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1、钢结构练习二焊缝连接一、选择题（ 不做要求）1焊缝连接计算方法分为两类，它们是（C ） 。A）手工焊缝和自动焊缝B）仰焊缝和俯焊缝C）对接焊缝和角焊缝D）连续焊缝和断续焊缝2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 ） 。A）E55 B）E50 C）E43 D）前三种均可3产生焊接残余应力的主要因素之一是（C ） 。A）钢材的塑性太低B）钢材的弹性模量太高C）焊接时热量分布不均D）焊缝的厚度太小 4不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力N 之间的夹角 满足（B ） 。A）tan 1.5 B）tan 1.5 C） 70 D）6
2、mm 时， hfmaxt-(12mm) 。23侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8hf和40mm 。24侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf（承受静力或间接动力荷载时）或40hf（承受动力荷载时） 。25在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5 倍，并不得小于25mm 。26当板件的端部仅有两侧面角焊缝连接时，每条侧面焊缝长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离；同时两侧面角焊缝之间的距离不宜大于16t （当 t12mm）或200mm （当 t12mm ） ，t 为较薄焊件的厚度。 27单面连接的单角钢按轴心受力计算它与节点板的角焊缝连接，角焊缝强度设计值应乘以折减系数_ 0.85 。
3、28施工条件较差的高空安装焊缝，其焊缝强度设计值应乘以折减系数0.9 。 29钢板的拼接，当采用对接焊缝时，纵横两方向的焊缝可采用T 形交叉，其交叉点的间距不得小于200 _ mm。 30在直接承受动力荷载的结构中，角焊缝焊脚的比例：对正面角焊缝宜为1:1.5 （长边顺内力方向） ；对侧面角焊缝可为1:1 。二、计算题1如图所示连接，尺寸为mm，受静载拉力Pl30kN ，hfl0mm，钢材为Q235BF，E43 焊条，手工焊无引弧形板，hfw=160N/mm2。试验算焊缝强度，并指出焊缝最危险点的位置。如仅将P 变为压力，最不利点位置和应力大小有无变化？解：将 P 向焊缝截面形心简化，得：N=
4、P=130kN，M=P e=130 10=1300kN mm。由 N 作用在焊缝中产生的平均应力和M 作用在焊缝中产生的最大应力分别为：23 /17.103)102110(107.02101307.02mmNlhNwfN f2232/78.68 )102110(107.0210130067.026mmN lhMwfM fA 点应力最大，为两者叠加，即：2/95.17178.6817.103mmNM fN ffA因为 f =0，将最危险A 点的应力代入强度条件：w fff22.1即： 171.95 N/mm21.22160 N/mm2=195.2 N/mm2，满足强度要求。当 P 变为压力时，
5、A 点仍为最不利点，应力数值不变，仅仅改变方向。2图示连接受集中静力荷载P100kN 的作用。被连接构件由Q235 钢材制成，焊条为E43 型。已知焊脚尺寸hf8mm，ffw160N/mm2，试验算连接焊缝的强度能否满足要求。施焊时不用引弧板。解：将外力 P 向焊缝形心简化，得：V=P=100kN，M=P e=30,00kN mm。由 V 在焊缝中产生的剪应力为：23 /44.31)82400(87.02101007.02mmNlhVwff。由 M 产生的正应力为：2232/0.109 )82400(87.02103000067.026mmN lhMwff代入强度条件：222222/160/3
6、0.9244.3122. 10.10922.1mmNfmmNN fff强度满足要求。3计算图中焊缝承载能力是否满是要求。已知：Fl20kN ，hf8mm，ffw160N/mm2。F 为静力荷载。解：将外力 F 移至焊缝的形心，得：N=P= 120kN，M=P e=120 50=6,000kN mm。由 N 产生的应力为：23 /4.56)10200(87.0210120 7 . 02mmNlhNwfN f由 M 产生的应力为：2 232/89 )10200(87 .0210600067. 026mmN lhMwfM f静力荷载， f=1.22，则：22/160/2.11922.1894.56m
7、mNfmmNW ffM fN ffA满足要求。4验算图示直角角焊缝的强度。已知静荷载F120kN（设计值），角焊缝的焊角尺寸为hf 8mm，钢材为 Q235BF 钢，手工焊，焊条为E43 型， ffw160N/mm2。解：将 F 移至焊缝形心，得到：N=23 120=103.9kNV=21 120=60kNM=P e=103.9 35=3.64 103kN mm。23 /23.69) 82150(87 .02109.1037. 02mmNlhNwfN f23 /0.40)82150(87. 0210607.02mmNlhVwfV f22332/60.108)82150(87. 02101064
8、.367.02mmNlhMwfM f2222 22/160/15.1510.4022.160.10823.6922.1mmNfmmNN fff满足要求。5 如图示角钢两边用角焊缝与柱相连，钢材用 Q345B， 焊条 E50 手工焊，静力荷载设计值F390kN ，请确定焊脚尺寸（转角处绕焊hf，可不计焊口对焊缝计算长度的影响）。ffw160N/mm2。解：（1）焊缝有效截面的几何特性Aw20.7hflw20.7hf200280hfmm2332 1033. 962007.02mmhhWff（2）确定焊接尺寸hf最危险点在焊缝最上或最下面点ffM fhhWeF WM1254 1033.9301039
9、033ff3139328010390hhAFAVwwV f22f2f2y2f/200139322. 11254mmNfhhw fV fM fx解得： hf 8.7mm，取 hf10mm。mmthf7.6205.15. 1maxmin,mmmmthf1415)21 (16)21 (max,故取 hf10mm，即满足强度要求，又满足构造要求。满足要求。6 如图所示用菱形盖板拼接，试计算连接角焊缝所能承受的最大轴心静力设计值N。 钢材用 Q235AF ，E43 焊条手工焊，不用引弧板。ffw160N/mm2。解：a.正面焊缝：NflhNw ffwe511104.1616022.110067.02b.
10、侧面焊缝：NflhNw fwe5221055.2160)5100(67.04c.斜面焊缝：mmlw33515030022 304.133515031113sin1122NflhNw fwe5 331036. 916004. 133567.04故总的承载力设计值为：N=N1+N2+N3=164+255+936=1355 kN。7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F220kN。钢材用Q235AF ，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）。ftw185 N/mm2，fcw 215N/mm2，f vw125 N/mm2。（1）计算对接焊缝计算
11、截面的几何特性中和轴位置：mmy10010)10300(10)102200(16010)10300(510102200 1mmy2101003102焊缝截面几何特性：4723231054. 4)5100(10)102200(10)102200(121)100160(10)10300()10300(10121mmIw23109 .21010300mmAw剪力只由腹板承担，故只算腹板的截面面积。（2）验算焊缝强度最危险点是下面B 点，故只要验算该点的焊缝强度。273 2/215/52.2031054.421010200220mNfmmNIyMw e w22 33 /125/9 .751090.21
12、0220 mmNfmmNAFw V w折算应力：222222/5.2031851 .11. 1/28.2429 .75352.2033mmNfmmNw teq不满足要求。8如图所示，角钢和节点板采用两面侧焊缝连接，N667kN（静载设计值） ，角钢为2L100 10，节点板厚度为10mm，钢材为Q235，焊条为E43 型，手工焊，角焊缝强度设计值ffw160N/mm2，肢尖肢背焊缝厚度相同。试确定所需焊缝的厚度和施焊长度。解：mmhf5105. 1min,角钢肢尖处： hf,max=10-(12)=98mm 角钢肢背处： hf,max=1.2 10=12mm 角钢肢背、肢尖都取：hf=8mm 肢尖： N1k1N=0.7 667N=466.9kN；肢背： N2k2N=0.3 667N=200.1kN 所需焊缝计算长度为：mmfhNlw ffw261)16087.02(109.466 )7.02(3 1 1；mmfhNlw ffw112)16087.02(101.200 )7.02(32 2。侧面焊缝实际长度为：l1= lw1+10=261+2 8=277mm，取 280mm；l2= lw2+10=112+2 8=128mm，取 140mm。
