第三章钢结构的连接计算题答案.doc

一、选择题
1. 图中的焊脚尺寸hf 是根据___a___选定的。

2. 如图所示梁截面形式、尺寸（Ix=22000×104mm4)及荷载。 钢材为Q235-B•F，焊条采用E43型手工焊，梁翼缘和腹板间用角焊缝连接，hf =_d_____mm。 

    2.6  6    10    8
3. 如图所示为单角钢（L80×5）接长连接，采用侧面角焊缝 （Q235钢和E43型焊条， ），焊脚尺寸hf =5mm。求连接承载力设计值（静载）＝___d___。

4. 设有一截面尺寸为100×8的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的节点板上，两板件板面平行，焊脚尺寸为6mm。为满足最小焊缝长度的构造要求，试选用下列何项数值。 d
    40mm       60mm      80mm        100mm
5. 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用___b___。
    E55    E50     E43     前三种均可
6. 产生焊接残余应力的主要因素之一是_c_____。
    钢材的塑性太低     钢材的弹性模量太高     焊接时热量分布不均     焊缝的厚度太小
7. 产生纵向焊接残余应力的主要原因是___d___。
    冷却速度太快    焊件各纤维能自由变形    钢材弹性模量太大，使构件刚度很大      施焊时焊件上出现冷塑和热塑区
8.角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，___c___。
     角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等
     角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝
     角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝
     由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用
9. 在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于___b___。
    60h     40h   80h    120h
10. 图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是___b___。

    a、b点     b、d点    c、d点      a、c点
11. 对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时___c___。
    要考虑正面角焊缝强度的提高
     要考虑焊缝刚度影响
     与侧面角焊缝的计算式相同
     取
12. 在制作长焊件时，为了考虑焊接残余变形的影响，其下料长度等于__b____。 
    设计长度   设计长度＋纵向收缩余量   设计长度＋纵向收缩和横向收缩余量     设计长度＋横向收缩余量
13. 焊接结构的疲劳强度的大小与__a____关系不大。
    钢材的种类      应力循环次数      连接的构造细节     残余应力大小
14. 焊接连接或焊接构件的疲劳性能与__b____有关。

15. 未焊透的对接焊缝计算应按___b___计算。
    对接焊缝     角焊缝    断续焊缝     斜焊缝
二、计算题
1．验算图示直角角焊缝的强度。已知静荷载 F=120kN（设计值），角焊缝的焊角尺寸为 hf =8mm ，钢材为Q235－BF钢，手工焊，焊条为E43型， 。

1．   解：
将F移至焊缝形心，

得
焊缝左边点受力最为不利，由 N 产生的 和 M 产生的 迭加。

代入：

焊缝强度满足要求。
2．请验算图示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。静力荷载设计值F=220kN。 钢材用 Q235－A·F ，焊条 E43手工焊，无引弧板，焊缝质量三级（假定剪力全部由腹板上的焊缝承受）。

, ， 。 
2．解：
（1）计算对接焊缝计算截面的几何特性，
中和轴位置

焊缝截面几何特性

剪力只由腹板承担，故只算腹板的截面积 。
（2）验算焊缝强度
经分析最危险点是最下面点，故只要验算该点的焊缝强度。

折算应力

故折算应力强度不满足要求，如此焊缝改成二级焊缝，则 ，就能满足强度要求了。

3．两钢板截面为 －18×400 ，两面用盖板连接，钢材 Q235 ，承受轴心力设计值N=1181kN ，采用M22普通C级螺栓连接，d0 = 23.5mm ，按图示连接。试验算节点是否安全。， 。 

3． 解：
（1） 螺栓强度验算
单个螺栓抗剪承载力设计值

单个螺栓承压承载力设计值

故取 。
每侧12个螺栓，承载力为

（2）验算被连接钢板的净截面强度

4．梁的连接构造如图所示。连接承受的弯矩 M =1000kN·m ，剪力 V =100kN 。钢材 Q235 ，摩擦型高强度螺栓10.9级，M20，接触面喷砂处理， 。试验算梁节点高强度螺栓连接的强度。提示：梁腹板分担的弯矩按 计算，剪力全部由腹板承受。

4． 解：
（1） 连接一侧最不利情况下的受力
M由翼缘和腹板按刚度分配
梁截面对于水平对称轴的惯性矩

腹板对于水平对称轴的惯性矩

腹板分担的弯矩：

翼缘分担的弯矩：

翼缘分担的弯矩由螺栓群受轴向力来承担：

腹板螺栓群除分担部分弯矩外，还承受全部剪力而该剪力对腹板连
接螺栓群又有偏心，将剪力移到螺栓群形心，受力为：

（2） 确定单个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值
翼缘螺栓：
按图中尺寸沿受力方向的连接长度
故需将螺栓的承载力设计值乘以下列折减系数，即：

腹板螺栓：
因上、下排螺栓“1”的合力方向大致是水平的，沿受力方向的连接长度
，故不需乘折减系数 。

（3） 螺栓强度验算
a. 翼缘板拼接螺栓：
螺栓孔径d0 取21.5mm，翼缘板的净截面面积为：

翼缘板能承受的轴向力：
毛截面：
净截面：
摩擦型高强度螺栓能承受的轴向力：

上述三项最小值为 N=1473kN >翼缘螺栓群受到的力 788.5kN,故翼缘板拼接螺栓满足强度要求。
b.       腹板拼接螺栓：
腹板承受的内力 V=100kN M =220.5kN·m
每个螺栓所承受的垂直剪力为：

在弯矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力为：
（因 y1>3x1 ，故略去 ）

所以腹板拼接螺栓群满足强度要求。
例1： 图示一围焊缝连接，已知 ， ， ， ， ， ， ， , ，试验算该连接是否安全。 

解：将F移向焊缝形心O，三面围焊缝受力：

在计算焊缝的面积和其极惯性矩时，近似取 l1 和 l2 为其计算长度，即既不考虑焊缝的实际长度稍大于 l1 和 l2 ，也不扣除水平焊缝的两端缺陷10mm。
焊缝截面面积：

在N力作用下，焊缝各点受力均匀；在T作用下，水平焊缝右边两个端点产生的应力最大，但在右上端点其应力的水平分量与N力产生的同方向，因而该焊缝在外力F作用下，该点最危险。
由N在水平焊缝右上端点产生的应力为 ：

由扭矩T在该点产生的应力的水平分量为：

由T在该点产生的应力的垂直分量为：

代入强度条件：

该连接安全。
例2：计算 图示角焊缝连接中的hf 。已知连接承受动荷载，钢材为 Q235BF ，焊条为E43型， ， ，图中尺寸单位为：mm。 

解：将外力F1，F2 移向焊缝形心O，得

N在焊缝中产生均匀分布的 ：

V在焊缝中产生均匀分布的 ：

连接承受动力荷载， ，则

解得  hf  ≥ 5.82mm
取    hf = 6mm
构造要求：

            ，满足要求。

为搞好山东省交通科学研究所研发基地项目的结算审计工作,我跟踪审计部特针对本项目作如下要求,请各施工单位、供货单位遵照执行：and performance test copies of the record. If necessary, review should be carried out; 4) for spring hangers (included simple spring, hangers and constant support hangers) it should also be recognized as setting and locking of loads. 5) check the surface quality, folded layering and without cracks, rust and other defects. 5) after completion of the test and control drawing number one by one, by series baled. Color alloy steel parts, the parts marking installation location and rotation about the direction you want. 7.3.14. hangers installation 7.3.14.1 hanger layout a. a clear design of hanger should be installed strictly in accordance with the drawings and designs shall not be installed wrong, missing, etc. B. own arrangement of piping support and hanger set and selection should be based on comprehensive analysis of general layout of piping systems; cold installation of steam pipe with particular attention reserved for compensation of thermal expansion displacement and orientation. C. support systems should be rational to withstand pipe loads, static load and incidental load; reasonable piping displacement; guaranteed under various conditions, stress are within the allowed range. Strength, stiffness, and meet requirements to prevent vibration and soothing water, without affecting the adjacent equipment maintenance and other piping installation and expansion. D. equipment connected to the interface to meet pipeline thrust (torque) limit requirements; increase the stability of piping systems to prevent pipeline ... Tube wall thickness (mm) 2-3 4-6 7-10 weld form no slope mouth weld strengthening height h (mm) 1-1.5 1.5-2 weld width b (mm) 5-6 7-6 has slope mouth weld strengthening height h (mm) 1.5-2 2 weld width b (mm) cover had each edge slope mouth about 2 mm argon arc welding weld strengthening surface height and width tube wall thickness (mm) 2--3 3--4 5--6 weld form weld strengthening height h (mm) 1-1 .5 1.5-2 2-2.5 width b (mm)