1、第三章1. 图示为双面角焊缝连接，作用在竖直钢板的斜向拉力设计值 （静20NK载） ，焊脚尺寸 ，材料为 Q235-BF 和 E43 型焊条，手工焊接，试验算6fhm该焊缝。解：（1）确定材料强度设计值：由附表查得 2160/wfNm（2）焊缝尺寸的构造要求焊脚尺寸： 61.52289fhmm焊缝计算长度： 7061864863wl m（3）焊缝应力： 4201,20155x yNKNKN66yMe mA321205./20.7.78yNyf fwhl6 22 290.18/1.0.6Mf fw Nml25.39.185.7/yNfff260.3/20.72.7xffwNmhl2222215.
2、78.3154.67/160/ff Nm满足要求2. 图所示角钢与柱用角焊缝连接，焊脚尺寸 ，钢材为 Q345，焊条10fhmE50 手工焊。试计算焊缝所能承受的最大静载设计值 F。解：（1）确定材料强度设计值：由附表查得 20/wfNm（2）计算焊缝截面的几何特性（因考虑焊角处有绕角焊，故计算长度不考虑起落弧的影响）0wl2.71208Am23.710966wfwWhl m（3）求焊缝应力 3201./9fwMFN32.6/28fVmA（4）求 F 22220.3.60/1f wf fFNm49FKN该焊缝所能承受的最大静力荷载设计值为 449KN。3 图为三块钢板焊接的工字型截面的对接焊缝
3、。已知：翼缘板为-12 100，腹板为：-10 200 板，钢材为 Q345，手工焊接，焊条为 E50 型。加引弧板，焊缝质量等级二级，作用在焊缝上的弯矩 ，剪力 ，轴力75MKNmA20VKN，试验算该焊缝。210NK解：（1）确定材料强度设计值：由附表查得 ，2310/wtfNm2180/wvfNm（2）计算焊缝截面的几何特性 202014wAm3 24106310I m43612wWh3100517.20CS3612.B m（3）验算 A 点的应力 32750/1MAwNW3224.7/Nm2250.9.3/310/M wAN tNfNm（4）验算 B 点的应力 202.1/4MBAhm
4、3321708./6wVSNIt2 22223.147.38.1306.89/1.34/M wBNB tNmfNm（5）验算 C 点的应力 33242017.2015.9/6CwVSNmIt222226.37/1.34/wC tfNm因此，该连接满足传力要求。4 如图所示，为牛腿与柱连接，高强度螺栓为 10.9 级，螺栓为 M22，构件接触面用喷砂处理，结构材料为 Q345 钢，外力设计值为 ，30FKN支托起安装作用。试验算此连接。解：牛腿与柱连接的螺栓为拉剪螺栓，将力向螺栓的形心简化后，可与和 共同作用等效。竖向剪力 V 由该肢上螺栓平均承担。弯矩则产VFMNe生水平拉力，最上面一排螺栓最
5、大。因此，须按最上一排螺栓承受的拉力和剪力验算其是否满足强度条件。即当采用高强度螺栓摩擦型连接时，应使螺栓承受的竖向剪力小于或等于单个螺栓在剪力和拉力共同作用下的抗剪承载力设计值。当采用高强度螺栓承压型连接时，则应进行两方面的验算：满足拉剪螺栓强度条件的相关公式；单个高强度螺栓所承受的剪力应小于或等于除以 1.2的承压承载力设计值。（1）摩擦型连接（接触面不被拉开）一个高强度螺栓的承载力设计值受剪承载力： 0.90.910.51985.bvfNnPkN受拉承载力： .8.82bt kN连接中螺栓的受力情况最大剪力：4031vVNkNn最大拉力： 2220168.58tiMy kN所以，受力最大
6、的螺栓的承载力： 3082.50.89185.1vtbbvtN因此高强度螺栓连接满足强度要求。（2）承压型连接（接触面上端允许拉开）可以减少螺栓数量，采用 8 个螺栓，间距 100mm，上端距 60mm，下端距80mm一个高强度螺栓的承载力设计值受压承载力： 201859021.4bbc cNdtf kN受拉、受剪承载力设计值同摩擦型。连接中螺栓的受力情况最大剪力：307.58vVNkNn最大拉力： 12222307.10tiMy kN所以，受力最大的螺栓的承载力： 222237.570.10.4185vtbbtN21.437.5 171bcv NNk kN因此高强度螺栓连接满足强度要求。5
7、图为角钢和节点板的螺栓连接，钢材为 Q235-BF 钢，角钢为2100 8， ，螺栓为 M20，承受轴心拉力设计值21238Am（静载） 。试设计此连接。40NKN（1） 采用普通 C 级螺栓（2） 采用 8.8 级高强度摩擦型螺栓，接触面采用喷生赤锈处理；（3） 采用 8.8 级高强度承压型螺栓，螺栓的剪切面不在螺纹处解：先按螺栓排列要求定出螺栓的边距和中距，然后按一个螺栓承载力设计值计算螺栓数目，并对螺栓进行布置，最后验算构件截面强度。计算中注意三者的区别。（1）采用普通 C 级螺栓时： 确定材料强度设计值：由附表查得 ，2215/fNm，240/bvfNm 2305/bcfNm 确定孔径
8、、端距和中距孔径： 021.5d端距： max0in4,8min421.5,8min86,4Sdt min0221.53取端距为 50mm中距： max0in8,12min821.5,8min172,96Sdt min033.564.取中距为 70mm螺栓数目及布置 2 2014879644bbvvvdNnf N2030510bbccdtfmin,61bbbvcNNN所需螺栓数目为：个，取 7 个。34016.6bnN1 0670421521.532.l mdm10. .975ld3416.8.976bNn所以取 7 个满足螺栓抗剪要求。构件截面强度验算 210312821.582784nAn
9、dt m2 244.6/15/278nNNmfN此连接满足要求。（2）采用 8.8 级高强度摩擦型螺栓时： 确定材料强度设计值：由附表查得2215/fNm 确定孔径、端距和中距同普通螺栓相同。螺栓数目及布置 30.90.920.451201250bvfNnP N所需螺栓数目为：个，取 4 个。3401.9525bvnN螺栓布置如图，但在节点左端去掉 3 个螺栓。连接长度： 1 0370211521.532.l mdm构件截面强度验算净截面强度验算： 3 2 21 1400.5.5125.7/15/278nNNmfNmA 毛截面强度验算：3 2 21.8/15/28f此连接满足要求。（3）采用 8.8 级高强度承压型螺栓时： 确定材料强度设计值：由附表查得 ，2215/fNm，2250/bvfNm2470/bcfNm 确定孔径、端距和中距同普通螺栓相同。螺栓数目及布置 2 205170944bbvvvdNnf N201704bbccdtfmin,9bbb vcNNN所需螺栓数目为：个，取 5 个。34014.9bNn螺栓布置如图，但在节点左端去掉 2 个螺栓。连接长度： 1 047081521.532.5l mdm构件截面强度验算与普通螺栓相同，即： 210312821.582784nAndt m3 2 244.6/ 15/278nNNmfN此连接满足要求。
