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3.
3.8试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材Q345-A，
焊条E50型，手工焊，焊缝质量三级。 N 0 N
解：
0 5 三级焊缝
查附表1.3：ft 265N/mm，fv
不采用引弧板：lw
b 2t5002
w2
w
《钢结构设计原理》作业标答
连接
180N/mm
10
480mm
2
0 1
N
lw(b/sin)
lwt
150010 312.5N/mm 480 10
32
ft
w
265N/mm，不可。
2
改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取
θ=56°，斜缝长度：
2t(500/sin56)20(500/0.829)20583mm
Nsin lwt Ncos
lwt
设计满足要求。
150010
3
0.829 213N/mm
2
2
ft
w
w
265N/mm
2
583 10 150010
3
0.559 144N/mm
fv 180N/mm
2
583 10
方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
3.9 条件同习题3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。 查附表1.3：ff
w
2
200N/mm
试选盖板钢材Q345-A，E50型焊条，手工焊。设盖板宽b=460mm，为保证盖板与连接件等强，两块
盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度：
A1 t2
2b
2 460 500
10
，取t2=6mm 5.4mm
b不宜大于190，要保证与母
由于被连接板件较薄t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽
材等强，则盖板厚则不小于14mm。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。
1
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1)确定焊脚尺寸
最大焊脚尺寸：t 最小焊脚尺寸：
6mm，hfmax hfmin
tmm 10
4.7mm
1.5 t 1.5
取焊脚尺寸hf=6mm
2）焊接设计：
正面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N320.7hfbfff
w
20.764601.22200942816N
侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N1
N
N3
1500 10
3
942816 557184N
4条侧缝）： 6
172mm
N
-360×460×
175 175
10
所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有
N1
llwhf
40.7hfff
w
0 0 5
N
557184
hf
4
0.76200
取侧面焊缝实际长度175mm，则所需盖板长度： L=175×2+10(盖板距离)=360mm。 ∴此加盖板的对接连接，盖板尺寸取 6mm，焊脚尺寸hf=6mm
6 0
1 6
3.10. 有一支托角钢，两边用角焊缝与柱相连。如图所示，钢材为Q345-A，焊条为E50
2hf）。已知：外力设
20
0 0 2
L200×125×18
型，手工焊，试确定焊缝厚度（焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去 计值N=400kN。 解：
w
2
3
已知：lw=200mm，N=400kN，ff
1）内力计算
剪力：
VN
200N/mm
400kN
400
f
6M
弯矩： 2）焊脚尺寸设计
MNe208000kN.mm 6
8000 10
600 N/mm 2
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弯矩引起的焊缝应力： 2helw
22 200 he
2
he
2
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f
V
400 10 31000 N/mm 2
剪力产生的焊缝剪应力：
2helw 2200he he
2
2
2
f f 600 1000 fw
f 200N/mm2
2 所需焊脚尺寸：
f
1.22he
he
2
2
600
1000
he 5.57
he
5.57mmhf 7.79mm 1.22
200
200 0.7 0.7
取焊脚尺寸hf=8mm
焊缝构造要求：
最大焊脚尺寸：hf max t (1 2) 18(1 2) 17 16mm 最小焊脚尺寸：hf min 1.5 t 1.5
20
6.7mm
取hf=8mm满足焊缝构造要求。
3.11试设计如图（P114习题3.11）所示牛腿与柱的角焊缝连接。钢材Q235-B，焊条E43型，手工焊，外力设计值N=98kN，（静力荷载），偏心e=120mm。（注意力N对水平焊缝也有偏心） 解：查附表1.3：w
ff
160N/mm2
1）初选焊脚尺寸
150
2 最大焊脚尺寸： max 1.2 1.2 12 14.4
1 hf t mm
hfmin 1.5t
1.5 125.2 0 最小焊脚尺寸：
mm 0
c 2 f y
取h=6mm满足焊缝构造要求。
2）焊缝截面几何性质
12
焊缝截面形心距腹板下边缘的距离
yc
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钢结构设计原理张耀春版课后习题答案
