大学钢结构(第三版)戴国欣
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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 2160/w f f N mm = 123α= 21
3
α= 确定焊脚尺寸：
,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm =
内力分配：
30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.28
1000196.69232N N N KN α=-
=⨯-= 3112273.28
1000530.03232N N N KN α=-=⨯-=
焊缝长度计算：
11530.03
2960.720.78160w w
f f
N l mm h f ≥
==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w
f l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。 22196.69
1100.720.78160
w w
f f N l mm h f ≥
==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w
f l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。 （2）两面侧焊
确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 112
10006673
N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：
116673720.720.78160
w w
f f N l mm h f ≥
==⋅⨯⨯⨯∑，
则实际焊缝长度为:
mm h mm l f w
48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。 2
2333
2480.720.76160
w w
f f N l mm
h f ≥
==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:
mm h mm l f w
48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。 3.2 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8f h mm =，130e cm =。
焊脚尺寸：8f h mm =
焊缝截面的形心：0205
205 5.62245.6511.2 5.62205 5.6
x mm ⨯⨯
⨯==⨯+⨯⨯
则2 5.6
20545.6162.22
e mm =+-=
（1）内力分析：V=F ， 12()(300162.2)462.2T F e e F F =⋅+=⨯+= （2）焊缝截面参数计算：
32841
5.6511.22205 5.6(250 2.8) 2.091012
X I mm =
⨯⨯+⨯⨯⨯+=⨯ 22
742055.6511.245.62205 5.6(162.2) 1.41102
y I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯-=⨯
842.23110p x y I I I mm =+=⨯
2511.2 5.62205 5.65158.72e w
h l
mm =⨯+⨯⨯=∑
（3）应力计算 T 引起的应力：48
462.2255.6
5.295102.23110
P
y Tx T r F F I τ-⋅⨯=
=
=⨯⨯
48462.2166.2
3.36010
2.23110
P x Ty T r F F I τ-⋅⨯=
==⨯⨯ V 引起的应力：41.938105158.72
Vy e w V F F h l τ-=
==⨯∑
（4）4
2
423.360 1.938
(5.29510)[(
)10]1601.22
F F --+⨯+⨯≤
428.0418.8610160F -⇒+⨯≤
46.8510160F -⇒⨯≤
233577233.58F N KN ⇒≤=
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 ， 980.1211.76M F e KN m =⋅=⨯=⋅ （2）焊缝截面参数计算：取10f h mm = 焊缝截面的形心：
1193
1507 3.52697(712 3.5)21937(7127)
275.51507269721937
y mm ⨯⨯+⨯⨯⨯+++⨯⨯⨯+++==⨯+⨯⨯+⨯⨯
2712719375.5143.5y mm =+++-=
2
223
74
11931507(75.5 3.5)
2697(75.5712 3.5)71931937143.51222.2510X I mm ⎡⎤⎛⎫=⨯⨯-+⨯⨯⨯---+⨯⨯+⨯⨯-⎢⎥
⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦
=⨯ （3）应力计算 M 引起的应力：62
2,max
7
11.7610143.574.96/2.2510
f x M y N mm I σ⋅⨯⨯===⨯ V 引起的应力：3
2981036.27/27193
f e w V N mm h l τ⨯===⨯⨯∑
（4）2
22274.96(
)36.2771.35/160/1.22
w f N mm f N mm +=≤= 3.4 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 ， 0.120.12(/)M F e F F KN m =⋅=⨯= （2）焊缝截面参数计算：
115012620012112
66.61501220012
y mm ⨯⨯+⨯⨯=
=⨯+⨯
221266.6145.4y mm =-=
322741
1220015012(66.66)20012(145.4100) 1.9561012
X I mm =
⨯⨯+⨯⨯-+⨯⨯-=⨯ （3）应力计算 M 引起的应力：6227
0.1210145.40.892(/)1.95610
max
x M y F F N mm I σ⋅⨯⨯===⨯