钢结构计算题(焊接)
钢结构计算题-答案完整
侧焊缝所能承担的内力为：
N
最大承载力
【变化】若取消端焊缝，问N?
解：上题中令N30,lw12002 6,得N弘505.344 kN
【练习3】钢材为Q235,手工焊，焊条为E43,ff160N/mm"，静态荷载。 双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，hf6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度
均为250mm等边角钢的内力分配系数0.7，k20.3。求最大承载力N
⑷净截面强度验算：
N683.2
2t12
85.4
103
1020mm,故公式中取t14)
683.2kN
An(310 421.5)14
不满足要求。最大承载力由净截面强度控制:
N,
【变化】上题条件如改为已知
3
68竺匹217.9N/mm2
3136
215N /mm
Anf3136 215 103674.24kN
N=600kN试验算该连接是否安全
—
解：
端焊缝所能承担的内力为：
N
肢背焊缝所能承担的内力为：
N1
0.7hflw1ffw
2
0.7 6 (250
6) 160
327936N
根据
N1
n3
k1N—3
2
1
n3
1
204960
得:
N
(N1
3)
(327936
0 960)
614880N
K1
2
0.7
2
【变化】若取消端焊缝，问
解：上题中令N3
614.88kN
《钢结构设计原理计算题》
【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L=250mm厚度t=10mm。
钢结构计算题-答案完整
《钢结构设计原理计算题》【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。
钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。
钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，2/185mm N f w t =。
试求连接所能承受的最大拉力?=N解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。
根据公式 w t w f tl N<⋅=σ 移项得： kN N f t l N w t w 5.42542550018510)102250(==⨯⨯⨯-=⋅⋅< 【变化】若有引弧板，问?=N解：上题中w l 取实际长度250，得kN N 5.462=【练习2】两截面为450⨯14mm 的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm ，长度410mm(中间留空10mm)，厚度8mm 。
钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载，mm h f 6=。
求最大承载力?=N解：端焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f f w f 49190416022.130067.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β侧焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f w f 521472160)6200(67.047.011=⨯-⨯⨯⨯=∑= 最大承载力kN N N 4.10131013376521472491904==+=【变化】若取消端焊缝，问?=N解：上题中令03=N ，622001⨯-=w l ,得kN N N 344.5051==【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。
双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。
等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。
求最大承载力?=N解：端焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f f w f 20496016022.112567.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=⨯-⨯⨯⨯=∑=根据2311N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2204960327936(7.01)2(1311==+=+=【变化】若取消端焊缝，问?=N解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456=【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f wf =，静态荷载。
钢结构计算题
五计算题
A 卷
1. 某屋架下弦杆承受静力荷载作用，计算简图如图所示，轴向拉力设计值N=430kN，跨中弯矩80kN.m（已经考虑自重）。
已知钢材为Q345，f=310N/mm2，截面无削弱。
试校核截面强度。
（提示：截面为2∟200×125×12; 塑性发展系数γx1＝1.05, γx2=1.20;截面特性A＝75.8cm2, W x,max=480.4cm3; W x,min=233.4cm3）
B卷
1. 角钢和节点板采用两边侧焊缝连接，轴力N＝660kN（静力荷载），角钢2∟110×10，节点板厚度为12mm，钢材为Q235，焊条E43型，手工焊。
焊缝：肢背h f＝8mm，实际长度l1＝280mm；肢尖h f＝6mm，实际长度l2＝160mm。
角焊缝设计强度f f w＝160N/mm2。
试校核角焊缝强度。
（提示等肢角钢一肢相连，分配系数肢背K1＝0.7，肢尖K2=0.3）
C卷
1. 如图所示焊接工字形截面，钢材为Q235，试计算其最大抗拉和抗弯承载力。
（提示截面塑性发展系数γx＝1.05，钢材抗拉、压强度f＝215N/mm2）。
钢结构计算题(焊接、螺栓连接、稳定性)
Q235用。
由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。
分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。
1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置()()()()8010102401020160)10115(1010240510201601≈⨯-+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-=ymm160802402=-=y mm(2)焊缝计算截面的几何特性()623231068.22)160115(230101014012151602301014023010121mm I x ⨯=-⨯⨯+⨯⨯++-⨯⨯+⨯⨯=腹板焊缝计算截面的面积：230010230=⨯=w A mm 22．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。
将力F 向焊缝截面形心简化得：F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=wv f N/mm 2点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤wt f 18552.01022688010160431===⨯⨯⨯==w t x M af F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN点b 的压应力Mb σ，且要求Mb σ≤wc f 215129.110226816010160432===⨯⨯⨯==wc x Mbf F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤wV f125435.010231023===⨯⨯=wV V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN点b 的折算应力，且要求起步大于1.1wt f ()()()w t V M bf F F 1.1435.03129.132222=⨯+=+τσ解得：168≈F KN缝的距离不相等，肢尖焊缝的受力小于肢背焊缝的受力，又题中给出了肢背、肢尖焊缝相同的长度和焊脚尺寸，所以，只要验算肢背焊缝的强度，若能满足，肢尖焊缝的强度就能肯定满足。
钢结构第四章计算题
y
长细比：
l 3000 x x 43 ix 69.7
3000 y 48 iy 62.5
ly
2、整体稳定性验算
因为绕y轴属于弯扭失稳，必须计算换算长细比yz 因T形截面的剪力中心在翼缘板和腹板中心线的交点，所以剪 力中心距形心的距离e0等于yc。即：
2 2 2 2 i0 e0 ix iy 34.252 69.72 62.52
-250×8
回转半径：
Ix 1.1345 108 ix 119.1mm A 8000 x
x y
iy
Iy
3.126 107 62.5mm A 8000
长细比：
x
l x 6000 50.4 ix 119.1
3000 y 48.0 i y 62.5
ly
故整体稳定性满足要求
（2）局部整体稳定验算
b1 250 8 235 8.9 10 0.1 49.56 14.59 t 2 14 235
h0 250 235 31.25 25 0.5 49.56 49.75 tw 8 235
故局部稳定性满足要求
1 Iy 2 1.4 253 25 0.83 3645 cm 4 12
ix
Ix 13250 12.13cm A 90
iy
Iy A
3645 6.36cm 90
2、截面验算
因截面无孔削弱，可不验算强度。
（1）刚度和整体稳定验算
x
l ox 600 49.46 150 ix 12.13
截面面积 惯性矩：
A 250 12 2 250 8 8000mm2
钢结构计算题作业
钢结构课程作业第三章作业1.如图所示为角钢与节点板的三面围焊连接，轴心力设计值N＝800kN(静力荷载)，角钢为2 L125×10，与厚度为10mm的节点板连接。
钢材为Q235，手工焊，采用E43型焊条，h=8mm。
试确定肢背焊缝和肢尖焊缝的实际长度。
焊脚尺寸f2.如图所示为双盖板拼接的钢板连接，钢材为Q235-B，采用高强度螺栓为8.8级的M20，连接处构件接触面用喷硬质石英砂处理，作用在螺栓群形心处的轴心拉力设计值N=800kN。
采用标准圆孔。
试问：（1）采用高强度螺栓摩擦型连接，确定其螺栓数目，应为下列何项?（2）采用高强度螺栓承压型连接，确定其螺栓数目，应为下列何项?1.一轴心受压平台柱，采用焊接工字形截面，截面尺寸如图所示，柱两端铰接，柱高6m ， 翼缘为焰切边，钢材为Q345，焊条为E50系列，焊条电弧焊，求该柱稳定承载力。
截面特性为：2293.6A cm =，12.5y i cm =，21.9x i cm =2.某管道支架柱，柱两端饺接，钢材为Q235钢，截面无削弱，采用焊接工字形截面，翼缘板为焰切边，如图所示，承受轴心力设计值N=1600kN 。
进行轴心受压稳定性计算时最大压应力为多少?1.试分析图示简支梁的整体稳定性。
已知作用在梁上的荷载设计值kN F 300=，梁自重设计值 2.0kN m ，采用Q235钢材，跨中有侧向支撑，20.1=b β，2228cm A =，4413683cm I x =，417067cm I y =。
6m6mF10400100016x16y2.0kN/m2.某热轧H 型钢简支梁，选用H 型钢，其截面参数为2=192.5cm A ，4118000cm x I =，34020cm x W =，24.8cm x i =， 6.85cm y i =，钢材为Q235，钢梁跨度为12m ，在跨度中点设有一个侧向支撑点，在梁上作用两个集中荷载设计值F=180kN ，忽略梁自重，试验算其整体稳定性是否满足要求。
钢结构-计算题
1.一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件，长9m，截面由2∟组成的肢尖向下的T形截面，问是否能承受设计值为870KN的轴心力？解：（1）强度验算查表得∟的面积A=13.94cm2，，，但不超过5%，强度满足。
（2）刚度验算2. 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，计算焊缝长度。
解：确定焊脚尺寸：，，内力分配：焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为，取310mm。
，则实际焊缝长度为，取120mm。
3.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），分别采用两面围焊，计算焊缝长度。
解：确定焊脚尺寸：同上，取，内力分配：，焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为:，取390mm。
，则实际焊缝长度为:，取260mm。
4.验算由2∟组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：（1）强度由题可知∟的面积A=6.14cm2，，，N=270KN，强度不满足，所需净截面面积为，所需截面积为，选，面积A=7.29cm2（2）长细比5.一平台的梁格布置如图所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。
设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为2.0。
验算挠度和强度。
1）强度2）挠度答：强度满足要求，挠度不满足要求。
6焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
（1）内力分析：V=374KN，（2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算腹板和翼缘交接处：折算应力：不满足。
钢结构考试试题及答案
钢结构考试试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 以下哪种材料不属于钢结构常用的材料？A. 钢管B. 钢筋C. 钢板D. 钢筋混凝土答案：D2. 在钢结构设计中，以下哪个因素不需要考虑？A. 钢材的力学性能B. 结构的几何尺寸C. 结构的使用功能D. 结构的美观性答案：D3. 以下哪种连接方式不属于钢结构的主要连接方式？A. 高强度螺栓连接B. 焊接连接C. 铆接连接D. 摩擦型连接答案：D4. 在钢结构设计中，以下哪个参数表示钢材的抗拉强度？A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 延伸率D. 断面收缩率答案：B5. 以下哪个因素不会影响钢结构的稳定性？A. 钢材的弹性模量B. 结构的截面尺寸C. 结构的长度D. 结构的重量答案：D6. 以下哪种情况下，钢结构需要采取防火措施？A. 钢材厚度小于6mmB. 结构跨度大于12mC. 结构高度大于24mD. 结构所在环境温度超过200℃答案：D7. 在钢结构设计中，以下哪个参数表示钢材的塑性？A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 延伸率D. 断面收缩率答案：C8. 以下哪种连接方式适用于高强度螺栓连接？A. 摩擦型连接B. 张拉型连接C. 压缩型连接D. 焊接连接答案：A9. 以下哪个因素会影响钢结构的疲劳寿命？A. 钢材的强度B. 结构的应力水平C. 结构的焊接质量D. 结构的使用环境答案：B10. 在钢结构设计中，以下哪个参数表示钢材的冲击韧性？A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 延伸率D. 冲击功答案：D二、填空题（每题3分，共30分）11. 钢结构的设计原则包括：安全性、可靠性和______。
答案：经济性12. 钢结构的连接方式主要有焊接连接、高强度螺栓连接和______。
答案：铆接连接13. 钢结构的稳定性包括局部稳定性和______。
答案：整体稳定性14. 钢结构的防火措施包括：选用防火涂料、增设防火隔离层和______。
答案：提高钢材的防火性能15. 在钢结构设计中，屈服强度、抗拉强度和______是衡量钢材力学性能的主要参数。
钢结构考试计算题
1、试验算图示焊缝连接的强度。
已知作用力F=150kN(静力荷载)，手工焊，E43型焊条，w f f =160N/mm 2。
(12分)0.78384A =⨯⨯()10.786W =⨯截面内力：150,33VKN M KN m ==⋅321501034.9/4300.8Fe F N mm A τ⨯===623310119.9/275251.2Mf M N mm W σ⨯===故该连接可靠 2、如图所示一梁柱的端板连接，钢材为Q235，采用M20C 级普通螺栓，该连接所受的偏心力F=150kN ，试验算其连接的强度是否满足要求。
（2170/bt f N mm =，17.66e d mm =）(12分)解：偏心距e=80mm ，核心距：()22214801608010160iy mm ny ρ⨯+===⨯∑e ρ=，为小偏心 2245170416504bb e tt d N f N π==⨯=…()11222150000150000801603000010480160b bt t i F Fey N f N N n y ⨯⨯=+=+=<+∑3、图示简支梁，不计自重，Q235钢，，受压翼缘有做够约束能保证整体稳定，均布荷载设计值为50kN/m ，荷载分项系数为1.4，f =215N/mm 2。
问该梁抗弯强度及刚度是否满足要求。
已知：25N/mm 1006.2,3845,250][⨯===E EI qll xωω(16分)xx -10×150-10×150－8×500解：截面几何特征值：()3341150520142500 278433333.312x I mm =⨯-⨯= 3 1070897.4/2xx I W mm h ==…截面抗弯强度：取 1.05x γ=()1 1.450363158M kN m=⨯⨯=⋅62231510280.1/295/1.051070897.4x x x M N mm f N mm W σγ⨯===<=⨯，满足要求4455550600011384384 2.0610278433333.30.068250x ql EI ω⨯⨯===>⨯⨯⨯ 梁刚度不满足要求…1、试设计如图所示角钢与连接板的连接角焊缝。
钢结构第四计算题
-250 ×24
x
-250 ×8
y
y
x yc
1 、截面及构件几何性质计算
截面面积: 截面重心: 惯性矩:
-
250 ×24x
- 250 ×8
y
y
x yc
回转半径:
长细比: 2 、整体稳定性验算 因为绕y轴属于弯扭失稳 ， 必须计算换算长细比 yz 因T形截面的剪力中心在翼缘板和腹 板中心 线的交 点 ，所以剪力中心距形心的 距离e0等于yc 。即:
截面面积 惯性矩:
回转半径:
长细比:
y
-250 ×8
x
x
y -250 ×12
2 、整体稳定性验算 截面关于x轴和y轴都属 于b类,
满足整体稳定性要求。 其整体稳定承载力为:
查表得:
例2 某焊接T形截面轴心受压构件的截面尺寸 如图所 示 , 承受轴心压力设计值 （包括自重）N=2000kN , 计算长度l0x= l0y=3m , 翼缘钢板为火焰切割边 , 钢材 为Q345 , f=315N/mm2 , 截面无削弱 , 试计算该轴心受压构件的整体稳定 性。
故整体稳定性满足要求
三 、焊接工字钢
1 、初选截面 假设 ＝60 , 组合截面一般b/h>0.8不论对x轴或 y轴 均属b类截面 。
需要的截面几何ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为
查附表4.2得
查表4.6对工字形截面
根据h=23cm , b=21cm , 和计算的A=92.2cm2 , 设计截面如下图 。这一步 , 不同 设计者的差别较大 。估计的尺寸h 、b只是一个参考 , 给出一个量的概念 。设计者可 根据钢材的规格与经验确定截面尺 寸。
-
250 ×24x
钢结构第四章计算题.
-250×12
2、整体稳定性验算
截面关于x轴和y轴都属于b类，
x y
查表得： 61.1 235 235
fy
N 2000103 311.9 N / m m2 f 315N / m m2 A 0.802 8000
满足整体稳定性要求。 其整体稳定承载力为：
-250×8
回转半径：
Ix 1.1345 108 ix 119.1mm A 8000 x
x y
iy
Iy
3.126 107 62.5mm A 8000
长细比：
x
l x 6000 50.4 ix 119.1
3000 y 48.0 i y 62.5
ly
例1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示， 承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算长度l0x=6m ， l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345，f=315N/mm2，截面 无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。 y
-250×8
x
x
y -250×12
1、截面及构件几何性质计算
故整体稳定性满足要求。
二、热轧H型钢
1、初选截面
由于热轧H 型钢可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因而长 细比的假设值可适当减小，假设=60，对宽翼缘H型钢因b/h>0.8， 所以不论对x轴或y轴均属类b截面。
fy 235
60
查附表4.2得
0.807
需要的截面几何量为
N 1600 103 2 A 92 . 2 cm f 0.807 215 102
yz x
查表得：
0.788
钢结构计算题(焊接)
*、某节点钢板厚12mm 用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载标准 值F k =250kN ,其中20%为永久荷载，80%为可变荷载，如下图所示。
采用Q235钢,手工焊，焊条为E43型，焊缝强度设计值为f t w 185N/mm ，未用引弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
端板解：（组合焊缝的计算和对接焊缝的一样）拉力设计值 F G F GK Q F QK 1.2 0.2 250 1.4 0.8 250 34CKN 该拉力为偏心力，与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为3 5M Fe 340 103 100 340 105N mm焊缝的有效厚度为节点板厚t;由于未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b-2t 节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力【（）为FM F M max.AWtl wtl W /63401035340 1012 (400 2 12) 12 (400 2 12)2/6 75.4 120.2 195.6f t w 185N /mm 2焊缝强度不满足要求。
F k端板x*、某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值 F=340 kN ，。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为 f f w 160N/m卅。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解：偏心拉力与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为35M Fe 340 10100 340 10 N mm焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为 0.7h f ；由于焊缝两端都无绕角焊，每 条焊缝有效长度为l w =b-2h f 。
节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力（拉）为—■--------- xU Fipn端板一■max22 0.7h f l w 2 0.7h f l w/6340 103340 1052 0.7 10 (400 20) 2 0.7 10 (400 20)2/6 63.9 100.9 164.8 f f f w 1.22 160 195.2N/mm2焊缝强度满足要求。
钢结构设计原理考试复习题及参考答案1
一、计算题f w f=160N/mm2。
图示尺寸单位mm.(焊缝L W2实际长度取cm整数)2I32a组成，两肢件之间的距离300cm,如图所示，尺寸单位mm。
试求该柱最大长细比。
注：一个I32a的截面面积 A=67cm2惯性矩 I y=11080cm4I X1=460cm4支撑点，挠度不起控制作用，截面无削弱。
整体稳定系数ϕb=0.44.422347904.91)120(1.61)130()130(1121cm I w =⨯⨯-+⨯⨯-+-⨯⨯=全部焊缝计算截面的抵抗矩 2271.214790 4849.9479033cm y I W cm y I W b w bw a w aw ======腹板焊缝计算截面的面积 2291)130(cm A w w =⨯-=二、验算焊缝强度1.a 点满足）(/185/9.901048410202202234mm N f mm N W M w f a w a =<=⨯⨯⨯==σ 2.b 点2232234b /9.75102910220(/185/8.193102271020220mm N A F mm N f mm N W M w w w f b w =⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ满足）折算应力222222/5.2361.1/2.2349.7538.1933mm N f mm N w c =<=⨯+=+τσ2.解：kN N N x 7.33760sin 390sin =︒⨯==θkN N N y 19560cos 390cos =︒⨯==θ23/7.158)10200(87.02107.3372mm N l h N w e x f =-⨯⨯⨯==σ23/6.91)10200(87.02101952mm N l h N w e yf =-⨯⨯⨯==τ满足）(1601596.91)22.17.158()(2222MPa f MPa w f f f f =<=+=+τβσ 3.解：kN f L h N w f f w f 2.1311016022.116067.07.0333=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=-∑βkN N N K N 7.3042/2.1315297.02311=-⨯=-=kN N N K N 1.932/2.1315293.02322=-⨯=-=mm f h N l wf f 22716067.02107.3047.02311=⨯⨯⨯⨯=⨯=mm f h N l w f f 6916067.02101.937.02322=⨯⨯⨯⨯=⨯=4．解：端缝：kN f h b N w f f e 7.5241016022.167.03202231=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-β 侧向：kN N N N 3.7257.524125012=-=-= cm mm f h N L wff w 28275516067.04103.72557.04322==+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯= 盖板全长 cm cm L L w 571282122=+⨯=+= 5．解：a)[]kN f d nN b v vbv7.811013020424322=⨯⨯⨯⨯==-ππ[]kN ft d N b cb c 8.1091030518203=⨯⨯⨯==-∑[]KN N b7.81min=b)KN N N n b3.77.81600][m in ===取8个c) 排列中距 5.6430=d 取80端距 0.4320=d 取50边距25.325.10=d取40d) 净截面验算2210618)5.212160( mm A I I n =⨯⨯-=-MPa A N n 2852106106003=⨯==σ>215MPa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。
(完整版)钢结构习题答案
第3章 连接1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。
已知：连接承受静力荷载设计值300P kN =，240N kN =，钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2160w f f N mm =，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm 。
2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P 。
已知：钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2/160mm N f wf =，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm 290。
2 解：120P 53M ,P 53V ,P 54N ⨯===p 33.029067.0210p 54A N 3e N =⨯⨯⨯⨯==σ p 25.029067.0210p 53A N 3e N =⨯⨯⨯⨯==τ p 61.029067.061210120p 53W M 23f M=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==σ题2图题1图12w f 222V 2M N mm /N 160f )P 25.0()22.1P 61.0P 33.0()()22.1(=≤++=τ+σ+σ kN 5.197P ≤3、图示角焊缝连接，承受外力kN N 500=的静载，mm h f 8=，2160mm N f w f =，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。
3 解：400,300x y N kN N kN ==2365.90)82410(87.0210400mm N l h N w e x f =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑σ2398.67)82410(87.0210300mm N l h N we yf =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑τwf ff f f mm N ≤=+=+222227.10098.67)22.165.90()(τβσ4、计算图示角焊缝连接中的f h 。
已知承受动荷载，钢材为Q235-BF ，焊条为E43型，2160mm N f w f =，偏离焊缝形心的两个力kN F 1801=，kN F 2402=，图中尺寸单位：mm ，有引弧板。
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*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载标准值F k =250kN ，其中20%为永久荷载，80%为可变荷载,如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊缝强度设计值为2185/w t f N mm =，未用引弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解：（组合焊缝的计算和对接焊缝的一样）
拉力设计值 1.20.2250 1.40.8250340G GK Q QK F F F kN γγ⨯⨯⨯=⨯=+=+ 该拉力为偏心力,与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为
353401010034010M Fe N mm ==⨯⨯=⨯⋅
焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 由于未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t
节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力(拉)为
max 2
35
2
2
/6
340103401012(400212)12(400212)/675.4120.2195.6185/w w w t F M F M
A W tl tl f N mm σ=
+=+⨯⨯=+⨯-⨯⨯-⨯=+=>=
端板
焊缝强度不满足要求。
*、某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值F =340kN ，。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为
2160/w f f N mm =。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解:
偏心拉力与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为
353401010034010M Fe N mm ==⨯⨯=⨯⋅
焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为l w =b -2h f 。
节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力(拉)为
max 23522
20.720.7/6
340103401020.710(40020)20.710(40020)/663.9100.9164.8 1.22160195.2/f w f w w f f F M A W F M h l h l f N mm σβ=
+=+⨯⨯⨯⨯=+
⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-=+=<=⨯=
焊缝强度满足要求。
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值C =200kN ，T =400kN ，如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43
型，三级焊缝,焊缝强度设计值为：2
2185/,
125/w w t v f N mm
f N mm ==，未用引
弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解: 轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下
节点钢板所受的水平力(轴力)0
x cos60400200/2300F T C kN =-⋅=-= 节点钢板所受的弯矩37
30010100310x M F e N mm ==⨯⨯=⨯⋅
节点钢板所受的竖向力(剪力
)0sin60y F C =⋅= 焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。
焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t 最大正应力
37max
222
30010310/612(400212)12(400212)/666.5106.1172.6185/x x w w w t F F M M A W tl tl f N mm σ⨯⨯=+=+=+⨯-⨯⨯-⨯=+=<=, 可
最大剪应力
22max
1.5 1.557.5/125/y
y
w V w F F N mm f N mm A tl τ====<=, 可
最大剪应力处（焊缝中点）的正应力2mid 066.5/x
F N mm A
σ=
+= 焊缝中点的折算应力
22119.8/ 1.1203.5/w t N mm f N mm ==<=, 可
最大正应力处的剪应力为0，故不需考虑其折算应力。
焊缝强度满足要求。
某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值C =200kN ，T =400kN ，如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为2
160/w
f f N mm =。
试验算焊缝强度是否满足设计要求。
解：轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下
节点钢板所受的水平力(轴力)0
x cos60400200/2300F T C kN =-⋅=-= 节点钢板所受的弯矩37
30010100310x M F e N mm ==⨯⨯=⨯⋅
节点钢板所受的竖向力(剪力
)0sin60y F C =⋅= 焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。
焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为l w =b -2h f 。
最大正应力
f max 237
2
20.720.7/6
3001031020.710(40020)20.710(40020)/656.489145.4
x x f w f w F F M M A W h l h l σ=
+=+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-=+=
剪应力232.6/20.7y y
f f w F F N mm A h l τ====⨯
强度验算
22123.6160/w f mm f N mm ==<=,满足要求。
*、某简支钢梁如下图左所示，受集中荷载设计值F =400kN ，跨度l =10m ，Q235钢，梁截面为焊接工字形如下图右所示。
因梁的长度不够，用对接焊缝进行拼接，焊缝为手工焊，质量等级为三级,用引弧板施焊，腹板无切角，焊缝
强度设计值 2
2185/,
125/w w t v f N mm
f N mm ==。
1）试求焊缝截面处的弯矩设计值M 和剪力设计值V 2）试求焊缝处腹板的最大弯曲正应力
max 、
最大剪应力max 、
最小剪应力min
3）试验算腹板焊缝的强度是否满足设计要求 解1）
焊缝承受得弯矩设计值和剪力设计值
1111
400105002488
1
2002M F l Fl kN m V F kN
=⋅==⨯⨯=⋅==
2）
3384
53163
1622max 8
36max 1300(400216)(30010)400 4.689101216300(2008)9.9841020010100 1.1981020050010200213.3/185/4.6891020010 1.19810x x x x w t x x x w I mm S mm S S mm M N mm f N mm I VS I t στ⎡⎤=
⨯+⨯--⨯=⨯⎣
⎦=⨯⨯+=⨯=+⨯⨯=⨯⋅⨯⨯===>=⨯⨯⨯⨯==22
8352
1min
8
51/125/4.6981010200109.9841042.5/4.6981010
w v
x x w N mm f N mm VS N mm I t τ=<=⨯⨯⨯⨯⨯===⨯⨯ l /4对接焊缝
F
l /4l /2
3） 折算应力
22225.6/ 1.1203.5/w t N mm f N mm ==>=，不可
强度不满足要求。
*、某角钢牛腿,截面为11409010∠⨯⨯,短边外伸如下图所示，承受静力荷载F =120kN ，偏心距e =30mm ，Q235钢。
角钢长边用角焊缝焊于柱翼缘板，手工焊，E43型焊条，角钢背施绕角回焊，连续施焊。
焊缝强度设计值为 2160/w f f N mm =。
焊脚厚度h f =8mm ，试验算焊缝的强度是否满足设计要求。
解 焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝一端有绕脚焊，每条焊缝有效长度为l w =b -h f 。
焊缝所受剪力为F ，弯矩为M =Fe
应力分布如下图所示
最大弯曲正应力32max 22
1201030110.7/1120.7 1.48(1408)66
f f w M F e N mm W h l σ⋅⨯⨯====⨯⨯⨯⨯⨯⨯-
剪应力3
21201081.2/20.7 1.48(1408)
f f w F F N mm A h l τ⨯====⨯⨯⨯⨯- 强度验算
22121.8/160/w f N mm f N mm ==<=，可 焊缝强度满足要求。