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
