4-1解：
12N??GNGK??QNQK?1.2??315?1.4??315?420kN
33焊缝质量为三级，用引弧板施焊。查表得E43焊条的ftW?185N/mm2，Q235钢的f?215N/mm2。
N420?103t?W??11.35mm bft200?185故取t?12mm。
4-2解：
N??GNGK??QNQK?1.2?0.2Nk?1.4?0.8Nk?1.36Nk
焊缝质量为二级，ftW?215N/mm2未用引弧板施焊
lW?400?2?12?376mm
ftW?N，N?ftWlWt?1.36Nk lWtftWlWt215?376?12Nk???713.3kN
1.361.36
4-4解：
1）焊脚尺寸hf
背部尺寸???hf1?1.5tmax?1.5?10?4.74mm
??hf1?1.2tmin?1.2?8?9.6mm??h?1.5tmax?1.5?10?4.74mm趾部尺寸?f2
????h?t?1~2?8?1~2?6~7mm??f2min为方便备料，取hf1?hf2?hf?6mm，满足上述要求。 2）轴心力N的设计值
N??GNGK??QNQK?1.2?0.1?180?1.4?0.9?180?248.4kN
按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数
e1e?0.3 2?0.7 bb对角钢趾部取力矩平衡得: N1b?Ne2
N1?e2N?0.3N?0.3?248.4?74.52kN bN2?N?N1?0.7N?0.7?248.4?173.88kN
3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， ftW应乘以折减系数0-85。
N174.52?103角钢趾：lW1???130mm?8hf?48mm
0.7hf?0.85ffW0.7?6?0.85?160取l1?140mm （130?2hf?142mm，取10mm的整数倍） 角钢背：lW2N2173.88?103???304mm?60hf?360mm W0.7hf?0.85ff0.7?6?0.85?160取l2?320mm （304?2hf?316mm，取10mm的整数）
4-5解：
腹板受到轴心拉力Nk作用
N??GNGK??QNQK?1.2?0.2?440?1.4?0.8?440?598.4kN
焊脚尺寸hf
hf?1.5tmax?5.6mm，
hf?tmin?(1~2)?8~9mm
N598.4?103取hf?6mm时，lW???445.2mm?60hf?360mm W2?0.7hfff2?0.7?6?160不可行；
取hf?7mm时，lw?381.6mm，lw?60hf?420mm 可行，l?381.6?2hf?395.6mm，取l?400mm 取hf?9mm时，lw?296.8mm，lw?60hf?540mm 可行，l?296.8?2hf?314.8mm，取l?320mm
故最小的焊脚尺寸可取7mm，钢板搭接长度为400mm 最大的焊脚尺寸可取9mm，钢板搭接长度为320mm
4-7解：
（1）直接计算法
M?Nl?50?0.2?10kN?m
M10?1061488.12 ?f???N/mm220.7hflW60.7hf?2406hf?N50?103297.6f?0.7hl??N/mm2
fW0.7hf?240hf?2??f??????2?fW??f?ff ?22?1488.1????297.6??1.22hf?????160 ???hf??解得：hf?7.85mm 采用h18?6.36mmf?8mm?1.5tmax?1.5??t?1~2??8~9mm，可
min?（2）试算法
h???1.5tmax?1.5?18?6.36mmf ??tmin??1~2??8~9mm取hf?8mm
AW?helW?0.7hflW?0.7?8?240?1344mm2 W?16hl21WeW?6?0.7?8?2402?53760mm3
M10?106?0.7h2?0.7?8?24026?186.0N/mm2f? flW6N50?103?f?0.7h?7?8?240?37.2N/mm2
flW0.?2??f??????2???186?2?37.22?156.9N/mm2?fW??f?f?1.22??f?160N/mm2，可故hf?8mm
4-8解：
R?1.2?25%Rk?1.4?75%Rk?405kN
l?300mm lh?80?10?70mm
取焊脚尺寸hf?6mm he?0.7hf?4.2mm （1）几何关系
水平焊缝计算长度lWh?lh?hf?70?6?64mm 全部焊缝计算长度lW?l?2lWh?300?2?64?428mm 全部焊缝有效截面AW?helW 形心位置x?略去he3项
223??hel3?l??0.42?30?30??Ix??2?helWh??????2??0.42?6.4?????2154.6cm4
1212?2???2????????2helWh?lWhAW2?2?he?6.4?6.42?0.96cm
he?42.823?helWh?lWh??Iy?2??helWh??x???helWhx2?2???12?? 23?0.42?6.4?6.4???2???0.42?6.4???0.96???0.42?6.4?0.962?47.8cm412?2?????焊缝有效截面对形心O的极惯性矩
I0?Ix?Iy?2154.6?47.8?2202.4cm4
（2）强度验算
Ra405?70.4?10?3R??14.3kN?m V??202.5kN a?80?x?70.4mm T?222x1?lWh?x?64?9.6?54.4mm y1?Tfl?150mm 2Tx114.3?106?54.4????35.3N/mm2? 4I02202.4?10Ty114.3?106?1502????97.4N/mm? 4I02202.4?10Tf
钢结构原理与设计第2版--课后答案
