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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= 213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf 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 m m = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。
钢结构计算题精品答案 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。
0.7 8 125 160 273280N 273.28KN196.69 KN530.03KN（2 ）两面侧焊1内力分配：N 2 2N - 1000 333KN ，3焊缝长度计算:解：（ 1 ）三面围焊f f w 160N / mm 1 2 3 421 一12 —3 3确定焊脚尺寸：h12t1 2 f ,maxmin10 12mm ，h f,min 1.5 i 不15悝5.2mm，内力分配：图3+ E0 习跑£】图h f 8mmnrN 3f0.7h f bwf1.22 2N 31273.28N 22N1000232N 32273.28 N 11N1000232焊缝长度计算1 . N 1 530.03 lw10.7h f2 0.7 8 160则实际焊缝长度为心 296 830,lN 2 196.69 1w20.7h f2 0.7 8 16060h f 60 480mm ， 取 310mm 。
l w2 110 8 118mm60h f 60 8 480mm ，取 120mm 。
296mm ，110mm ，则实际焊缝长度为确定焊脚尺寸：同上，取h f1 8mm，h f2 6mmN1 1N - 1000 667 KN3则实际焊缝长度为1 w1 372 8 2388mm60h f 60 8480mm ，取 390mm 。
丿 w竺248mm ,0.7h f f f 2 0.7 6 160则实际焊缝长度为1 w1 248 62 260mm 60h f 60 8 480mm ，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h f 8mm ， e 30cm 。
钢结构计算题精品答案解：（1 ）三面围焊f f w 160N / mm 1 2 3 412 12 —33确定焊脚尺寸：h12t1 2 f ,maxmin1012mm，h f,min1.5 i t min1.5 125.2mm ， h f 8mm内力分配：0.7 8 125 160 273280N 273.28KN196.69 KN 530.03KN（2 ）两面侧焊1内力分配：N 2 2N - 1000 333KN ，3焊缝长度计算:确定焊脚尺寸：同上，取 h f1 8mm ，h f2 6mmN 11N - 1000 667KN 3N 3f0.7h f b wf f1.22 2N 31273.28N 22N10002 32N 32273.28 N 11N1000232焊缝长度计算1 .N 1 530.03 lw10.7h f2 0.7 8 160 则实际焊缝长度为心 296 830,lN 2 196.69 1 w20.7h f2 0.7 8 16060h f 60 480mm ， 取 310mm 。
l w2 110 8 118mm60h f 60 8 480mm ，取 120mm 。
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。
296mm，110mm，则实际焊缝长度为则实际焊缝长度为1 w1 372 8 2 388mm 60h f 60 8 480mm，取390mm。
丿w 竺248mm,0.7h f f f2 0.7 6 160则实际焊缝长度为1 w1 248 62 260mm 60h f 60 8 480mm，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h f 8mm，e 30cm 。
5 6则e, 205 45.6 162.2mm2(2)焊缝截面参数计算：I 3 2 8 4l x 5.6 511.23 2 205 5.6 (250 2.8)2 2.09 106mm4122 205 2 7 4I y 5.6 511.2 45.6 2 205 5.6 (162.2 ) 1.41 10 mm6 4I p I x I y 2.231 10 mmh e l w511.2 5.6 2 205 5.6 5158.72mm2(3 )应力计算1w1N i0.7h f f f w372mm,2 0.7 8 1601w2焊缝截面的形心: X0205205 5.6 22511.2 5.6 2 205 5.645.6mm(1)内力分析：V=F，T F (e eJ F (300 162.2) 462.2Fl?i 3-81 习E3.2焊脚尺寸：h f 8mm(1)内力分析：V=F=98KN ， M F e 98 0.12 11.76KN m(2 )焊缝截面参数计算：取h f 10mm焊缝截面的形心:T 引起的应力：TX卩瞬晋5"PTy462.2F 166.2 2.231 1083.360 10 * 4 * FV 引起的应力:VyV F "hX 5158.7241.938 10 FT r xS 3. 82 习 3. 3 [S2150 7 3.5 2 69 7 (7 12 3.5) 2 193 7 ( 7 12 7)2.25 106mm7 8(3 )应力计算236.27 N / mm9(4) (74.96)2 36.272 71.35N / mm2f f w 160N /mm2y 1.223.4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。
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=213α= 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=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf 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==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
（完整版）钢结构课后习题第三章第三章部分习题参考答案3.8 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：焊缝质量等级为Ⅱ级，抗拉的强度设计值20.85182.75/w f f f N mm == 采⽤引弧板，故焊缝长度500w l b mm ==承受的最⼤轴⼼拉⼒设计值3500*20*182.75*101827.5N btf kN -===3.9 焊接⼯字形截⾯梁，在腹板上设⼀道拼接的对接焊缝(如图3-66)，拼接处作⽤荷载设计值：弯矩M=1122kN ·mm ，剪⼒V=374kN ，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半⾃动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
解：（1）焊缝截⾯的⼏何特性惯性矩3341(28102.827.2100)26820612x I cm =-= ⼀块翼缘板对x 轴的⾯积矩3128 1.4(507)2234.4X S cm =??+=半个截⾯对x 轴的⾯积矩31500.8253234.4X X S S cm =+??=（2）焊缝强度验算焊缝下端的剪应⼒33214374102234.41038.9/268206108x x w VS N mm I t τ===?? 焊缝下端的拉应62max4112210500209/0.852********x M h N mm f I σ??=?==>? 所以，该焊缝不满⾜强度要求（建议将焊缝等级质量提为⼆级）则 max σ2209/N mm =<215f =2/N mm下端点处的折算应2222max 3219.6/ 1.1236.5/N mm f N mm στ+=<=且焊缝中点处剪应⼒33224374103234.41056.3/125/268206108w x v x w VS N mm f N mm I t τ===<=??3.10 试设计如图3-67所⽰双⾓钢和节点板间的⾓焊缝连接。
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=213α= 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=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf 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==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
钢结构第四版课后答案【篇一：钢结构基本原理课后习题答案完全版】，请写出弹性阶段和非弹性阶段的?关系式。
00图2-34 图（a）理想弹性－塑性（b）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：??e??tan非弹性阶段：??fy（应力不随应变的增大而变化）（2）弹性阶段：??e??tan非弹性阶段：??fy?e(??fye)?fy?tan?(??fytan?)2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的曲线，试验时分别在a、b、c卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变?、卸载后残余应变?c及可恢复的弹性应变?y各是多少？fy?235n/mm2 ?c?270n/mm2 ?f?0.025e?2.06?105n/mm2e?1000n/mm2图2-35 理想化的图解：（1）a点：卸载前应变：??fye?2352.06?105?0.00114卸载后残余应变：?c?0 可恢复弹性应变：?yc?0.00114（2）b点：卸载前应变：f?0.025卸载后残余应变：?cfye?0.02386 可恢复弹性应变：?yc?0.00114（3）c点：卸载前应变：f??c?fye?0.025?0.035?0.06 卸载后残余应变：?cce?0.05869 可恢复弹性应变：?yc?0.001312.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。
答：钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力??fy时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材曲线基本无变化；当?fy时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。
钢材曲线会相对更高而更短。
另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材曲线也会更高而更短。
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= 213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf 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 m m = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。
3.1 kN 1000=N （设计值）、Q235B 、E43焊条，设计连接，手工焊。
解：（一）采用两面侧焊△肢背焊逢：⎪⎭⎪⎬⎫====mm 2.55.1mm 122.1max min min max t h t h f f →mm 101=f h△肢尖焊缝mm 6mm 2.55.1mm 9~8)2~1(10)2~1(2min max max =→⎪⎭⎪⎬⎫===-=-=f f f h t h t h△焊缝长度mm 6.297160107.021********.0232311=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=w f f w f h N l mm 0.24816067.021*******7.0231322=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=w f f w f h N l 故取mm 101=f h ，mm 3201=w l ；mm 62=f h ，mm 2602=w l 。
（二）采用三面围焊按构造要求，取端焊缝焊脚为mm 83=f h ，其它不变。
kN 3.27316022.112587.027.0233=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=w f t f bf h N βkN 5302/3.273100032213231=-⨯=-=N N NkN 7.1962/3.273100031213132=-⨯=-=N N N∴mm 6.236)160107.02/(10530)7.02/(3111=⨯⨯⨯⨯=⨯=w f f w f h N l mm 4.146)16067.02/(107.196)7.02/(3222=⨯⨯⨯⨯=⨯=w f f w f h N l故取mm 101=f h ，mm 2501=w l ；mm 62=f h ，mm 1552=w l ；mm 83=f h ，mm 1253=w l 。
△所有焊缝满足f w f h l h 608≤≤的要求。
焊缝1焊缝2焊缝33.2 Q 235B ，E43焊条，手工焊，m m 3001=e ，求最大设计荷载。
解：（1）按构造要求确定焊脚尺寸 ⎪⎭⎪⎬⎫===-=mm 2.5125.1mm 9~8)2~1(10min max f f h h →mm 8=f h ，mm 6.5=e h（2）焊缝计算裁面的几何性质mm 1.442.51119723.1011972=+⨯⨯⨯=x ；2m m 5069)2.5111972(6.5=+⨯⨯=w A4633mm 104.203 )5001972.5116.202(121⨯=⨯-⨯=w x I46332mm 109.19)]7.1553.41(321.442.511[6.5⨯=+⨯+⨯⨯=wy I46mm 103.223⨯=+=w y w x w p I I I （3）求最大设计荷载扭转：m)(kN 0.46441.3)205(300⋅=-+=F F T ；剪力：F V = 危险点的应力分量：（A 点）F F I Ty w p A TA 531.0103.2236.25510464.066=⨯⨯⨯==τ；F F I Tx w p A TA328.0103.2237.15510464.066=⨯⨯⨯==σ；F F A V w VA 197.05063103=⨯==σ 160682.0531.05.1525.05.1)(2222=≤=+=++w f T A V AT A f F F τσσkN 5.234=→F（4）驻算牛腿强度危险裁面：柱翼边缘F V F M == ,3.02236max N/mm 215N/mm 8.168650010105.2343.0=<=⨯⨯⨯==f wM σ 223max N/mm 125N/mm 3.7010500105.2345.15.1=<=⨯⨯⨯==v f ht V τ故牛腿强度足够，富余合适。
3.3 Q235B ，E43焊条，手工焊，设计牛腿与柱的连接焊缝①②③。
解：（一）设计焊缝②③ （1）焊缝截面的内力kN 98==F V ，m 11.8kN 0.1298⋅=⨯=M（2）按构造要求确定焊脚尺寸设柱翼板厚为20mm ，而牛腿板厚12mmmm 8mm 7.6205.15.1mm 4.14122.12.1max min min max =→⎪⎭⎪⎬⎫====⨯==f f f h t h t h（3）焊缝计算截面的几何性质mm 0.13626.52192122134214.18622.1891228.2061342=⨯-⨯+-⨯⨯⨯+⨯+⨯=y （与h e 关系不大）)]13631)6.556(31(2)8.256(128)8.21256(134[6.53322⨯+-⨯+-⨯+++⨯=x I46mm 107.15⨯=（近似与h e 成正比） （4）验算焊缝强度偏于保守计算，认为腿板焊缝承受全部剪力，且剪应力均布，故危险点为A266max N/mm 19516022.1MPa 2.102107.15136108.11=⨯=<=⨯⨯⨯==w f f x A f I My βσ MPa 6.456.5192210983=⨯⨯⨯==w w A V τMPa 160MPa 1.956.455.12.102)(2222=<=+=+w f f f τβσ （满足，张度富裕显多）5.6 5.612（二）设计翼缘焊缝①（1）求截面几何性质 mm 6.662001501122006150=+⨯+⨯=y463323mm 106.19])6.66212(6.54[1231)66.66(1215012150121⨯=-+⨯+-⨯⨯+⨯⨯=I 331m m 101.109)66.66(12150⨯=-⨯⨯=s545.5MPam m 106.19101.109109811633111=⨯⨯⨯⨯===→=I Vs t q It Vs ττ 2.44mm 1600.72545.57.02q 70211=⨯⨯=⨯≥→≤⨯w f f w f f f h f h .q而按构造要求⎪⎩⎪⎨⎧=⨯===mm4.14122.1mm 2.5125.1max min f f h h故取6mm =f h 即可。
【解2】MPa 2.04106.196.66108.116611=⨯⨯⨯==I My σ MPa 336.666.5412==σσMPa 109.652332.401215023211⨯=+⨯⨯=+=σσA Nw f wf f l h N≤⨯7.02∴mm 75.2)58120(1607.02109.657.023=--⨯⨯⨯⨯=⨯=w w f f l f N h3.4 三级对接焊缝，求F[解1] 设翼缘焊缝和腹板均采用引弧板施焊 （1）求计算截面的几何性质mm 6.662001501122006150=+⨯+⨯=y463323mm 106.19])6.66212(6.54[1231)66.66(1215012150121⨯=-+⨯+-⨯⨯+⨯⨯=I331m m 101.109)66.66(12150⨯=-⨯⨯=s3323mm 1012754.61221101.109⨯=⨯⨯+⨯=s（2）求许可FF M 12.0=，F V =A 点：215890.0106.193.1451012.066max =≤=⨯⨯⨯==w c x A cf F F I My σ kN 6.2411=FC 点：125540.012106.191012766max =≤=⨯⨯⨯⨯==w c x f F F t I VS σ kN 5.2312=FD 点：185408.04.1456.6689.0max =≤=⨯=w t Lf F F σ kN 2.4513=FB 点：F F 334.04.1456.5489.0=⨯=σ F sF 464.09540.01=⨯=τ2041.1871.0322=≤=+w t f F τσkN 2344=F故取kN 230=F注：假设腹板焊缝承受全部剪力，且剪应力均匀分布，则A 点为危险点：F 890.0=σ，F F 417.020012103=⨯⨯=τ 2372151.11.1146.1322=⨯=≤=+w c f F τσkN 4.206=F （明显保守）[解2]不采用引弧板mm 8.61176126)8818(176=++⨯=y1246232mm 104.15)8.61106(17612176121218.6112126⨯=-⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=x I（注：I 取小，s ，y 取大）3323331mm101128.551221104.93mm 104.938.6112126⨯=⨯⨯+⨯=⨯=⨯⨯=s s A 点：266max N/mm 21512.1104.152.1441012.0=≤=⨯⨯⨯=w c cf F F σ kN 1921=FC 点：125606.012104.151011210633max =≤=⨯⨯⨯⨯⨯==w c x f F F t I VS σ kN 2062=FD 点：185527.02.1448.6712.1max =≤=⨯=w t Lf F F σ kN 3513=FB 点：F F 325.08.678.41527.0=⨯=σ F F 505.01124.93606.0=⨯=τ2041.1933.0322=≤=+w t f F τσkN 2194=F ，故取kN 192=F注：如假设肢板焊缝承受全部剪力，且剪应力均布，则A 点：F F F 474.01761210,12.13=⨯⨯==τσ，2371.1389.1322=≤=+w c f F τσ12 123.5 235 ,kN 374 ,m kN 1122Q V M =⋅=三级焊缝，验算：解设采用引弧板 （1）截面几何性质4933mm 1068.2)10002721028280(121⨯=⨯-⨯=I 361m m 1099.150714280⨯=⨯⨯=s 361m m 1099.22508500⨯=⨯⨯+=s s（2）验算A 点：MPa 215215.2MPa 102.6851410112296max max =≈=⨯⨯⨯==f I My σ B 点：MPa 3.2095145002.215=⨯=σMPa 7.3481068.2103741099.19361=⨯⨯⨯⨯⨯==It V s τ5.2031.18.2177.3433.20932232=>=⨯+=+w t f τσ且超过5%C 点：MPa 125MPa 2.5281068.2103741099.2936max =<=⨯⨯⨯⨯⨯==wv f It sV τ3.6 cm 30 ,kN 1001==e F 。
试设计粗制螺栓连接。
解：取M20粗制螺栓，m m 22 ,m m 200==d d 1．按构造要求布置螺栓 端距m m 4420=≥d 边距m m 335.10=≥d 中距m m 6530=≥d 用10个螺栓，按图示布置。
