计算工字形截面牛腿与钢柱连接的对接焊缝强度F550kN(设

例题1

计算工字形截面牛腿与钢柱连接的对接焊缝强度。F=550kN （设计值），偏心距e=300mm 。钢材Q235-B ，焊条为E43型，手工焊。焊缝为三级检验标准。上、下翼缘加引弧板施焊。

解：

（1）计算简图：对接焊缝的计算截面与牛腿的截面相同。

（2）截面特性：

423381008.19266.12382.1121

cm I x =???+??=

318248.19266.126cm S x =???=

（3）焊缝群所受内力：

m kN M kN F V .1653.0550,550=?===

（4）强度验算：

最大正应力：

MPa f MPa h I M w t x 1852.8910381002061016524

6max

=<=???=?=σ

最大剪应力：

MPa

f MPa t I VS w v x x 1251.12521901219019816260121038100105504

3max

=≈=??? ????+??????==τ

上翼缘和腹板交接处“1”点：

正应力：

MPa 82206

190

max 1=?

=σσ

剪应力：

MPa t I VS x x 9912103810010824105504

3

311=?????==τ 由于“1”点同时受有较大的正应力和剪应力，故还应验算折算应力：

MPa MPa 2041851.11909938222=?<=?+

例题2

试设计用拼接盖板的对接连接。已知钢板宽B=270mm ，厚度t 1=28mm ，拼接盖板厚度t 2=16mm 。该连接承受的轴心力N=1400kN （设计值），钢材为Q235-B ，手工焊，焊条为E43型。

解：角焊缝的焊脚尺寸h f 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t 2=16mm ＞6mm ，t 2＜t 1=28mm ，则：

mm mm t h 1415)2~1(16)2~1(min fmax 或=-=-≤

mm t 9.7281.51.5h max fmin ==≥

取h f ＝10mm ，查《钢结构设计规范》表 3.4.1-3可得角焊缝强度设计值：f ＝160N/mm 2 (1)采用两面侧焊时：

连接一侧四条焊缝总长度：

一条侧焊缝实际长度：

拼接盖板的宽度b 就是两条侧面角焊缝之间的距离，应根据强度条件和构造要求确定。

选定拼接盖板宽度b=240mm ，则拼接盖板的截面面积A’为：

22'7560282707680162240mm A mm A =?=>=??=

根据构造要求，应满足：

mm l mm b w 335240'

=<= mm t b 256161616=?=<且

满足要求，故选定拼接盖板尺寸为：mm

mm mm 16240680??

(2)采用菱形拼接盖板时：

当拼接板宽度较大时，采用菱形拼接盖板可减小角部的应力集中，从而使连接的工作性能得以改善。菱形拼接盖板的连接焊缝由正面角焊缝、侧面角焊缝和谢焊缝组成。

设计时，一般先假定拼接盖板的尺寸再进行验算。拼接盖板尺寸如图所示，则各部分焊缝的承载力分别为：

例题3

试确定图中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。

解：焊缝强度设计值f＝160N/mm2。查表可得K1＝0.70，K2＝0.30；正面角焊缝长度等于相连角钢肢的宽度，即：l w3＝b＝125mm，则正面角焊缝所能承受的内力N3为：

由公式知：

计算肢尖焊缝承受的内力N2为：

例题4

验算如图所示牛腿与钢柱连接角焊缝强度。钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。荷载设计值N=365kN，偏心距e＝350mm，焊脚尺寸h f1＝8mm，h f2＝6mm，图b为焊缝有效截面。

角焊缝形心处内力：剪力V=365kN，弯矩M=365×0.35=127.8kN.m

（1）考虑腹板焊缝参加传递弯矩的计算方法

例题5

如图所示钢板长度l1＝400mm，搭接长度l＝α+γx=400mm，钢板厚t＝12mm，荷载设计值F＝200kN，荷载至柱边距离e1＝540mm，钢材为Q235，手工焊，焊条为E43型，试验算该焊缝的强度。