作业1
一连接如下图所示，承受荷载设计值N为2000kN，钢材为Q235钢，手工焊，不考虑弧坑影响，三面围焊，试确定该连接中所需的最小焊脚尺寸hf 。
解：每条端缝所承担的力为N1，则
N1??ffwf0.7hlfw1NNhfhf?1.22?0.7?300?160hf?40992hf
每条侧缝所承担的力为N2，则
N1?0.7hflw1ffw?0.7?420?160hf?47040hf
由题意，得2N1?4N2?N
hf2??4 2?409947hf0?402 00解得 hf ≥7.4mm
5又由 hf?1.5tmax?1.?2?0m6.m 7t21?2 hf?1.2min?1.?1m4m .4hf?t?(1~2)mm?12?(1~2)mm?10~11mm
所以取 hf ＝8mm
作业2
两截面为－20×340的钢板，采用双盖板和普通螺栓拼接（见下图），螺栓为M22，d0=24mm，钢材为Q235，f = 205 N/mm2， fvb = 140 N/mm2 ， fcb = 305 N/mm2 ，试问此连接能承受多大的轴心力N？
解：⑴ 由螺栓连接确定N 单个螺栓受剪承载力设计值为
N?nv?bv?d24f?2?bv??2224?140?10?3?106.4kN
单个螺栓承压承载力设计值为
Ncb?d??t?fcb?22?20?305?10?3?134.2kN
bNmin?106.4kN
bN?nNmin?9?106.4?957.6kN
⑵ 由连接板件的净截面强度确定N
1-1净截面面积为
An?(340?3?24)?20?5360mm2 N?Anf?5360?205?1098800N?1098.8kN
故该连接最大轴心力为957.6kN。
作业3
验算轴心受压柱的强度和稳定，柱高为9m，两端铰接，在两个三分点处均有侧向支撑以阻止其在弱轴方向过早失稳，采用型号为HM294×200×8 ×12的Q235热轧中翼缘H型钢，其受轴心力N=1000kN，截面内有两个安装螺栓，孔径为d0＝23mm（如图所示）。 解：(1) 截面特性
查型钢表得HM294×200×8×12的截面特性如下：
A=73.03cm2，ix=12.5cm，iy=4.69cm (2) 验算强度
An?7303?8?25?2?6903mm2
??NA?1000000?144.9N/mm2?f?215N/mm2（满足）n6903(3) 验算构件整体稳定
依题意可知：l0x?9.0m，l0y?3.0m，
?x?l0xix?9000125?72（a类）查得??0.829 ?y?l0yiy?300046.9?64（b类）查得??0.786
N?A?10000000.786?7303?174.2N/mm2?f?215N/mm2（满足）经验算，该柱的强度和整体稳定满足要求。
作业4
试计算下图所示两种焊接工字钢截面（截面面积相等）轴心受压柱所能承受的最大轴心压力设计值和局部稳定，并作比较说明。柱高10m，两端铰接，翼缘为焰切边，钢材为Q235。
02520080010545022500400解： 第一种截面： (1) 算截面特性
A?500?8?500?20?2?24000mm2
I3x?(500?5403?492?500)/12?1436000000mm4I20?5003/12?416666667mm4y?2?
ix?Ix/A?244.6mm， iy?Iy/A?131.8mm
(2) 由整体稳定确定承载力
?10000x?244.6?40.9?[?]?150， ?10000y?131.8?75.9?[?]?150 由?max??x?75.9查b类截面得
??0.715
N??Af?0.715?24000?205?10?3?3518kN(3) 验算局部稳定
b1500?8235t?2?20?12.3?(10?0.1?max)fy（满?(10?0.1?75.9)?17.6足）
h0t?500?62.5?(25?0.5?235max)w8fy（满足） ?(25?0.5?75.9)?62.95故该截面柱承载力为3518kN。 第二种截面： (1) 计算截面特性
A?24000mm2
Ix?(400?4503?390?4003)/12?957500000mm4I4y?2?25?4003/12?266666667mm
ix?Ix/A?199.7mm， iy?Iy/A?105.4mm
(2) 由整体稳定确定承载力
?x?10000199.8?50.07?[?]?150， ?y?10000105.4?94.9?[?]?150 由?max??x?94.9查b类截面得
??0.589
N??Af?0.589?24000?205?10?3?2898kN(3) 验算局部稳定
b1t?400?102?25?7.8?(10?0.1?235max)fy?(10?0.1?94.9)?19.5（满足）
h0t?400?40?(25?0.5?235max)w10fy（满?(25?0.5?94.9)?72.5足）
故该截面柱承载力为2898kN。
作业5
一焊接工字型截面等截面简支梁，跨中承受集中荷载P=300kN（包含梁自重），钢材为Q235，梁的跨度和几何尺寸如图所示，支座处和集中荷载作用处都设置支承加劲肋，
试验算该梁的正应力、剪应力和折算应力是否满足要求，并指明相应的计算位置。 解：(1) 计算截面特性：
A?600?8?2?340?12?12960mm2；
Ix?(340?6243?332?6003)/12?9.08?108mm4；Wx?2Ix?2.91?106mm3 hS?340?12?306?300?8?150?1608480mm3
(2) 验算正应力：梁跨中集中力作用点处弯矩最大，正应力最大值位于该截面的最外翼缘处。Mmax?因为
Pl300?8??600kN?m 44b1340?8??13.8?13235/fy?13，故?x?1.0 t2?12Mmax600?106????206.2N/mm2?f?215N/mm2（满足） 6?xWx1.0?2.91?10(3) 验算剪应力：梁中所有截面上的剪力相等，其剪应力最大值位于腹板中部。
Vmax?P300??150kN 22VmaxS150?103?160848022（满足） ????33.2N/mm?f?125N/mmv8Ixtw9.08?10?8(4) 折算应力：梁跨中集中力作用点处既有弯矩又有剪力，腹板与翼缘相交处既有较大剪应力又有正应力，需验算其折算应力
S1?340?12?306?1248480mm3
My600?106?3003002??198.3N/mm2 ?1?206.2??198.3N/mm 或?1?8Ix9.08?10312VmaxS150?103?1248480124848022??25.8N/mm ?1?33.2??25.8N/mm或?1?8Ixtw9.08?10?81608480?12?3?12?198.32?3?25.82?200.0N/mm2?1.1f?236.5N/mm2（满足）203.3！
作业6
焊接简支工字型梁(图示)上翼缘受均布荷载作用，其设计值q=40kN（包括自重），跨度为10m，跨中5m处梁
上翼缘有简支侧向支撑，材料为Q345，f =310N/mm2，试验算该梁的整体稳定是否满足要求？
解：(1) 判断是否需要验算整体稳定
因为
l15000??20?13，应验算整体稳定。 b1250(2) 计算截面特性
A?600?8?250?12?2?10800mm2
Ix?(250?6243?242?6003)/12?705888000mm4
Iy?2?12?2503/12?31250000mm4 iy?Iy/A?53.8mm
Wx?2Ix/h?705888000?2/624?2262462mm3
l1?5m，
?y?5000?92.9 53.8又已知?b?1.15，?b?0
2????yt1?4320Ah?235?b??b2?1?????b???fy?yWx??4.4h???2?235432010800?624?92.9?12??? ?1.15???1????0??22262462?4.4?624?92.9?345????1.26?0.6'?b?1.07?0.282/1.26?0.846
ql240?102M???500kN?m
88M500?106??261.2N/mm2?f?310N/mm2 '?bWx0.846?2262462故梁满足稳定要求。