8.6计算图8-85所示的工字形截面焊接梁在距支座5m拼接处的角焊缝。钢材为Q345钢, 焊条为E50型，ffw = 200N/mm2，F=200kN。问：（1）腹板拼接
6、处是否满足要求？ （2） 确定翼缘拼接板焊缝脚尺寸和长度。400图 8-85 习题 8.6图 8-85-1 角焊缝计算简图解：（1）根据结构力学知识，拼接处受力：V = F = 200kN， M = 2200kN-m，其中剪力由腹板承担，弯矩由工字梁的翼缘和腹 板 惯性矩的比值分配：I = x 12 x 14203 x 450 x 20 x（710 +10 ）2 = 1.219 x IO10 mm 4 x 12I =x 12 x 14203 = 2.86 x109 mm 4w 12I2.86 x109M = fM =x 2200 = 516.16kN - mw I1.219 x1010xM =
7、 M - M = 1683.84kN - m fw经过分析，拼接板左右两侧受剪力与弯矩作用，相比较而言，右侧拼接板焊缝受力更不利 故以右侧拼接板焊缝验算。计算焊缝截面特性：162 162 2162x x2=16.2mmx = 162 -16.2 = 145.8mm12162 x 2 +1300由对称性得： y = y = 650 mm12I = (162x 6502 x 2 + x 13003)x 0.7 x 8 = 1.79 x 109 mm4x 12I = 2 x 丄 x 1623 +162 x(81 16.2 匕+1300 x162x 0.7 x 8 = 1.35 x 107 mm 4
8、y 12I = I + I =1.80x109 mm4f x yA =(2 x162+1300)x 0.7 x 8 = 9094.4mm2f将剪力、弯矩移至焊缝形心得到焊缝受力：V = 200kN ； M = 516.16 + 200 x 0.1588 = 547.92kN - m w焊缝验算：分析得A、B两点为危险点，下面分别验算: 对A点：& v = Z= 200x103 = 11.0n/mm2（T）ay 2 x A9094.4.M = Jax 2 x I547.92 xl06 x 6502 x1.80 x109=98.9 N / mm2（T）547.92 x106 X145.82 xl.
9、80 xl09=22.2 N / mm 2（T）&Maya v +a mayaypf+ T M 2ax=102.6N / mm2 fw = 200N / mm2am 2 （+ 5Wp f J2）翼缘受轴力：MN = h1683.84 x 1061420+20= 1169.3kN对 B 点，同理可得：t v = 11.0N/mm2（T） a m = 98.9N/mm2（t） t m = 2.5N/mm2（）bybxbxm +t v = 81.5N / mm2 1.5揖且hf 1169.3x103 ，计算得到： l 261mmf ww故取l = 280mm （一侧）便可以满足要求。 w8.7验算图
10、8-86中桁架节点焊缝“A”是否满足要求，确定焊缝“T、“C”的长度。已知焊 缝A的角焊缝hf=10mm,焊缝B、C的角焊缝hf=6mm。钢材为Q235钢。焊条用E43 型, 手工焊，ffw = 160N/mm2。在不利组合下杆件力为 N=150kN, N2=489.41kN，N3=230kN,N4=14.1kN， N5=250kN。解： 焊缝 A 受力：V = N N = 339A1kN ； M = V-e = 339.41x0.225 = 76.37kN-m1M x lw25 x 0.7h x l 312f w=%37 x106 x 6 x 290 = 97.2N / mm27 x 580
11、3339.41x103t = 41.8 N / mm22 x 0.7h x l2 x 7 x 580fw(97.2 11.22 丿V卩2 f丿故焊缝A的强度满足要求。对于焊缝 B：2+ 41.82 = 89.9N / mm2 fw = 160N / mm2肢背：3 119.8mm 取 l = 130 mm。2 x 0.7 h lf wwfw肢尖：N3 51.3mm 取 l = 60 mm。2 x 0.7h l f wwfw对于焊缝 C：肢背：7N52x05hT - f = lw130.2mm 取 I =140mm。fw0.3 N肢尖：5 55.8mm 取 l = 65 mm。2 x 0.7 h
12、 lf wwfw8.8验算图8-87所示的角焊缝是否安全。已知：钢材为Q345钢，焊条为E50型，手工焊,hf=10mm, ffw = 200N / mm2 , F=160kN。300I 2C0图 8-87 习题 8.8解：截面特性计算：x=2190 x 製 x 2190 x 2 + 3002= 53.1mm； x = 190一53.1 = 136.9mm；1y1=y = 150 mm2图 8-87-1 角焊缝计算简图I = (190x1502 x 2 + 丄 x 3003)x 0.7 x10 = 7.56 x107 mm4x 12I = 2 x 丄 x1903 +190 x(95 - 53.
13、1)2 + 300 x 53.12x 0.7 x 10 = 18.6 x 106 mm 4 y12I = I +1 = 9.42 x107 mm4yA =(2 x190+300)x 0.7 x10 = 4760mm2焊缝受力：V = F = 160kN ； M = 160 x (0.500 0.0531) = 71.5kN - m经过分析，危险点为A、B点，下面分别对A、B点作应力分析：对A点：& v = V = 160x103 = 16.8N/mm2(J)ay 2 x A 2 x 4760T Max2 x I71.5 x106 x1502 x 9.42 x 107=57.0 N / mm2
14、(j)Mxb M =1ay 2 x I71.5 x106 x136.92 x 9.42 x107=52.0 N / mm2(J)b V +b Mayaypf对B点,+ T M 2ax=80.2N / mm2 f w = 200N / mm2同理可计算得：tv =bv = 16.8N/mm2(J)；byayb Mbx2 x I=57.0 N / mm 2( j)MxT M =2by 2 x I71.5 x106 x 53.12 x 7.83 x107=20.1N / mm2(T)故知焊缝强度满足要求。=46.8N / mm2 f w = 200N / mm28.9图8-88所示为一梁柱连接，M=100k
