钢结构计算题(焊接、螺栓连接、稳定性)
钢结构设计计算题汇总
计算题A1、如图所示用拼接板的平接连接，主板截面为14⨯400mm，拼接板的尺寸为8⨯360⨯300mm；用直角角焊缝三面围焊，每条侧面焊缝的长度为13cm（一边有4条）。
承受轴心力设计值kN920=N（静力荷载），钢材为Q235，采用E43系列型焊条，手工焊。
试验算该连接是否可靠？（设焊缝的焊脚尺寸mm6=fh，直角角焊缝的2wN=920KN4mm36mm10mmN=920KNN=920KN N=920KN8814300mm一条侧焊缝长为130mm23、验算如图所示摩擦型高强螺栓连接是否安全，已知：荷载N =300kN,螺栓M20，10.9级，μ=0.5，预紧力P =155kN 。
4、如图连接，尺寸为mm ，受静载拉力kN 130=P ，mm10=fh ，钢材为Q235BF ，E43焊条，手工焊无引弧板，2N/mm 160=w f f 。
试验算焊缝强度。
5、某6m 跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在内的设计值）如图所示。
在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其10P10110P10A拼接的对接焊缝。
已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。
解：①计算焊缝截面处的内力m kN m kN qab M ⋅=⋅-⨯⨯⨯==8.1036)]4.20.6(4.224021[21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-=② 计算焊缝截面几何特征值：()4643310289810002401032250121mm mm I W ⨯=⨯-⨯⨯=()363610616.5516102898mm mm W W ⨯=÷⨯= ()363110032.250816250mm mm S W ⨯=⨯⨯= ()363110282.325010500mm mm S S W W ⨯=⨯⨯+=③ 计算焊缝强度查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v =2266max/185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯==σ 22663max /125/3.161010289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=⨯⨯⨯⨯⨯==τ 2max 01/9.1786.18410321000mm N h h =⨯==σσ266311/1.101010289810032.210144mm N t I VS w W W =⨯⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：22222121/5.2031851.11.1/8.1791.1039.1783mm N f mm N w t =⨯=<=⨯+=+τσ6、设计图示双盖板对接连接。
钢结构强度稳定性计算书
钢结构强度稳定性计算书计算依据：1、《钢结构设计规范》GB50017-2003一、构件受力类别：轴心受压构件。
二、强度验算：1、轴心受压构件的强度，可按下式计算：σ = N/A n≤ f式中N──轴心压力,取N= 10 kN；A n──净截面面积,取A n= 298 mm2；轴心受压构件的强度σ= N / A n = 10×103 / 298 = 33.557 N/mm2；f──钢材的抗压强度设计值，取f= 205 N/mm2；由于轴心受压构件强度σ= 33.557 N/mm2≤承载力设计值f=205 N/mm2,故满足要求！2、摩擦型高强螺栓连接处的强度，按下面两式计算，取最大值：σ = (1-0.5n1/n)N/A n≤ f式中N──轴心压力,取N= 10 kN；A n──净截面面积,取A n= 298 mm2；f──钢材的抗压强度设计值，取f= 205 N/mm2；n──在节点或拼接处，构件一端连接的高强螺栓数目,取n = 4；n1──所计算截面(最外列螺栓处)上高强螺栓数目；取n1 = 2；σ= (1-0.5×n1/n)×N/A n=(1-0.5×2/4)×10×103/298=25.168 N/mm2；σ = N/A ≤ f式中N──轴心压力,取N= 10 kN；A──构件的毛截面面积，取A= 354 mm2；σ=N/A=10×103/354=28.249 N/mm2；由于计算的最大强度σmax = 28.249 N/mm2≤承载力设计值=205 N/mm2,故满足要求！3、轴心受压构件的稳定性按下式计算：N/φA n≤ f式中N──轴心压力,取N= 10 kN；l──构件的计算长度,取l=5000 mm；i──构件的回转半径,取i=23.4 mm；λ──构件的长细比, λ= l/i= 5000/23.4 = 213.675；[λ]──构件的允许长细比,取[λ]=250 ；构件的长细比λ= 213.675 ≤[λ] = 250，满足要求；φ──轴心受压构件的稳定系数, λ=l/i计算得到的构件柔度系数作为参数查表得φ=0.165；A n──净截面面积,取A n= 298 mm2；f──钢材的抗压强度设计值，取f= 205 N/mm2；N/(φA n)=10×103/(0.165×298)=203.376 N/mm2；由于σ= 203.376 N/mm2≤承载力设计值f=205 N/mm2,故满足要求！。
钢结构形考1-4参考答案
钢结构形考1一、选择题（每小题2分，共40分）01．下面关于钢结构特点说法有误的一项是（）A. 耐热性差、耐火性好B. 抗震性能好C. 轻质高强，承载能力大D. 工业化程度高正确答案是：耐热性差、耐火性好02．相比较来讲，最适合强震区的结构类型是（）A. 砌体结构B. 砖混结构C. 混凝土结构D. 钢结构正确答案是：钢结构03．下列均为大跨度结构体系的一组是（）A. 油罐、燃气罐、管道B. 移动式起重机械、军用桥、施工脚手架C. 网壳、悬索、索膜D. 微波塔、输电线塔、发射桅杆正确答案是：网壳、悬索、索膜04．结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的（）A. 适用性B. 耐久性C. 稳定性D. 可靠性正确答案是：可靠性05．下列均为承载能力极限状态范畴的一组是（）A. 结构或构件丧失稳定、结构转变为机动体系、混凝土裂缝B. 构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂C. 影响结构、构件或非结构构件正常使用或外观的变形D. 影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏正确答案是：构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂06．钢结构设计最基本的要求不包括（）A. 安全适用B. 确保质量C. 造型美观D. 技术先进正确答案是：造型美观07．用来衡量承载能力的强度指标指的是（）A. 抗拉强度B. 抗压强度C. 屈服强度D. 抗剪强度正确答案是：屈服强度08．钢材一次拉伸过程中可分为4个阶段，其中第2阶段是（）A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 弹塑性阶段D. 强化阶段正确答案是：弹塑性阶段09．钢材拉伸过程中，随变形的加快，应力应变曲线出现锯齿形波动，直到出现应力保持不变而应变仍持续增大的现象，此阶段应为（）A. 弹性阶段B. 弹塑性阶段C. 塑性阶段D. 强化阶段正确答案是：塑性阶段10．钢材的抗拉强度能够直接反映（）A. 结构承载能力B. 钢材内部组织的优劣C. 结构的整体稳定性D. 钢材的焊接性能正确答案是：钢材内部组织的优劣11．钢材的强屈比越高，则钢材的安全储备（）A. 不能确定B. 不变C. 越小D. 越大正确答案是：越大12．钢材在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力称为（）A. 刚度B. 韧性C. 强度D. 塑性正确答案是：塑性13．伸长率越大，则钢材的塑性越（）A. 越差B. 不变C. 越好D. 不能确定正确答案是：越好14．下列关于碳元素对钢材性质的影响说法有误的一项是（）A. 碳含量增加，钢的强度提高B. 碳含量增加，抗腐蚀能力降低C. 碳含量增加，塑性、韧性和疲劳强度下降D. 碳含量增加，可焊性增强正确答案是：碳含量增加，可焊性增强15．下列均为钢材中的有益元素的一组是（）A. 硅和锰B. 钒和氧C. 钛和氮D. 硫和磷正确答案是：硅和锰16．在高温时熔化于铁中的少量氮和碳，随着时间的增长逐渐从纯铁中析出，形成自由碳化物和氮化物，对纯铁体的塑性变形起遏制作用，从而使钢材的强度提高，塑性、韧性下降，这种现象称为（）A. 冷作硬化B. 冷作老化C. 时效硬化D. 应变硬化正确答案是：时效硬化题目1717．钢材在连续反复荷载作用下，应力还低于极限抗拉强度，甚至低于屈服强度，发生的突然的脆性断裂称为（）A. 疲劳破坏B. 冲击破坏C. 塑性破坏D. 脆性破坏正确答案是：疲劳破坏18．下列各因素对钢材疲劳强度影响最小的是（）A. 应力幅B. 静力强度C. 应力集中D. 循环次数正确答案是：静力强度19．钢材的疲劳破坏属于（）A. 弹性破坏B. 塑性破坏C. 低周高应变破坏D. 脆性破坏正确答案是：脆性破坏20．高性能建筑结构用钢简称（）A. 高建钢B. 耐候钢C. 优质碳素结构钢D. 镇静钢正确答案是：高建钢二、判断题（每小题2分，共20分）01．钢结构是土木工程结构的主要形式之一，广泛应用于各类工程结构中，包括桥梁和房屋建筑等。
钢结构计算题作业
钢结构课程作业第三章作业1.如图所示为角钢与节点板的三面围焊连接，轴心力设计值N＝800kN(静力荷载)，角钢为2 L125×10，与厚度为10mm的节点板连接。
钢材为Q235，手工焊，采用E43型焊条，h=8mm。
试确定肢背焊缝和肢尖焊缝的实际长度。
焊脚尺寸f2.如图所示为双盖板拼接的钢板连接，钢材为Q235-B，采用高强度螺栓为8.8级的M20，连接处构件接触面用喷硬质石英砂处理，作用在螺栓群形心处的轴心拉力设计值N=800kN。
采用标准圆孔。
试问：（1）采用高强度螺栓摩擦型连接，确定其螺栓数目，应为下列何项?（2）采用高强度螺栓承压型连接，确定其螺栓数目，应为下列何项?1.一轴心受压平台柱，采用焊接工字形截面，截面尺寸如图所示，柱两端铰接，柱高6m ， 翼缘为焰切边，钢材为Q345，焊条为E50系列，焊条电弧焊，求该柱稳定承载力。
截面特性为：2293.6A cm =，12.5y i cm =，21.9x i cm =2.某管道支架柱，柱两端饺接，钢材为Q235钢，截面无削弱，采用焊接工字形截面，翼缘板为焰切边，如图所示，承受轴心力设计值N=1600kN 。
进行轴心受压稳定性计算时最大压应力为多少?1.试分析图示简支梁的整体稳定性。
已知作用在梁上的荷载设计值kN F 300=，梁自重设计值 2.0kN m ，采用Q235钢材，跨中有侧向支撑，20.1=b β，2228cm A =，4413683cm I x =，417067cm I y =。
6m6mF10400100016x16y2.0kN/m2.某热轧H 型钢简支梁，选用H 型钢，其截面参数为2=192.5cm A ，4118000cm x I =，34020cm x W =，24.8cm x i =， 6.85cm y i =，钢材为Q235，钢梁跨度为12m ，在跨度中点设有一个侧向支撑点，在梁上作用两个集中荷载设计值F=180kN ，忽略梁自重，试验算其整体稳定性是否满足要求。
钢结构考试试题题库
钢结构考试试题题库钢结构是现代建筑工程中广泛应用的一种结构形式，因其轻质高强、施工快捷、可回收利用等特点而受到青睐。
以下是一份钢结构考试试题题库，供参考使用：一、选择题1. 钢结构的主要优点不包括以下哪项？A. 轻质高强B. 施工周期长C. 可回收利用D. 抗震性能好2. 以下哪种钢材的屈服强度最高？A. Q235B. Q345C. Q390D. Q4603. 在钢结构设计中，通常采用哪种连接方式？A. 焊接B. 螺栓连接C. 铆接D. 所有选项都是二、判断题1. 钢结构的防火性能优于混凝土结构。
（错误）2. 钢结构在施工过程中不需要考虑温度变化的影响。
（错误）3. 钢结构设计时需要考虑疲劳问题。
（正确）三、简答题1. 简述钢结构在地震区的设计要点。
2. 说明钢结构焊接连接和螺栓连接各自的优缺点。
四、计算题1. 给定一个跨度为20米的简支梁，荷载为10kN/m，材料为Q345，试计算其所需最小截面模量。
2. 假设一个钢结构柱的截面为H型钢，其截面尺寸为300mm×200mm，厚度为8mm，计算其在轴向压力作用下的稳定性。
五、案例分析题某钢结构厂房，建筑面积为5000平方米，采用门式刚架结构。
请分析以下问题：1. 该厂房可能面临的主要荷载有哪些？2. 描述在设计过程中需要考虑的主要因素。
3. 如果该厂房位于高风压区，应如何提高其抗风能力？结束语：通过本题库的学习和练习，考生可以加深对钢结构设计原理、施工技术以及相关规范的理解和掌握，为实际工程应用打下坚实的基础。
希望考生能够认真复习，取得优异的成绩。
钢结构稳定性例题
Iy
=
2 × tb3 12
=
2× 1 × 2× 503 12
=
41667cm4
ix =
Ix = A
145683 = 24.14cm 250
iy =
Iy = A
41667 = 12.91cm 250
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
二、截面验算：
1.强度：σ
=
N An
=
1
y
z0
一个斜缀条的长度为：l
=
l1
sin θ
=
41 sin 450
= 58cm
角钢的最小回转半径为：imin = 0.89cm
x
x
1
y
b
λ = l = 58 = 65.1
imin 0.89
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
λ = 65.1 属b类截面，查得ϕ＝0.78
I x = 2× 50× 2.2× 24.12 +1.6× 463 /12 = 140756cm4 I y = 2× 2.2× 503 /12 = 45833cm4
ix =
Ix = A
140756 = 21.9cm； 293.6
iy =
Iy = A
45833 = 12.5cm 293.6
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
z0 = 2.49cm，I1 = 592cm4
Iy
=
2×
592 +
75×
46 2
−
2.49
2
=
64222cm4
iy =
Iy = A
钢结构设计原理复习题及参考答案
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案钢结构设计原理一、填空题：1.钢结构计算的两种极限状态是和。
2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。
3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。
4.钢材的破坏形式有和。
5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用的方法来解决。
6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。
7.角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于；侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于。
8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。
9.钢结构的连接方法有、和。
10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。
11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中央一个集中荷载的弯矩图为。
12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。
13.钢结构设计的基本原则是、、和。
14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、和等。
15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为和。
16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、和。
二、问答题：1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？2.焊缝可能存在哪些缺陷？3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。
4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？5.什么是钢材的疲劳？6.选用钢材通常应考虑哪些因素？7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？11.轴心压杆有哪些屈曲形式？12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？15.对接焊缝的构造有哪些要求？16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施是什么？18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？19.螺栓的排列有哪些构造要求？20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？三、计算题：1.一简支梁跨长为5.5m，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值为10.2kN/m（不包括梁自重），活载标准值为25kN/m，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。
钢结构复习题及答案
填空题1 •高强螺栓根据螺栓受力性能分为 （2.高强螺栓连接同时承受拉力和剪力作用时，如果拉力越大,4•性能等级为4.6级和4.8级的C 级普通螺栓连接, 5当构件轴心受压时，对于双轴对称截面，可能产生）;对于单轴对称截面，则可能产生7提高钢梁的整体稳定性最有效的办法之一就是设置侧向支承点，但侧向支承点必须设在钢梁的 ）翼缘。
）不能忽略，因而绕虚轴的长细比 要采用（9•轴心受压构件，当构件截面无孔眼削弱时，可以不进行（10. 钢材的两种破坏形式为（ 11 •随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为 12.梁整体稳定判别式l/b 1中，b 是（）5是（1.偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定的计算公式是:N MxY x W x 1-0.8'、、、N Ex ./8 •使格构式轴心受压构件满足承载力极限状态，除要保证强度、整体稳定外，还必须保证9.钢材随时间进展将发生屈服强度和抗拉强度提高、塑性和冲击韧性降低的现象，称为（10•根据施焊时焊工所持焊条与焊件之间的相互位置的不同，焊缝可分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种方 位，其中（）施焊的质量最易保证。
11.建筑钢材中严格控制硫的含量，在 Q 235钢中不得超过0. 05%，在Q345钢中不得超过0. 045%，这是因为含硫量过大，在焊接时会引起钢材的 （3•焊缝连接形式根据焊缝的截面形状，可分为（）两种类型。
6•加劲肋按其作用可分为（）、（）两种。
则连接所能承受的剪力（）级的安全储备更大。
）;对于无对称轴的截面，可能产生）计算。
式中：一 mx 是：（ ),N EX 表示(），其表达式为（ 2.普通螺栓按制造精度分（ 和（ ）两)和(）两类：按受力分析分3 •由于焊接残余应力本身自相平衡，故对轴心受压构件）无影响。
4•在高强螺栓群承受弯矩作用的连接中，通常认为其旋转中心位于 ）处。
5.梁的最大可能高度一般是由建筑师提岀，而梁的最小高度通常是由梁的（）要求决定的。
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Q235用。
由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。
分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。
1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置()()()()8010102401020160)10115(1010240510201601≈⨯-+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-=ymm160802402=-=y mm(2)焊缝计算截面的几何特性()623231068.22)160115(230101014012151602301014023010121mm I x ⨯=-⨯⨯+⨯⨯++-⨯⨯+⨯⨯=腹板焊缝计算截面的面积：230010230=⨯=w A mm 22．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。
将力F 向焊缝截面形心简化得：F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=wv f N/mm 2点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤wt f 18552.01022688010160431===⨯⨯⨯==w t x M af F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN点b 的压应力Mb σ，且要求Mb σ≤wc f 215129.110226816010160432===⨯⨯⨯==wc x Mbf F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤wV f125435.010231023===⨯⨯=wV V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN点b 的折算应力，且要求起步大于1.1wt f ()()()w t V M bf F F 1.1435.03129.132222=⨯+=+τσ解得：168≈F KN缝的距离不相等，肢尖焊缝的受力小于肢背焊缝的受力，又题中给出了肢背、肢尖焊缝相同的长度和焊脚尺寸，所以，只要验算肢背焊缝的强度，若能满足，肢尖焊缝的强度就能肯定满足。
查角钢角焊缝的内力分配系数表得，k 1=0.65，k 2=0.35；查焊缝强度表得 =w f f 200 N/mm 2一条肢背焊缝的计算长度=1w l 300-2x8=284mm ，要求8h f 和40mm≤1w l ≤60h f ，显然符合构造要求。
肢背焊缝所能承担的力1N ：780120065.011=⨯==N k N KN则其焊缝强度为： 24528487.02107807.02311≈⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=w f f l h N τ N/mm 2＞=w f f 200 N/mm2故此连接不能满足强度要求。
应采取以下措施：1． 增加肢背焊缝的长度 2.34820087.02107807.02311≈⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=wff w f h N l mm 因此，肢背焊缝的长度必须加长到364162.3481011=+=+=w l l mm ，才能使其满足强度要求。
采用这种方法，就会增加节点板的尺寸。
而此时肢尖焊缝的应力13228487.0235.0=⨯⨯⨯=Nf τ N/mm 2＜=w f f 200 N/mm 2，满足强度要求，且可以适当减小其焊缝长度。
2． 增加肢背焊缝的焊脚尺寸根据构造要求，肢背焊缝最大的焊脚尺寸12102.12.1max =⨯==t h f mm 。
而实际所需的焊脚尺寸为f h ≥8.92002847.02107807.02311=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯wfw f l N mm 因此，将肢背焊缝的焊脚尺寸增加到10mm 就能使此连接满足强度要求。
3． 改用三面围焊首先计算正面角焊缝所能承担的力3N ：w f w f f l h N ⨯⨯⨯⨯⨯=22.17.02336.3821020022.114087.023≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-KN求肢背焊缝所能承担的力1N ： 7.5886.3825.0120065.021311=⨯-⨯=-=N N k N KN 则 18528487.02107.5887.02311≈⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=w f f l h N τ N/mm 2＜=w f f 200 N/mm 2满足强度要求。
3． 如图所示为板与柱翼缘用直角角焊缝连接，钢材为Q235,焊条E43型，手工焊，焊脚尺寸h f =10mm,f f w=160N/mm 2,受静力荷载作用，试求：（M 、N 、V 作用下的直角角焊缝）1.只承受F 作用时，最大的轴向力F=？2.只承受P 作用时，最大的斜向力P=？3.若受F 和P 的共同作用，已知F=250KN,P=150KN,此焊缝是否安全？解：分析：根据已知条件，可将斜向力P 向焊缝形心简化得M 、N 、V,将F 向焊缝形心简化只得N 。
M 、N 使焊缝有效截面产生应力σMf 、σNf ，而剪力V 则产生应力τv f,最后可按角焊缝的基本计算公式计算此连接能承受的最大力F 或P ，并可进行焊缝强度验算。
一条焊缝的计算长度l w =300－20=280mm,1.在力FF max =0.7h f ·∑l w ·β·f f w=0.7×10×2×280×1.22×160×10-3=765.8KN2.将斜向力P 向焊缝形心简化得：M =0.8P·e=80P(KN·mm) V =0.8P(KN)N =0.6P(KN) 图2计算在各力作用下产生的应力：σMf =6M/(2×0.7×h f ×l w 2) 图3.Ⅱ.6 =6×80×P×103/(2×0.7×10×2802) =0.437P(N/mm 2) σNf =N/(2×0.7h f l w )=0.6P×103/(2×0.7×10×280) =0.153P(N/mm 2) τv f=V/(2×0.7h f l w )=0.8P×103/（2×0.7×10×280） =0.204P(N/mm 2)将σMf 、σNf 、τv f的值代入公式：()w f VfNf M ff ≤+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+2222.1τσσ得 P max =304.6KN3.将力F 、P 向焊缝形心简化得： V =0.8P=0.8×150=120 KN N =F ＋0.6P=250＋0.6×150=340 KN M =0.8P·e=0.8×150×100=12×103KN·mmσMf =6×12×103×103/（2×0.7×10×2802）=65.6N/mm 2σNf =340×103/（2×0.7×10×280）=86.7N/mm 2τv f =120×103/（2×0.7×10×280）=30.6N/mm 2力与V 产生的应力同向，故可按a 点或b 点应满足角焊缝强度设计值来确定连接所能承受的最大静力荷载设计值F 。
最后验算牛腿板截面Ⅰ-Ⅰ处的强度，即可确定两者是否等强？1． 确定角焊缝连接所能承受的最大承载力(1)计算角焊缝有效截面的形心位置和焊缝截面的惯性矩。
由于焊缝是连续围焊，实际长度比板边长度长，所以焊缝的计算长度可取板边长度，每端不减5mm 。
焊缝的形心位置：()71.5302028.07.010208.07.02≈+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=x cm围焊缝的惯性矩：630015202301218.07.022=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯⨯⨯=x I cm 4()170771.51020220121271.5308.07.0232≈⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=y I cm 48007170763000=+=+=y x I I I cm 4(2)将力F 向焊缝形心简化得：()F F T 9.3421.57200200=-+= (KN·mm)F V =(KN)(3)计算角焊缝有效截面上a 点各应力的分量: F F I Tr y T fa64.0108007150109.342430≈⨯⨯⨯==τ(N/mm 2) ()F F I Tr x T fa62.01080071.57200109.342430≈⨯-⨯⨯==σ(N/mm 2) ()F F A V f V fa26.087.03002002103≈⨯⨯+⨯⨯==σ(N/mm 2) (4)求最大承载力F max根据角焊缝基本计算公式，a 点的合应力应小于或等于w f f ，即:()2264.022.126.062.0F F F +⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤w f f = 160 N/mm 2解得 F ≤165.9KN 故 F max =165.9KN2．验算牛腿板的强度钢板Ⅰ-Ⅰ截面受力最大，承受弯矩M =200F (KN·mm)和剪力V = F (KN)的作用。
由 26thMW M ==σ≤f 得 2153001210200623==⨯⨯⨯f F N/mm 2解得 F = 193.5KN 由 thv5.1=τ≤v f 得 12530012105.123==⨯⨯⨯v f F N/mm 2解得 F = 300KN故此钢板能承受的最大荷载设计值F =193.5KN ，而焊缝则能承受F =165.9KN ，显然钢材强度有富余，为了经济的目的可减少钢板的厚度t ，也可加大焊缝的焊脚尺寸h f 。
其计算方法如下：(1)减少钢板的厚度t由26thM =σ≤f 得 3.10300215109.165200623≈⨯⨯⨯⨯=t mm 取t=11mm 。
(2)加大焊缝的焊脚尺寸h f （单位为mm ）f x h I 5.787=(cm 4) f y h I 3.213=(cm 4)f y x h I I I 8.10000=+=(cm 4)f f T fah h 5.994108.1000150105.1939.34243≈⨯⨯⨯⨯=τN/mm 2()f f Tfah h 4.947108.10001.57200105.1939.34243≈⨯-⨯⨯⨯=σN/mm 2()ff V fah h 9.3947.03002002105.1933≈⨯+⨯⨯=σN/mm 21605.99422.1/9.3944.94722==⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+w f f f f f h h h N/mm 2 解得 f h =9.3mm由构造要求知 102122max =-=-=t h f mm 故取f h =10mm螺栓连接1．两钢板截面为-18×410，钢材Q235，承受轴心力N =1250KN （设计值），采用M20普通粗制螺栓拚接，孔径d 0 =21.5mm ，试设计此连接。