第七章
7.9解：钢材为Q235钢，焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值w 2
f 160N/mm f =。
图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K 1=0.65，K 2=0.35。 焊缝受力：110.65600390kN N K N ==⨯=
220.35600210kN N K N ==⨯=
所需焊缝计算长度，肢背：3
1w1w
f1f 39010217.6mm 20.720.78160
N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 肢尖：3
2w2w
f2f 21010156.3mm 20.720.76160
N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12217.628233.6mm l l h =+=+⨯=，取240mm ；
肢尖：2w2f2
2156.326
165.6mm l l h =+=+⨯=，取170mm 。
7.11解：①
()()fmin fmax 6mm
1~2121~210~11mm
h h t ====-=-=取f 8mm h =
焊缝有效截面的形心位置：
()120.781921920.78256.1mm 20.7819230020.780.78
x ⎛⎫
⨯⨯⨯⨯⨯+⨯ ⎪
⎝⎭==⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯
()()32
4x 10.7830020.7820.781921500.7866128649mm 12
I =
⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯=
()2
y 2
34
0.7830020.7856.111920.7820.781920.7819256.116011537mm
1222I =⨯⨯+⨯⨯⨯⎡⎤⨯⎛⎫+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+-=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦
4x y 661286491601153782140186mm J I I =+=+=
()
6y
T
2
A
6T
2x A 60101500.782111.6N/mm 82140186
0.78601019256.12101.3N/mm 82140186
Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+- ⎪
⎝⎭==
=
139.1MPa 160MPa ==≤ 所选焊脚尺寸满足强度要求（可选焊脚尺寸为7mm 验算强度，可能不满足） ②采用四面围焊，取f 6mm h =
()()3
34x 1120020.7630020.7620030059400746mm 1212I =
⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯= ()()3
34y 1120020.7630020.7630020032608868mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=
4x y 594007463260886892009614mm J I I =+=+= ()6y
T
2
A
6T 2
x
A 60101500.76299.2N/mm 92009614
1940.7660102264.6N/mm 92009614
Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+ ⎪⎝⎭===
112.4MPa 160MPa ==≤
虽强度富裕较多，但已是最小焊脚尺寸，因此采用方案二的焊角尺寸可减少2mm
③方案一耗用的焊条：
()223f w 11
8300200222400mm 22h l ⋅=⨯⨯+⨯= 方案二耗用的焊条：()223
f w 116230020018000mm 22
h l ⋅=⨯⨯⨯+=
所以方案二耗用的焊条少于方案一。
7.12解：①钢材为Q235钢，焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值w 2f 160N/mm f =。
肢背焊缝：
fmin fmax 5.6mm 1.2 1.21012mm h h t =====⨯= ，可取f 8mm h =，
肢尖焊缝：
()()fmin fmax 5.6mm
1~2101~28~9mm
h h t ====-=-= ，可取f 6mm h =。
图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K 1=0.65，K 2=0.35。 焊缝受力：110.65540351kN N K N ==⨯=
220.35540189kN N K N ==⨯=
所需焊缝计算长度，肢背：3
1w1w
f1f 35110195.9mm 20.720.78160
N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 肢尖：3
2w2w
f2f 18910140.6mm 20.720.76160
N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12195.928211.9mm l l h =+=+⨯=，取220mm ；
肢尖：2w2f22140.626152.6mm l l h =+=+⨯=，取160mm 。
②连接板和端板间焊缝的计算长度：w f 12f f 223402l l h d d h h =-=+-=-
fmin fmax 6.7mm
1.2 1.21416.8mm
h h t =====⨯=，因此可取f 7mm h =。
12170mm d d +=，拉力N 通过焊缝群的形心，将N 沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方
向分解：
(
)
()
12sin 540299.5kN sin 540449.3kN
N N N N αα===↓===→平行于焊缝长度方向的力：垂直于焊缝长度方向的力：
()()
21
3
N 2f
e w 3
N 1
f e w
449.310140.6MPa 0.77234027299.510
93.7MPa
0.77234027N h l N h l σ
τ⨯===⨯⨯⨯-⨯⨯=
=
=⨯⨯⨯-⨯∑∑
2w 2
f 148.5N/mm 160N/mm f ==≤=
所以连接板和端板间焊脚尺寸f 7mm h =满足要求。
③当12150mm 190mm d d ==，时，力N 不通过焊缝群的形心，将N 向形心平移，焊缝群
受力为：
(
)
()122sin 540299.5kN sin 540449.3kN
499.30.028.986kN m
N N N N M N e αα===↓===→==⨯=⋅平行于焊缝长度方向的力：垂直于焊缝长度方向的力：弯矩：
()3
4w 0.7734027228294214mm 12I ⨯⨯-⨯=⨯=
()()3w w 1228294214
166436.6mm 21501902
I W d d ===++
()()
36
2
f e w w 3
1
f e w
449.3108.98610194.6MPa
0.77234027166436.6
299.510
93.7MPa
0.77234027N M h l W N h l στ⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯-⨯⨯=
=
=⨯⨯⨯-⨯∑∑
