7.9. 两面侧焊的角钢连接， 受沿形心线的静力荷载作用， 设计值 N600KN,角钢为 2L1006310，连接板厚 10mm , 钢材为 Q235,焊条为 E43 型，手工焊，根据构造要求和受力要求设计角焊缝. 解：2/160mmNfwf据题设焊脚高度为mmhf81，mmhf62(1) 采用两边侧焊，肢背、肢尖的受力为图中为长肢相连kNNKN39060065.011kNNKN21060035.0222计算肢背、肢尖所需焊缝长度为mmhfhNLfwffw226816087.02103907. 0231111mmhfhNLfwffw162616067.02102107.0232222构件端部按要求做成2fh 绕角焊，故不再加hf。分别取 230mm和 170mm，满足构造要求。假设端部不做 2fh 绕角焊，则mmhfhNLfwffw2341616087.02103907. 0231111mmhfhNLfwffw1681216067 .02102107.0232222分别取 240mm和 170mm，满足构造要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页7.10 图示三面围焊，焊脚尺寸为6mm，钢材为 Q235BF，计算此连接能承受的最大拉力。解：2/160mmNfwf端焊缝受力kNfhbNwffe32816022.167 .0200223侧焊缝受力kNfhlNNwfe28816067. 0)6220(2221kNNNNN904288288328123总连接板只需验算中间20 厚的kNkN90498420524020连接板抗拉故该连接能承受的最大拉力为904kN 7.11图示牛腿板承受扭矩设计值T=60kNm，钢材为 Q235BF，焊条为 E43系列。（1）采用三面围焊角焊缝，试设计此角焊缝，即确定焊脚高度hf。（2）四面围焊，焊脚高度可以改为多少。（3）方案二的焊条是否少于方案一。解：要点：画对焊缝截面图mmhthtff11106)21(5.121取 hf=8mm，则焊缝有效截面如以下图所示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页求形心位置mmx6.54)26.5300(6 .51926.52)26 .5192(1926.524432106427300126.58 .152)1926.5(6.52mmIwx4423231023096.546.53006.512300)2)6.548.2(6.1976.1976.56 .197126 .5(2m mIwy4873623096427cmIIJwywx可以222222246246/160/4 .1309.104)22.14.94()()(/4.94108736)6.54192(1060/9.1041087368.1521060mmNmmNmmNJTrm mNJTrTAfTAxTAyTA假设 hf=7mm，计算结果与焊脚高度近似成线性比例关系则可以222222/160/149784 .130789.104)22.14.94()()(mmNmmNTAfTA只是 7mm 的焊缝很少用，一般为2mm 的模数假设 hf=6mm，则不满足强度要求精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页如果采用近似计算，查339 页附表 14，有mmbimmhiyx5820029.029.011730039.039. 0形心位置mmhhhxeee5730020021002002eewywxeywxexwxhhIIJhAiIhAiI4222222101194)58117(70070058700117(*)754()22.1719()()(/719101194)57200(1060/75410119415010602222246246eeTAfTAeexTAeeyTAhhmmNhhJTrmmNhhJTr取 hf=8mm，则 *为 171N/mm2160，不满足而相对精确的计算结果仅为130.4，可见两者相差较大。此时焊缝需要取为10mm。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页方案二：取 hf=6mm，则焊缝有效截面如以下图所示444433443310906932615808103261200123004.20812)22.4300(105808300122004.30812)22 .4200(mmJmmImmIwxwx可以222222246246/160/8 .1146.100)22.15.67()()(/5.671090691.1021060/6.1001090691.1521060mmNmmNmmNJTrm mNJTrTAfTAxTAyTA取 hf=5mm， 则也可以2222/160/8.1375/68.114)()(mmNmmNTAfTA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页用钢量比较以 8 与 6 比较，用钢量与焊脚高度平方关系成正比。62*200*2+300*2=36000 82*200*2+300=44800 可见四周围焊用钢量小很多。7.12 图示连接中，2L100x80x10(长肢相并 )通过 14 厚连接板和 20 厚的端板连接于柱的翼缘，钢材用Q235BF，焊条为 E43 系列，采用手工焊，所承受的静力荷载设计值为 540kN。（1）要求确定角钢和连接板之间的焊缝尺寸。（2）取 d1=d2=170mm，确定连接板和端板之间的焊缝尺寸。（3）改取 d1=150mm，d2=190mm，验算上面确定的hf 是否满足要求。解： 1mmhthtff986)21(5.121取 hf=8mm 采用两边侧焊，肢背、肢尖的受力为图中为长肢相连kNNKNkNNKN18954035.035154065.02211计算肢背、肢尖所需焊缝长度为mmhfhNLmmhfhNLfwffwfwffw1211616087 .021018927.022121616087.021035127. 023222231111分别取 220mm和 130mm，满足构造要求。2取 d1=d2=170mm，则连接板和端板之间的焊缝受拉剪作用kNVkN3005.1115404495.115.1540N2222剪力拉力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页可以，则取2222222323/160/1317.82)22.1124()()(/7.82)16340(26 .510300/124)16340(26.5104498mmNmmNmmNmmNm mhVfNVNf3假设取 d1=150mm，d2=190mm，则连接板和端板之间的焊缝受拉剪弯共同作用kNmMkNVkN98.8204493005.1115404495.115.1540N2222弯矩剪力拉力也认为可以满足要求2222222362323/160/9.1617.82)22.18.45124()()(/8.45123246 .52)8170(1098.8/7 .82)16340(26. 510300/124)16340(26 .510449mmNmmNmmNWMmmNmmNVfMNMVN精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页7.13 如以下图的螺栓双盖板连接， 钢材为 Q235，承受轴心拉力， 螺栓为 8.8级高强度螺栓摩擦型连接，接触面喷砂处理，螺栓直径20，孔径 21.5，试计算此连接的最大承载力。解：M20 8.8 级喷砂则 P=125kN 45.0螺栓抗剪承载力15.101225.1011025.10112545.029.09 .0NkNnNkNPnNbVfbV最危险截面处承载力按构件截面强度算得的kNNkNfAnnNNn670)1025.01/(7.6027.602205)5.2120220190()5 .01(212故该连接的承载力为670kN 思考： 10 颗螺栓变成 8 颗，承载力有何变化？按说好似承载力应该降低，实际情况呢？螺栓抗剪承 载栓N810kN101.258nN1bV承载力按构件截面强度算得的kNNkNfAnnNNn8.688)825.01/(7.6027.602205)5.2120220190()5.01(212最后该连接的承载力为688.8kN，反而有所放大，原因就是因为孔前传力吃掉了更多，而剩下的都是净截面能承受的602.7kN 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页7.14 图示 C 级螺栓的连接，钢材为Q235，已知 d=20mm，de=17.65mm ,d0=21.5mm ，承受设计荷载 P=150kN。（1）假定支托承力，验算此连接是否安全？（2）假定支托不承力，验算此连接是否安全？解：书 242 页例题 7-11知kN65.41NkN122NkN98.43NbtbcbV1支托承力，则螺栓群受弯，螺栓绕最下排转，则kN65.411.32)3.02.01.0(23.030/N22221t1kNymMyi所以满足要求如果螺栓绕支托最下部转，则kN65.4125)35.025.015.005.0(235.030/N222221t1kNymMyi结果更小，同样满足要求2支托不承力，则螺栓群受弯剪作用，螺栓绕最下排转，则kN65.411.32)3.02.01.0(23.030/N22221t1kNymMyikN75.188/150NV188.0594.01816.0)65.411.32()98.4318.75()()NN(2222VVbttbNN所以安全精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页7.15 如以下图的连接，牛腿用连接角钢2L100X20 及 M22 高强螺栓10.9级摩擦型连接和柱相连。钢材为Q345，接触面喷砂处理，承受偏心荷载 P=175kN，试确定连接角钢的两肢上所需的螺栓个数。解：假定支托板不承力，否则问题更简单，螺栓群受弯绕形心转kNPVkk175mN4 .25145.0175TmN352.0175MM22 10.9级喷砂钢材为 Q345 则 P=190kN 5.0kNPNkNPnNkNPnNbtfbVfbV1521908. 08.01711905.029.09. 05 .851905.019.09. 0双剪单剪双剪的先解决假设采用 3 颗螺栓，间距 80，则kNkNPymTyi1712.169)8.158()3.58()N()(NNkN3.5831753/NkN8 .158808010804.25/N222T1x2N1yvxN1y22321T1x所以安全对于单剪的拉剪螺栓群，假设采用8 颗螺栓，间距 80，则1795.01528285.521.88NNNNkN88.2181758/NkN822)12040(21012035/NbttbVvv22321t1PdmMdi所以安全其实下面四颗螺栓的抗剪为85.5*4=342175 安全精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页7.16 如以下图普通螺栓连接，钢材为Q235，承受轴力 600kN。螺栓直径 20mm，孔径 21.5mm，验算连接是否安全。解：1验算螺栓群强度kN88NkN1103052018NkN881404201416.324Nbbc22bV故bcbvvtfdfdn600kNkN704888Nbn所以螺栓安全2验算净截面强度计算故按较小的净截面错列，则2222 235196305)55 .2180404100(183519)35.21260(18mmmmAmmAnn223max/205/170351910600mmNfmmNANn所以板件也安全，整个连接安全精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页7.17 承受拉力的 Q235钢板，尺寸为 -20X400，用两块-10X400 的板进行拼接，接缝每侧用12 个普通螺栓连接，排列如图，试分析这一接头的危险截面在何处？其承载力为多少? 解: 1验算螺栓群强度kN88NkN1223052020NkN881404201416.324Nbbc22bV故bcbvvtfdfdnkN10561288Nbn所以按螺栓考虑其承载力为1056kN 2验算净截面强度对拼板，最危险截面为3-3 或错列截面计算故按较小的净截面错列，则截面2222 262807175)55.218040216080(2106280)45.21400(21033mmmmAmmAnnkNfANn13502156280对板件，最危险截面为1-1 或错列截面计算故按较小的净截面错列，则截面2222 267108501)55.218040480(206710)35.21400(2011mmmmAmmAnnkNkNfANn135013762056710所以该接头危险截面在拼板的3-3 截面，承载力为按螺栓考虑的1056kN 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页7.18 一高强螺栓承压型连接如图，钢材为Q235，受轴拉力N=200kN，力矩 M=50kNm，螺栓直径 20mm，孔径 21.5mm，验算连接是否安全。解：全部螺栓受剪， 此题未说明是 8.8 级还是 10.9级，不过没关系，最终是以板的承压确定的承载力。假设为8.8级则kN203NkN2034701824NkN2262504241416.324N/470/250bbc22bV22故bcbvvbcbvtfdfdnmmNfmmNf（1）验算螺栓群强度kNkNnNyxmTxyxmTyiiii203106)2578(26)NN()(NNkN258200/NkN26)404012040(4104050)(/NkN78)404012040(41012050)(/N222N1xT1x2T1yvxN1x22223221T1y22223221T1x所以螺栓安全（2）验算板件强度443223210438726181214018262120182623401812142481842618340mmIm mAxn22463maxN/mm205N/mm2411043871701050424810200xnWMAN所以板件不安全，故连接不安全精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页7.19 该题为典型的双角钢屋架节点角焊缝设计A、B 均没问题，图中 C 画得不对，应该留空隙施加塞焊缝C 要算一下合力，其中N2、N3 的合力为 20和 59 最终端焊缝受力就是59kN,侧焊缝和塞焊缝受力为N4+20-N1=720+20-400=340kN 7.20 类似于高强螺栓的空前传力，即空洞削弱的承载力要由x 长的焊补缀足。故有mmxxx5 .36215221016057 .0)5(107 .0)10(精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页