1、 3.1 kN1000N （设计值）、 Q235B、 E43 焊条，设计连接，手工焊 。 解：（一）采用两面侧焊 肢背焊逢： mm2.55.1 mm122.1m a xm inm inm a xththff mm101 fh 肢尖焊缝 mm6mm2.55.1 mm98)21(10)21( 2m i nm a xm ax fff hthth 焊缝 长 度 mm6.2 9 71 6 0107.02101 0 0 0327.02 32 311 wffw fhNl mm0.24816067.02 101000317.02 31 322 wffw fhNl 故取 mm101 fh， mm3201 wl；
2、 mm62 fh， mm2602 wl。 （二）采用三面围焊 按构造要求，取端焊缝焊脚为 mm83 fh，其它不变。 kN3.2 7 31 6 022.11 2 587.027.02 33 wftf bfhN kN5 3 02/3.2 7 31 0 0 0322132 31 NNN kN7.1962/3.2731 0 0 0312131 32 NNN mm6.236)160107.02/(10530)7.02/( 3111 wffw fhNlmm4.1 4 6)1 6 067.02/(107.1 9 6)7.02/( 3222 wffw fhNl故取 mm101 fh， mm2501 wl；
3、mm62 fh， mm1552 wl； mm83 fh， mm1253 wl。 所有焊缝满足 fwf hlh 608 的要求。 焊缝 1 焊缝 2 焊缝 3 3.2 Q235B ， E43 焊条，手工焊， mm3001 e ，求最大设计荷载。 解： （ 1）按构造要求确定焊脚尺寸 mm2.5125.1 mm98)21(10m inm a xffhh mm8fh ， mm6.5eh （ 2）焊缝计算裁面的几何性质 mm1.442.5111972 3.1011972 x ； 2mm5 0 6 9)2.5 1 11 9 72(6.5 wA 4633 mm104.2 0 3 )5 0 01 9 72.
4、5 1 16.2 0 2(121 wxI 46332 mm109.19)7.1 5 53.41(321.442.5 1 16.5 wyI 46 mm103.223 wywxwp III （ 3）求最大设计荷载 扭转： m)( k N0 . 4 6 44 1 . 3 )2 0 5( 3 0 0 FFT ；剪力： FV 危险点的应力分量：（ A 点） FFITy wp ATA 531.0103.223 6.25510464.0 66 ； FFITx wp ATA 3 2 8.0103.2 2 3 7.1 5 5104 6 4.0 66 ； FFAV wVA 1 9 7.05 0 6 310 3 1
5、 6 06 8 2.05 3 1.05.15 2 5.05.1 )( 222 2 wfTAVATA fFF kN5.234 F （ 4）驻算牛腿 强度 危险裁面：柱翼边缘 FVFM ,3.0 2236m a x N / m m2 1 5N / m m8.1 6 865 0 010105.2 3 43.0 fwM 223m ax N / m m125N / m m3.7010500 105.2345.15.1 vfhtV 故牛腿强度足够，富余合适。 12 1.44xx 5.6 5.6 5.6 x y 500 197 205 10 3.3 Q235B， E43 焊条，手工焊，设计牛腿与柱的连接焊缝
6、 。 解：（一）设计焊缝 （ 1）焊缝截面的内力 kN98 FV ， m1 1 .8 k N0 .1 298 M （ 2）按构造要求确定焊脚尺寸 设柱翼板厚为 20mm，而牛腿板厚 12mm mm8mm7.6205.15.1 mm4.14122.12.1m a xm i nm i nm a x fff hthth （ 3）焊缝计算截面的几何性质 mm0.13626.52192122134 214.18622.1891228.206134 2 y（与 he 关系不大） )1 3 631)6.556(31(2)8.256(1 2 8)8.21256(1 3 46.5 3322 xI 46 mm10
7、7.15 （近似与 he成正比） （ 4）验算焊缝强度 偏于保守计算，认为腿板焊缝承受全部剪力，且剪应力均布，故危险点为 A 266m a x N / m m1 9 51 6 022.1M P a2.1 0 2107.15 1 3 6108.11 wffxA fIMy M P a6.456.51922 1098 3 wwAV M P a160M P a1.956.455.1 2.102)( 2222 wfff （满足，张度富裕显多） 134 5.6 5.6 12 5.6 12 5.6 192 136y56 A （二）设计翼缘焊缝 （ 1）求截面几何性质 mm6.662 0 01 5 0 1 1
8、 22 0 061 5 0 y 463323mm106.19)6.662 1 2(6.541231)66.66(121 5 0121 5 0121I 331 mm101.1 0 9)66.66(121 5 0 s 5 4 5 . 5 M P a m m106.19 101.1 0 9109811 6 33111 IVstqItVs 2 . 4 4 m m1 6 00 . 72 5 4 5 . 57.02 q702 11 wffwff fhfh.q 而按构造要求 mm4.14122.1 mm2.5125.1m a xm inffhh 故取 6mmfh 即可 。 【解 2】 M P a2.0410
9、6.19 6.66108.11 6611 IMy M P a336.66 6.5412 M P a109.652 332.40121 5 02 3211 AN wfwf flhN 7.02 mm75.2)58120(1607.02 109.657.023 wwff lfNh3.4 三级对接焊缝，求 F 解 1 设翼缘焊缝和腹板均采用引弧板施焊 （ 1）求计算截面的几何性质 mm6.662 0 01 5 0 1 1 22 0 061 5 0 y 463323mm106.19)6.662 1 2(6.541231)66.66(121 5 0121 5 0121I 331 mm101.1 0 9)6
10、6.66(121 5 0 s 3323 mm101 2 75 4 . 61221101.1 0 9 s （ 2）求许可 F FM 12.0 ， FV A 点： 2 1 58 9 0.0106.19 3.1 4 51012.0 66m a x wcx Ac fFFIMykN6.2411 F C 点： 1 2 55 4 0.012106.19 101 2 7 66m a x wcx fFFtIVSkN5.2312 F D 点： 185408.04.145 6.6689.0m ax wtL fFFkN2.4513 F B点： FF 334.04.145 6.5489.0 FsF 464.09540.
11、0 1 2 0 41.18 7 1.03 22 wtfF kN2344 F 故取 kN230F 注：假设 腹板 焊缝承受全部剪力，且剪应力均匀分布，则 A 点为危险点： F890.0 ， FF 417.020012 10 3 2372151.11.1146.13 22 wcfF kN4.206F （明显保守） 解 2不采用引弧板 mm8.61176126 )8818(176 y 150 12 12 200 6.66y A B C D 46232mm104.15)8.611 0 6(1 7 6121 7 6121218.61121 2 6xI（注： I 取小， s， y 取大） 3323331m
12、m101 1 28.551221104.93mm104.938.61121 2 6ss A 点：266m a xN / m m2 1 512.1104.152.1 4 41012.0wccfFF kN1921 F C 点： 1 2 56 0 6.012104.15 101 1 210 633m a x wcx fFFtIVSkN2062 F D 点： 185527.02.144 8.6712.1m ax wtL fFFkN3513 F B点： FF 3 2 5.08.67 8.415 2 7.0 FF 505.0112 4.93606.0 2041.1933.03 22 wtfF kN2194
13、 F ，故取 kN192F 注：如假设肢板焊缝承受全部剪力，且剪应力均布，则 A 点： FFF 474.017612 10,12.1 3 ， 2 3 71.13 8 9.13 22 wcfF kN171F 用引弧板 不用引弧板 精确 230 192 近似 206 171 126 12 12 176 8.61y A B C D 12 12 12 12 3.5 2 3 5 ,kN3 7 4 ,mkN1 1 2 2 QVM 三级焊缝，验算： 解设采用引弧板 （ 1）截面几何性质 4933 mm1068.2)1 0 0 02721 0 2 8280(121 I 361 mm1099.15 0 7142
14、 8 0 s 361 mm1099.22508500 ss （ 2）验算 A 点： M P a2 1 52 1 5 . 2 M P a102 . 6 8 5 1 4101 1 2 296m axm ax fIMyB点： M P a3.2 0 95 1 45 0 02.2 1 5 M P a7.3481068.2 103 7 41099.1 9 361 ItVs 5.2 0 31.18.2 1 77.3433.2 0 93 2232 wtf 且超过 5% C 点： M P a1 2 5M P a2.5281068.2 103 7 41099.2936m ax wvfItsV3.6 cm30 ,k
15、N1 0 0 1 eF 。 试设计粗制螺栓连接 。 解：取 M20 粗制螺栓 ， mm22 ,mm20 0 dd 1按构造要求布置螺栓 端距 mm442 0 d 边距 mm335.1 0 d 中距 mm653 0 d 用 10 个螺栓，按图示布置。 2单个螺栓的承载力设计值 2233m in3 .1 4 2 01 1 4 0 4 3 .9 4 1 0 N442 0 1 0 3 0 5 6 1 1 04 3 .9 4 k Nbbv v vbbccbdN n fN d tf NN 3验算螺栓抗剪强度 危险螺栓 1 2 2 2 2 252611 2 2 5311122110110 0 0.4 02
16、5 40 .25 kN m , 10 0k N( ) 10 50 4 10 0 4 20 02.2 5 10 m m40 .5 10 20 0( ) 2.2 5 1036 10 36 kN19 kN ,4()10 .22 kN , 1.1 0.9 79150iiTxiiTTyxiiVyTVxyTyNxyNTxNNxylVNndN 2 2 2 21 1 1m in( ) ( ) 36 19 .2240 .8k N 43 .94 kNT T Vx y ybN N NN 4验算牛 腿 板强度 取 mkN5.353 5 5.01 0 0 M 47223mm1027.8)2 0 01 0 0(105.2
17、125 0 010121nxI 351 mm1025.2 )39781 3 9785.2 1 939(10 S 2276m a xm a xmm/N215mm/N3.1071027.8250105.35fIMynx 500 50 55 50 50 50 50 100 100 100 100 205 x y o 螺栓 1 39 78 78 39 219.5 139 22733m a xmm/N1 2 5mm/N2.27101027.8101 0 01025.2vnxftISV （满足） 3.7 设计 角钢与连接板的螺栓连接 竖向连接板与柱翼板的螺栓连接 解：（一）角钢与连接板的螺栓连接 取 M2
18、0 粗制螺栓， mm20d ， mm220 d 单个螺栓的抗剪承载力设计值 N10881 4 042024 322 bvvbv fdnNN104.85305142 3 bcbc tfdN kN4.85min bN 所需螺栓数 1.44.853 5 0m in bNNn（个） 取 5n 构造要求：线距 mm55e ，最大孔径 22mm 中距 66mm，故螺栓布置如图示 156.1422/320/ 01 dl 上述计算合理。 （二）竖向连接板与柱翼的螺栓连接 有承托 螺栓受拉 取 M20（统一） kN7.411 7 02 4 5 btebt fAN 94.57.41 21 7 5 btxNNn ，
19、取 n=6 3.8 摩擦 型连接，无承托设计 解：（一）角 钢与连接板的连接 表面喷砂， 45.0 取 M20， 10.9 级螺栓 ， P=155kN kN1 2 51 5 545.029.09.0 PnN fbv 55 50 80 80 80 80 l1 80 80 90 90 55 79.2125350 bvNNn 个 取 n=3，布置间距与上题相同。 （ 二 ）竖板与柱翼的连接 17021 dd 轴心力作用，各螺栓所受剪力和拉力均为 nNNN vt 2 承载力设计值（单个螺栓） PNNPnNbttfbv 8.0 )25.1(9.0 由 bvv NN 有 )(29.0 1 2 5.11)2
20、25.1(9.021 PNnnnnNPnnNfff 由 btt NN 有 PnN 8.02 )(28.0 12 PNn 取 M20， 10.9 级螺栓 ， P=155kN， 表面喷砂， 45.0 代入上式求得 ： 0.2 ;99.5 21 nn 故取 n=6，螺栓布置与 3.7 相同。 mm190 m m ,150 21 dd 螺栓及其布置与 相 同，表面工艺也不变 只需验算竖板与柱翼的 摩擦 型高强度螺栓的强度 螺栓群截面承受拉力2NNx ，弯矩 eNM2最大受力螺栓为最上排螺栓。 kN1 2 48.0kN5590490203 5 021263 5 022 2211PNyeyNnNNbtikN3.4122 nNN kN5.278.133.41904 90203 5 0212 23 nNN kN5.2472 NV 80 80 90 90 55 90 90 20 1 2 3
