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 ff?160N/mm ?1?确定焊脚尺寸：
hf,max?1.2tmin?1.2?10?12mm， hf,min?1.5tmin?1.512?5.2mm， hf?8mm
w223 ?2?13
内力分配：
N3??f??0.7hf?b?ff?1.22?2?0.7?8?125?160?273280N?273.28KN N2??2N?N1??1N?N32N32??1323?1000??1000?273.282273.282?196.69KN ?530.03KN
w焊缝长度计算： lw1?N1?530.032?0.7?8?160?296mm，
?0.7hf?fwf?1?296?8?304mm?60hf?60?8?480mm，取310mm。 则实际焊缝长度为 lwlw2?N2?0.7hf?fwf?196.692?0.7?8?160?110mm，
?2?110?8?118mm?60hf?60?8?480mm，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： lw1?N1?6672?0.7?8?160?372mm，
13?1000?333KN， N1??1N?23?1000?667KN
?0.7hf?ffw则实际焊缝长度为:
?1?372?8?2?388mm?60hf?60?8?480mmlw，390mm。
lw2?N2?0.7hf?fwf?3332?0.7?6?160?248mm，
则实际焊缝长度为:
?1?248?6?2?260mm?60hf?60?8?480mm，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?8mm
?22焊缝截面的形心：x0??45.6mm
511.2?5.6?2?205?5.6205?5.6?205
则e2?205?5.62?45.6?162.2mm
（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?112?5.6?511.2?2?205?5.6?(250?2.8)?2.09?10mm
23284Iy?5.6?511.2?45.6?2?205?5.6?(162.2?2052)?1.41?10mm
274Ip?Ix?Iy?2.231?10mm
84?hlew?511.2?5.6?2?205?5.6?5158.72mm
2（3）应力计算 T引起的应力：?Tx?T?ryIP?462.2F?255.62.231?108?5.295?10?4F
?Ty?T?rxIP?462.2F?166.22.231?108?3.360?10?4F
V引起的应力：?Vy?V?hl2?F5158.72?1.938?10?4F
ew（4）(5.295?10F)?[(?43.360?1.9381.22)?10?4F]?160
2?28.04?18.86?10?4?4F?160
?6.85?10F?160
?F?233577N?233.58KN
3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。
（1）内力分析：V=F=98KN， M?F?e?98?0.12?11.76KN?m （2）焊缝截面参数计算：取hf?10mm 焊缝截面的形心：
150?7?3.5?2?69?7?(7?12?3.5)?2?193?7?(y1?150?7?2?69?7?2?193?71932?7?12?7)?75.5mm
y2?7?12?7?193?75.5?143.5mm
IX2??1193??223?150?7?(75.5?3.5)?2?69?7?(75.5?7?12?3.5)???7?193?193?7??143.5???122??????74?2.25?10mm （3）应力计算 M引起的应力：?f,max?M?y2Ix?11.76?10?143.52.25?10376?74.96N/mm
2V引起的应力：?f?V?hl2?98?10ew2?7?193?36.27N/mm
2（4）(74.961.22)?36.27?71.35N/mm?ff?160N/mm
22w23.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该
连接的最大荷载。
（1）内力分析：V=F， M?F?e?F?0.12?0.12F(KN/m) （2）焊缝截面参数计算：
y1?150?12?6?200?12?112150?12?200?12?66.6mm
y2?212?66.6?145.4mm IX?112?12?200?150?12?(66.6?6)?200?12?(145.4?100)?1.956?10mm
32274（3）应力计算 M引起的应力：?max?M?y2Ix?0.12F?10?145.41.956?1076?0.892F(N/mm)
2V引起的应力：??
（4）?eq1??VA??F?103200?12?0.417F(N/mm)
2?max?3?222?1.1ft
2w2w(0.892F)?3?(0.417F)?1.148F?1.1ft?1.1?185?203.5(N/mm)
?F?177.3KN
3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩
M?1122kN.m，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验
标准，试验算该焊缝的强度。
（1）内力分析：V=374KN， M?1122kN.m （2）焊缝截面参数计算：
Ix?112?8?10003?2?280?14?5072?2.68?10mm494
Sw?280?14?507?500?8?250?2987440mm Sw1?280?14?507?1987440mm
4（3）应力计算 ?max?VSwIxtw?374?10?29874402.68?10?893?52.1N/mm?fv?125N/mm
2w2腹板和翼缘交接处： ?1?M?y1IxVSw1Ixtw?1122?10?5002.68?10396?209.3N/mm
2?1??374?10?19874402.68?10?89?34.7N/mm
2折算应力：
?1?3?1?
22209.3?3?34.7?217.8N/mm?1.1ft?1.1?185?204N/mm
222w2 不满足
大学钢结构（第三版）戴国欣 - 图文
