钢结构计算题集

钢结构设计原理计算题

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 w

f =，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm 290。

2 解：120P 5

3

M ,P 53V ,P 54N ⨯===

p 33.029067.0210p 54

A N 3

e N =⨯⨯⨯⨯==σ p 25.0290

67.0210p 53

A N 3

e N =⨯⨯⨯⨯==τ p 61.029067.06

1210120p 53

W M 2

3

f

M

=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==σ

2w f 222V 2M N mm /N 160f )P 25.0()22

.1P 61.0P 33.0()()22.1(=≤++=τ+σ+σ kN 5.197P ≤

题2图

题1图

1

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 ==

23

65.90)82410(87.0210400mm N l h N w e x f =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑σ

23

98.67)82410(87.0210300mm N l h N w

e y

f =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑τ

w

f f

f f f mm N ≤=+=+222227.10098.67)22

.165.90()(τβσ

4、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。

4解：将外力1F ，2F 移向焊缝形心O ，得：

kN F N 1801==；kN F V 2402==

kN F F M 0902401201809012021=⨯-⨯=⨯-⨯=

f f w e f h h l h N 5362407.02101803=

⨯⨯⨯⨯==∑σ f

f w e f h h l h V 714

2407.02102403=

⨯⨯⨯⨯==∑

τ题3图

0.1=f β则：

160)714()536()(

2222=≤+=+w

f f

f f f f f h h τβσ 解得mm h f 58.5>取mm h f 6= 构造要求：

mm t h f 6.982.12.1min max =⨯==

mm t h f 74.4105.15.1max min ===

max min 6f f f h mm h h <=<满足要求。

5、验算图示角焊缝连接的强度。已知承受静荷载，钢材为Q235-AF ，焊条为E43型，2160mm N f w f =，偏离焊缝形心的力kN F 500=，mm e 100=，mm h f 10=，图中尺寸单位：mm ，无引弧板。

5解：将外力F 移向焊缝形心，得：

2

F N =

；2

F V =

；2

Fe M =

23

/47.66)

20400(107.02210500mm N l h N w e N

f

=-⨯⨯⨯⨯⨯==∑σ 2

3

/47.66)

20400(107.02210500mm N l h V

w

e f =-⨯⨯⨯⨯⨯=

=∑τ题5图

22

3/95.104)20400(107.022*********mm N W

M M

f

=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==σ

2222

22/160/44.15547.66)22

.147.6695.104()(

mm N f mm N w f f f f =≤=++=+τβσ

6、验算题6图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。已知：初连接构件钢材为Q235BF ，8.8级M20高强度螺栓的设计预拉力P=110kN ，接触面喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数μ为0.35。

6解V=F=180kN ；M=F×150

kN 6.38)

14070(22140150180N 22t =+⨯⨯⨯⨯=

kN 881108.0P 8.06.38N t =⨯=<=

)N 25.1p (n 9.0N t f b v -μ=

kN 45.19)6.3825.1110(35.01

9.0=⨯-⨯⨯⨯=

kN 45.19N 1810

180

n V N b v v =<===

7、图示牛腿采用摩擦型高强度螺栓连接，45.0=μ，设计预拉力kN P 125=，kN N 20=，kN F 280=，验算螺栓的连接强度。

7解：方法1：

1122220280100160370.81001022(16080)

t i My N N kN P kN n m y ⨯⨯=

+=+=<=⨯⨯+∑ kN n N N t 5.19160

80352=⨯+=

kN N t 23=

kN N N N N t t t ti 11725.58)(321=⨯=++=∑ kN

V kN N nP n N

ti f b v

280447)11725.112510(45.019.0)

25.1(9.0=>=⨯-⨯⨯⨯=-=∑∑μ

题6图