钢结构的连接习题及答案
例 3.1 试验算图3-21所示钢板的对接焊缝的强度。钢板宽度为200mm ，板厚为14mm ，轴心拉力设计值为N=490kN ，钢材为Q235 ，手工焊，焊条为E43型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。
（a ） （b ）
图3-21 例题3-1 （a ）正缝；（b ）斜缝
解：焊缝计算长度 mm l w
172142200=⨯-=
焊缝正应力为
223
/185/5.20314
17210490mm N f mm N w t =>=⨯⨯=σ
不满足要求，改为斜对接焊缝。取焊缝斜度为1.5：1，相应的倾角056=θ
,焊缝长度
mm l w 2.21314256
sin 200
'=⨯-=
此时焊缝正应力为
220
3'/185/1.136142.21356sin 10490sin mm N f mm N t
l N w f w =<=⨯⨯⨯==θσ
剪应力为
2
203'
/125/80.91142.21356cos 10490cos mm N f mm N t
l N w v w =<=⨯⨯⨯==θτ 斜焊缝满足要求。48.1560
=tg ，这也说明当5.1≤θtg 时，焊缝强度能够保证，可不必计算。
例 3.2 计算图3-22所示T 形截面牛腿与柱翼缘连接的对接焊缝。牛腿翼缘板宽130mm ，厚12mm ，腹板高200mm ，厚10mm 。牛腿承受竖向荷载设计值V=100kN ，力作用点到焊缝截面距离e=200mm 。钢材为Q345，焊条E50型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。
解：将力V 移到焊缝形心，可知焊缝受剪力V=100kN ，弯矩 m kN Ve M ⋅=⨯==202.0100
翼缘焊缝计算长度为
mm 106122130=⨯-
腹板焊缝计算长度为
mm 19010200=-
（a ） （b ）
图3-22 例题3-2
（a ）T 形牛腿对接焊缝连接；（b ）焊缝有效截面
焊缝的有效截面如图3-22b 所示，焊缝有效截面形心轴x x -的位置
cm y 65.60
.1192.16.107
.100.1196.02.16.101
=⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=
cm y 55.1365.62.1192=-+=
焊缝有效截面惯性矩
4223134905.62.16.1005.41191912
1
cm I x =⨯⨯+⨯⨯+⨯=
翼缘上边缘产生最大拉应力，其值为
2
24
61/265/59.9810
13491065.61020mm N f mm N I My w t x t =<=⨯⨯⨯⨯==σ 腹板下边缘压应力最大，其值为
2
24
62/310/89.20010
13491055.131020mm N f mm N I My w c x a =<=⨯⨯⨯⨯==σ 为简化计算，认为剪力由腹板焊缝承受，并沿焊缝均匀分布
223
/180/63.5210
19010100mm N f mm N A V w v w =<=⨯⨯==τ
腹板下边缘正应力和剪应力都存在，验算该点折算应力
2
22
222
/5.2912651.11.1/6.22063.5239.2003mm
N f mm N w t a =⨯=<=⨯+=+=τσσ
焊缝强度满足要求。
例3.3 图3-41 是用双拼接盖板的角焊缝连接，钢板宽度为240mm ，厚度为12mm ，承受轴心力设计值N =600kN 。钢材为Q235，采用E43型焊条。分别按（1）仅用侧面角焊缝；（2）采用三面围焊，确定盖板尺寸并设计此连接。
图3-41 例3-3附图
解: 根据拼接盖板和主板承载力相等的原则，确定盖板截面尺寸。和主板相同，盖板采用Q235钢，两块盖板截面面积之和应等于或大于钢板截面面积。因要在盖板两侧面施焊，取盖板宽度为190mm,则盖板厚度
24012/(2190)7.6m t =⨯⨯=，取8mm ，则每块盖板的截面积为190mm 8mm ⨯。
角焊缝的焊脚尺寸f h 由盖板厚度确定。焊缝在盖板边缘施焊，盖板厚度8mm>6mm,盖板厚度<主板厚度，则
max 8(1~2)mm 7~6mm f h =-=
min 5.2mm f h ===，取f
h =6mm ，max min
f f f
h h h ≤<。
由附表4查得直角角焊缝的强度设计值2160N/mm w f f =。
（1）仅用侧面角焊缝
连接一侧所需焊缝总计算长度为
3
60010893mm 0.76160w w e f
N l h f ⨯===⨯⨯∑
因为有上、下两块拼接盖板，共有4条侧面角焊缝，每条焊缝的实际长度为
11
289326235.25mm 60606360mm 44w f
f l l h h =
+=⨯+⨯=<=⨯=∑ 取240mm l =。 两块被拼接钢板留出10mm 间隙，所需拼接盖板长度
210224010490mm L l =+=⨯+=
检查盖板宽度是否符合构造要求
盖板厚度为8mm<12mm ，宽度b=190mm,且240mm b l <=，满足要求。
（2）采用三面围焊
采用三面围焊可以减小两侧面角焊缝的长度，从而减小拼接盖板的尺寸。已知正面角焊缝的长度
'190mm w l =，两条正面角焊缝所能承受的内力为
'
'0.70.762190 1.22160311.5kN w f w f f N h l f β==⨯⨯⨯⨯⨯=∑
连接一侧所需焊缝总计算长度为
3
'(600311.5)10429mm 0.76160w w e f
N N l h f --⨯===⨯⨯∑
连接一侧共有4条侧面角焊缝，每条焊缝的实际长度为
11
4296113.3mm 44
w f
l l h =
+=⨯+=∑，采用120mm 。 所需拼接盖板的长度为
210212010250mm L l =+=⨯+=
例3.4 试设计图3-42 所示某桁架腹杆与节点板的连接。腹杆为2L 10110⨯，节点板厚度为12mm ，承受静荷载设计值N =640kN ，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。 解：（1）采用两边侧面角焊缝
按构造要求确定焊脚尺寸
min 5.2mm f h ===
肢尖焊脚尺寸 max 10(1~2)9~8mm f h =-=，采用8mm f h =。
肢背焊脚尺寸 max
1.2 1.21012mm f h t ==⨯=，同肢尖一样采用8mm f h =。
图3-42 例3-4附图
肢背、肢尖焊缝受力
110.7640448kN N k N ==⨯= 220.3640192kN N k N ==⨯=
肢背、肢尖所需焊缝计算长度
3
1144810250mm 60608480mm 220.78160w f w
e f N l h h f ⨯===<=⨯=⨯⨯⨯ 322
19210107mm 220.78160
w w e f N l h f ⨯===⨯⨯⨯ 肢背、肢尖的实际焊缝长度
11225028266mm w f l l h =+=+⨯=，取270mm
22210728123mm w f l l h =+=+⨯=，取130mm
（2）采用三面围焊 取3
8mm f h =，求端焊缝承载力
330.782110 1.22160240.5kN w e w f f N h l f β==⨯⨯⨯⨯⨯=∑
此时肢背、肢尖焊缝受力
311240.5
448327.8kN 22N N k N =-
=-= 322240.5
19271.8kN 22N N k N =-=-=
则肢背、肢尖所需焊缝计算长度为
3
11327.810182.9mm 220.78160w w
e f N l h f ⨯===⨯⨯⨯ 322
71.81040mm 220.78160
w w e f N l h f ⨯===⨯⨯⨯ 肢背、肢尖的实际焊缝长度
11182.98190.9mm w f l l h =+=+=，取200mm 2240848mm w f l l h =+=+=，取50mm
例3.5 图3-43 所示为牛腿与钢柱的连接，承受偏心荷载设计值V =400kN ，e =25cm ，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。试验算角焊缝的强度。
解： 偏心荷载使焊缝承受剪力V =400kN ，弯矩4000.25100kN m M Ve ==⨯=⋅。
设焊缝为周边围焊，转角处连续施焊，没有起落弧所引起的焊口缺陷，计算时忽略工字形翼缘端部绕角部分焊缝。取8mm f
h =，假定剪力仅由牛腿腹板焊缝承受。
图3-43 例3-5附图
牛腿腹板上角焊缝的有效面积为
220.70.83640.32cm w A =⨯⨯⨯=
全部焊缝对x 轴的惯性矩为
2234
20.70.820(200.28)40.70.8(9.50.56)(180.28)1
20.70.83619855.2cm 12
x I =⨯⨯⨯⨯++⨯⨯⨯-⨯-+⨯⨯⨯⨯=
翼缘焊缝最外边缘的截面模量是
3119855.2
965.7cm 20.56
w W =
=
翼缘和腹板连接处的截面模量是
3219855.2
1103cm 18
w W =
=
在弯矩作用下角焊缝最大应力在翼缘焊缝最外边缘，其数值为
6
223
110010103.6N/mm 1.22160195.2N/mm 965.710
w f f f w M f W σβ⨯===<=⨯=⨯ 由剪力引起的剪应力在腹板焊缝上均匀分布，其值为
3
222
4001099.2N/mm 160N/mm 40.3210
w f f w V f A τ⨯===<=⨯ 在牛腿翼缘和腹板交界处，存在弯矩引起的正应力和剪力引起的剪应力，其正应力为
6
'23
21001090.66N/mm 110310
f
w M W σ⨯===⨯ 此处焊缝应满足
22123.9N/mm 160N/mm w f f ==<=
例 3.6 图3-44所示是一牛腿板与柱翼缘的连接，牛腿板厚12mm ，柱翼缘板厚16mm ，荷载设计值V =200kN ，e =300mm ，钢材为Q235钢，E43型焊条，手工焊，试设计角焊缝连接。
图3-44 例3-6附图
解：设围焊焊脚尺寸8mm f
h =，近似按板边搭接长度来计算角焊缝的有效截面。
角焊缝有效截面形心位置
2
(300.8)20.70.8{0.70.8[2(300.8)40]}8.67cm 2
x -=⨯⨯⨯⨯⨯⨯-+=
角焊缝有效截面的极惯性矩
3241
0.70.8[402(300.8)20]16068cm 12
x I =⨯⨯⨯+⨯-⨯=
2324
1300.8
0.70.8[408.672(300.8)2(300.8)(8.67)]5158cm 122
y I -=⨯⨯⨯+⨯⨯-+⨯-⨯-= 4
16068515821226cm x y J I I =+=+=
扭矩为 200(30308.67)10266kN cm T
=⨯+-=⋅
角焊缝有效截面上A 点最危险，其应力为
42
4
102661020096.73N/mm 2122610
y
T
A
Tr J τ⨯⨯===⨯ 42
4
1026610(300886.7)99.29N/mm 2122610T
x A
Tr J σ⨯⨯--===⨯
3
22001036.30N/mm 0.78[400(3008)2]
V A
w V A σ⨯===⨯⨯+-⨯
A 点应力应满足
22
147.3N/mm 160N/mm w f f ==<=取
mm h f 8=是合适的。
例3.7 设计图3-78所示的角钢拼接节点，采用C 级普通螺栓连接。角钢为L100x8，材料为Q235钢，承受轴心拉力设计值N =250kN 。采用同型号角钢做拼接角钢，螺栓直径d =22mm ，孔径mm d 5.230=。
图3-78 例3-7附图
解：由附表5查得
2140N/mm b v f =，2305N/mm b c f =。
（1） 螺栓计算
一个螺栓的抗剪承载力设计值为
2
2
22114053.22kN 4
4
b b v
v
v
d N n f ππ⨯==⨯
⨯=
一个螺栓的承压承载力设计值为
22830553.68kN b b c c N d tf ==⨯⨯=∑
min 53.22kN b N =
构件一侧所需的螺栓数
70.422.53250
min
===
b
N N n 个，取n=5 每侧用5个螺栓，在角钢两肢上交错排列。 （2）构件净截面强度计算
将角钢沿中线展开（图3-78b ），角钢的毛截面面积为2
15.6cm 。 直线截面I-I 的净面积为
211015.61 2.350.813.72cm n A A n d t =-=-⨯⨯=
折线截面II-II 的净面积为
242202
[2(]
0.8[2 3.5(21)2 2.35]12.11cm
n A t e n n d =+-=⨯⨯+-⨯=
3222
min 25010206.4N/mm 215N/mm 12.1110
N f A σ⨯===<=⨯ 净截面强度满足要求。
例 3.8 设计双盖板拼接的普通螺栓连接，被拼接的钢板为370mm 14mm ⨯，钢材为Q235。承受设计值扭矩
25kN m T =⋅，剪力V =300kN ，轴心力N =300kN 。螺栓直径d =20mm ，孔径mm d 5.210=。
图3-79 例3-8附图
解：螺栓布置及盖板尺寸见图3-79，盖板截面积大于被拼接钢板截面积。螺栓间距均在容许距离范围内。
一个抗剪螺栓的承载力设计值为
2
2
20214087.97kN 4
4
b b v
v
v
d N n f ππ⨯==⨯
⨯=
201430585.4kN b b c c N d tf ==⨯⨯=∑
min 85.4kN b N =
扭矩作用时，最外螺栓受剪力最大，其值为
61122222
251014031.75kN ()[10354(70140)]
T x
i i Ty N x y ⨯⨯===+⨯+⨯+∑∑
61122
251035
7.94kN 110250T
y
i i
Tx N x y ⨯⨯===+∑∑ 剪力和轴心力作用时，每个螺栓所受剪力相同，其值为
3
13001030kN 10
N
x
N N n ⨯===
3
13001030kN 10
V
y
V N n ⨯===
受力最大螺栓所受的剪力合力为
1min
72.4785.4kN
b
N kN N
==
=<=
钢板净截面强度验算，首先计算1-1截面几何性质
2(37 2.155) 1.436.75cm n A =-⨯⨯=
3
2221.4372 1.4 2.15(714)4435cm 12n I ⨯=-⨯⨯⨯+=
34435240cm 18.5
n W ==
231
1.437 1.4
2.15(147)176.4cm 8
n S =⨯⨯-⨯⨯+=
钢板截面最外边缘正应力
6322
32
251030010185.8N/mm 215N/mm 2401036.7510
n n T N f W A σ⨯⨯=+=+=<=⨯⨯ 钢板截面形心处的剪应力
33224
30010176.41085.23N/mm 125N/mm 44351014
v f τ⨯⨯⨯==<=⨯⨯ 螺栓受力及净截面强度均满足要求。
例3.9 图3-80 为牛腿与柱翼缘的连接，承受设计值竖向力V =100kN ，轴向力N =120kN 。V 的作用点距柱翼缘表面距离e =200mm 。钢材为Q235，螺栓直径20mm ，为普通C 级螺栓，排列如图所示。牛腿下设支托，焊条E43型，手工焊。按（1）支托承受剪力和（2）支托只起临时支承作用，不承受剪力；验算螺栓强度和支托焊缝。 解：（1）竖向力V 引起的弯矩1000.220kN m M
Ve ==⨯=⋅
螺栓承受轴力N 和弯矩M ，剪力V 由支托承担。 一个抗拉螺栓的承载力设计值
kN f d N b
t e b t
60.411704
65.174
2
2
=⨯⨯=
=
ππ
先按小偏心受拉计算，假定牛腿绕螺栓群形心转动，受力最小螺栓的拉力为
01057.16)
14070(4140102010101203
2
26321min
<⨯-=+⨯⨯⨯-⨯=-=∑i y My n N N 说明连接下部受压，连接为大偏心受拉，中性轴位于最下排螺栓处，受力最大的最上排螺栓所受拉力为
'63311'2222
(')(201012010140)280
35.0510N 2(70140210280)35.0541.60kN
i b t M Ne y N y kN N +⨯+⨯⨯⨯===⨯+++=<=∑ 支托承受剪力V =100kN ，设焊缝8mm f
h =，
3
221.3510010143.5N/mm 160N/mm 20.78(10028)
w f f e w V
f h l ατ⨯⨯===<=⨯⨯⨯-⨯∑
图3-80 例3-9附图
（2） 支托不承受剪力，螺栓同时承受拉力和剪力
一个螺栓的承载力设计值
2
2
20114043.98kN 4
4
b b v
v
v
d N n f ππ⨯==⨯
⨯=
201030561kN b b c c N d tf ==⨯⨯=∑
每个螺栓承担的剪力为
3
4100101010kN 43.98kN 10
b v v V N N N n ⨯====<=
受拉力最大螺栓所承担的拉力同（1），为35.05kN t N =
拉力和剪力共同作用下
1873.06.4105.3598.43102
22
2<=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛b t t b v
v N N N N 螺栓强度满足要求。
例3-10 图3-89 所示为双拼接板拼接的轴心受力构件，截面为20mm 280mm ⨯，承受轴心拉力设计值N =850kN ，钢材为Q235钢，采用8.8级的M22高强度螺栓，连接处构件接触面经喷砂处理，试分别采用高强度螺栓摩擦型和承压型设计此连接。 解：（1）采用高强度螺栓摩擦型连接
一个螺栓抗剪承载力设计值
0.90.920.45150121.5kN b v f N n P μ==⨯⨯⨯=
连接一侧所需螺栓数为
75.121850
===
b
v
N N n 个 用9个，螺栓排列如图3-89a 所示。
构件净截面强度验算，钢板在边列螺栓处的截面最危险。取螺栓孔径比螺栓杆径大2.0mm 。
13
'(10.5
)850(10.5)708.3kN 9
n N N n =-=⨯-⨯= 210()2(283 2.4)41.6cm n A t b n d =-=⨯-⨯=
3
222
'708.310170.3N/mm 205N/mm 41.610
n N f A σ⨯===<=⨯
（a ）
（b ）
图3-89 例3-10附图
构件毛截面验算：3
285010151.8N/mm 28020
N f A σ⨯=
==<⨯ （2）采用高强度螺栓承压型连接 一个螺栓的抗剪承载力设计值
2
2
222250190.1kN 4
4
b b e v
v
v
d N n f ππ⨯==⨯
⨯=
2220470206.8kN b b c c N d tf ==⨯⨯=∑
min 190.1kN b N =
连接一侧所需螺栓数为
47.41
.190850
min ===
b
N N n 个 用6个，排列如图3-89b 所示。
构件净截面验算，钢板在边列螺栓处的截面最危险。取螺栓孔径比螺栓杆径大1.5mm 。
210()2(283 2.35)41.9cm n A t b n d =-=⨯-⨯=
322
2
85010202.9N/mm 205N/mm 41.910
n N f A σ⨯===<=⨯
例3.11 图3-90 所示牛腿与柱的连接，承受竖向集中荷载设计值V=235kN ，钢材为Q345钢，采用8.8级的M22高强度螺栓，接触面经喷砂处理，试分别采用高强度螺栓摩擦型和承压型设计此连接。
（a ） （b ）
图3-90 例3-11附图
解：（1）采用高强度螺栓摩擦型连接
螺栓群承受剪力V =235kN ，弯矩2350.247kN m M V e =⋅=⨯=⋅
一个螺栓的承载力设计值
0.80.8150120kN b t N P ==⨯=
0.90.910.515067.5kN b v f N n P μ==⨯⨯⨯=
采用10个螺栓，布置如图3-90a 所示。在弯矩作用下，受拉力最大螺栓所承担的拉力为
61222
471016058.75kN 22(16080)
t i M y N m y ⋅⨯⨯===⨯⨯+∑ 剪力由螺栓平均分担，每个螺栓承受的剪力为
235
23.5kN 10
v N =
= 受力最大螺栓应满足
1838.012075
.585.675.23<=+=+b t
t b
v v N N N N 采用10个螺栓合适。
（2） 采用高强度螺栓承压型连接 采用8个螺栓，布置如图3-90b 所示。 一个螺栓的承载力设计值
2
2
22125095.03kN 4
4
b
b v
v v
d N n f ππ⨯=⨯
⨯=⨯
⨯=
2220590259.6kN b b c c N d tf ==⨯⨯=∑
2
2
19.65400121.3kN 4
4
b b
e t
t d N f ππ⨯=
=
⨯=
在弯矩作用下，受拉力最大螺栓所承担的拉力为
6b
1t 222
471015070.5kN<22(50150)
t i My N N m y ⨯⨯===⨯⨯+∑ 剪力由螺栓平均分担，每个螺栓承受的剪力为
235
29.38kN 8
v N =
= 受力最大螺栓应满足
1658.03.1215.7003.9538.292
22
2<=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛b t t b v v N N N N /1.2259.6/1.2216.3kN b v c N N <==
采用8个螺栓合适。
本章重要公式小结表：
思考题：
3.1 钢结构常用的连接方法有哪几种？试述其优缺点及适用范围。
3.2 选择焊条型号为什么要与被焊金属的种类相适应？
3.3 施焊方法中，俯、立、横、仰四种焊缝中，质量最好和最差的是哪种？
β？为什么？
3.4 在计算正面角焊缝时，什么情况考虑强度设计值增大系数
f
3.5 角焊缝的焊脚尺寸、焊缝长度有何限制？为什么？
3.6 焊缝的起落弧对焊缝有何影响？计算中如何考虑？
3.7 焊接残余应力是怎样产生的？
3.8 焊接残余应力对结构工作有何影响？
3.9 普通螺栓连接和高强度螺栓连接的计算有什么区别？ 3.10 高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接有什么区别？
3.11 高强度螺栓的预拉力起什么作用？预拉力大小与承载力有何关系？
3.12 计算构件净截面强度时，高强度螺栓摩擦型连接、承压型连接与普通螺栓连接三者有何异同？ 3.13 普通螺栓受剪连接有哪几种可能的破坏形式？如何防止？
3.14 普通螺栓与高强度螺栓受弯连接中，在计算螺栓拉力时的主要区别是什么？为什么？ 3.15 影响高强度螺栓承载力的因素有哪些？
习 题：
3.1设计mm mm 16400⨯钢板的对接焊缝拼接。钢材为Q345钢，采用E50型焊条，手工焊，用引弧板，按三级质量标准检验。钢板承受轴心拉力，其设计值为：（1）1600kN ；（2）2000kN 。
3.2焊接工字形梁，截面如图3-91 所示。腹板上设置一条工厂拼接的对接焊缝，拼接处承受M=2800kNm ，V=700kN ，钢材为Q235钢，焊条为E43型，按二级质量标准检验。计算焊缝是否满足受力要求？
图3-91 习题3.2
3.3 有一工字形钢梁，采用I50a ，钢材为Q235，承受荷载设计值F =125kN ，如图3-92 所示。因长度不够而用对接坡口焊缝连接，焊条采用E43型，手工焊，按二级质量标准检验，计算连接是否安全。
图3-92 习题3.3
3.4 试设计如图3-93 所示双角钢和节点板间的角焊缝连接，角钢截面为2L 890⨯，节点板厚10mm 。钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，承受轴心拉力设计值N =320kN 。（1）采用两侧焊缝，确定所需焊脚尺寸及焊缝长度；（2）采用三面围焊，确定所需焊脚尺寸及焊缝长度。
3.5 试设计图3-94 所示的用双层盖板和角焊缝的对接连接。主板截面为420mm 20mm ⨯，钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，承受轴心拉力设计值N =1400kN 。
图3-93 习题3.4 图3-94习题3.5
3.6 图3-95 所示为双板牛腿与柱的角焊缝连接，钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，焊脚尺寸
mm h f 10=。试求角焊缝能承受的最大静态和动态荷载设计值F 。
图3-95 习题3.6 图3-96习题3.7
3.7 图3-96 所示连接中，双角钢拉杆2L 1080100⨯⨯通过14mm 厚的连接板和20mm 厚的端板连接于柱的翼缘，钢材为F A Q ⋅235，焊条为E43型，手工焊，承受拉力设计值N=540kN 。 （1）确定角钢和连接板间的焊缝尺寸。
（2）取12170mm d d ==，确定连接板和端板间焊缝的焊脚尺寸。
（3）取1150mm d =，2190mm d =，确定连接板和端板间焊缝的焊脚尺寸。 3.8 试设计图3-97 所示牛腿与柱的连接角焊缝的焊脚尺寸f h 。钢材为F A Q ⋅235，焊条为E43型，牛腿承受静荷载设计值V =250kN 。
图3-97 习题3.8 图3-98 习题3.9
3.9 图3-98 所示牛腿用角钢2L20
100⨯及10.9级高强度螺栓摩擦型和柱相连，螺栓直径M22。钢材为Q345钢，接触面为喷砂处理，承受偏心荷载设计值P=220kN，试确定连接角钢两个肢上所需螺栓数目。
3.10 图3-96 所示连接中，取
1150mm
d=，
2190mm
d=，采用M20、8.8级高强度螺栓承压型连接，钢材为Q235A F⋅。试设计端板和柱翼缘的连接：（1）用承托承受竖向力；（2）承托只起安装作用，不受力。
3.11 将3.10题改为M22、C级普通螺栓连接，试设计和布置螺栓。
3.12 图3-99 所示为C级普通螺栓连接，螺栓直径d=20mm，钢材为Q235B，求此连接最大能承受的N值。
图3-99 习题3.12
3.13图3-100 所示连接承受轴心拉力设计值N=1350kN，螺栓为M24、C级普通螺栓，孔径
025.5mm
d=，钢材为Q235A F⋅。试计算此连接是否安全。
3.14图3-101 所示单槽钢牛腿与柱的连接，采用C级普通螺栓，螺栓直径d=20mm，柱翼缘板厚18mm，钢材为Q235，承受静力荷载设计值F=80kN。试计算螺栓连接是否安全。
3.15图3-102 所示工字形梁腹板拼接采用高强度螺栓摩擦型连接，梁拼接处承受内力M=2500kN•m，V=500kN，钢材为Q235，螺栓采用10.9级，直径为M22，接触面经喷砂处理。试验算该连接强度。
图3-100 习题3.13 图3-101 习题3.14
图3-102习题3.15
钢结构的连接习题及答案 例 3.1 试验算图3-21所示钢板的对接焊缝的强度。钢板宽度为200mm ，板厚为14mm ，轴心拉力设计值为N=490kN ，钢材为Q235 ，手工焊，焊条为E43型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。 （a ） （b ） 图3-21 例题3-1 （a ）正缝；（b ）斜缝 解：焊缝计算长度 mm l w 172142200=?-= 焊缝正应力为 223 /185/5.20314 17210490mm N f mm N w t =>=??=σ 不满足要求，改为斜对接焊缝。取焊缝斜度为1.5：1，相应的倾角056=θ ,焊缝长度 mm l w 2.21314256 sin 200 '=?-= 此时焊缝正应力为 220 3'/185/1.136142.21356sin 10490sin mm N f mm N t l N w f w =<=???==θσ 剪应力为 2 203' /125/80.91142.21356cos 10490cos mm N f mm N t l N w v w =<=???==θτ 斜焊缝满足要求。48.1560 =tg ，这也说明当5.1≤θtg 时，焊缝强度能够保证，可不必计算。 例 3.2 计算图3-22所示T 形截面牛腿与柱翼缘连接的对接焊缝。牛腿翼缘板宽130mm ，厚12mm ，腹板高200mm ，厚10mm 。牛腿承受竖向荷载设计值V=100kN ，力作用点到焊缝截面距离e=200mm 。钢材为Q345，焊条E50型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。 解：将力V 移到焊缝形心，可知焊缝受剪力V=100kN ，弯矩 m kN Ve M ?=?==202.0100 翼缘焊缝计算长度为 mm 106122130=?- 腹板焊缝计算长度为 mm 19010200=-
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 ≥==????∑，
钢结构练习题+答案 一、单选题（共50题，每题1分，共50分） 1、校正用的扭矩扳手，其扭矩相对误差不得大于 ( )。 A、5% B、3% C、2% D、1% 正确答案：B 2、在钢桥中，采用摩擦型高强度螺栓或剪切承压型高强度螺栓连接形式。两者在同样直径条件下，其对螺栓孔与螺栓杆之间的空隙要求，以下( ) 项为正确的。 A、两者空隙要求相同 B、无空隙要求 C、摩擦型空隙要求略小，剪切承压型空隙要求较大 D、摩擦型空隙要求略大，剪切承压型空隙要求较小 正确答案：D 3、直探头近场长度计算公式 ( ) A、N= λ/4D B、N= λ/D2 C、N=D2/4 λ D、N= D2/ λ 正确答案：C 4、根据《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205-2020 规定，厚涂型防火涂层厚度检测时，最薄处厚度不应低于设计要求的 ( )。 A、100% B、90% C、85% D、95% 正确答案：C 5、直探头 2.5PΦ14 标称字代表 ( ) A、晶片直径尺寸 B、以上都对 C、频率 2.5MHZ D、晶片材料锆钛酸铅
正确答案：B 6、检测原始记录应当清晰完整，不得涂改和篡改，检测完成后由不少于 ( ) 名检测人员签名确认。 A、3 B、2 C、4 D、1 正确答案：B 7、采用 A 型仪器进行超声波检测的优点是 ( )。 A、容易判断缺陷的性质 B、几乎适用于所有材料 C、检测效率高 D、缺陷显示直观 正确答案：C 8、使用性能检验试验，用于验证结构或构件在规定荷载作用下出现设计允许的( )，经过检验且满足要求的结构或构件应能正常使用。 A、弹性变形 B、承载力极限 C、塑性变形 D、屈服极限 正确答案：A 9、依据GB/T 228.1-2021六种延性性能 A e , A gt , A g , A t ,A 和 Z 的测定结果数值的修约要求，GB/T 228.1-2021 规定 A 的修约间隔为( )。 A、0.1 % B、0.05 % C、0.5 % D、0.2 % 正确答案：C 10、螺栓预拉力 P 用轴力计测定，其误差不得大于测定螺栓预拉力的( )。 A、2% B、3% C、4%
. 钢结构的连接习题参考答案 1．已知A3F钢板截面用对接直焊缝拼接，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： 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 ，剪力，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。 。得：解：查附表1.2， 截面的几何特性计算如下： 惯性矩： 翼缘面积矩： 则翼缘顶最大正应力为：
满足要求。 腹板高度中部最大剪应力： 满足要求。 . . 上翼缘和腹板交接处的正应力： 上翼缘和腹板交接处的剪应力：折算应力： 满足要求。 试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连．3 。①采)(E43型，手工焊，轴心拉力设计值接。钢材Q235B静力荷载，焊条用侧焊缝；②采用三面围焊。 解：查附表1.2得：采用两边侧焊缝① 因采用等肢角钢，则肢背和肢尖所分担的内力分别为：
肢背焊缝厚度取，需要： 用采响虑考焊口影 ； 肢尖焊缝厚度取，需要：. . 考虑焊口影响采用。②采用三面围焊缝 假设焊缝厚度一律取， ，每面肢背焊缝长度： ，取每面肢尖焊缝长度 ，取 。钢材为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Q235B，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。
解：查附表得：1.2 ：正面焊缝承受的力 则侧面焊缝承受的力为： 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(设计值)，与 型。焊缝之间的夹角，钢材为A3，手工焊、焊条E43 解：查附表1.2得： ，
钢结构的连接习题答案 【篇一：钢结构习题答案】 解：（1）三面围焊 ffw?160n/mm2?1?确定焊脚尺寸： 21 2 33 hf,max?1.2tmin?1.2?10?12mm， hf,min5.2mm， hf?8mm 内力分配： n3??f??0.7hf?b?ffw?1.22?2?0.7?8?125?160?273280n?273.28k n n31273.28 1000196.69kn 232n2273.28 n1??1n?3??1000??530.03kn 232n2??2n? 焊缝长度计算： lw1? n1530.03 296mm， w 0.7hf?ff2?0.7?8?160 12968304mm60hf608480mm，取310mm。则实际焊缝长度为 lwlw2? n2196.69??110mm， w 0.7hf?ff2?0.7?8?160 21108118mm60hf608480mm，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 1000333kn， n1??1n??1000?667kn 33 lw1? n1667??372mm， w 0.7h?f2?0.7?8?160ff 则实际焊缝长度为: 137282388mm60hf608480mm，取390mm。 lwlw2?
n2333 248mm， w 0.7hf?ff2?0.7?6?160 则实际焊缝长度为: 124862260mm60hf608480mm，取260mm。 lw 3.2 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?8mm 205 2焊缝截面的形心：x0??45.6mm 511.2?5.6?2?205?5.6 5.6 45.6162.2mm 则e2?205?2 205?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 5.6511.2322055.6(2502.8)22.09108mm4 12 2052 iy?5.6?511.2?45.62?2?205?5.6?(162.2?)?1.41?107mm4 2 ip?ix?iy?2.231?108mm4 hl ew 511.25.622055.65158.72mm2 （3）应力计算 t引起的应力：?tx? t?ryip 462.2f?255.6?4 5.29510f 8 2.231?10 ty v引起的应力：?vy? t?rx462.2f?166.2 3.360?10?4f 8ip2.231?10 vf??1.938?10?4f helw5158.72
8.4 有一工字形钢梁，采用I50a （Q235钢），承受荷载如图8-83所示。F=125kN ，因长度不够而用对接坡口焊缝连接。焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =，抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。验算此焊缝受力时是否安全。 图8-83 习题8.4 解： 依题意知焊缝截面特性： A=119.25cm 2，Wx ＝1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3 ,截面高度h=50cm ，截面宽度b=158mm ，翼缘厚t=20mm ，腹板厚tw=12.0mm 。 假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×（250－10） =7.584×105mm 3 。 对接焊缝受力：125V F kN ==；2250M F kN m =?=? 焊缝应力验算： 最大正应力：622 3 25010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ?===<=? 最大剪应力：33 224125101084.11024.3/120/464721012 w x v x w VS N mm f N mm I t τ???===<=?? 折算应力： 22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ==<= 故焊缝满足要求。 8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。T=350kN ，验算焊缝的受力。
一、选择题 1. 图中的焊脚尺寸h f是根据___a___选定的。 2. 如图所示梁截面形式、尺寸（I x=22000×104mm4)及荷载。钢材为Q235-B?F，焊条采用E43型手工焊，梁翼缘和腹板间用角焊缝连接，h f =_d_____mm。 2.6 6 10 8 3. 如图所示为单角钢（L80×5）接长连接，采用侧面角焊缝（Q235钢和E43型焊条，），焊脚尺寸h f =5mm。求连接承载力设计值（静载）＝___d___。
4. 设有一截面尺寸为100×8的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的节点板上，两板件板面平行，焊脚尺寸为6mm。为满足最小焊缝长度的构造要求，试选用下列何项数值。 d 40mm60mm 80mm100mm 5. 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用___b___。 E55 E50 E43 前三种均可 6. 产生焊接残余应力的主要因素之一是_c_____。 钢材的塑性太低钢材的弹性模量太高焊接时热量分布不 均焊缝的厚度太小 7. 产生纵向焊接残余应力的主要原因是___d___。 冷却速度太快焊件各纤维能自由变形钢材弹性模量太大，使构件刚 度很大施焊时焊件上出现冷塑和热塑区 8.角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，___c___。
角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用 9. 在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于___b___。 60h 40h 80h 120h 10. 图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是___b___。 a、b点 b、d点 c、d点a、c点 11. 对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时___c___。 要考虑正面角焊缝强度的提高 要考虑焊缝刚度影响 与侧面角焊缝的计算式相同 取 12. 在制作长焊件时，为了考虑焊接残余变形的影响，其下料长度等于__b____。 设计长度设计长度＋纵向收缩余量设计长度＋纵向收缩和横向收缩余 量设计长度＋横向收缩余量 13. 焊接结构的疲劳强度的大小与__a____关系不大。
钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案 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 确定焊脚尺寸： ，， 内力分配： 焊缝长度计算： ， 则实际焊缝长度为，取310mm。 ， 则实际焊缝长度为，取120mm。 （2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取， 内力分配：， 焊缝长度计算： ， 则实际焊缝长度为: ，取390mm。 ， 则实际焊缝长度为: ，取260mm。 3.2 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，。 焊脚尺寸： 焊缝截面的形心： 则 （1）内力分析：V=F， （2）焊缝截面参数计算： （3）应力计算 T引起的应力：
V引起的应力： （4） 3.3 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。 （1）内力分析：V=F=98KN， （2）焊缝截面参数计算：取 焊缝截面的形心： （3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力： （4） 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。 （1）内力分析：V=F， （2）焊缝截面参数计算： （3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力： （4） 3.5 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，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。 （1）内力分析：V=374KN， （2）焊缝截面参数计算： （3）应力计算 腹板和翼缘交接处：
钢结构的连接习题参考答案 1．已知A3F钢板截面用对接直焊缝拼接，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：查附表得： 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，剪力，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：查附表得：，。 截面的几何特性计算如下： 惯性矩： 翼缘面积矩： 则翼缘顶最大正应力为： 满足要求。 腹板高度中部最大剪应力： 满足要求。
上翼缘和腹板交接处的正应力： 上翼缘和腹板交接处的剪应力： 折算应力： 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(静力荷载)。①采用侧焊缝；②采用三面围焊。 解：查附表得： 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： 肢背焊缝厚度取，需要： 考虑焊口影响采用； 肢尖焊缝厚度取，需要：
考虑焊口影响采用。 ②采用三面围焊缝 假设焊缝厚度一律取， ， 每面肢背焊缝长度： ，取每面肢尖焊缝长度 ，取 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。钢材为Q235B，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。 解：查附表得： 正面焊缝承受的力： 则侧面焊缝承受的力为： 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(设计值)，与焊缝之间的夹角，钢材为A3，手工焊、焊条E43型。 解：查附表得： ， 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。
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=，
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 =+=+=
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 23 f M =??????==σ 题2图 题1图 1
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 ≤ 3、图示角焊缝连接，承受外力kN N 500=的静载，mm h f 8=，2 160mm 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： 题3图
第二章习题 1．钢材的设计强度是根据确定的。 A、比例极限 B、弹性极限 C、屈服点 D、抗拉强度 2．钢材的伸长率δ是反映材料的性能指标。 A、承载能力 B、抵抗冲击荷载能力 C、弹性变形能力 D、塑性变形能力 3．四种厚度不等的Q345钢钢板，其中钢板设计强度最高。 A、16mm B、20mm C、25mm D、30mm 4．钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有。 A、良好的塑性 B、高强度和良好的塑性 C、良好的韧性 D、质地均匀、各向同性 5．下列因素中与钢构件发生脆性破坏无直接关系。 A、钢材屈服点的大小 B、钢材含碳量 C、负温环境 D、应力集中 6．钢材的疲劳破坏属于破坏。 A、弹性 B、塑性 C、脆性 D、低周高应变 7．对钢材的疲劳强度影响不显著的是。 A、应力幅 B、应力比 C、钢种 D、应力循环次数 8.吊车梁的受拉下翼缘在下列不同板边的加工情况下，疲劳强度最高的是 A、两侧边为轧制边 B、两侧边为火焰切割边 C、一侧边为轧制边，另一侧边为火焰切割边 D、一侧边为刨边，另一侧边为火焰切割边
答案 1、C 2、D 3、A 4、C 5、A 6、C 7、C 8、A 第三章习题 1．T形连接中，t1＝6 mm，t2＝12mm，若采用等角角焊缝连接，按构造要求，焊脚尺寸hf 取最合适。 A、4mm B、6mm C、8mm D、10mm 2．焊接残余应力对构件的无影响。 A、变形 B、静力强度 C、疲劳强度 D、整体稳定 3．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力。 A、与摩擦面的处理方法有关 B、与摩擦面的数量有关 C、与螺栓直径有关 D、与螺栓的性能等级无关 4．在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为。 A、均匀分布 B、一端大、一端小 C、两端大、中间小 D、两端小、中间大 5．以下关于对接焊缝的描述，其中描述错误的是。 A、在钢板厚度相差大于4mm的承受静力荷载的对接连接中，应从板的一侧或两侧做成坡度不大于1：2．5的斜坡，以减少应力集中 B、当对接正焊缝的强度低于焊件的强度时，为提高连接的承载力，可改用斜缝 C、在钢结构设计中，若板件较厚而受力较小时，可以采用部分焊透的对接焊缝 D、当对接焊缝的质量等级为一级或二级时，必须在外观检查的基础上再做无损检测，检测比例为焊缝长度的20％。
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 题1图题2图 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 t，最大焊脚尺寸h fmax=1.2t1，式中的t1和t2分 2 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 ）。
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
钢结构习题答案 习题答案 钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案 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 确定焊脚尺寸： ， 内力分配： 焊缝长度计算： ， 习题答案 ， 则实际焊缝长度为 310mm。 ，取 ， 则实际焊缝长度为 120mm。（2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取内力分配：焊缝长度计算： ， ， ，取 ， 则实际焊缝长度为
: ，取390mm。 ， 则实际焊缝长度为 : ，取260mm。 3.2 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 ， 。 习题答案 焊脚尺寸： 焊缝截面的形心：则 （1）内力分析：V=F， （2）焊缝截面参数计算： （3）应力计算 T引起的应力： 习题答案 V引起的应力： （4） 3.3 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。 （1）内力分析：V=F=98KN， （2）焊缝截面参数计算：取焊缝截面的形心： 习题答案 （3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力： （4）
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。 （1）内力分析：V=F， （2）焊缝截面参数计算： 习题答案 （3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力：（4） 3.5 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，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。 （1）内力分析：V=374KN， （2）焊缝截面参数计算： 习题答案 （3）应力计算 腹板和翼缘交接处： 折算应力： 不满足 3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接，F=100KN(设计值)， 。 （1）内力分析：V=100KN， （2）参数计算： 单个螺栓抗剪承载力（M22） ， 习题答案 ， （3）内力计算 T引起的应力： V引起的应力：（4
钢结构试题与答案 1、超声波检测中，产生和接收超声波的方法，通常是利用某些晶体的（）。 A、电磁效应 B、磁致伸缩效应 C、压电效应 D、磁敏效应 答案：C 2、厚度为2mm，宽度bo为10mm的钢板，取比例系数k＝5.65的带头试样，试样常规试验平行长度至少为（）。 A、 15mm B、 20mm C、 25mm D、 30mm 答案：D 3、用2.5MHz, 6 25mm直探头测定厚度100mm钢板的材质衰减, 假设钢板 表面往返损失1dB,现在测得（B1 ―B2）＝5dB，则双声程衰减系数为（）。 A、 0.04dB/mm B、 0.02dB/mm C、 0.0625dB/mm D、 0.03125dB/mm 答案：A 4、在钢桥中，采用摩擦型高强度螺栓或剪切承压型高强度螺栓连接形式。两者在同样直径条件下，其对螺栓孔与螺栓杆之间的空隙要求, 以下（）项为 正确的。 A、摩擦型空隙要求略大，剪切承压型空隙要求较小 B、摩擦型空隙要求略小，剪切承压型空隙要求较大 C、两者空隙要求相同 D、无空隙要求 答案：A 5、防火涂层厚度测试时，在测点处应将仪器的探针或窄片垂直插入防火 涂层直至钢材表面，并记录标尺读数，测试值应准确到（）。 A、 0.2mm B、 0.3mm C、 0.4mm
D、 0.5mm 答案：D 6、超声波检测常用的压电晶体中接收性能最好的是（）。 A、石英 B、钛酸钡 C、硫酸锂 D、铌酸锂 答案：C 7、用AVG方法进行定量评定时，不考虑材质衰减的缺陷定量结果比考虑材质衰减的缺陷定量结果（）。 A、偏大 B、相同 C、偏小 D、在允许的误差范围以内 答案：A 8、声束在何处发生扩散：（） A、近场 B、远场 C、晶片上 D、以上都不对 答案：D 9、按照《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2020要求，检查钢结构厂房的吊车梁或吊车桁架安装质量，其中不符合规范的情况为（）。 A、吊车梁存在微小下挠 B、吊车梁无下挠现象 C、吊车桁架无下挠现象 D、应全数检查 答案：A 10、钢结构表面防锈，正确的做法是下列哪一项？（） A、应刷防锈涂料； B、宜刷防锈涂料； C、一般结构可不刷防锈涂料； D、重要结构表面应刷防锈涂料。 答案：A 11、下面哪种结构不适用于钢结构？（）。
钢构造练习二焊缝连接 一、选择题〔××不做要求〕 1．焊缝连接计算方法分为两类，它们是〔C 〕。 A〕手工焊缝和自动焊缝B〕仰焊缝和俯焊缝 C〕对接焊缝和角焊缝D〕连续焊缝和断续焊缝 2．钢构造连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用〔B 〕。 A〕E55 B〕E50 C〕E43 D〕前三种均可 3．产生焊接剩余应力的主要因素之一是〔 C 〕。 A〕钢材的塑性太低B〕钢材的弹性模量太高 C〕焊接时热量分布不均D〕焊缝的厚度太小 ××4．不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力N之间的夹角θ满足〔B 〕。 A〕tanθ≤1.5 B〕tanθ>1.5 C〕θ≥70° D〕θ<70° 5．角钢和钢板间侧焊搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，〔C 〕。 A〕角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 B〕角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 C〕角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 D〕由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连承受有弯矩的作用 6．在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于〔B 〕。 A〕60h f B〕40 h f C〕80 h f D〕120 h f 7．直角角焊缝的有效厚度h e＝〔 A 〕。 A〕0.7 h f B〕h f C〕1.2 h f D〕1.5 h f 8．等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分配系数为〔 A 〕。 A〕0.7 B〕0.75 C〕0.65 D〕0.35 9．图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是〔 B 〕。 A〕a、b点 B〕b、d点 C〕c、d点 D〕a、c点 ××10．对于直接承受动力荷载的构造，计算正面直角焊缝时〔 C 〕。 A〕要考虑正面角焊缝强度的提高B〕要考虑焊缝刚度影响 C〕与侧面角焊缝的计算式一样D〕取βf＝1.22 11．斜角焊缝主要用于〔 C 〕。 A〕钢板梁B〕角钢桁架C〕钢管构造D〕薄壁型钢构造
第三章 钢结构的连接 1．选择题 （1）焊缝连接按构造分为两类，它们是 C 。 A. 手工焊缝和自动焊缝 B. 仰焊缝和 俯焊缝 C. 对接焊缝和角焊缝 D. 连续焊缝 和断续焊缝 （2）在下图的连接中，角钢肢尖上的角焊缝的焊脚尺寸f h 应满足 B 。 A. 102.1105.1max min ⨯=≤≤=⋅⋅f f f h h h B. )2~1(10125.1max min -=≤≤=⋅⋅f f f h h h C. 122.1105.1max min ⨯=≤≤=⋅⋅f f f h h h D. 102.1125.1max min ⨯=≤≤=⋅⋅f f f h h h （3）在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为 C 。P 204 A. 均分分布 B. 一端大、一端小 C. 两端大、中间小 D. 两端小、中间大 （4）产生焊接残余应力的主要因素之一是 C 。
A. 钢材的塑性太低 B. 钢材的弹性模量太高 C. 焊接时热量分布不均 D. 焊缝的厚度太小（5）承受静力荷载的构件，当所用钢材具有良好的塑性时，焊接残余应力并不影响构件的 A 。 A. 静力强度 B. 刚度 C. 稳定承载力 D. 疲劳强度 （6）采用螺栓连接时，构件发生剪切破坏是因为D 。 A. 螺栓较细 B. 钢板较薄 C. 截面削弱过多 D. 端距或栓间距太小（7）一个普通抗剪螺栓的设计承载力是 D 。 A. 螺栓杆的抗剪承载力 B. 螺栓的承压承载力 C. A、B中的较大值 D. A、B中的较小值（8）摩擦型高强螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力B 。 A. 提高 B. 降低 C. 按普通螺栓计算 D. 按高强度螺栓承压型连接计算 （9）摩擦型高强螺栓在杆轴方向受拉时，承载力C 。P244 A. 与摩擦面的处理方法有关 B. 与摩擦面的数量有 关 C. 与螺栓直径有关 D. 与螺栓的性能等级无关
题目：1.钢结构的连接按照连接的方法主要包括焊缝连接（电弧焊、气焊等）、螺栓连接（普通螺栓、高强度螺栓）、铆钉连接和销轴连接，其中最早出现的连接方法是（） 选项A：螺栓连接 选项B：焊缝连接 选项C：铆钉连接 选项D：销轴连接 答案：螺栓连接 题目：2．摩擦型高强度螺栓抗剪连接的承载力取决于（） 选项A：螺旋强度和螺栓的长度 选项B：螺栓孔的大小和螺栓直径的大小 选项C：高强度螺栓的预拉力和板件接触面间的摩擦系数的大小 选项D：连接件的厚度和强度 答案：高强度螺栓的预拉力和板件接触面间的摩擦系数的大小 题目：3．摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接的不同之处体现在（） 选项A：设计计算方法和孔径方面 选项B：材料和预拉力方面 选项C：接触面的处理方面 选项D：施工要求方面 答案：设计计算方法和孔径方面
题目：4．4.6级的螺栓的屈服强度与抗拉强度之比为（） 选项A：4 选项B：0.6 选项C：4.6 选项D：2.4 答案：0.6 题目：5．下列关于焊缝连接说法有误的一项是（） 选项A：焊缝连接是通过热熔并加填料的方法完成构件之间的连接 选项B：焊缝连接具有构造简单、适应性强、自动化程度高、连接刚度大等优点 选项C：焊接可提高被焊钢材的塑性和韧性 选项D：焊接过程产生较大的焊接残余应力，容易导致焊缝区和热熔区发生脆断和疲劳破坏答案：焊接可提高被焊钢材的塑性和韧性 题目：1．钢结构的连接是指通过一定的方式将钢板或型钢组合成构件，或者将若干个构件组合成整体结构，以保证其共同工作。（） 选项A：对 选项B：错 答案：对 题目：2．铆钉连接的方式分热铆和冷铆两种。（）