《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 。钢材采用Ｑ235，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
/185mm N f w t =。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w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。
根据公式 w t w f t
l N
<⋅=
σ 移项得： 【变化】若有引弧板，问?=N
解：上题中w l 取实际长度250，得kN N 5.462= 【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300mm ，长度410mm(中间留空10mm)，
厚度8mm 。
钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载，mm h f 6=。求最大承载力?=N 解：端焊缝所能承担的内力为：
侧焊缝所能承担的内力为：
最大承载力kN N N 4.10131013376521472491904==+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N
解：上题中令03=N ，622001⨯-=w l ,得kN N N 344.5051==
【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。
双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，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7.01=k ，3.02=k 。求最大承载力?=N
解：
端焊缝所能承担的内力为： 肢背焊缝所能承担的内力为：
根据2
311N
N k N -=
得：kN N N N K N 88.614614880)2
204960327936(7.01)2(1311==+=+=
【变化】若取消端焊缝，问?=N
解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456=
【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。 已知kN F 120=，求焊脚尺寸?=f h （焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去f h 2）
解：设焊脚尺寸为f h ，焊缝有效厚度为f
e h h 7.0=
将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V ＝F 及弯矩M=Fe 在剪力作用下： 在弯矩作用下： 代入基本公式W f f f
f f ≤+22
)()(
τβσ 得： 可以解得：mm h f 68.6≥，取mm h f 7=。
mm h h mm h f f f 4.14122.16.5145.1max min =⨯=<<==，
可以。
【变化】上题条件如改为已知mm h f 8=，试求该连接能承
受的最大荷载
?=N
【练习5】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2
/160mm N f w
f =，静态荷载。 已知mm h f 8=，求连接能承受的最大荷载?=N （焊缝无绕角）
解：偏心距mm e 751002
350
=-=
弯距：N M 75=
可以解得：kN N N 08.311311082=≤
【变化】焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去f h 2，求?=N
【练习6】钢板截面为310mm ⨯14mm ，盖板截面为310mm ⨯10mm ，钢材为Q235，2
/215mm N f =， C 级螺
栓20M ，孔径21.5mm ，2/140mm N f b v =，2
/305mm N f b c =，求该连接的最大承载力?=N
解：
⑴一个螺栓的抗剪承载力设计值： ⑵一个螺栓的承压承载力设计值：
(因为mm t mm t 201022141=⨯=<=,故公式中取14=∑t ) ⑶最大承载力
⑷净截面强度验算：
不满足要求。最大承载力由净截面强度控制：
【变化】上题条件如改为已知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Q235，2
/215mm N f =（16≤t ），
2/205
mm N f =（16>t ）。8.8级高强度螺栓摩擦型连接20M ，孔径22mm ，接触面喷砂，μ＝0.45，预拉力
kN P 125=。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： ⑵最大承载力
⑶净截面强度验算：
223
1/205/8.13620
)224310(10810)845.01()5.01(mm N f mm N A N n n n =<=⨯⨯-⨯⨯-=-=σ⑷毛截面强度验
算：
【变化】上题条件如改为已知N=800kN ，试验算该连接是否安全?
【练习8】 拉力F 与4个螺栓轴线的夹角为450
，柱翼缘厚度为24mm ，连接钢板厚度16mm 。钢材为Q235，
2/215mm N f =（16≤t ），2/2
05mm N f =（16>t ）。8.8级高强度螺栓摩擦型连接20M ，孔径22mm ，
接触面喷砂，μ＝0.45，预拉力kN P 125=。求该连接的
最大承载力?=F
解：
斜拉力F 的两个分力为：o
F N V 45sin ==，
每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：
螺栓同时承受的剪力和拉力，用规范相关公式求解： 一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值： 一个高强度螺栓的抗拉承载力设计值： 代入规范公式：
1≤+b t
t
b v v N N N N 即1100
82625.5082≤⨯+⨯F
F
可以解得：kN N 13.190≤
【变化】上题条件如改为已知N=190kN ，试验算该连接是否安全? 【练习9】 钢材为Q235，2
/215mm N f =（16≤t ）。C 级螺栓22M ，有
效直径为mm d e 65.19=，孔径mm d 240=，2/140mm N f b v =，2/305mm N f b c =，2
/170mm N f b t =，
求该连接的最大承载力?=F 解：
斜拉力F 的两个分力为：o F N V 45sin ==， 每个螺栓同时承受的剪力和拉力为：
螺栓同时承受剪力和拉力，应根据相关公式验算：
1)()(
2
2≤+b l
l b v v N N N N 及 b c v N N ≤ 一个螺栓的抗剪承载力设计值：
kN f
d n N b v
V
b
V
2.53101404
2214.314
32
2
=⨯⨯⨯⨯==-π 一个螺栓的承压承载力设计值：
一个螺栓的抗拉承载力设计值：
