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《钢结构设计原理》作业标答
3. 连接
3.8 试设计如图所示的对接连接（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。 三级焊缝
查附表1.3：ftw?265N/mm2，fvw?180N/mm2 不采用引弧板：lw?b?2t?500?2?10?480mm
10500解：
NNN1500?103????312.5N/mm2?ftw?265N/mm2，不可。
lwt480?10改用斜对接焊缝：
方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度：
??(b/sin?)?2t?(500/sin56?)?20?(500/0.829)?20?583mm lwNsin?1500?103?0.829????213N/mm2?ftw?265N/mm2
?tlw583?10Ncos?1500?103?0.559????144N/mm2?fvw?180N/mm2
?tlw583?10设计满足要求。
方法二：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方便些。
3.9 条件同习题3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。 查附表1.3：ffw?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：A500?10t2?1??5.4mm，取t2=6mm
2b2?460由于被连接板件较薄t=10mm，仅用两侧缝连接，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。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。
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1) 确定焊脚尺寸
最大焊脚尺寸：t?6mm，hfmax?tmm
最小焊脚尺寸：hfmin?1.5t?1.5?10?4.7mm 取焊脚尺寸hf=6mm
2）焊接设计：
正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N3?2?0.7hfb?fffw?2?0.7?6?460?1.22?200?942816N
侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N1?N?N3?1500?103?942816?557184N
所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有4条侧缝）：
l?lw?hf?N1557184?h??6?172mmfw4?0.7?6?2004?0.7hfff 175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。
∴此加盖板的对接连接，盖板尺寸取-360×460×6mm，焊脚尺寸hf=6mm
101756205006L200×125×18NN3.10. 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。 解：
200已知：lw=200mm，N=400kN，ffw?200N/mm2 1） 内力计算
剪力：V?N?400kN
弯矩：M?Ne?400?20?8000kN.mm 2）焊脚尺寸设计
6M6?8000?1036002?f???N/mm2弯矩引起的焊缝应力： he2helw2?2002?he2
10V400?1031000?f???N/mm2剪力产生的焊缝剪应力： he2helw2?200?he??f????所需焊脚尺寸：?f2?600??1000??2w2??????????f?200N/mmff??1.22h??h? e????e?2222?600??1000?hhe???????5.57mmhf?e?5.57?7.79mm ?1.22?200??200?0.70.7取焊脚尺寸hf=8mm 焊缝构造要求：
最大焊脚尺寸：hfmax?t?(1?2)?18?(1?2)?17?16mm 最小焊脚尺寸：hfmin?1.5t?1.5?20?6.7mm
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连接。钢材Q235-B，焊条E43型，手工焊，外力设计值N=98kN，（静力荷载），偏心e=120mm。（注意力N对水平焊缝也有偏心）
解：查附表1.3：ffw?160N/mm2 1） 初选焊脚尺寸
最大焊脚尺寸：hfmax?1.2t?1.2?12?14.4mm 最小焊脚尺寸：hfmin?1.5t?1.5?12?5.2mm 取hf=6mm满足焊缝构造要求。 2） 焊缝截面几何性质
焊缝截面形心距腹板下边缘的距离yc
15012yc123
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