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1、0【习题 1】12m 跨度简支钢梁，其截面如图 1-10 所示，承受均布静力荷载设计值 q=80kN/m，假设梁截面由抗弯强度控制。现拟对其腹板在跨度方向离支座 x 处做翼缘和腹板的拼接对接焊缝，已知钢材型号为Q235-B，采用 E43 型焊条手工电弧焊，焊缝质量等级为三级。试根据焊缝强度，求该焊缝位置 x。（a） （b） （c ）图 1-10 例 1.2 图【解】 （1）截面几何特性惯性矩 3364x(25012401)/28910mI截面模量 663x895./IWh翼缘板对梁中和轴的面积静矩 63x20182.01S（2） 由焊缝处梁截面能承受的 求 x。max 处截面上弯曲应力图如图
2、1-10（c）所示。由三级焊缝质量，查得 w2t185Nf该处梁截面上的最大拉应力应满足下式的要求： xmaxMW按照对接焊缝抗弯刚度要求，该处梁截面所能承受的边缘纤维弯曲拉应力为w 2tmax01853290.Nfh则有 6xax.17.1kMW即 2 2x18080.Nql xxm即 24087.解之可得 或.9m39.3即离梁支座小于或等于 3 处。（3）验算腹板对接焊缝端点 1 处折算应力：，w21t85Nf083240kN2Vqlx3621 6xw412.1.m9SIt1则有折算应力： 2222 21385316.87.3Nm1.8503.Nm满足要求。【习题 2】试设计采用拼接盖板
3、的对接连接。已知钢板宽度 B=270mm，厚度 ，拼82t接盖板厚度 。该连接承受的轴心静力设计值 N=1400kN，钢材为 Q235B，手工焊，m61t焊条为 E43 型。（a） （b）（c）【解】设计采用拼接盖板的对接连接有两种方法。一种方法是假定焊脚尺寸求焊缝长度，再由焊缝长度确定拼接盖板的尺寸。另一种方法是先假定焊脚尺寸和拼接盖板的尺寸，然后验算焊缝的承载力；如果假定的焊缝尺寸不能满足承载力要求时，则应调整焊脚尺寸，再进行验算，直到满足承载力要求。角焊缝的焊脚尺寸 应根据构造要求确定。由于焊缝在板件边缘施焊，且拼接盖板厚度 =16fh 1t，则m6最小 f21.5.87.9mt最大 f
4、1()6(12)514ht取 。10fh(1) 采用两面侧焊如上图所示，连接一侧所需焊缝的总计算长度为 3wef40250m.76Nlh2此对接连接采用了上下两块拼接盖板，一侧共有 4 条侧焊缝，一条侧焊缝的实际长度为w f125032.5m60160m44flhh所需拼接盖板长度，取 680mm。.17Ll式中，10mm 为两块被连接钢板间的间隙。拼接盖板的宽度 b 就是两条侧面角焊缝之间的距离，应根据强度条件和构造要求确定。根据强度条件，在钢材种类相同的情况下，拼接盖板的截面积 应等于或大于被连接钢板的截面积。A选定拼接盖板宽度 b=240mm，则（满足强度要求）2 224016780m7
5、02856mA根据构造要求，应满足w35blt满足要求，故选定拼接盖板尺寸为 。680241（2）采用三面围焊, 如下图所示采用三面围焊可以减少两侧侧面角焊缝的长度，从而减少拼接盖板的尺寸。设拼接盖板的宽度和厚度与采用两面围焊时相同，仅需求盖板长度。已知正面角焊缝的长度 ，则正面角焊缝所承受的内力w240mlbw1ef.71024.1605872NNhl连接一侧所需侧面角焊缝的总长度为 1wef 5874.m.l连接一侧共有四条侧面角焊缝，则一条侧面角焊缝的实际长度为，采用 180mm.wf64.06.1lh拼接盖板的长度为 218370mLl（3）采用菱形拼接盖板, 如下图所示3如图所示，当
6、拼接板宽度较大时，采用菱形拼接盖板可减少角部的应力集中，从而使连接的工作性能得以改善。菱形拼接盖板的连接焊缝由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成。设计时，一般先假定拼接盖板的尺寸再进行验算。拼接盖板尺寸如图所示，则各部分焊缝的承载力分别为正面角焊缝： w1e1f20.714.21609.3kNNhl侧面角焊缝： w1e2f4.()48.l 斜焊缝：此焊缝与作用力夹角 ，可得10arctn()3.75f21.06si.13故有， w3e3f40.718.06854.kNNhl所以连接一侧焊缝所能承受的力为 1239.12.140kNN满足要求。【习题 3】一桁架的腹杆，截面为 2 L 140 ，
7、钢材为 Q235 钢，手工焊，焊条为 E43 型。杆件承受静10力荷载，由恒荷载标准值产生的 ( )，由活荷载标准值产生的 ( )。kG3G.2 kG580G1.4构件与 16mm 厚的节点板相连接，如图 1-21 所示，试分别设计下列情况时此节点的连接： 采用三面围焊； 采用两面侧焊； 采用 L 型围焊。图 1-21 例题图【解】 （1）采用三面围焊确定角焊缝的焊脚尺寸 fh最小 f21.5.16mt最大 f2()0(2)98ht采用 .f8mh轴心力的设计值 4kQ1.230.458360127mkGN杆件截面应力（满足要求）3222n7.N/m/54. fA正面角焊缝承受的力w 33ef
8、0.814.6016.kNNhl侧面角焊缝承受的力31 3.727.k2k213604.198.5N肢背焊缝的计算长度w1l31 fef7.72.m604081hh实际焊缝长度 ，取 。1f2.40.l385肢尖焊缝计算长度2wl 64.1687.59f3fe hhN实际焊缝长度 ，取 。m.0f2l 20角钢端部：焊缝的实际长度与计算长度相等，即143wl(2)采用两面侧焊缝两面侧角焊缝的焊脚尺寸可以不同，可取 。但焊脚尺寸不同将导致施焊时的需采用焊心直径f1f2h不同的焊条，为避免这种情况，一般情况下宜采用相同的 。本题中取 。ff8mh1210.7280.4kN3516Nk焊缝的长度肢背
9、w1l31ef820.47.8m048716fhh，取 。1f5.l5肢尖w2l32 fwef1.60196.286478Nhh，取 。2f9.ml5（3）采用 L 型围焊532130.17203.kN.468Nk角钢端部传递 所需的正面角焊缝焊脚尺寸3fh33wf 70.2120.72.(48).60l （不满足构造要求）f195m9h最 大因而本例题不能采用 L 型围焊。【习题 4】设计截面为16 340mm2 的钢板拼接连接，采用两块拼接板 t=9mm 和 8.8M22 的摩擦型高强度螺栓连接，连接处接触面用喷砂处理。钢板用 Q235 钢，孔壁按类孔制作。钢板承受轴心拉力设计值N=580
10、kN(图 1-43 )。试求所需螺栓数。图 1-43 例题图【解】 预拉力 P=135kN ，抗滑移系数 =0.45，双剪 =2。fn每个螺栓的抗剪承载力设计值：bvf0.9.20.451309.5kNNn拼接缝一侧所需螺栓数：bv/58/9.拼接缝每侧采用 6 只，布置排列方式如图 1-43。钢板净截面强度验算（第一列处） ， mm02d 1 2n10 3(.5)8(.5)4kN6648mnNAtb 3 2n/210./15k/mf而构件毛截面强度为：满足要求。3 22/5801/(64).6kN/NAf61. 如图所示简支梁，梁长 6m，钢材为 Q235 钢， ， ，不考虑塑性发展。4x2
11、781cmI3x071cW梁上密铺板牢固连接于上翼缘，均布荷载标准值为 35kN/m、设计值为 45kN/m，f=215N/mm 2。请问该梁是否满足正应力强度及刚度要求，并判断是否需要进行梁的整体稳定验算。已知： 52x5,2.061N/20384lqlEI5x5, .61/20384lqEI正应力强度验算：梁的跨中最大弯矩 2214560.kNm8Mql，正应力强度满足。322max20.59.N/m1/17f刚度验算；，刚度满足要求。4 4543607.3538.82.18xqlEI12450m由于密铺板牢固连接于上翼缘，所以不必进行整体稳定性验算。2. 如图所示采用 136a 的工字钢简支梁，跨度和侧向支承点间距均为 3.0m，承受均布荷载标准值为，设计值为 。钢材 Q235B， ，试验算此梁的整体稳定性能否满95N/m120N/m2=15N/f足要求。(提示：整体稳定系数可用简化公式 计算，无需考虑梁在弹塑性阶yb.0743f段失稳时的调整系数；136a： ， ， )。3x875Wxmi6.9i3.解： 22/8103/815kNmMqlyoy6.9=i22.1.071.070.784354ybf整体稳定满足要求。6229.N/m15/.8bxMfW
