钢结构的连接习题及答案【篇一：钢结构连接计算课后习题答案[1]】已知a3f钢板截面500mm?20mm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。
w2f?185nmmt解：查附表1.2得：w?3n?btf?500?20?185?10?1850kn wt则钢板的最大承载力为：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m?1122kn?mm，剪力v?374kn，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。
w2w2f?185nmmf?125nmm解：查附表1.2得：t，v。
截面的几何特性计算如下：惯性矩：ix?1?1??8?10003?2???280?143?280?14?5072??268206?104mm412?1 2?4s?280?14?507?1987440mmx1翼缘面积矩：则翼缘顶最大正应力为：mh1122?103?10282w2?????0.215nmm?f?185nmmtix2268206?104?2满足要求。
腹板高度中部最大剪应力：500??374?103??1987440?500?8??vsx2???52.07nmm2?fw?125nmm 2???v4ixtw268206?10?8满足要求。
上翼缘和腹板交接处的正应力：?1???500500?0.215??0.208nmm2507507- 1 -vsx1374?103?19874402?1???34.64nmm4it268206?10?8xw上翼缘和腹板交接处的剪应力：折算应力：22?1?3?1?0.2082?3?34.642?60.00nmm2?1.1ftw?203.5nmm2满足要求。
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n?1000kn。
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：ffw?160nmm2正面焊缝承受的力：n1?2helw1?fffw?2?0.7?8?200?1.22?160?10?3?437kn则侧面焊缝承受的力为：n2?n?n1?1000?437?563knn563?103?f???114.25nmm2?ffw?160nmm24helw24?0.7?8?220则满足要求。
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n?390kn(设计值)，与焊缝之间的夹角??60?，钢材为a3，手工焊、焊条e43型。
- 2 -解：查附表1.2得：ffw?160nmm2nx?nsin?，ny?ncos?nxnsin?390?103?sin60??f????150.78nmm2aw2?0.7?hflw2?0.7?8?200ncos?390?103?cos60??f????87.05n mm2aw2?0.7?hflw2?0.7?8?2002ny?f????f2?150.78????2f???87.052?151.17nmm2?ffw?160nmm2????1.2 2??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：ffw?160nmm2v?98knm?fe?98?120?11760kn?mmh?m11760??57.09knh206- 3 -故翼缘焊缝多承受的水平力为设③号焊缝只承受剪力v，取hf3?8mm故③号焊缝的强度为：v98?103?f???43.75nmm2?ffw?160nmm22helw2?0.7?8?200满足要求。
设水平力h由①号焊缝和②号焊缝共同承担，设②号焊缝长度为150mm, 取故②号焊缝的强度为：hf2?6mmh57.09?103?f???23.60nmm2?ffw?160nmm2helw22?0.7?6?150?2?12满足要求。
8．如图所示两块钢板截面为18?400，钢材a3f，承受轴心力设计值n?1180kn，采用m22普通螺栓拼接,i类螺孔，试设计此连接。
b2b2f?170nmmf?400nmmvc解：查附表1.3得：螺栓，。
2f?205nmm查附表1.1得：。
每个螺栓抗剪和承压承载力设计值分别为：?n?bvbc?d2b??2.221?nvfv?2??170??129.3kn4410bc?n??d?tfbmin?2.2?1.8?400?1?158.4kn10?n??129.3kn取n?故nbn?min1180?9.1129.3 取10个拼接板每侧采用10个螺栓，排列如图所示。
- 4 -验算钢板净截面强度：n1180?103??210nmm2?f?205nmm2a400?18?4?22?18 n但应力在5%范围内，认为满足要求。
9．如图所示的普通螺栓连接，材料为q235钢，采用螺栓直径20mm，承受的荷载设计值v?240kn。
试按下列条件验算此连接是否安全：1)假定支托不承受剪力；2)假定支托承受剪力。
b2b2b2f?140nmmf?170nmmf?305nmmvtc解：查附表1.3得：螺栓，，。
1）假定支托只起安装作用，不承受剪力，螺栓同时承受拉力和剪力。
2a?2.448cm设螺栓群绕最下一排螺栓旋转。
查表得m20螺栓e。
每个螺栓的抗剪和承压的承载力设计值分别为：bc?n?bv?d2b??2.021?nvfv?1??140??43.98kn4410bc1?n??d?tf?2.0?1.8?305?10?109.8kn1?n??af?2.448?170?10?41.62knbtbet- 5 -【篇二：钢结构习题答案】>3.1 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），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 ffw?160n/mm2?1?确定焊脚尺寸：21?2? 33hf,max?1.2tmin?1.2?10?12mm，hf,min???5.2mm， hf?8mm内力分配：n3??f??0.7hf?b?ffw?1.22?2?0.7?8?125?160?273280n?273.28k nn31273.28??1000??196.69kn 232n2273.28n1??1n?3??1000??530.03kn232n2??2n?焊缝长度计算：lw1?n1530.03??296mm， w0.7hf?ff2?0.7?8?160?1?296?8?304mm?60hf?60?8?480mm，取310mm。
则实际焊缝长度为 lwlw2?n2196.69??110mm， w0.7hf?ff2?0.7?8?160?2?110?8?118mm?60hf?60?8?480mm，取120mm。
则实际焊缝长度为 lw（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取hf1?8mm，hf2?6mm 内力分配：n2??2n?焊缝长度计算：12?1000?333kn， n1??1n??1000?667kn 33lw1?n1667??372mm， w0.7h?f2?0.7?8?160ff则实际焊缝长度为:?1?372?8?2?388mm?60hf?60?8?480mm，取390mm。
lwlw2? n2333??248mm， w0.7hf?ff2?0.7?6?160则实际焊缝长度为:?1?248?6?2?260mm?60hf?60?8?480mm，取260mm。
lw3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。
钢材为q235b，焊条为e43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸hf?8mm，e1?30cm。
焊脚尺寸：hf?8mm205?2焊缝截面的形心：x0??45.6mm511.2?5.6?2?205?5.65.6?45.6?162.2mm 则e2?205?2205?5.6?（1）内力分析：v=f， t?f?(e1?e2)?f?(300?162.2)?462.2f （2）焊缝截面参数计算：ix?1?5.6?511.23?2?205?5.6?(250?2.8)2?2.09?108mm4 122052iy?5.6?511.2?45.62?2?205?5.6?(162.2?)?1.41?107mm42ip?ix?iy?2.231?108mm4?hlew?511.2?5.6?2?205?5.6?5158.72mm2（3）应力计算 t引起的应力：?tx?t?ryip?462.2f?255.6?4?5.295?10f 82.231?10?ty?v引起的应力：?vy?t?rx462.2f?166.2??3.360?10?4f 8ip2.231?10vf??1.938?10?4fhelw5158.72（4?16010?4f?160?6.85?10?4f?160?f?233577n?233.58kn3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。
钢材为q235b，焊条为e43型，手工焊。
98?0.12?11.k7n6? m（1）内力分析：v=f=98kn， m?f?e?（2）焊缝截面参数计算：取hf?10mm 焊缝截面的形心：193150?7?3.5?2?69?7?(7?12?3.5)?2?193?7?(?7?12?7)y1??75.5mm150?7?2?69?7?2?193?7y2?7?12?7?193?75.5?143.5mm2??1193??223ix?150?7?(75.5?3.5)?2?69?7?(75.5?7?12?3.5)???7?193?193?7 ??143.5???122???????2.25?107mm4（3）应力计算 m引起的应力：?f,maxm?y211.76?106?143.52???74.96n/mm7ix2.25?10v98?103v引起的应力：?f???36.27n/mm2helw2?7?193（4?71.35n/mm2?ffw?160n/mm2 3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。
0.12?0.1f2k(n /m（1）内力分析：v=f， m?f?e?f?（2）焊缝截面参数计算：y1?150?12?6?200?12?112?66.6mm150?12?200?12y2?212?66.6?145.4mmix?1?12?2003?150?12?(66.6?6)2?200?12?(145.4?100)2?1.956?107 mm4 12（3）应力计算 m引起的应力：?maxm?y20.12f?106?145.42???0.892f(n/mm) 7ix1.956?10vf?103v引起的应力：???0.417f(n/mm2)a?200?12（4）?eq1??1.1ftw??1.148f?1.1ftw?1.1?185?203.5(n/mm2) ?f?177.3kn3.5 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m?1122kn.m，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。