悬伸支承托座采用组合工字形截面(1350×200×10×20),材料为Q235钢,焊条为、E43××型焊条,采用角焊缝手工焊接。悬伸支承托座的尺寸和作用的集中力F如图2-28-1所示。
(来学网)
连接采用沿全周施焊的角焊缝连接,转角处连续施焊,没有起弧和落弧所引起的焊口缺陷,并假定全部剪力由支承托座腹板的连接焊缝承担,不考虑工字形翼缘端部绕转部分焊缝的作用。沿工字形悬伸支承托座全周角焊缝的焊脚尺寸为h=10mm,则h=0.7×h=7mm。求在偏心弯矩M作用下,角焊缝在"1"点处的最大应力和在翼缘和腹板交接的角焊缝"2"点处在偏心弯矩M和剪力V(V=F)共同作用下的应力(N/mm)分别为下列哪项数值?
  • A.
    (来学网)106.1,165.5
  • B.
    (来学网)115,180
  • C.
    (来学网)105,150
  • D.
    (来学网)120,195
正确答案:
A
答案解析:
【主要解答过程如下】:腹板连接焊缝的有效截面面积:
A=2×7×(310-2×15)=3920mm
全部焊缝对x轴的截面惯性矩近似地取:
I=2×7×200×178.5+2×7×200×151.5+7×(310-2×15)×2/12=1.791×10mm
焊缝在最外边缘"1"点处的截面抵抗矩:
W=1.791×10/182=9.84×10mm
焊缝在腹板顶部"2"点处的截面抵抗矩:
W=1.791×10/155=11.55×10mm
在偏心弯矩M=580×10×180=1044×10N·mm作用下,角焊缝在"1"点处的最大应力:
σ=M/W=1044×10/9.84×10=106.1N/mm·f=1.22×160=195.2N/mm(可)
在翼缘和腹板交接的角焊缝"2"点处在偏心弯矩尥和剪力V(V=F)共同作用下的应力为:
σ=M/W=1044×/11.55×10=90.39=90.4N/mm
τ=F/A=580×10/3920=147.96=148N/mm
按《钢结构规范》式(7.1.3-3),在σ和τ共同作用处:
代入后则有:
=165.5N/mm≈f=165.5N/mm(可)
【点评】:首先要计算出悬伸支承托座(牛腿)与柱的连接焊缝的截面特性:假定全部剪力由支承托座腹板的连接焊缝承担,从而计算出腹板连接焊缝的有效截面面积A,然后近似取全部焊缝对x轴的截面惯性矩I,从而算出焊缝在最外边缘"1"点处的截面抵抗矩W和焊缝在腹板顶部"2"点处的截面抵抗矩W
其次按牛腿的受力情况计算出牛腿连接焊缝处所受的内力:偏心弯矩M和剪力V。根据剪力V由腹板竖向焊缝单独承担,而偏心弯矩M由全部焊缝承担的原则,即可计算出"1"点和"2"点相应的焊缝应力:σ、σ、τ及σ。规范式(7.1.3-3)中的β为正面角焊缝的强度设计值增大系数;对承受静力荷载和间接承受动荷载的结构,β=1.22。