>hfmin=1.5tmax1.5104.7mm采用两侧焊。
肢背和肢尖焊缝分担的内力为：
N11N0.65420273kN
N22N0.35420147kN
肢背和肢尖焊缝需要的焊缝实际长度
26215.13mm,取220mm
N1273103
lw11w2hf
20.7hfffw20.76160
4-3】试验算习题4-2连接中节点板与端板间的角焊缝“B”的强度。
解】
1.将斜向力N向焊缝形心简化得：
Ncosae4201.5
N'Ncosa
22
121.521.5
1.5
504205017471（kNmm）
3.25
1.5
420349.42（kN）
121.523.25
Nsina42014201232.95（kN）
121.523.25
N'
V
20.7hflw2
20.7hflw
V
f
M
f
N
f
6M
617471103
20.77（4002hf）2349.42103
20.77（4002hf）323.95103
617471103
2
271.79（N/mm2）
20.77（40027）2349.42103
292.37（N/mm2）0.77（40027）
323.95103
20.77（4002hf）20.77（40027）
20.7hflw
将Mf、fN、Vf的值代入公式，A点压力为：
85.64（N/mm2）
2
59.5（N/mm2
2
160N/mm2
Trx4151（200.70.65.77）10597.02N/mm2
TTrx41
fyIP6268104
TfxTry4151（150.740.6）105102.12N/mm2
IP
6268104
140103
2247.05N/mm2Af0.70.6（2203020.70.6）102
102.122
156.12N/mm2ffw160N/mm2（满足）
解题思路：
根据已知条件，该拼接为受剪螺栓连接。
确定其承受的最大轴心力设计值应分别按螺栓、构件和连接盖板计算，然后取三值中的较小者。
螺栓的承载力设计值应由单个螺栓的受剪承载力设计值和承压承载力设计值中的较小者乘以连接一侧的螺栓数目确定。
因接头构件的承载力可能由Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ或Ⅲ—Ⅲ截面的强度控制。
Ⅳ—Ⅳ截
【解】1.螺栓所能承受的最大轴心力设计值
单个螺栓受剪承载力设计值：
单个螺栓承压承载力设计值：
查《钢结构》表4-9，fcb=305N/mm2
21.4305185.4kN
10
取Nminb=Ncb=85.4kN，连接螺栓所能承受的最大轴心力设计值：
=nNmin=9×85.4=768.6kN
.构件所能承受的最大轴心力设计值
设螺栓孔径d0=21.5mm
Ⅰ—Ⅰ截面净截面面积为
n1（bn1d0）t（2512.15）1.432cm2
Ⅱ—Ⅱ截面净截面面积为
n1d0]t
[25（31）4.527.5232.15]29.46cm2Ⅲ—Ⅲ截面净截面面积为
Ⅲ2
An=（b-nⅢd0）t=（25-2×2.15）×1.4=28.98cm三个截面的承载力设计值分别为：
按式Ⅰ—Ⅰ截面：
N=An1f=32×102×215=688000N=688kNⅡ—Ⅱ截面:
N=AnⅡ=29.46×102×215=633400N=633.4kN
Ⅲ—Ⅲ截面:
因前面Ⅰ—Ⅰ截面已有n1个螺栓传走了（n1/n）N的力，故有
【4-8】试计算图4-61所示连接中C级螺栓的强度。
荷载设计值
F=45kN,螺栓M20，钢材
Q235。
解题思路：
由图可知，此连接中的螺栓承受由斜向偏心力F产生的力矩T和剪力V、轴心力N的共同作用，为受剪螺栓。
可先将F力分解为N、V并向螺栓群形心简化，可与题图4-61（b）所示的T=Ney+Vex、N、V单独作用等效。
在扭矩作用下，4个螺栓承受的剪力均相同，并可分解为水平与竖直两个方向的分力。
剪力V和轴心力N对每个螺栓产生的竖直和水平剪力均相同，方向向下和向右，故螺栓1的合力最大。
因此，应验算其是否满足强度条件，即将其承受的合力与螺栓的抗剪和承压承载力设计值进行比较。
【解】单个受剪的抗剪和承压承载力设计值分别为：
22
Nvbnvd
2b202
fvb114043980N43.98kN
4v4
Ncbdtfcb201030561000N61kN
故应按Nbmin=Nvb=43.98kN进行验算
偏心力F的水平及竖直分力和对螺栓群形心的距离分别为：
N4536kN,ex18cm
V34527kN,ey7.5cm
TNeyVex367.52718756kNcm
扭矩T作用下螺栓“1”承受的剪力在x、y两方向的分力：
N1Txxi2Ty1yi2
7567.5
22
45247.52
17.45kN
11.36kN
TTx1
1y22xiyi
轴心力N、剪力V作用下每个螺栓承受的水平和竖直剪力：
N1NxN369kN
VV27N1y6.75kN
4-9】试计算习题4-2连接中端板和柱连接的C级螺栓的强度。
螺栓M22，钢材Q235。
螺栓“1”承受的合力：
N1N1TxN1Nx2
N1TyN1Vy2
17.159211.636.75232.21kNNmbin43.98kN（满足）
解题思路：
根据已知条件，由图形标注可知，端板与柱连接的螺栓承受斜向偏心力N作用，计算时将斜向偏心力N向螺栓群形心简化，得弯矩M和轴力N，剪力V，由于有支托板，剪力V由支托承受，在N作用下，由每个螺栓平均承担，在M作用下，螺栓群形心上部螺栓弯曲受拉，螺栓群形心下部螺栓弯曲受压，须先判别属于大偏心和小偏心情况，然后进行最大受力螺栓验算。
【解】由《钢结构》表4-9查得
C级螺栓的强度设计值fvb140N/mm2,fcb305N/mm2,ftb170N/mm2
由《钢结构》附表12查得，当螺栓直径d=22mm时，螺栓有效面积Ae=303.4mm21.将斜向力N向螺栓群形心简化得：
解题思路：
根据已知条件，由图形标注可知，端板与柱连接的螺栓承受斜向偏心力N作用，计算时将斜向偏心力N向螺栓群形心简化，得弯矩M和轴力N，剪力V，在N和V作用下，由每个螺栓平均承担，在M作用下，螺栓群形心上部螺栓弯曲受拉，螺栓群形心下部螺栓
弯曲受压，须先判别属于大偏心和小偏心情况，然后进行最大受力螺栓验算。
解】由《钢结构》表4-9查得
C级螺栓的强度设计值fvb140N/mm2,fcb305N/mm2,ftb170N/mm2
由《钢结构》附表12查得，当螺栓直径d=24mm时，螺栓有效面积Ae=352.5mm21.将斜向力N向螺栓群形心简化得：
MNcosae4201.5
12
N'Ncosa4201.5
121.52
Nsina4201420
121.52
1.5
5017471（kNmm）
50420
1.523.25
4201.5349.42（kN）
3.25
232.95（kN）
（这里将水平力N'移向螺栓群形心，由已知条件，取e=50mm）
2.单个螺栓的承载力设计值：
NtbAeftb352.517059925N59.93kN
14063302.4N63.3kN
Nvbnvd4
tfcb2420305146400N146.4kN
Ncb
3.最上一排螺栓所受的力
先按小偏心情况，验算最下一排螺栓是受拉还是受压：
N1'max
n
NMy1'2349.42174712150211.6kN0
myi21022（7521502）
故属小偏心情况，最上一排螺栓所受的最大拉力为：
N1max
y1349.42
2
yi210
174712150258.19kNNtb59.93kN
22（7521502）t
栓所受的剪力为：
NVV232.9523.3kNVn10
最上一排拉剪螺栓的强度应满足：
NV
Nvb
23.3
63.3
58.19
59.93
Nt
b
Nt
NV23.3kNNcb146.4kN（满足）
.041（不满足）
【4-11】若将习题4-7的钢板拼接改用10.9级M20高强度螺栓摩擦型连接，接触面处理采用钢丝刷清除浮锈，此拼接能承受的最大轴心力设计值
N能增至多少？
解题思路：
该拼接改用受剪摩擦型高强度螺栓连接时，确定其能承受的最大轴心力设计值，应分别按摩擦型高强度螺栓、构件和连接盖板计算，然后取三值中的较小者。
计值乘以连接一侧的螺栓数目确定。
构件能承受的最大轴心力设计值计算方法与普通螺栓略其孔前的接触面已传走即除前面几排螺栓传走的力外，还
摩擦型高强度螺栓能承受的轴心力设计值应由单个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设有不同。
由于摩擦型高强度螺栓系通过连接板叠间的摩擦阻力传力，一半力，故每个截面上所受的力均比普通螺栓连接的小。
要去掉本身截面传走的0.5（ni/n）N的力。
ni为所计算截面上高强度螺栓的数目，n为构件一端连接的高强度螺栓数目。
连接盖板所能承受的最大轴心力设计值仍应由V—V截面确定，但同样要考虑孔前传力因素。
另外，还须根据构件的毛截面计算承载力，因高强度螺栓连接的毛截面承受全部轴心力
，故有可能比净截面更不利。
解】1.摩擦型高强度螺栓能承受的最大轴心力设计值
根据已知条件，查《钢结构》表4-10、表4-11，P=155kN,μ=0
由《钢结构》表3-2查得，Q235钢的抗拉强度设计值f=215N/mm2单个摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值为：
NAnIfn
nI
10.5In
Nvb0.9nfP0.920.315583.7kN
连接一侧摩擦型高强度螺栓所能承受的最大轴心力设计值为：
NnNvb983.72753.3kN
2.构件能承受的最大轴心力设计值为：
毛截面：
N=Af=250×14×215=752500N=752.5kN
Ⅰ—Ⅰ截面：
A1n=32cm2（由题4-7），n1=1，n=9
根据公式10.5nn1ANn1f
32102215
32102115728500N728.5kN
10.51
9
Ⅱ—Ⅱ截面：
AnⅡ=29.46cm2（由题4-7），nⅡ=3，n=9
29.46102215n3760100N760.1kN
10.5n10.53
n9
Ⅲ2
Ⅲ—Ⅲ截面：
An=28.98cm2（由题4-7），nⅢ=2，n=9
由于Ⅰ—Ⅰ截面的一个螺栓已传走（n1/n）N的力，故有
nn10.5nn3ANn3f
即NnAn3fn28.9811022215801100N801.1kN
1n10.5n3110.52
nn99
通过比较可见，拼接能承受的最大轴心力设计值为Nmax=728.5kN。
与题4-7比较增大
ΔN=728.5-633.4=95.1kN
【4-12】若将习题4-9端板和柱的连接改用8.8级M22高强度螺栓摩擦型连接（接触面采用喷砂后涂无机富锌漆），并取消端板下的支托，其强度能否满足要求？
解题思路：
根据已知条件，由图形标注可知，端板与柱连接的螺栓承受斜向偏心力N作用，计算时将斜向偏心力N向螺栓群形心简化，得弯矩M和轴力N，剪力V，在N和V作用下，由每个螺栓平均承担，在M作用下，螺栓群形心轴上部螺栓弯曲受拉，拉力随螺栓至形心轴的距离变化，最上一排螺栓受力最大。
螺栓群形心轴下部螺栓弯曲受压，这对连接是有利的。
为了简化计算，仅考虑拉力的影响。
对承受拉力和剪力作用下的摩擦型高强度螺栓的验算有两种方法：
一是使最不利螺栓的抗剪承载力设计值大于其所承受的剪力，二是使螺栓群的抗剪承载力设计值大于或等于连接所承受的剪力。
前一种方法偏保守，后一种方法经济合理，但计算量略大。
【解】根据已知条件，查《钢结构》表4-10、表4-11，P=150kN,μ=0.35
1.将斜向力N向螺栓群形心简化得：
最不利螺栓的抗剪承载力设计值：
沿受力方向的连接长度l1=30cm<15d0=15×2.4=36cm，故β=1.0
24.34kNNv1NV23.30kN（强度满足要求）
4-13】试将习题4-12端板和柱的连接改按8.8级高强度螺栓承压型连接设计。
接触面处
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