第三章 钢结构的连接课后习题答案

第三章连接课后习题参考答案第三章连接课后习题参考答案焊接连接参考答案一、概念题3．1 从功能上分类，连接有哪几种基本类型？3．2 焊缝有两种基本类型—对接坡口焊缝和贴角焊缝，二者在施工、受力、适用范围上各有哪些特点？3．3 对接接头连接需使用对接焊缝，角接接头连接需采用角焊缝，这么说对吗？3．4 h和lw相同时，吊车梁上的焊缝采用正f面角焊缝比采用侧面角焊缝承载力高？3．5 为何对角焊缝焊脚尺寸有最大和最小取值的限制？对侧面角焊缝的长度有何要求？为什么？【答】（1）最小焊脚尺寸：角焊缝的焊脚尺寸不能过小，否则焊接时产生的热量较小，致使施焊时冷却速度过快，导致母材开裂。

《规范》规定：h f≥1.5t，式中：t2——较厚焊件厚度，单2位为mm。

计算时，焊脚尺寸取整数。

自动焊熔深较大，所取最小焊脚尺寸可减小1mm；T形连接的单面角焊缝，应增加1mm；当焊件厚度小于或等于4mm时，则取与焊件厚度相同。

（2）最大焊脚尺寸：为了避免焊缝区的主体金属“过热”，减小焊件的焊接残余应力和残余变形，角焊缝的焊脚尺寸应满足12.1t h f式中： t 1——较薄焊件的厚度，单位为mm 。

（3）侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大而中间小，可能首先在焊缝的两端破坏，故规定侧面角焊缝的计算长度l w ≤60h f 。

若内力沿侧面角焊缝全长分布，例如焊接梁翼缘与腹板的连接焊缝，可不受上述限制。

3．6 简述焊接残余应力产生的实质，其最大分布特点是什么？ 3．7 画出焊接H 形截面和焊接箱形截面的焊接残余应力分布图。

3．8 贴角焊缝中，何为端焊缝？何为侧焊缝？二者破坏截面上的应力性质有何区别？3．9 规范规定：侧焊缝的计算长度不得大于焊脚尺寸的某个倍数，原因何在？规范同时有焊缝最小尺寸的规定，原因何在？ 3.10 规范禁止3条相互垂直的焊缝相交，为什么。

3.11 举3～5例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施。

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 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 m m = 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 。

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 。

第三章钢结构的连接课后习题答案第三章-钢结构的连接课后习题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。

解决方案：（1）三面环缝焊接FFW？160n/mm2？1.确定焊脚尺寸：21?2?33hf,max?1.2tmin?1.2?10?12mm，hf,min?1.5tmin?1.512?5.2mm，hf?8mm内部配电：n3??f??0.7hf?b?ffw?1.22?2?0.7?8?125?160?273280n?273.28knn31273。

28?? 1000?? 196.69KN23N2273。

28n1？？1n？3.1000?? 530.03kn232n2??2n?焊缝长度计算：lw1？n1530。

03?? 296毫米，w？0.7hf？ff2？0.7? 8.160? 1.296? 8.304mm？60hf？60? 8.480mm，取310mm。

那么实际焊接长度是LW2？n2196。

69?? 110毫米，w？0.7hf？ff2？0.7? 8.160? 2.110? 8.118毫米？60hf？60? 8.480毫米，120毫米。

那么实际焊接长度是LW（2）两侧的侧焊确定焊脚尺寸：同上，取hf1?8mm，hf2?6mm内力分配：n2??2n?焊缝长度计算：12? 1000? 333kn，n1？？1n？？1000? 667kn33lw1？n1667？？372mm，w0。

7小时？f2？0.7? 8.160? FF，实际焊缝长度为：?1?372?8?2?388mm?60hf?60?8?480mm，取390mm。

lwlw2?n2333??248mm，w?0.7hf?ff2?0.7?6?160则实际焊缝长度为:? 1.248? 6.2.260毫米？60hf？60? 8.480mm，260mm。

钢结构（本）章节小练习第一章绪论1．世界第一座铸铁拱桥是（）正确答案是：雪纹桥2．在公元前60年前后，我国就修建了（）正确答案是：铁链桥1．最早的钢结构由铁结构发展而来。

（）正确的答案是“对”。

2．钢结构的广泛应用源自于钢材的优异性能、制作安装的高度工业化、结构形式的丰富多样以及对复杂结构的良好适应等特点。

（）正确的答案是“对”。

1．下面关于钢结构特点说法有误的一项是（）正确答案是：耐热性差、耐火性好2．相比较来讲，最适合强震区的结构类型是（）正确答案是：钢结构3．相比较来讲，钢结构最大的弱点是（）正确答案是：易于锈蚀4．相比较来讲，当承受大荷载、动荷载或移动荷载时，宜选用的结构类型是（）正确答案是：钢结构5．下列均为大跨度结构体系的一组是（）正确答案是：网壳、悬索、索膜6．通常情况下，输电线塔和发射桅杆的结构形式属于（）正确答案是：高耸结构1．钢材在冶炼和轧制过程中质量随可得到严格控制，但材质波动范围非常大。

（）正确的答案是“错”。

2．钢材质地均匀、各向同性，弹性模量大，具有良好的塑性和韧性，可近似看作理想弹塑性体。

（）正确的答案是“对”。

3．结构钢具有良好的冷、热加工性能，不适合在专业化工厂进行生产和机械加工。

（）正确的答案是“错”。

4．钢结构在其使用周期内易因温度等作用出现裂缝，耐久性较差。

（）正确的答案是“错”。

5．钢材是一种高强度高效能的材料，可以100%回收再利用，而且没有资源损失，具有很高的再循环价值。

正确的答案是“对”。

6．钢材轻质高强的特性使钢结构在跨度、高度大时体现出良好的综合效益。

（）正确的答案是“对”。

1．结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的（）正确的答案是：可靠性2．结构可靠性主要包括（）正确的答案是：安全性、适用性和耐久性3．下列均为承载能力极限状态范畴的一组是（）.正确的答案是：构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂1．钢结构设计的目的是保证结构和结构构件在充分满足功能要求的基础上安全可靠地工作。

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 w f fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w w f 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 w f f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。

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。

第三章连接的计算2、下图中I32a 牛腿用对接焊缝与柱连接。

钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，用II 级焊缝的检验质量标准。

对接焊缝的抗压强度设计值2215/w f f N mm =，抗剪强度设计值2125/w v f N mm =。

已知：I32a 的截面面积267.12A cm =；截面模量3692.2x W cm =，腹板截面面积225.4w A cm =。

试求连接部位能承受的外力F 的最大值（施焊时加引弧板）。

（e=200mm ）图牛腿连接示意图解：T V 707.0=，TN 707.0=)(4.141200707.0mm N T T M ⋅=⨯=(1)221125104.25707.0mm N T A Vw =⨯==τ 25112525.4104.4910()0.707w T A N τ⨯⨯∴===⨯ (或：2211251095.032707.0mm N T A V w =⨯⨯==τ)1037.551N T ⨯=∴(2)2222154.141707.0mm NWT A T =+=σ2232215)102.6924.1411012.67707.0(mm N T =⨯+⨯∴)(1094.652N T ⨯=∴(3)折算应力（在顶部中点亦可）()2151.11.1000555.0000278.03000276.03)000233.0104.30707.0( 000278.0104.25707.0000276.01605.26160102.6924.1411012.67707.03322212133213321333231⨯=≤=⨯+=+=⨯==⨯==-⨯⨯+⨯=w f f T T T T T T T T T τσττσ或得：)(1.4263KN T ≤（KN T f T 3wf 33.484 1.10.000488≤≤或）由T 1、T 2、T 3中取最小值，得T ＝426.1（KN ）3、验算如图所示桁架节点焊缝“A ”是否满足要求，确定焊缝“B ”、“C ”的长度。

.钢结构的连接习题参考答案1．已知A3F钢板截面用对接直焊缝拼接，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：查附表1.2得：则钢板的最大承载力为：2．焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩，剪力，钢材为Q235B，焊条为E43型，半自动焊，Ⅲ级检验标准，试验算该焊缝的强度。

得：解：查附表1.2，截面的几何特性计算如下：惯性矩：翼缘面积矩：则翼缘顶最大正应力为：满足要求。

腹板高度中部最大剪应力：满足要求。

..上翼缘和腹板交接处的正应力：上翼缘和腹板交接处的剪应力：折算应力：满足要求。

试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连．3。

①采)(E43型，手工焊，轴心拉力设计值接。

钢材Q235B静力荷载，焊条用侧焊缝；②采用三面围焊。

解：查附表1.2得：采用两边侧焊缝①因采用等肢角钢，则肢背和肢尖所分担的内力分别为：肢背焊缝厚度取，需要：用采响虑考焊口影；肢尖焊缝厚度取，需要：..考虑焊口影响采用。

②采用三面围焊缝假设焊缝厚度一律取，，每面肢背焊缝长度：，取每面肢尖焊缝长度，取。

钢材为4．如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值Q235B，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。

解：查附表得：1.2 ：正面焊缝承受的力则侧面焊缝承受的力为：则满足要求。

..5．试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。

已知(设计值)，与型。

焊缝之间的夹角，钢材为A3，手工焊、焊条E43解：查附表1.2得：，满足要求。

6．试设计如图所示牛腿与柱的连接角焊缝①，②，③。

钢材为Q235B，焊条E43型，手工焊。

..得：解：查附表1.2故翼缘焊缝多承受的水平力为，取设③号焊缝只承受剪力V 故③号焊缝的强度为：满足要求。

设水平力H由①号焊缝和②号焊缝共同承担，设②号焊缝长度为150mm, 取故②号焊缝的强度为：满足要求。

7．试求如图所示连接的最大设计荷载。

钢结构的连接习题答案【篇一：钢结构习题答案】解：（1）三面围焊 ffw?160n/mm2?1?确定焊脚尺寸：212 33hf,max?1.2tmin?1.2?10?12mm，hf,min5.2mm， hf?8mm内力分配：n3??f??0.7hf?b?ffw?1.22?2?0.7?8?125?160?273280n?273.28k nn31273.281000196.69kn 232n2273.28n1??1n?3??1000??530.03kn232n2??2n?焊缝长度计算：lw1?n1530.03296mm， w0.7hf?ff2?0.7?8?16012968304mm60hf608480mm，取310mm。

则实际焊缝长度为 lwlw2?n2196.69??110mm， w0.7hf?ff2?0.7?8?16021108118mm60hf608480mm，取120mm。

则实际焊缝长度为 lw（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取hf1?8mm，hf2?6mm 内力分配：n2??2n?焊缝长度计算：121000333kn， n1??1n??1000?667kn 33lw1?n1667??372mm， w0.7h?f2?0.7?8?160ff则实际焊缝长度为:137282388mm60hf608480mm，取390mm。

lwlw2?n2333248mm， w0.7hf?ff2?0.7?6?160则实际焊缝长度为:124862260mm60hf608480mm，取260mm。

lw3.2 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hf?8mm，e1?30cm。

焊脚尺寸：hf?8mm2052焊缝截面的形心：x0??45.6mm511.2?5.6?2?205?5.65.645.6162.2mm 则e2?205?2205?5.6?（1）内力分析：v=f， t?f?(e1?e2)?f?(300?162.2)?462.2f （2）焊缝截面参数计算：ix?15.6511.2322055.6(2502.8)22.09108mm4 122052iy?5.6?511.2?45.62?2?205?5.6?(162.2?)?1.41?107mm42ip?ix?iy?2.231?108mm4hlew511.25.622055.65158.72mm2（3）应力计算 t引起的应力：?tx?t?ryip462.2f?255.6?45.29510f 82.231?10tyv引起的应力：?vy?t?rx462.2f?166.23.360?10?4f 8ip2.231?10vf??1.938?10?4fhelw5158.72（416010?4f?1606.85104f160f233577n233.58kn3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。

钢结构课后习题答案（仅供参考）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/wf 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 f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w wf fN 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 。