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
2、）70 D）6mm 时，h fmax t-(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
3、值应乘以折减系数 _ 0.85 。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，h fl0mm ，钢材为 Q235BF，E43 焊条，手工焊无引弧形板，h fw=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
4、小有无变化？解：将 P 向焊缝截面形心简化，得：N=P=130kN，M =Pe=13010=1300kNmm。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： 23/17.0)21(07.2.0mNlhwff 8666fMfA 点应力最大，为两者叠加，即： 2/95.178.103fNff 因为 f =0，将最危险 A 点的应力代入强度条件：w2.即：171.95 N/mm 21.22160 N/mm2=195.2 N/mm2，满足强度要求。当 P 变为压力时，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
5、由 Q235 钢材制成，焊条为 E43 型。已知焊脚尺寸 hf8mm，f fw160N/mm 2，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=Pe=30,00kNmm。由 V 在焊缝中产生的剪应力为：。23/4.1)8240(7.21.0mNlhwff 由 M 产生的正应力为： 2232 /0.9)(.6.6lwff代入强度条件： 22222 /160/30.94.1.09.1 mNfNff 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，h f8mm，f fw160N/mm 2。F为静力荷载。解：将外力
6、 F 移至焊缝的形心，得：N=P=120kN，M=Pe=12050=6,000kNmm。由 N 产生的应力为： 23/4.56)102(87.0.2mNlhwff 由 M 产生的应力为： 2232 /9)(.6.6lwff静力荷载， f=1.22，则： 22/160/.1.8945mNfNWfMNfA 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hf8mm，钢材为 Q235BF 钢，手工焊，焊条为 E43 型，f fw160N/mm 2。解：将 F 移至焊缝形心，得到：N= 120=103.9kN23V= 120=60kN1M=Pe=103.9
7、35=3.64103kNmm。23/.69)82150(7.29.0 mNlhNwff 23/.4)(.6.lVff 2232 /60.18)150(87.0 mNlhMwff 2222 /160/5.4.639.1 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） 。ffw 160N/mm2。解：（1）焊缝有效截面的几何特性Aw20.7h flw20.7h f200280h fmm2310.967.0mWf（2）确定焊接尺寸 hf最危险点在焊缝最上或最
8、下面点 ffMf heF254103.9ff28hAVwf 22f2fy2f /0139.54mNhwffMx 解得：h f8.7mm，取 hf10mm。 mtf 7.620.15.maxin, f 145)()(ax, 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。f fw160N/mm 2。解：a.正面焊缝：Nflhwe51104.61602.67.02b.侧面焊缝： flwe5221. )5(.c.斜面焊缝： mlw3503204.11sin22
9、 NflhNwe 533 1036.9.3567.4故总的承载力设计值为：N=N1+N2+N3=164+255+936=1355kN。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） 。f tw185 N/mm2，f cw215N/mm 2，f vw125 N/mm 2。（1）计算对接焊缝计算截面的几何特性中和轴位置： my 10)30(1)20( 651 m32焊缝截面几何特性： 4723 105.)10()20(1)20(16Iw 9.3mAw剪力只由腹板承担，故只算
10、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。 22732 /215/52.031054.220 mNfmNIyM wew 223 /125/9.75109.2 mNfmNAF wVw 折算应力： 2 222/5.0318. 1./8.49.7mNfwteq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，N 667kN（静载设计值） ，角钢为 2L10010，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/mm 2，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： mhf510.min,角钢肢尖处：h f,max=10-(12)=98mm角钢肢背处：h f,max=1.210=12mm角钢肢背、肢尖都取：h f=8mm肢尖：N 1k 1N=0.7667N=466.9kN；肢背：N 2k 2N=0.3667N=200.1kN所需焊缝计算长度为：；mfhlww 261)087.(9.46)7.0(31 。f122侧面焊缝实际长度为：l1= lw1+10=261+28=277mm，取 280mm；l2= lw2+10=112+28=128mm，取 140mm。
