mm mm t 2.485.15.1max == 取 mm h f 5min =
mm mm t 2.762.12.1min =? 取 mm h f 7max =
因是贴边焊：mm mm mm t h f 6282max =-=-=
所以取mm h f 6=合理。
mm mm t 7.4105.15.1max == 取 mm h f 5min =
mm mm t 652.12.1min =? 取 mm h f 6max =
因是贴边焊且mm mm t 65π=取mm h f 5max =
所以取焊脚尺寸
mm h f 5=合理。
mm h f 10=，钢材为Q345，
焊条E50型，手工焊。
要求：确定焊缝所能承受的最大静力荷载直F 。
答案：将偏心力F 向焊缝群形心简化，则焊缝同时
承受弯矩mm FkN F M e ?==30和剪力V ＝FkN ，按最危险点A 或B 确定焊脚尺寸。因转角处
有绕角焊缝2f h ，故焊缝计算长度不考虑弧坑影响，w l ＝200mm 。
焊缝计算截面的几何参数：
应力分量：
：0，3571F
2
200mm N
f w f =。
解得：kN F 7.450≤.
因此该连接所能承受的最大静力荷载设计值为450.7kN.
条件：图5..5.16所示，一竖立钢板用有
钢柱上。已知焊缝承受的静态斜向力N=280N （设
计值），θ＝60°，角焊缝的焊脚尺寸f h ＝8mm ，mm l w
155='，钢材为Q235－B ，手工焊，焊条E43.
要求：验算直角角焊缝的强度 答案：查表得2
160mm N
f w t =
1）解法1
将N 力分解力垂直于焊缝和平行于焊缝的分力，即
焊缝同时承受f σ和f τ
2）解法2
已知θ=60°
＞280kN ，满足要求
焊缝连接，N ＝667kN （静载设计值），角钢为101002?L ，
节点板厚度为10mm ，钢材为Q235，焊条为E43型，手工
焊。
要求：试确定所需焊缝的厚度和施焊长度 答案：角焊缝的强度设计值2
160mm N
f w f =
角钢肢尖处 mm h f 8~9)2~1(10max ,=-= 角钢肢背处 mm h f 12102.1max ,=?=
角钢肢背、肢尖都取mm h f 8=（角钢肢背和肢尖可采用相同的焊脚尺寸，也可使肢背的焊脚尺寸比肢尖的大2mm ）。
所需焊缝计算长度为
侧面焊缝实际施焊长度为
27716261211=+=+=f w h l l ，取280mm
12816112222=+=+=f w h l l ，取130mm
Kn(静力荷载)，角钢为2L110×70×10（长肢相连），连接板厚度为12mm ，刚才Q235，焊条E43型，手工焊。
要求：试确定所需焊脚尺寸和焊缝长度。
答案：设角钢肢背、肢尖及端部焊脚尺寸相同，取
mm mm mm t mm h f 9~8)2~1(10)2~1(8=-=-≤=;
mm t h f 12102.12.1min =?=π;
w f h ＝160N ／m 。 端缝能承受的内里为：
肢背和肢尖分担的内力为：
肢背和肢尖焊缝需要的实际长度为：
mm h f h N l f w
f f 231816087.02104007.02311=+????=+?= 取235mm mm h f h N l f w
f
f 97816087.02101607.023
22=+????=+?= 取100mm
条件：两截面为40014?的钢板，采用双盖板和C 级普通螺栓连接，螺栓M20，刚才Q235，承受轴心拉力设计值N=940Kn.
要求：试设计此链接。
答案：1）确定连接盖板截面。
采用双盖板拼接，截面尺寸选
4007?，于连接钢板截面面积相等，刚才也采用Q235.
2)确定螺栓数目和螺栓排列布置。
2
140mm
N
f b v =，2
305mm N
f b c =。单个螺栓受剪承载力设计值：
单个螺栓承压承载力设计值：
则连接一侧所需螺栓数目为：
0.1185400109403min =?==b N N n 个，
取n=12个。
3）验算连件的净截面强度。
2
215mm N
f =。
连接钢板在截面I -I 受力最大的N,连接盖板则是截面33-受力最大也是N ，但是因两者刚才、截面均相同，故只验算连接钢板。设螺栓孔径mm d 5.210=。
满足。
245.2cm A e =，焊条采用E43系列，手工焊。
要求：按可拆卸的和永久性的两种情况分别设计此连接。
最上排螺栓承受的拉力最大，按下列公式计算：
每个螺栓承受的剪力为： 2
140mm
N
f b v =，2
170mm
N
f b t =，2
305mm N
f b c =
单个螺栓的承载力为： ｜
kN N kN N b c V 12226=≤=,满足要求。
最上一排单个螺栓承受拉力为：
支托和柱翼缘的连接用侧面角焊缝，查表得2
160mm N f w f =，考虑V 力对焊缝的偏心
影响25.1=α，取mm h f 10=，
mm h mm l f V
h f w w
f f 101.9)
102180(1607.021026025.17.023
==?-?????=?=πα。 条件：有一角钢和节点板搭接的螺栓连接，钢材为Q235－B ·F 钢。承受的轴心拉力设计值计值5109.3?=N （静载）。采用C 级螺栓，用60902?L 22120mm A =。
要求：确定螺栓数量和布置
答案：1.栓直径确定
根据在角钢上设置螺栓的构造要求，在角钢60902?L 上的栓孔最大开孔直径为23.5mm ，线距e=50mm 。据此选用M20螺栓，孔径为mm d 5.210=。
由螺栓的最大、最小容许距离queding 螺栓边距和中距。
顺内力方向边l ，mm t d l 48}48,86m in{}68,5.214m in{}8,4m in{0max ==??==，
mm d l 435.21220min =?==，故取端距为45mm
中距（螺距）l ，mm t d l 72}72,172m in{}612,5.218m in{}12,8m in{0max ==??==，
mm d l 5.645.21330min =?==故取端距为65mm
螺栓数目确定：
一个C 级螺栓受剪承载力设计值b N 为
所需螺栓数目n 为
4.661000
)5
.21150390
1.1(109.35
=??-?=
=b N
N n 个 取7个
故螺栓的承载力设计值应乘以折减系数η为
得所需螺栓数为
6.661000
)5
.21150390
1.1(109.35
=??-?==b
N
N n η个
所以取7个螺栓满足螺栓抗剪要求。
3.构建净截面强度验算
所以该连接按M20，mm d 5.210=，7个螺栓如图布置满足要求。
250142?-被两块盖板62025082??-用M20的C 级螺栓拼接，
螺栓孔径d 0d F B Q ?-235。 要求：试确定此拼接所能承受的最大轴心拉力设计值N （静载）。
答案：1螺栓的排列距离校核
C 级螺栓的M20，应取栓空mm d 220=。螺栓中心间距、中心至构件边缘距离均符合螺栓排列距离的最大、最小要求。
2.螺栓能承受的最大轴心拉力设计值
一个螺栓抗剪承载力设计值b N 为
mm d mm l 33022151521001=?==π。是短拼头，螺栓承载力不折减。
所以：N N N N c v b v b 85400},min{==
所以螺栓能承受的最大拉力设计值1N 为
3.构件能承受的最大轴心拉力设计 值
主板1-1正交 净截面积1.1A
主板1-1折线净截面积2.1A 为
3A WEI
所以232.11.12884},,min{mm A A A A n ==
故N f A N n 62006021528842=?==
所以，该连接所能承受的最大拉力设计值N （静载）为
由上计算表明，该连接多能承受的最大拉力设计值N 是由主板净截面强度条件控制。
要求：试确定此拼接所呢个承受的最大拉力值N 。
答案：1.螺栓距离校核
取mm d 220=
2.螺栓能承受的最大轴心拉力设计值1N
在抗剪连接中，每个高强度摩擦型螺栓的承载力设计值为
所以1N 为
1N =N nN b v 651020.81011.99?=??=
3.构件能承受的最大轴心拉力设计值2N
1.1A 对应的1.2N 为
得215)
9
25.01(1
.11
.2≤-A N
主板1-1折线净截面2.1A 对应的2.2N 为
盖板3-3净截面3.3A ,对应的1.3N 为
主板毛截面A ，对应的1.4N 为
}752500,760842,864042,697568m in{2=N =697568N
所以，该连接所能承受的最大拉应力设计值N 为
由上计算表明，该连接多能承受的最大拉力设计值N 是由主板净截面强度条件控制。
例5.2.3 焊接工形等截面简支梁的强度、刚度验算
kN P k 330=，为间接动力荷载，其中可变荷载效应占一半，多用正在梁的顶面，其沿梁跨
度方向的支承为130mm 。
要求：验算该梁的强度和刚度
答案：Q235钢强度设计值
楼盖主梁的挠度容许值
1. 截面几何特性计算
面积 21462.1208.01004.130cm A =?+?+?=
度强轴x 轴的惯性矩
式中略去不及翼缘板对自身形心轴的惯性矩。
对受压纤维的截面模量
对受拉纤维的截面模量
受压翼缘板对x 轴的面积矩
受拉翼缘板对x 轴的面积矩
x 轴以上（或以下）截面对x 轴的面积矩
2. 梁的内力计算
（1） 荷载计算
梁自重标准值
式中1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造用钢材使梁自重增大的系数，3
7850m kg =ρ为钢材质量密度，9.807为重力加速度取值。
梁自重设计值
集中荷载设计值
跨中截面弯矩设计值
支座截面剪力设计值
跨度中点截面处剪力设计值
3. 截面强度计算
（1） 抗弯强度—验算跨中截面受拉边缘纤维因截面无削弱，x nx W W 2=，翼缘厚
t=14mm ，受压翼缘自由外伸宽度mm b 146)8300(2
1
=-=
，134.1014
146π==t b 05.1=x γ。
%
9.0310
310
9.312,3109.31210400605.11016.1316223
6
=-==???=mm N f mm N W M nx x x φγ基本满足要求。
（2） 梁支座截面处的抗剪强度
2243
3max max 1800.328
102303421026291022.224mm N f mm N t I S V v w x x ==?????==πτ，满足要求。 （3） 腹板局部承压强度
由于在跨度中点固定集中荷载作用处金额支座反力作用处设置支承加劲肋，因而
不被验算腹板局部承压强度。
（4） 折算应力
由跨度中点截面腹板计算高度下边缘处控制，该处的正应力σ剪应力τ和局部压应力c σ分别为：
折算应力：
2
12
222223413101.19.3229.1537.3213mm N
f mm
N c c =?==?+=+?-+βτσσσσπ，
满足要求。
跨中最大挠度
满足要求。
该梁的强度刚度均满足要求。
k g ＝2.45kN ／m （标准值）。梁上翼缘有3个集中荷载F ＝500kN （设计值）分别作用于
跨度的四分点处，跨度中点有一个侧向支承，钢材为Q343钢。
要求：试验算此梁的整体稳定性。
答案：（1）判断是否要进行整体稳定计算
梁受压翼缘侧向自由长度1l 与其宽度的比值7.1636060001==b l
（2）求最大弯矩设计值
（3）梁截面几何特性
（4）钢材强度设计值
2
295mm N
f =。
（5）用近似公式计算b ?
因99325
235
120235120
85===y y f πλ，可以用《规范》（B.5-1）式计算b ? 2236
29526510
1389383.0103035mm N f mm N W M x b y
==???=π?，满足要求.
(6)用《规范》（B ⒈1）公式计算b ?
按《规范》表B.1跨度中点有一个侧向支承点的情况，但3个集中荷载不全位于跨中央附近，故根据注3，应取表中项次5，即按均布荷载作用在上翼缘上的15.1=b β。双轴对称截面0=b η
整体稳定系数为
整体稳定性满足要求。
要求：验算整体稳定性
答桑：根据题意可知m l m l y x 5.4,600==。
l ）计算截面特征值。
毛截面面积：
截面惯性：
43177512
2212cm I y =??=（忽略腹板）
截面回转半径：
2）柱的长细比和刚度验算。
3）整体穗定验缉。
根据截面组成条件，从《规范》表5.1.-1知，对x 轴属b 类，对y 轴属c 类，查《规
范》表
C-2，C-3得：
满足要求。
要求：验算实腹桂腹板和翼缘的局部稳定。
答案：腹板高度mm h 2500=，厚度mm t w 8=；长细比4.50=λ，翼缘外仲宽度
mm b .125=，厚度mm t 12=。
腹板和翼缘的局部稳定均能得到保证。
要求：试设计此支柱的截面：采用普通轧
制工字钢；
（1）试选截面
假定λ＝90，对于轧制工字钢，当绕x 轴失稳时属于a 类截面，由《规范》表c-1查
得
714.0=x ?绕y 轴失稳时属于b 类截面，由《规范》表C －2查得621.0=y ?。需要的截面面积和回转半径为：
不可能选出同时满足y x i i A ,,的型号，可适当照顾到A 和y i 进行选择。现试选
cm i cm i cm A a I y x 18.3,0.22,135,562====
（2） 截面验算
因截面无孔眼削弱，可不验算强度。又因轧制工字钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行整体稳定和刚度验算。
长细比：
y λ远大于x λ，故由y λ查《规范》表C-2得591.0=?。
a 32[2）组成，柱肢的中心距为260mm ，缀条采用单角钢（445?L ）
。荷载的设计值为轴心压力N=1750kN ，柱的计算长度为m l l y x 600==，钢材为Q235，截面无削弱。
要求：验算柱肢和缀条的强度、稳定和刚度
答案：1.截面特性：
柱截面面积 2974048702mm A =?=
单肢计算长度 mm l 52001=
单肢回转半径 mm i x 125=
绕虚轴惯性矩 48210707.1)137.48305(2mm I y ?=?+?=
虚轴回转半径 mm A I i y
y 1329740
10707.18
=?==
长细比 48125
60000===
x x x i l λ 缀条截面面积 22169898.649.32mm cm A ==?=
换算长细比 4.49698
9740
274.4527
2120=?+=+=A A y y λλ 2.截面验算
x y λλφ0，只需要计算绕虚轴的稳定性，查《规范》表C-2，当4.49=λ时，859.0=?，于是
满足整体稳定要求；因截面无削弱不需要验算净截面强度。
局部稳定：因柱肢为型钢，局部稳定能够保证。
4.刚度验算
缀条轴力 N V N t 4411074.12
/22/1046.2cos ?=?==
α 缀条长度 mm l t 64.3672260== 缀条最小回转半径 mm i 9.80=
缀条长细比 18.379.8/64.3679.0/9.0010=?==i l λ
单角钢强度这件系数 0.65637.180.00150.60.00150.6=?+=+λ
由λ查得稳定系数 909.0=?（b 类截面）
缀条稳定验算
所以缀条截面满足稳定性要求。
6.缀条焊缝计算（略）。
例5.4.3 工字截面拉杆能承受的横向可在计算
条件：某轴心受拉构件的受力情况和截面尺寸见图5.4.3，承受的静力荷载设计值为N ＝1000kN ，钢材为Q235A ，构件截面无削弱。
要求：确定能承受的最大荷载F
答案：截面特性为
A ＝2×24×1.4＋80×
0.8=131.22cm
33.35134.41/5.145449)4.140/(cm I W x x ==+=。
构件的最大弯矩为)(6m kN F M x ?=
即横向荷载F 的最大值为85.3kN 。