钢结构 武汉理工大学出版社 课后习题答案

钢结构课后习题答案（仅供参考）

武汉理工大学出版

第三章 钢结构的连接

3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=

21

3

α= 确定焊脚尺寸：

,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，

,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm =

内力分配：

30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.28

1000196.69232N N N KN α=-

=⨯-= 3112273.28

1000530.03232N N N KN α=-=⨯-=

焊缝长度计算：

11530.03

2960.720.78160

w w

f f N l mm h f ≥

==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w

f l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。 22196.691100.720.78160w w

f f

N l mm h f ≥

==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w

f l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。 （2）两面侧焊

确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h m m = 内力分配：22110003333N N KN α==

⨯=， 112

10006673

N N KN α==⨯=

焊缝长度计算：

11667

3720.720.78160w w

f f

N l mm h f ≥

==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:

mm h mm l f w

48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。 22333

2480.720.76160w w

f f

N l mm h f ≥

==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:

mm h mm l f w

48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。 3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸8f h mm =，130e cm =。

焊脚尺寸：8f h mm =

焊缝截面的形心：0205

205 5.62245.6511.2 5.62205 5.6

x mm ⨯⨯

⨯==⨯+⨯⨯

则2 5.6

20545.6162.22

e mm =+-=

（1）内力分析：V=F ， 12()(300162.2)462.2T F e e F F =⋅+=⨯+= （2）焊缝截面参数计算：

32841

5.6511.22205 5.6(250 2.8) 2.091012

X I mm =

⨯⨯+⨯⨯⨯+=⨯ 22

742055.6511.245.62205 5.6(162.2) 1.41102

y I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯-=⨯

842.23110p x y I I I mm =+=⨯

2511.2 5.62205 5.65158.72e w

h l

mm =⨯+⨯⨯=∑

（3）应力计算 T 引起的应力：48

462.2255.6

5.295102.23110

P

y Tx T r F F I τ-⋅⨯=

=

=⨯⨯ 4

8462.2166.2 3.360102.23110

P x Ty T r F F I τ-⋅⨯=

==⨯⨯ V 引起的应力：41.938105158.72

Vy e w V F F h l τ-=

==⨯∑

（4

160≤

410160F -⇒≤

46.8510160F -⇒⨯≤

233577233.58F N KN ⇒≤=

3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊。

（1）内力分析：V=F=98KN ， 980.1211.76M F e K N m =⋅=⨯=⋅ （2）焊缝截面参数计算：取10f h mm =

焊缝截面的形心：

1193

1507 3.52697(712 3.5)21937(7127)

275.51507269721937

y mm ⨯⨯+⨯⨯⨯+++⨯⨯⨯+++==⨯+⨯⨯+⨯⨯

2712719375.5143.5y mm =+++-=

2

2

2

3

74

11931507(75.5 3.5)2697(75.5712 3.5)71931937143.51222.2510X I mm ⎡⎤⎛⎫=⨯⨯-+⨯⨯⨯---+⨯⨯+⨯⨯-⎢⎥

⎪⎝⎭⎢⎥⎣

⎦=⨯ （3）应力计算 M 引起的应力：622,max

7

11.7610143.5

74.96/2.2510

f x M y N mm I σ⋅⨯⨯===⨯ V 引起的应力：3

2981036.27/27193

f e w V N mm h l τ⨯===⨯⨯∑

（4

2271.35/160/w f N mm f N mm =≤= 3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。

（1）内力分析：V=F ， 0.120.12(/M F e F F K N m =⋅=⨯

= （2）焊缝截面参数计算：

115012620012112

66.61501220012

y mm ⨯⨯+⨯⨯=

=⨯+⨯

221266.6145.4y mm =-=

322741

1220015012(66.66)20012(145.4100) 1.9561012

X I mm =

⨯⨯+⨯⨯-+⨯⨯-=⨯ （3）应力计算