2023年钢结构设计原理 张耀春版课后习题答案

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《钢结构设计原理》作业标答

3.衔接

3.8试设计如图所示的对接衔接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值N=1500kN，钢材

Q345-A，焊条E50型，手工焊，焊缝质量三级。

解：三级焊缝

N

N

500

查附表

1.3：

ftw

265N/mm2，

f

wv

180N/mm2

10

不采纳引弧板：lwb2t500210480mm

Nlwt

1500103

48010

312.5N/mm2

ftw

265N/mm2，不行。

改用斜对接焊缝：办法一：按规范取θ=56°，斜缝长度：

lw(b/sin)2t(500/sin56)20(500/0.829)20583mm

设计满足要求。

办法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解便利些。3.9条件同习题3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接衔接。解：依题意设计加盖板的对接衔接，采纳角焊缝衔接。

查附表

1.3：

f

wf

200N/mm2

试选盖板钢材Q345-A，E50型焊条，手工焊。设盖板宽b=460mm，为保证盖板与连

接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度：

t2

A12b

500102460

5.4mm

，取

t2=6mm

因为被衔接板件较薄t=10mm，仅用两侧缝衔接，盖板宽b不宜大于190，要保证与母

材等强，则盖板厚则不小于14mm。所以此盖板衔接不宜仅用两侧缝衔接，先采纳三面

围焊。

1)确定焊脚尺寸

最大焊脚尺寸：t6mm，hfmaxtmm

最小焊脚尺寸：hfmin1.5t1.5104.7mm取焊脚尺寸hf=6mm2）焊接设计：

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200

正面角焊缝担当的轴心拉力设计值：

侧面角焊缝担当的轴心拉力设计值：

所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有4条侧缝）：

取侧面焊缝实际长度175mm，则所需盖板长度：

L=175×2+10(盖板距离)=360mm。

∴此加盖板的对接衔接，盖板尺寸取-360×460×6mm，焊脚尺寸hf=6mm3.10.有一支托角钢，两边用角焊缝与柱相连。如图所示，钢材为Q345-A，焊条为E50

型，手工焊，试确定焊缝厚度（焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2hf）。已知：外力设

计值N=400kN。

20

解：

已知：lw=200mm，N=400kN，

f

wf

200N/mm2

1）内力计算

剪力：VN400kN弯矩：MNe400208000kN.mm

L200×125×18

2）焊脚尺寸设计

弯矩引起的焊缝应力：f

6M2helw2

6800010322022he

600N/mm2he

剪力产生的焊缝剪应力：f

V2helw

4001032200he

1000N/mm2he

所需焊脚尺寸：

ff

2

f2

6001.22he

2

1000he

2

ffw

200N/mm2

he

60021.22200

10002200

5.57mmhf

he0.7

5.577.79mm0.7

取焊脚尺寸hf=8mm

焊缝构造要求：

最大焊脚尺寸：hfmaxt(12)18(12)1716mm

最小焊脚尺寸：hfmin1.5t1.5206.7mm

取hf=8mm满足焊缝构造要求。3.11试设计如图（P114习题3.11）所示牛腿与柱的角焊缝衔接。钢材Q235-B，焊条E43型，手工焊，外力设计值N=98kN，（静力荷载）