第三章__连接的构造与计算习题及答案
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第三章 连接的构造与计算
1、下图中I32a 牛腿用对接焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，用II 级焊缝的检验质量标准。对接焊缝的抗压强度设计值
2215/w f f N mm =，抗剪强度设计值2125/w v f N mm =。已知：I32a 的截面面积
267.12A cm =；截面模量3692.2x W cm =，腹板截面面积225.4w A cm =。试求连接
部位能承受的外力F 的最大值（施焊时加引弧板）。
160
45°
9.5
T
I32a
320
图 牛腿连接示意图
解：T V 707.0=，T N 707.0=
)(4.141200707.0mm N T T M ⋅=⨯=
(1) 22112510
4.25707.0mm N T A V
w =⨯==
τ )(1049.4707
.0104.2512552
1N T ⨯=⨯⨯=
∴
(或：22112510
95.032707.0mm N T A V
w =⨯⨯==
τ )1037.551N T ⨯=∴ (2) 22
22154.141707.0mm N W
T A T =+=
σ
１
223
2215)10
2.6924.1411012.67707.0(
mm N T =⨯+⨯∴ )(1094.65
2N T ⨯=∴
(3) 折算应力（在顶部中点亦可）
()215
1.11.1000555.0000278.03000276.03)000233.0104.30707
.0( 000278.0104.25707.0000276.01605.2616010
2.6924.1411012.67707.033222121332
1
33213
3
3231⨯=≤=⨯+=+=⨯==⨯==-⨯⨯+⨯=w f f T T T T T T T T T τσττσ或
得：)(1.4263KN T ≤ （KN T f T 3w
f 33.484 1.10.000488≤≤或） 由T 1、T 2、T 3中取最小值，得T ＝426.1（KN ）
2、有一支托角钢，两边用角焊缝与柱连接（如图）。400N KN =，钢材为Q345钢，焊条为E50型，手工焊，2200/w f f N mm =。试确定焊缝厚度。
图 支托连接示意图
解：200=w l
f f f h h A 2807.02200=⨯⨯⨯=
f f f h h W 3.933200
7.06
2
2
=⨯⨯⨯= m KN M N
m m ⋅=⨯⨯=4104105 N V 5104⨯=
f f
f f h h W M 6.4283.93331046
=⨯==σ
２
22.1=f β， f f
f f h h A V 6.14282801045=
⨯==τ 2002.1471
)6.1428()22.16.428()(
2222≤=+=+f
f f f f f h h h τβσ mm h f 4.7≥，取mm h f 8=.
3、如图所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =。350T kN =，验算焊缝的受力。
简化
图 牛腿角焊缝示意图
解：
焊缝所受内力为：
247.45N kN =，247.45V kN =，49.49M kN m =⋅
焊缝有效厚度：
mm 2.117.028=⨯⨯=δ
33741
(114315.2102.8292.8)8.2451012
I mm =⨯-⨯=⨯ 35235163152I W mm ==⎛⎫ ⎪⎝⎭
2211411.2292.811.25833A mm =⨯⨯+⨯=
上翼缘最外侧焊缝：
222474504949000042.4294.53136.951605833523516w t N N f mm mm σ=+=+=<= 上翼缘与腹板交界处：
３
2247450
42.425833
N N mm σ=
=
294.53292.887.81315.2
M N mm σ⨯== 275.4511.2292.8
V
N mm τ==⨯
折算应力：
2
222130.711601.22
w N M zs t N N
f mm mm σσστ+⎛⎫
=+=<=
⎪⎝⎭
牛腿角焊缝满足要求。
4、计算如图所示的工字形截面焊接梁在距支座5m 拼接处的角焊缝。钢材为Q345钢，焊条为E50型，2200/w f f N mm =，200F kN =。
问：（1）腹板拼接处是否满足要求？
（2）确定翼缘
图 简支梁拼接示意图
解：KN A V 200=，KN R 600=
m KN A M ⋅=⨯-⨯-⨯=2200320012005600 设腹板受弯、剪，翼缘仅受弯。
1．分配弯矩，按腹板刚度与整体刚度之比：
(1) 腹板：