第三章钢结构连接习题及答案
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第三章 钢结构的连接
习题参考答案
1． 已知A3F 钢板截面mm mm 20500⨯用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条E43型，用引弧板，按Ⅲ级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。
解：查附表1.2得：
2
518mm N f w t =
则钢板的最大承载力为：
KN
f bt N w t w 185010185205003=⨯⨯⨯==-
2．焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩
mm KN M ⋅=1122，剪力KN V 374=，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半自动焊，Ⅲ级检验标准，试验算该焊缝的强度。
解：查附表1.2得：
2
518mm N f w t =，
2
512mm N f w v =。
截面的几何特性计算如下：
惯性矩：
44233102682065071428014280121210008121mm I x ⨯=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=
翼缘面积矩：4
1198744050714280mm S x =⨯⨯=
则翼缘顶最大正应力为：
2
243185215021026820610281011222mm N f mm N .h I M w t
x =<=⨯⨯⨯⨯=⋅=σ 满足要求。
腹板高度中部最大剪应力：
2243125075281026820625008500198744010374mm N f mm N .t I VS w v
w x x =<=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛
⨯⨯+⨯⨯==τ满足要求。
上翼缘和腹板交接处的正应力：2
12080507500
2150507500mm N ..=⨯=⨯
σ=σ
上
翼
缘
和
腹
板
交接处的剪应力：
2
43116434810268206198744010374mm
N .t I VS w x x =⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：
2222212152031100606434320803mm N .f .mm N ...w t =<=⨯+=τ+σ 满足要求。 3． 试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材Q235B ，焊条E43型，
手工焊，轴心拉力设计值KN N 500=(静力荷载)。①采用侧焊缝；②采用三面围焊。
解：查附表1.2得：
2
160mm N f w f =
① 采用两边侧焊缝
因采用等肢角钢，则肢背和肢尖所分担的内力分别为：
KN .N .N 35050070701=⨯== KN .N .N 1505000302=⨯== 肢背焊缝厚度取
mm
h f 81=，需要：
cm ...f h .N l w f f w 53191016080702103507022
3
111
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=
考虑焊口影响采用cm
l w 211= ；
肢尖焊缝厚度取
mm
h f 62=，需要：
cm ...f h .N l w f f w 16111016060702101507022
3
222
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=
考虑焊口影响采用cm
l w 132=。
② 采用三面围焊缝 假设焊缝厚度一律取
mm
h f 6=，
KN ..f l h ..N w f w f 14816090670221270221233=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=
KN N N .N 276214835027031=-=-
=，KN N N .N 7621485023032=-=-=
每面肢背焊缝长度：
cm ...f h .N l w f f w 54201016060702102767022311
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=，取cm 25
每面肢尖焊缝长度
cm ...f h .N l w f f w 65510
1606070210767022
3
22
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=，取cm 10
4． 如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值KN N 1000=。钢材为Q235B ，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。
解：查附表1.2得：
2
160mm N f w f =
正面焊缝承受的力 ：
KN
..f l h N w f f w e 4371016022120087022311=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=β=-
则侧面焊缝承受的力为：KN N N N 563437100012=-=-=
则2
23
2160251142208704105634mm N f mm N ..l h N w f w e f =<=⨯⨯⨯⨯==τ 满足要求。
5． 试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知KN N 390=(设计值)，与焊缝之间的夹角︒=θ60，钢材为A3，手工焊、焊条E43型。
解：查附表1.2得：
2
160mm N f w f =
θ
=sin N N x ，
θ
=cos N N y
2
37815020087026010390702mm N ..sin l h .sin N A N w f w x f =⨯⨯⨯︒⨯⨯=⨯⨯θ==σ
2
30587200
87026010390702mm N ..cos l h .cos N A N w f w y
f =⨯⨯⨯︒⨯⨯=⨯⨯θ==τ
222222
16017151058722178150mm N f mm N ....w f f f f =<=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=τ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛βσ 满足要求。
6． 试设计如图所示牛腿与柱的连接角焊缝①，②，③。钢材为Q235B ，焊条E43型，手工焊。
解：查附表1.2得：
2
160mm N f w f =
KN V 98= mm KN Fe M ⋅=⨯==1176012098
故翼缘焊缝多承受的水平力为
KN .h M H 095720611760===