钢结构设计原理计算题
第3章 连接
1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。已知：连接承受静力荷载设计值P?300kN，
N?240kN，钢材为Q235BF，焊条为E43型，ffw?160Nmm2，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减
去10mm。
1
2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P。已知：钢材为Q235BF，焊条为E43型，ff?160N/mm，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为290mm。
2 解：N?433P,V?P,M?P?120 555w2题1图
4p?103N5?N???0.33p Ae2?0.7?6?2903p?103N5?N???0.25p Ae2?0.7?6?290?M3p?120?103M5???0.61p
1Wf2??0.7?6?29026题2图
1
?N??M20.33P?0.61P2()?(?V)2?()?(0.25P)2?ffw?160N/mm2 1.221.22P?197.5kN
3、图示角焊缝连接，承受外力N?500kN的静载，hf?8mm，ffw?160Nmm2，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。
3 解：Nx?400kN,题3图
Ny?300kN
Nx400?103?f???90.65N2
mm?helw2?0.7?8?(410?2?8)300?103?f???67.98N2
mm?helw2?0.7?8?(410?2?8)Ny?f290.652w()??2?()?67.982?100.7N2?ff fmm?f1.22
4、计算图示角焊缝连接中的hf。已知承受动荷载，钢材为Q235-BF，焊条为E43型，
ffw?160Nmm2，偏离焊缝形心的两个力F1?180kN，F2?240kN，图中尺寸单位：mm，有引弧板。
4解：将外力F1，F2移向焊缝形心O，得：
N?F1?180kN；V?F2?240kN
M?F1?120?F2?90?180?120?240?90?0kN
2
N180?103536 ?f????helw2?0.7?hf?240hfV240?103714 ?f????helw2?0.7?hf?240hf?f?1.0则：
?f253627142()??2?()?()?ffw?160 f?fhfhf解得hf?5.58mm取hf?6mm 构造要求：
题4图
hfmax?1.2tmin?1.2?8?9.6mm
hfmin?1.5tmax?1.510?4.74mm hfmin?hf?6mm?hfmax满足要求。
5、验算图示角焊缝连接的强度。已知承受静荷载，钢材为Q235-AF，焊条为E43型，ffw?160Nmm2，偏离焊缝形心的力F?500kN，e?100mm，hf?10mm，图中尺寸单位：mm，无引弧板。
5解：将外力F移向焊缝形心，得：
题5图
N?F2；V?F2；M?Fe2
3
?fNN500?103???66.47N/mm2 ?helw2?2?0.7?10?(400?20)V500?103?f???66.47N/mm2
?helw2?2?0.7?10?(400?20)?fMM6?500?103?1002 ???104.95N/mm2W2?2?0.7?10?(400?20)(
?f2104.95?66.47222w2)??2?()?66.47?155.44N/mm?f?160N/mm ff?f1.226、验算题6图所示摩擦型高强度螺栓连接的强度是否满足设计要求。已知：初连接构件钢材为Q235BF，8.8级M20高强度螺栓的设计预拉力P=110kN，接触面喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数?为0.35。
6解V=F=180kN；M=F×150
Nt?180?150?1402?2?(702?1402)?38.6kN
Nt?38.6?0.8P?0.8?110?88kN
Nbv?0.9nf?(p?1.25Nt)
?0.9?1?0.35?(110?1.25?38.6)?19.45kN
Nv?V180??18?Nbv?19.45kN n10
7、图示牛腿采用摩擦型高强度螺栓连接，??0.45，
P?125kN，N?20kN，F?280kN，验算螺栓的连接强度。
7解：方法1：
题6图
Nt1?My1N20280?100?160????37kN 222nm?yi102?2?(160?80)N80?35??19.5kN n160Nt2?Nt3?2kN
?N?N
tibv?(Nt1?Nt2?Nt3)?58.5?2?117kN ?0.9nf?(nP?1.25?Nti)
?0.9?1?0.45(10?125?1.25?117)?447kN?V?280kN4
方法2：Ntb?0.8P?100kN
Nt1?37kN?Ntb?100kN
Nv?题7图
280?28kN?Nvb?0.9nf?(P?1.25Nt1)?31.89kN 10Nt1?Ntb，Nv?Nvb满足要求
8、验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径
d?20mm，C级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设
计值F?100kN，fvb?140Nmm2，
ftb?170Nmm2，fcb?305Nmm2，Ae?2.45cm2。
8解：Ntb?Aeftb?2.45?170?102?41.65kN
N?nv
bv?d23.14?22f?1??140?10?1?44kN44bvbNc?d?tfcb?2?2?305?10?1?122kN
受力最大的１号螺栓所受的剪力和拉力分别是：
题8图
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