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压应力等的单独作用和各种应力的联合作用),弹性或弹塑性性能,同时还有在腹板屈曲后强度的利用问题。
三、计算题:
1. 解:
一、确定对接焊缝计算截面的几何特性
1.计算中和轴的位置(对水平焊缝的形心位置取矩) ya?(30?1)?1?15.5?0.5?9.9cm yb?31?9.9?21.1cm
(30?1)?1?(20?1)?1 2.焊缝计算截面的几何特性 全部焊缝计算截面的惯性矩 Iw?1?1?(30?1)3?(30?1)?1?6.12?(20?1)?1?9.42?4790cm4 12全部焊缝计算截面的抵抗矩 Ww?aIw4790I4790b??484cm3 Ww?w??227cm3 ya9.9yb21.1w2 腹板焊缝计算截面的面积 Aw?(30?1)?1?29cm
二、验算焊缝强度 1.a点
M220?20?1042w2 ?a?a??90.9N/mm?f?185N/mm(满足)f3Ww484?10 2.b点
M220?20?104?b?b??193.8N/mm2?ffw?185N/mm2(满足)3Ww227?10??F220?102??75.9N/mmwAw29?1023
折算应力
?2?3?2?193.82?3?75.92?234.2N/mm2?1.1fcw?236.5N/mm2
2.解:
Nx?Nsin??390?sin60??337.7kN
Ny?Ncos??390?cos60??195kN
Nx337.7?103 ?f???158.7N/mm2
2helw2?0.7?8(200?10)195?103 ?f???91.6N/mm2
2helw2?0.7?8(200?10)Ny?f2158.72)??2?()?91.62?159MPa?ffw?160MPa(满足) ( f?f1.223.解:
N3?0.7hf??Lw3??f?ffw?0.7?6?160?1.22?160?10?3?131.2kN
N1?K1N?N3?0.7?529?131.2/2?304.7kN 2N3?0.3?529?131.2/2?93.1kN 2
N2?K2N?
N1304.7?103l1???227mm w2?0.7?6?1602?0.7hfffN293.1?103l2???69mm
2?0.7hfffw2?0.7?6?1604.解:
端缝:N1?2b?he??f?ffw?2?320?0.7?6?1.22?160?10?3?524.7kN 侧向:N2?N?N1?1250?524.7?725.3kN Lw2N2725.3?103??5??5?275mm?28cm
4?0.7?6?1604?0.7?hf?ffw 盖板全长 L?2Lw2?1cm?2?28?1?57cm 5.解:
a)
?N??nbv?d24vfvb?2?bc?4?202?130?10?3?81.7kN
?N??d?tfbcb?20?18?305?10?3?109.8kN
?N?min?81.7KN
b)
n?N600??7.3KNb[N]min81.7中距 端距 边距
取8个
c) 排列
3d0?64.5 2d0?43.0 1.5d0?32.25
取80 取50 取40
d) 净截面验算
I?I An?(160?2?21.5)?18?2106mm2
N600?103 ??>215MPa ??28M5PaAn2106说明净截面强度不够,接头不能承受600kN的拉力,经验算,盖板应采用12mm
厚钢板,被连接板应采用25mm钢板。 e) 拼接板长
l?2??2?50?3?80??10?690mm
6.解:
一、螺栓所能承受的最大轴心力设计值 单个螺栓受剪承载力设计值 N?nv单个螺栓承压承载力设计值 Nc?dbbv?d24f?2?bv??224?130?1b?81.6kN(Nmin) 10?t?fcb?2?1.4?305?b1?85.4kN 10连接螺栓所能承受的最大轴心力设计值 N?nNmin?9?81.6?734.4kN 二、构件所能承受的最大轴心力设计值 IIIIVIIIVIIIIIIIVV I2I-I截面净截面面积为 An?(b?n1d0)t?(25?1?2.15)?1.4?32cm
II-II截面净截面面积为
IIAn?[2e1?(n1?1)a2?e2?n1d0]t?[2?5?(3?1)4.52?7.52?3?2.15]?1.4?29.46cm2III2III-III截面净截面面积为 An?(b?nIIId0)t?(25?2?2.15)?1.4?28.98cm
三个截面的承载设计值分别为
I2I-I截面:N?Anf?32?10?215?688000N?688kN II2II-II截面:N?Anf?29.46?10?215?633400N?633.4kN
III-III截面:因前面I-I截面已有n1个螺栓传走了(n1/n)N的力,故有(1?n1)N?AnIIf nAnIIf28.98?102?215N???701000N?701kN
n1(1?1/9)(1?)n构件所能承受的最大轴心力设计值按II-II截面N?633.4kN 三、连接盖板所能承受的轴心力设计值(按V-V截面确定)
vAn?(b?nVd0)t?(25?3?2.15)?2?0.8?29.68cm2N?Af?29.68?10?215?638100N?638.1kNvn2
通过比较可见,接头所能承受的最大轴心力设计值应按构件II-II截面的承载能力取值,即Nmax?633.4kN。再者,若连接盖板不取2块8mm厚钢板而去2块7mm,即与构件等厚,则会因开孔最多其承载力最小。
7.解:
一、摩擦型高强度螺栓所能承受的最大轴心力设计值
单个螺栓受剪承载力设计值 Nv?0.9nf?P?0.9?2?0.3?155?83.7kN 连接一侧螺栓所能承受的最大轴心力设计值 N?nNmin?9?83.7?753.3kN 二、构件所能承受的最大轴心力设计值
毛截面:N?Af?250?14?215?752500N?752.5kN
I2I-I截面净截面面积为 An?(b?n1d0)t?(25?1?2.15)?1.4?32cm n1?1,n?9
bb
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