《钢结构设计原理计算题》
【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L= 250mm厚度t=10mm。
根据公式f t w移项得：
l w t
N l w t f t w (250 2 10) 10 185 425500N 425.5kN
【变化】若有引弧板，问N ?
解：上题中l w取实际长度250,得N 462.5kN
解：端焊缝所能承担的内力为：
N30.7h f l w3 f f f w2 0.7 6 300 1.22 160 491904N
侧焊缝所能承担的内力为：
N10.7h f l w1f f w4 0.7 6 (200 6) 160 521472N
最大承载力N 491904 521472 1013376N 1013.4kN
【变化】若取消端焊缝，问N ?
解：上题中令N30 , l w1200 2 6,得N 弘505.344 kN
2t，即250-2*10mm。
300mm 长
6mm。求最大承载力N
钢材米用Q 235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准,
2
185N /mm。试求连接所能承受的最大拉力N
解：无引弧板时，焊缝的计算长度l w取实际长度减去
【练习2】两截面为450 14mm的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽度
410mm中间留空10mm),厚度8mm
钢材Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w160N / mm2，静态荷载，h f
【练习3】钢材为Q 235,手工焊，焊条为E43, f f 160N/mm"，静态荷载。双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，h f 6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度
均为250mm等边角钢的内力分配系数0.7，k20.3。求最大承载力N
—｝心｝\2LI25x8
解：
端焊缝所能承担的内力为：
N30.7h f l w3 f f f" 2 0.7 6 125 1.22 160 204960N
肢背焊缝所能承担的内力为：
N10.7h f l w1f f w20.7 6 (2506) 160327936N
根据N1
N3
k1N —3
2
1N31204960
得: N(N13)(3279360 960
)614880N
K120.72【变化】若取消端焊缝，问
解：上题中令N3614.88kN
N ?
0，l w1 250 2 6，得N 456.96kN
【练习4】钢材为Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w 已知F 120kN，求焊脚尺寸h f
(焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去
2
160N / mm，静态荷载。
2h f )
解：设焊脚尺寸为h f，焊缝有效厚度为h e 0.7h f 将偏心力移
到焊缝形心处，等效为剪力V= F及弯矩在剪力作用下：
3
120 10 342.9
M=Fe
h e l w
在弯矩作用下: M M
f
W f , 2 0.7h f 250 120 103150
2
h f
1234
2
(N / mm ) IK
W
f
1
代入基本公式
h f
2
(N /mm )
得: (1234 )2 (342.9)2
(1.22h f)( h f)
1068 160
h f
可以解得：h f6.68mm，取h f
h f mi n 1.5 14 5.6mm h f 【变化】上题条件如改为已知h 7
mm。
h 12
f max
14.4mm，可以。
f 8mm，试求该连接能承受的最大荷载N
12
【练习5】钢材为Q 235，手工焊，焊条为 E43, f f w 2 160N / mm ，静态荷载。 解：偏心距 e 350
100 2 75mm 弯距：M 75N
N
N
N f
h e 1
w
2 0.7 8 (350 2 8) M
M
75N
f
W f 2 1 -0.7 8 6 2
(350 2 8) N M
N N 耳w f f
3740.8 f T f 2776.5 可以解得： N 311082N 311.08kN
已知h f 8mm ，求连接能承受的最大荷载 N ?(焊缝无绕角) N 3740.8
N
2776.5 1.22 160 195.2 【变化】焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去 2h f ，求N 【练习6】钢板截面为 310mm 14mm 盖板截面为 f 215N /mm 2, C 级螺栓 M 20 ,孔径 21.5mm, f ：
140N /mm 2 , f 求该连接的最大承载力 N ? 310mm 10mm b c 钢材为 Q235, 305N /mm 2 , + ￥
r
H w-
T
解： ⑴一个螺栓的抗剪承载力设计值: d 2
b
N V n v
vb
2 3?
14 202
140 4
4
⑵一个螺栓的承压承载力设计值：
20 14 305 10 3
85.4kN
10 3
87.96kN
N b d t 1 ( 因为t 14mm ⑶最大承载力 N nN m. 8
⑷净截面强度验算：
N 683.2 2t 1 2 85.4 103
10 20mm ,故公式中取 t 14)
683.2kN A n
(310 4 21.5) 14
不满足要求。最大承载力由净截面强度控制:
N ,
【变化】上题条件如改为已知
3
68竺匹 217.9N/mm 2
3136 215N /mm
A n f 3136 215 10 3
674.24kN
N=600kN 试验算该连接是否安全
【练习7】钢板截面为310mm 20mm盖板截面为310mm 12mm钢材为Q235,
f 215N /mm2( t 16), f 205N / mm2(t 16)。8.8级高强度螺栓摩擦型连接
M 20，孔径22mm接触面喷砂，=0.45，预拉力P 125kN。求该连接的最大承载力
N ?
解：
⑴一个高强度螺栓的抗
剪承载力设计值:
N 0.9n
⑵最大承载力
N nN Vb 8
⑶净截面强度验算：
【练习8】拉力F与4个螺栓轴线的夹角为45°，柱翼缘厚度为
24mm连接钢板厚度16mm 钢材为Q235, f 215N /mm2(t
16), f
强度螺栓摩擦型连接M20，孔径22mm接触面喷砂，
斜拉力F的两个分力为：V N F sin45o, 每个螺栓同时承
受的剪力和拉力为：
Fsin 45°2F
N v N t
F
4 8
螺栓同时承受的剪力和拉力，用规范相关公式求解:
N v N t 1
b b
1
N v N t
一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值：
N：0.9 n f P 0.9 1 0.45 125
(1 0*)卫
n A n
⑷毛截面强度验算：
N 810 103
3
(105
自(31。
81
4 22)202
2
205N / mm
130.6N / mm2205N / mm2
A 310 20
【变化】上题条件如改为已知N=800kN试验算该连接是否安全
P 0.9 2 0.45 125 101.25kN
101.25 810kN
该连接的最大承载力F
解：
205N /mm2(t 16)。8.8级高
=0.45，预拉力P 125kN。求
50.625kN
一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值: