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钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)

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(参考资料)钢结构设计原理课后习题作业及答案

(参考资料)钢结构设计原理课后习题作业及答案
习题八
4
习题四
图 3-23
2
习题五
一实腹式轴心受压柱，承受轴压力 3500kN（设计值），计算长度 l0x =10m，l0y =5m，截面为焊接
组合工字型，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为Q235，容许长细比
。要求：
（1）验算整体稳定性
（2）验算局部稳定性
习题六
如图所示 工字形简支主梁，Q235F 钢，f =215N/mm2 ，fv =125N/mm2 承受两个次梁传来的集中
习题一
习题二 如图所示梁柱连接节点的角焊缝，图示位置作用有剪力V、轴力N、弯矩M。梁
截面尺寸如图。采用直角角焊缝，设焊角尺寸为hf，求焊缝最不利受力点的应力值。
1
习题三 如图所示柱的牛腿节点处角焊缝，图示位置作用有剪力V、轴力N、弯矩M。采用直角角
焊缝，设焊角尺寸为hf，求焊缝最不利受力点的应力值。
力P =250KN 作用（设计值），次梁作为主梁的侧向支
习题七 某焊接工字形截面柱，截面几何尺寸如图 4-4 所示。柱的上、下端均为铰接，柱高 4.2m，承受
的轴心压力设计值为 1000kN，钢材为 Q235，翼缘为火焰切割边，焊条为 E43 系列，手工焊。试 验算该柱是否安全。

钢结构设计原理 课后答案

钢结构设计原理 课后答案

钢结构设计原理课后答案
1. 钢结构设计的原理是基于力学原理，其中包括材料力学和结构力学。

2. 钢材的力学性能是进行钢结构设计的重要基础，包括材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等。

3. 钢结构设计中的荷载分为静态荷载和动态荷载。

静态荷载包括自重、活载和附加荷载，动态荷载包括地震荷载和风荷载等。

4. 钢结构设计需要满足一系列的设计准则和规范，如国家标准和建筑行业规范等。

5. 钢结构设计过程中需要进行结构分析，包括静力分析和动力分析。

静力分析是通过计算结构的受力和变形情况，确定结构的安全性和稳定性。

动力分析则是针对地震和风荷载等动态荷载进行结构响应计算。

6. 钢结构设计中需要考虑结构的稳定性，包括整体稳定性和构件稳定性。

整体稳定性是指结构整体的稳定性，构件稳定性则是指结构中各个构件的抗侧稳定能力。

7. 钢结构设计中需要考虑结构的承载力，包括构件的强度和刚度。

强度是指结构抵抗外部荷载作用的能力，刚度是指结构抵抗变形的能力。

8. 钢结构设计中需要进行连接设计，包括连接的刚度和强度设
计。

连接的刚度设计需要保证连接的刚度和整个结构的刚度协调，连接的强度设计需要保证连接的强度不低于构件的强度。

9. 钢结构设计中需要考虑构件的施工性能，如可焊性、切割性、螺纹加工等。

施工性能对于结构的质量和施工进度有重要影响。

10. 钢结构设计中需要进行耐久性设计，保证结构在使用寿命
内具有良好的耐久性能，抵抗外界环境和腐蚀等因素的损害。

钢结构设计原理张耀春版课后习题答案完整版

钢结构设计原理张耀春版课后习题答案完整版

Nv 26.5kN<Ncb 97.6kN 满足。
2. 改用高强度螺栓摩擦型连接 查表 3.5.2 8.8 级 M20 高强螺栓预拉力 P=125kN，摩擦面仅用钢丝刷清除浮锈 μ=0.3 单个螺栓受剪承载力设计值： Nvb 0.9nf P 0.910.3125 33.75kN
单个螺栓受拉承载力设计值：
(150
2hf
)
2
150 12 2
hf
2
(200
2hf
)hf
2hf
) 200 2hf 2
hf
(150
12)
12
200
3
2
150 2
12
6
200
3
2
(200
12)
200 2
12
6
(150
12)
2
150 12 2
6
2
(200
12)
6
139mm
全部有效焊缝对中和轴的惯性矩：
N3
2 0.7hf bf
f
w f
2 0.7 6 4601.22 200
942816N
侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N1 N N3 1500 103 942816 557184N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有 4 条侧缝）：
l
lw
hf
N1 4 0.7hf
ffw
yc 200 12
最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 12 5.2 mm
取 hf=6mm 满足焊缝构造要求。
2） 焊缝截面几何性质
12
焊缝截面形心距腹板下边缘的距离 yc
yc

钢结构设计原理 张耀春版课后习题答案

钢结构设计原理 张耀春版课后习题答案
5.1某楼盖两端简支梁跨度15m，承受静力均布荷载，永久荷载标准值为35kN/m（不包括梁自重），活荷载标准值为45kN/m，该梁拟采用Q235B级钢制作，采用焊接组合工字形截面。若该梁整体稳定能够保证，试设计该梁。
解：
1）内力计算
荷载标准值：活荷载标准值：q=45kN/m，永久荷载标准值：g=35kN/m
《钢结构设计原理》作业标答
3.连接
3.8试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值N=1500kN，钢材Q345-A，焊条E50型，手工焊，焊缝质量三级。
解：
三级焊缝
查附表1.3： ，
不采用引弧板：
，不可。
改用斜对接焊缝：
方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度：
设计满足要求。
方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
a.摩擦型连接
单个螺栓受剪承载力设计值：
单个螺栓受拉承载力设计值：
螺栓平均承受剪力=拉力：
拉-剪共同作用： 连接不满足要求。
b.承压型连接
查附表1.3高强度螺栓承压型连接： ，
单个螺栓受剪承载力设计值（受剪面不在螺纹处）：
单个螺栓承压承载力设计值：
单个螺栓受拉承载力：
拉-剪共同作用时：
满足。
4、5.受弯构件、梁的设计
解：
1)截面几何性质
截面面积：
对x轴截面惯性矩：
对x轴截面抵抗矩：
对x轴截面面积矩：
2）内力计算
恒载：标准值为P1=200kN，设计值：P1=1.2×200=240kN
自重标准值：g=21600×7.85×9.8/10002=1.662kN/m，
设计值：g，设计值：P2=1.4×300=420kN

钢结构设计原理 张耀春版课后习题答案

钢结构设计原理 张耀春版课后习题答案

《钢结构设计原理》作业标答3. 连接试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。

轴力拉力设计值N=1500kN ，钢材Q345-A ，焊条E50型，手工焊，焊缝质量三级。

解： 三级焊缝查附表：2w t N/mm 265=f ，2w v N/mm 180=f 不采用引弧板：m m 4801025002w =⨯-=-=t b l32w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010N f l t σ⨯===>=⨯，不可。

改用斜对接焊缝：方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度：m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w=-=-︒=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310N f l t θσ⨯⨯===<='⨯32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310v N f l t θτ⨯⨯==≈<='⨯设计满足要求。

方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。

此时设置引弧板求解方便些。

条件同习题，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。

解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。

查附表：2w f N/m m 200=f试选盖板钢材Q345-A ，E50型焊条，手工焊。

设盖板宽b =460mm ，为保证盖板与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。

所需盖板厚度：1250010 5.4mm 22460A t b ⨯≥==⨯，取t 2=6mm由于被连接板件较薄t =10mm ，仅用两侧缝连接，盖板宽b 不宜大于190，要保证与母材等强，则盖板厚则不小于14mm 。

所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。

1) 确定焊脚尺寸最大焊脚尺寸：t h t ==m ax m m 6f ，mm最小焊脚尺寸：7.4105.15.1min f =⨯==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm2）焊接设计：正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=f b h N β侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 557184942816101500331=-⨯=-=N N N所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有4条侧缝）：mm 172620067.045571847.04fwf f 1f w =+⨯⨯⨯=+⨯=+=h f h N h l l取侧面焊缝实际长度175mm ，则所需盖板长度： L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。

钢结构设计原理习题及参考答案1

钢结构设计原理习题及参考答案1

钢结构设计原理习题及参考答案 1 单项选择题1.焊接组合梁截面高度h 是根据多方面因素确定的，下面哪一项不属于主要影响因素？（）A、最大高度B、最小高度C、等强高度D、经济高度答案：C2.焊接的优点不包括（）。

A、直接连接方便简单B、节省材料C、结构刚度大，提高焊接质量D、最大化体现钢材料性能答案：D3.轴心压杆计算时满足（）的要求。

A、强度，刚度B、强度，刚度，整体稳定C、强度，整体稳定，局部稳定D、强度，整体稳定，局部稳定，刚度答案： D4.对关于钢结构的特点叙述错误的是（）。

A、建筑钢材的塑形和韧性好B、钢材的耐腐蚀性很差C、钢材具有良好的耐热性和防火性D、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构答案：C5.轴心受压构件整体稳定的计算公式的物理意义是（）。

A、截面平均应力不超过钢材强度设计值B、截面最大应力不超过钢材强度设计值C、截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值D、构件轴力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值答案： D6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面（）。

A、最大应力达到钢材屈服点B、平均应力达到钢材屈服点C、最大应力达到钢材抗拉强度D、平均应力达到钢材抗拉强度答案：B7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标？（）A、屈服点B、抗拉强度C伸长率D、线胀系数答案：D18.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用（）。

A.E55 型：C9.梁受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足要求时，采用（）是比较合理的措施。

A、加厚翼缘B、在集中荷载作用处设置支承加劲肋C、增加横向加劲肋的数量D、加厚腹板答案：B10.最大弯矩和其他条件均相同的简支梁，当（）时整体稳定最差。

A、均匀弯矩作用B、满跨均布荷载作用C、跨中集中荷载作用D、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用答案： A11.不考虑腹板屈曲后强度，为保证主梁腹板的局部稳定，（）。

A、需配置横向加劲肋和纵向加劲肋B、不需要配置加劲肋C需设置横向加劲D、需配置纵向加劲肋答案：C12.轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（）。

钢结构设计原理课后答案

钢结构设计原理课后答案以下为钢结构设计原理课后答案：1. 梁的弯曲设计原理：- 梁在受力时会发生弯曲变形，根据梁的静力平衡原理，可得到梁的弯矩方程；- 根据材料力学理论，可以推导出梁的弯矩和弯曲曲率之间的关系；- 采用合适的截面形状和尺寸，使得梁在受到外力作用时能够保持合理的弯曲变形，从而满足设计要求。

2. 柱的压缩设计原理：- 柱在受压力作用时会发生压缩变形，根据柱的静力平衡原理，可得到柱的压力方程；- 根据材料力学理论，可以推导出柱的压力与变形之间的关系；- 采用合适的截面形状和尺寸，使得柱在受到外压力作用时能够保持合理的压缩变形，从而满足设计要求。

3. 接头的设计原理：- 接头是连接钢结构构件的重要部分，其设计原理主要包括强度计算和刚度计算；- 强度计算要考虑接头在受力时承受的拉力、压力和剪力等作用；- 刚度计算要保证接头具有足够的刚度和变形能力，使得构件能够满足整体的刚度要求；- 通常采用焊接、螺栓连接等方式进行接头设计。

4. 桁架结构的设计原理：- 桁架结构是由多个构件组成的三角形结构，其设计原理主要包括构件受力分析和整体稳定性分析；- 构件受力分析要考虑各构件在受荷载作用下的拉力和压力，通过静力平衡方程求解各个构件的受力；- 整体稳定性分析要保证桁架结构在外力作用下不发生整体失稳，通常采用稳定性计算方法进行分析；- 桁架结构设计要满足强度、刚度和稳定性等要求。

5. 桩基设计的原理：- 桩基设计的主要目的是保证建筑物或结构的稳定和承载能力；- 桩基设计的原理包括桩身的承载力计算和桩身的变形计算； - 桩身承载力计算要考虑桩身的竖向承压力和横向剪切力等作用；- 桩身变形计算要考虑桩身在受荷载作用下的竖向和横向变形。

请注意，以上答案仅供参考，具体答案可能会因教材版本和教师要求有所不同。

建议与教材或教师进一步核对。

钢结构设计原理 张耀春版课后习题答案

.《钢结构设计原理》作业标答3. 连接3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。

轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材Q345-A，焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。

解： 三级焊缝NN500查附表1.3：f tw265 N/mm 2 ，fw v 180 N/mm210不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mmN lwt1500 103 480 10 312.5N/mm2ftw265N/mm2 ，不可。

改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度：lw (b / sin ) 2t (500 / sin 56) 20 (500 / 0.829 ) 20 583mmN sin lw t 1500103 0.829 58310 213N/mm2ftw 265N/mm2N cos lw t 1500103 0.559 58310 144N/mm2fvw 180N/mm2设计满足要求。

方法二：以 θ 作为未知数求解所需的最小斜缝长度。

此时设置引弧板求解方便些。

3.9 条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。

解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。

查附表1.3：fw f200 N/mm 2试选盖板钢材 Q345-A，E50 型焊条，手工焊。

设盖板宽 b=460mm，为保证盖板与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。

所需盖板厚度：t2A1 2b500 10 2 4605.4mm，取t2=6mm由于被连接板件较薄 t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽 b 不宜大于 190，要保证与母材等强，则盖板厚则不小于 14mm。

所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。

..1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸： t 6mm，hf max t mm最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 10 4.7 mm取焊脚尺寸 hf=6mm 2）焊接设计： 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N3 2 0.7hf bf ffw 2 0.7 6 460 1.22 200 942816 N 侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N1 N N3 1500 10 3 942816 557184 N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有 4 条侧缝）：l lw hfN1 4 0.7hffw f hf557184 4 0.7 6 200 6 172 mm取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度：175 10 175L=175×2+10(盖板距离)=360mm。

钢结构设计原理 张耀春版课后习题答案

第一章 总 则《钢结构设计原理》作业标答3. 连接3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。

轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材Q345-A，焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。

解： 三级焊缝NN500查附表1.3：f tw265 N/mm 2 ，fw v 180 N/mm 210不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mmN lwt1500 103 480 10 312.5N/mm2fw t 265N/mm2 ，不可。

改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度：lw (b / sin ) 2t (500 / sin 56) 20 (500 / 0.829 ) 20 583mmN sin lw t 1500103 0.829 58310 213N/mm2ftw 265N/mm2N cos lw t 1500103 0.559 58310 144N/mm2fvw 180N/mm2设计满足要求。

方法二：以 θ 作为未知数求解所需的最小斜缝长度。

此时设置引弧板求解方便些。

3.9 条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。

解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。

查附表1.3：fw f200 N/mm 2试选盖板钢材 Q345-A，E50 型焊条，手工焊。

设盖板宽 b=460mm，为保证盖板与 连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。

所需盖板厚度：t2A1 2b500 10 2 4605.4mm，取t2=6mm由于被连接板件较薄 t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽 b 不宜大于 190，要保证与母材等强，则盖板厚则不小于 14mm。

所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。

1 页脚内容第一章 总 则1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸： t 6mm，hf max t mm最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 10 4.7 mm取焊脚尺寸 hf=6mm 2）焊接设计： 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N3 2 0.7hf bffw f 2 0.7 6 460 1.22 200 942816N侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N1 N N3 1500 10 3 942816 557184 N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有 4 条侧缝）：l lw hfN1 4 0.7hffw f hf557184 4 0.7 6 200 6 172 mm取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度：175 10 175L=175×2+10(盖板距离)=360mm。

钢结构设计原理课后习题

第3章钢结构的连接12. 如图3-57所示的对接焊缝，钢材为Q235，焊条为E43型，采用焊条电弧焊，焊缝质量为三级，施焊时加引弧板和引出板。

已知，试求此连接能承受的最大荷载。

解：因有引弧板和引出板，故焊缝计算长度，则焊缝正应力应满足：其中，故有，故此连接能承受的最大荷载为。

13. 图3-58所示为角钢2∟140×10构件的节点角焊鏠连接，构件重心至角钢肢背距离，钢材为Q235BF，采用手工焊，焊条为E43型，，构件承受静力荷载产生的轴心拉力设计值为N=1100kN，若采用三面围焊，试设计此焊缝连接。

解:正面角焊缝且故可取，此时焊缝的计算长度正面焊缝的作用：则由平衡条件得：所以它们的焊缝长度为，取370mm，，取95mm。

17. 如图3-61所示的焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用有弯矩，剪力，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。

解：（1）确定焊缝计算截面的几何特征x轴惯性矩：中性轴以上截面静矩：单个翼缘截面静矩：（2）验算焊缝强度焊缝最大拉应力（翼缘腹板交接处）：查表知，，所以焊缝强度不满足要求。

19. 按高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接设计习题18中的钢板的拼接，采用8.8级M20(=21.5mm)的高强度螺栓，接触面采用喷吵处理。

（1）确定连接盖板的截面尺寸。

（2）计算需要的螺栓数目并确定如何布置。

（3）验算被连接钢板的强度。

解：（1）摩擦型设计查表得每个8.8级的M20高强度螺栓的预拉力，对于Q235钢材接触面做喷砂处理时。

单个螺栓的承载力设计值：所需螺栓数：（2）承压型设计查表知，。

单个螺栓的承载力设计值：所需螺栓数：螺栓排列图如下所示验算被连接钢板的强度a.承压型设计查表可知，当满足要求。

b.摩擦型设计净截面强度验算：满足要求；毛截面强度验算：满足要求。

20. 如图3-62所示的连接节点，斜杆承受轴心拉力设计值，端板与柱翼缘采用10个8.8级摩擦型高强度螺栓连接，抗滑移系数，求最小螺栓直径。

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《钢结构设计原理》三. 连接3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。

轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材Q345-A，焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。

解： 三级焊缝NN500查附表 1.3：f tw265 N/mm 2 ，fw v 180 N/mm 210不采用引弧板： lw  b  2t  500  2 10  480 mmN lwt1500 103 480 10 312.5N/mm2ftw265N/mm2 ，不可。

改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度：lw  (b / sin )  2t  (500 / sin 56)  20  (500 / 0.829 )  20  583mmN sin lw t 1500103 0.829 58310 213N/mm2ftw 265N/mm2N cos lw t 1500103 0.559 58310 144N/mm2fvw 180N/mm2设计满足要求。

方法二：以 θ 作为未知数求解所需的最小斜缝长度。

此时设置引弧板求解方便些。

3.9 条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。

解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。

查附表1.3：fw f200 N/mm2试选盖板钢材 Q345-A，E50 型焊条，手工焊。

设盖板宽 b=460mm，为保证盖板与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。

所需盖板厚度：t2A1 2b500 10 2 4605.4mm，取t2=6mm由于被连接板件较薄 t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽 b 不宜大于 190，要保证与母材等强，则盖板厚则不小于 14mm。

所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。

11) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸： t  6mm，hf max  t mm最小焊脚尺寸： hf min  1.5 t  1.5  10  4.7 mm取焊脚尺寸 hf=6mm 2）焊接设计： 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N3  2  0.7hf bf ffw  2  0.7  6  460 1.22  200  942816 N 侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N1  N  N3  1500 10 3  942816  557184 N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有 4 条侧缝）：l  lw hfN1 4  0.7hffw f hf557184 4  0.7  6  200 6  172 mm取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度：175 10 175L=175×2+10(盖板距离)=360mm。

NN∴此加盖板的对接连接，盖板尺寸取-360×460×6mm，焊脚尺寸 hf=6mm6 6 500102003.10. 有一支托角钢，两边用角焊缝与柱相连。

如图所示，钢材为 Q345-A，焊条为 E50型，手工焊，试确定焊缝厚度（焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去 2hf）。

已知：外力设计值 N=400kN。

20解：已知：lw=200mm，N=400kN，fw f200 N/mm 21） 内力计算剪力：V  N  400kN 弯矩： M  Ne  40020  8000kN.mmL200×125×182）焊脚尺寸设计弯矩引起的焊缝应力： f6M2hel2 w 6  8000103 2  2002  he 600 N/mm2 he2剪力产生的焊缝剪应力： fV 2helw400  103 2  200 he 1000 N/mm2 he 所需焊脚尺寸：2 f ff2 600 1.22he21000 he2fw f 200N/mm2he 60021.22  200  1000 2  200  5.57mm hfhe 0.75.57  7.79mm 0.7取焊脚尺寸 hf=8mm焊缝构造要求：最大焊脚尺寸： hf max  t  (1 2)  18  (1 2)  17 16 mm最小焊脚尺寸： hf min  1.5 t  1.5  20  6.7 mm 取 hf=8mm 满足焊缝构造要求。

3.11 试设计如图（P114 习题 3.11）所示牛腿与柱的角焊缝连接。

钢材 Q235-B，焊条 E43 型，手工焊，外力设计值 N=98kN，（静力荷载），偏心 e=120mm。

（注意力 N 对水 平焊缝也有偏心）解：查附表1.3：fw f 160 N/mm 21） 初选焊脚尺寸150最大焊脚尺寸： hf max  1.2t  1.2 12  14.4 mmyc 200 12最小焊脚尺寸： hf min  1.5 t  1.5  12  5.2 mm取 hf=6mm 满足焊缝构造要求。

2） 焊缝截面几何性质12焊缝截面形心距腹板下边缘的距离 yc3yc (1502hf)  12 200 hf 2 2  150  12 2hf   200  hf 2 2  (200  (1502hf)2150  12 2hf 2(2002hf )hf 2hf)   200  22hfhf (150 12)1220032150  12 26  20032(200 12) 200 12 26 (15012)2150  2126  2(200 12)6 139mm全部有效焊缝对中和轴的惯性矩：Ix4.2  (150 12)  (2.1  12  61)2 2  4.2  150 12 2 6  (61 2.1)2 2  4.2 1881883  2  4.2 188 (139  94)2  12954006mm4 123） 焊缝截面验算弯矩： M  Ne  98120  11760kN mm考虑弯矩由全部焊缝承担弯矩引起翼缘边缘处的应力： fM Wf1 11760103  (6112  4.2) 12954006 70N/mm2弯矩引起腹板边缘处的应力： fM Wf2 11760103 139 ******** 126N/mm2剪力由腹板承担，剪力在腹板焊缝中产生的剪应力：fV helw98103  62N/mm2 2  0.7  6 188则腹板下边缘处的应力： f f2 f 2 126 2  1.22  622 120N/mm2fw f 160N/mm2所设焊脚尺寸满足要求。

所以此牛腿与柱的连接角焊缝焊脚尺寸取 hf=6mm,。

43.13 如图（P115 习题 3.13）所示梁与柱的连接中，钢材为 Q235-B，弯矩设计值 M=100kN.m，剪力 V=600kN，试完成下列设计和验算： 1）剪力 V 由支托焊缝承受，焊条采用 E43 型，手工焊，求焊缝 A 的高度 hf 2）弯矩 M 由普通螺栓承受，螺栓直径 24mm，验算螺栓是否满足要求。

解： ffw  160 N/mm 2 , f tb  170 N/mm 2 ， Ae  353 mm 21） 支托焊脚尺寸计算 支托采用三面围焊，且有绕角焊缝，不计焊缝起落弧的不利影响，同时考虑剪力传力偏心和传力不均匀等的影响，焊缝计算通常取竖向剪力的 1.2~1.3 倍。

正面角焊缝能承受的力： N 2heb ffw f 3001.22 160 he 58560he N侧面角焊缝能承受的力： N1  2helw ffw  2  250 160 he  80000 he N取1.3V  N1  N2所需焊脚尺寸： he1.3 600 10 3 58560  80000 5.63mm，则hf he  5.63  8.04mm 0.7 0.7取 hf=10mm 2） 拉力螺栓验算：单个螺栓抗拉承载力设计值：Nb teAefb te 353170  60010N弯矩作用最大受力螺栓所承受的拉力：N1My1 yi22  (6002100106  600  5002  3002  20021002 )40000N Nb t 60010N满足。

53.14.试验算如图所示拉力螺栓连接的强度，C 级螺栓 M20，所用钢材为 Q235B，若改用 M20 的 8.8 级高强度螺栓摩擦型连接（摩擦面仅用钢丝刷清除浮锈）其承载力有何差别？解： 1. 采用普通螺栓连接150kN40 60 60 40查表：fb v 140 N/mm2,f tb 170 N/mm2，45°fb c305 N/mm2Ae245 mm 21) 内力计算24 16剪力： V  N sin 45  150 0.707  106.07kN拉力： N  N cos45  150 0.707  106.07kN 2） 螺栓强度验算单个螺栓受剪承载力：Nb vnvd2 4fb v 1 3.14 202 140  43960N=43.96kN 4单个螺栓承压承载力： Ncb  tdfcb  16 20 305  97600N=97.6kN单个螺栓受拉承载力：Nb teAefb te 245170  41650N  41.65kN每个螺栓承受均匀剪力和拉力：螺栓最大剪力（拉力）2排2列： NvNtN 2 2106.07 4=26.5kN拉-剪共同作用时：22  NvNb v    Nt Ntb   26.5243.96  26.5241.65 0.88  1Nv26.5kN<Nb c97.6kN满足。

2. 改用高强度螺栓摩擦型连接 查表 3.5.2 8.8 级 M20 高强螺栓预拉力 P=125kN，摩擦面仅用钢丝刷清除浮锈 μ=0.3单个螺栓受剪承载力设计值：Nb v0.9nf  P0.9 1 0.312533.75kN单个螺栓受拉承载力设计值：Nb te 0.8P  0.8125  100kN拉-剪共同作用：NvNb vNtNb t26.5  33.7526.5 100 1.05  1连接不满足要求。