第三章钢结构的连接 一．选择题 1.如图所示承受静力荷载的T形连接，采用双面角焊缝，手工焊，按构造要求所确定的合理焊脚尺寸应为（B） A.4mm B.6mm C.8mm D.10mm 2.如图所示连接，焊缝中最危险点为（ A ） A.最上点 B.最下点 C.焊缝长度的中点 D.水平荷载延长线与焊缝相交处 3.T形连接中直角角焊缝的最小焊脚尺寸h fmin=1.5 2 t，最大焊脚尺寸h fmax=1.2t1，式中的t1和t2分别为（D） A.t1为腹板厚度，t2为翼缘厚度 B.t1为翼缘厚度，t2为腹板厚度 C.t1为较小的被连接板件的厚度，t2为较大的被连接板件的厚度 D.t1为较大的被连接板件的厚度，t2为较小的被连接板件的厚度 4.根据施焊时所持焊条与焊件间的相互位置的不同，施焊方位分为四种，其中操作最难、质量最难于保 证的施焊方位是( D ) A.平焊 B.立焊 C.横焊 D.仰焊 4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用( A ) 的焊接位置。 A．俯焊 B．仰焊 C．立焊 D．任意 6.在下列各焊接连接缺陷中，对焊缝连接最危险的是( C )。 A.未焊透 B.气孔 C.裂纹 D.夹渣 7.结构焊接时，所选焊条和被焊接构件之间的匹配原则是( B ) A.弹性模量相适应 B.强度相适应 C.伸长率相适应 D.金属化学成份相适应 8.三级焊缝的质量检验内容为( C ) A.外观检查和100％的焊缝探伤 B.外观检查和至少20％的焊缝探伤 C.外观检查 D.外观检查及对焊缝进行强度实测 9．可不进行验算对接焊缝是（ C ）。 题1图题2图
A ．I 级焊缝 B ． 当焊缝与作用力间的夹角θ满足tan θ≤1.5时的焊缝 C ． II 级焊缝 D ． A 、B 、C 都正确 10.图示焊接连接中，最大的焊缝应力发生在（ A ） A.a 点 B.b 点 C.c 点 D.d 点 11．如图所示，连接两工字钢的对接焊缝中，所受正应力最大的点是（ A ） A ．a 点 B ．b 点 C ．c 点 D ．d 点 12.如图等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接，角钢受轴心力N =500kN ，肢背焊缝受力N 1为( D ) A.150kN B.250kN C.325kN D.350kN 13.如图，两钢板用直角角焊缝连接，手工焊，合适的焊角尺寸f h = ( C ) A.12mm B.10mm C.8mm D.5mm 14．如图所示连接中，在拉力N 作用下，侧面角焊缝中沿焊缝长度方向的应力分布形式为 （ D ） 题11图 题10图 题12图 题13图 题14图
第三章 钢结构的连接 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 2160/w f f N mm = 123α= 213 α= 确定焊脚尺寸： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm = 内力分配： 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.281000196.69232 N N N KN α=- =?-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算： 11530.032960.720.78160w w f f N l mm h f ≥==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.691100.720.78160 w w f f N l mm h f ≥==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。 （2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配：22110003333N N KN α== ?=， 11210006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160 w w f f N l mm h f ≥==????∑，
第三章 钢结构的连接 一．选择题 1.如图所示承受静力荷载的T 形连接，采用双面角焊缝，手工焊，按构造要求所确定的合理焊脚尺寸应 为（ B ） 2.如图所示连接，焊缝中最危险点为（ A ） A.最上点 B.最下点 C.焊缝长度的中点 D.水平荷载延长线与焊缝相交处 形连接中直角角焊缝的最小焊脚尺寸h fmin =2t ，最大焊脚尺寸h fmax =，式中的t 1和t 2分别为（ D ） \ 为腹板厚度，t 2为翼缘厚度 为翼缘厚度，t 2为腹板厚度 为较小的被连接板件的厚度，t 2为较大的被连接板件的厚度 为较大的被连接板件的厚度，t 2为较小的被连接板件的厚度 4.根据施焊时所持焊条与焊件间的相互位置的不同，施焊方位分为四种，其中操作最难、质量最难于保 证的施焊方位是( D ) A.平焊 B.立焊 C.横焊 D.仰焊 4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用( A ) 的焊接位置。 A ．俯焊 B ．仰焊 C ．立焊 D ．任意 6.在下列各焊接连接缺陷中，对焊缝连接最危险的是( C )。 A.未焊透 B.气孔 C.裂纹 D.夹渣 7.结构焊接时，所选焊条和被焊接构件之间的匹配原则是( B ) A.弹性模量相适应 B.强度相适应 C.伸长率相适应 D.金属化学成份相适应 | 8.三级焊缝的质量检验内容为( C ) A.外观检查和100％的焊缝探伤 B.外观检查和至少20％的焊缝探伤 C.外观检查 D.外观检查及对焊缝进行强度实测 9．可不进行验算对接焊缝是（ C ）。 题1图 题2图
A ．I 级焊缝 B ． 当焊缝与作用力间的夹角θ满足tan θ≤时的焊缝 C ． II 级焊缝 D ． A 、B 、C 都正确 10.图示焊接连接中，最大的焊缝应力发生在（ A ） 点 点 点 点 11．如图所示，连接两工字钢的对接焊缝中，所受正应力最大的点是（ A ） A ．a 点 B ．b 点 C ．c 点 D ．d 点 ￥ 12.如图等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接，角钢受轴心力N =500kN ，肢背焊缝受力N 1为( D ) 13.如图，两钢板用直角角焊缝连接，手工焊，合适的焊角尺寸f h = ( C ) * 14．如图所示连接中，在拉力N 作用下，侧面角焊缝中沿焊缝长度方向的应力分布形式为 （ D ） 题 11图 题10图 题12图 题13图
第三章：钢结构的连接 练习与作业（附答案）： 例题 载F 级。 图解： 1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置 ()()()()8.7910 524010101605.127105240510101601≈?-+?-??-+??-= y mm 2.1708.792502=-=y mm (2)焊缝计算截面的几何特征 ()()()244548.7111677.415.0245.024112 1223 ≈??-+??-+-??≈ x I cm 4 腹板焊缝计算截面的面积： ()5.2315.024=?-=w A cm 2 2．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。 将力F 向焊缝截面形心简化得： F Fe M 160==（KN ·mm ）
F V =（KN ） 查表得： 215 =w c f N/mm 2 ， 185=w t f N/mm 2 ，125=w v f N/mm 2 点a 的拉应力 M a σ，且要求 M a σ≤w t f 18552.01024558.79101604 31===???==w t x M a f F F I My σ N/mm 2 解得：7.355≈F KN 点b 的压应力 M b σ ，且要求 M b σ≤ w c f 21511.110 24552.170101604 32===???==w c x M b f F F I My σ N/mm 2 解得：7.193≈F KN 由F V =产生的剪应力 V τ ，且要求V τ≤w V f 12543.010 5.23102 3===??=w V V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN 点b 的折算应力，且要求起步大于1.1 w t f () ()()w t V M b f F F 1.143.0311.132 22 2 =?+= +τσ 解得： 2.152≈F KN F =420KN ，
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： 4 4 233 10268206507142801428012121000 812 1mm I x ?=?? ??????+???+??= 翼缘面积矩： 4 1198744050714280mm S x =??= 则翼缘顶最大正应力为： 2 2 43 18521502 1026820610281011222mm 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：
2 2 4 3 12507528 1026820625008500198744010374mm 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 12080507 5002150507 500mm N ..=? =? σ=σ 上 翼 缘 和 腹板交接 处的剪应力 ： 2 4 3 1 164348 10268206198744010374mm N .t I VS w x x =????= = τ 折算应力： 2 2 2 2 2 12 1520311006064343208 03mm 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 531910 1608070210 3507022 3 11 1=?????= ?= 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 161110 1606070210 1507022 3 22 2=?????= ?= 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=，
第三章：钢结构的连接 练习与作业(附答案)： 例题3.1 试计算图3. □. 1 (a)所示牛腿与柱连接的对接焊缝所能承受的最大荷 载F (设计值)。钢材为Q235,焊条为E43型，手工焊，施焊时不用引弧板，焊缝质量为三 图3. 口 . 1牛腿与柱用对接焊缝连接 解： 1. 确定对接焊缝计算截面的几何特性 ⑴确定中和轴的位置 160 10 10 5 240 5 10 127.5 y1 -------------------------------------------------------- 79.8 mm 160 10 10 240 5 10 y2250 79.8 170.2 mm (2)焊缝计算截面的几何特征 1 3 2- 2 4 I x1 24 0.5 24 0.5 1 4.77216 1 1 7.4822445 cm 12 腹板焊缝计算截面的面积： - ._ , 2 A w 24 0.5 1 23.5cm 2. 确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F。 将力F向焊缝截面形心简化得： M Fe 160F (KN? mm
V F (KN 215 N/mm, f t w 185 N/mnn^, f v w 125 N/mm 2 解得：F 355.7 KN 点b 的压应力 M ,且要求 解得：F 193.7 KN 由V F 产生的剪应力 解得：F 290.7 KN w ...................................................................... t 解得：F 152.2 KN 例题3.2 如图3. 3所示两块钢板的对接连接焊缝，已知偏心拉力 F =420KN, 钢材为Q235,焊缝E43型，手工焊，施焊时采用引弧板，试问此对接焊缝需采用哪种质量 f 查表得：f c w c 点a 的拉应力 M M w a ，且要求 a V f t My i I x 3 160 F 10 0.52 F f t w 185 N/mr2i My 2 I x 160F 103 170.2 2455 104 1.11F f c w 215 N/mm 2 F 103 23.5 102 0.43F 席 125 N/mm 2 2 2 ... 1.11F 3 0.43F 1.1 f t w 故此焊缝所能承受的最大荷载设计值 F 为 152.2KN 。
第三章钢结构连接习题 3.1简述钢结构连接的类型及特点 3.2受剪普通螺检有哪几种可能的破坏形式？如何防止？ 3.3简述普通螺检连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时的异同点？ 3.4为何要规定螺栓排列的最大和最小间距要求？ 3.5影响高强螺栓承载力的因素有哪些？ 3.6有一焊接连接如图所示，钢材为Q235钢，焊条为E43系列，采用手工焊接，承受的静力荷载设计值N = 600kN，试计算所需角焊缝的长度。 习题3.6图 3.7如图所示的螺栓双盖板连接，构件钢材为Q235钢，承受轴心拉力，螺栓为8.8级高强度螺检摩擦型连接，接触面喷砂处理，螺栓直径d=20mm，孔径d o = 21. 5 mm，试计算此连接最大承载力N=？ 3.8图示焊接连接采用三面围焊，焊脚尺寸为6mm,钢材为Q235B·F钢，试计算此连接所能承受最大拉力N=？ 习题3.8图 3.9图示牛腿板承受扭矩设计值T=60kN·m,钢材为Q235B·F钢，焊条为E43系列。
①方案一：采用三面围焊的角焊缝与柱连接，试设计此角焊缝。 ②方案二：采用四面围焊的角焊缝与柱连接，焊角尺寸可以减少多少？ ③方案二所耗焊条是否少于方案一？ 习题3.9图 3.10图示连接中，2∟I00x80x10（长肢相并）通过14mm厚的连接板和20mm厚的端板连接于柱的翼缘，钢材用Q235-B·F，焊条为E43系列型，采用手工焊接，所承受的静力荷载设计值N=540kN。 ①要求确定角钢和连接板间的焊缝尺寸。 ②取d1=d2 = 170mm，确定连接板和端板间焊缝的焊角尺寸h f=? ③改取d1=150mm, d2 = 190mm,验算上面确定的焊角尺寸h f是否满足要求？ 习题3.10图 3.11图示为C级螺栓的连接，钢材为Q235钢，已知d = 20mm, d e =17.65mm, d o=21.5mm，承受设计荷载P=l50kN