钢结构习题_第3~6章
钢结构习题及参考答案

第二章习题1.钢材的设计强度是根据确定的。
A、比例极限B、弹性极限C、屈服点D、抗拉强度2.钢材的伸长率δ是反映材料的性能指标。
A、承载能力B、抵抗冲击荷载能力C、弹性变形能力D、塑性变形能力3.四种厚度不等的Q345钢钢板,其中钢板设计强度最高。
A、16mmB、20mmC、25mmD、30mm4.钢结构对动力荷载适应性较强,是由于钢材具有。
A、良好的塑性B、高强度和良好的塑性C、良好的韧性D、质地均匀、各向同性5.下列因素中与钢构件发生脆性破坏无直接关系。
A、钢材屈服点的大小B、钢材含碳量C、负温环境D、应力集中6.钢材的疲劳破坏属于破坏。
A、弹性B、塑性C、脆性D、低周高应变7.对钢材的疲劳强度影响不显著的是。
A、应力幅B、应力比C、钢种D、应力循环次数8.吊车梁的受拉下翼缘在下列不同板边的加工情况下,疲劳强度最高的是A、两侧边为轧制边B、两侧边为火焰切割边C、一侧边为轧制边,另一侧边为火焰切割边D、一侧边为刨边,另一侧边为火焰切割边答案1、C2、D3、A4、C5、A6、C7、C8、A第三章习题1.T形连接中,t1=6 mm,t2=12mm,若采用等角角焊缝连接,按构造要求,焊脚尺寸hf 取最合适。
A、4mmB、6mmC、8mmD、10mm2.焊接残余应力对构件的无影响。
A、变形B、静力强度C、疲劳强度D、整体稳定3.摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时,承载力。
A、与摩擦面的处理方法有关B、与摩擦面的数量有关C、与螺栓直径有关D、与螺栓的性能等级无关4.在弹性阶段,侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为。
A、均匀分布B、一端大、一端小C、两端大、中间小D、两端小、中间大5.以下关于对接焊缝的描述,其中描述错误的是。
A、在钢板厚度相差大于4mm的承受静力荷载的对接连接中,应从板的一侧或两侧做成坡度不大于1:2.5的斜坡,以减少应力集中B、当对接正焊缝的强度低于焊件的强度时,为提高连接的承载力,可改用斜缝C、在钢结构设计中,若板件较厚而受力较小时,可以采用部分焊透的对接焊缝D、当对接焊缝的质量等级为一级或二级时,必须在外观检查的基础上再做无损检测,检测比例为焊缝长度的20%。
钢结构(第三版)戴国欣主编 课后习题答案

第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。
钢材为Q235B ,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN (设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解:(1)三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=,,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h m m = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+=',取260mm 。
(完整版)钢结构基础第三章课后习题答案

习题参考答案3.1题:答:(1)按制作方法的不同分为型钢截面和组合截面两大类。
型钢截面又可分为热轧型钢和冷弯薄壁型钢两种。
组合截面按连接方法和使用材料的不同,可分为焊接组合截面(焊接截面)、铆接组合截面、钢和混凝土组合截面等。
(2)型钢和组合截面应优先选用型钢截面,它具有加工方便和成本较低的优点。
3.7题:解:由附录1中附表1可得I20a 的截面积为3550mm 2,扣除孔洞后的净面积为3249275.213550A n =⨯⨯-=mm 2。
工字钢较厚板件的厚度为11.4mm ,故由附录4可得Q235钢材的强度设计值为215f =N/mm 2,构件的压应力为2155.138324910450A N 3n <≈⨯==σN/mm 2,即该柱的强度满足要求。
新版教材工字钢为竖放,故应计入工字钢的自重。
工字钢I20a 的重度为27.9kg/m ,故19712.19.8169.27N g =⨯⨯⨯=N ;构件的拉应力为215139.113249197110450A N N 3ng <≈+⨯=+=σN/mm 2,即该柱的强度满足要求。
3.8题:解:1、初选截面假定截面钢板厚度小于16mm ,强度设计值取215f =,125f v =。
可变荷载控制组合:24kN .47251.410.22.1q =⨯+⨯=, 永久荷载控制组合:38.27kN 250.71.410.235.1q =⨯⨯+⨯=简支梁的支座反力(未计梁的自重)129.91kN ql/2R ==,跨中的最大弯矩为m 63kN .1785.547.2481ql 81M 22max⋅≈⨯⨯==,梁所需净截面抵抗矩为36x max nx 791274mm 2151.051063.178f M W ≈⨯⨯==γ,梁的高度在净空方面无限值条件;依刚度要求,简支梁的容许扰度为l/250,参照表3-2可知其容许最小高度为229mm 24550024l h min ≈==, 按经验公式可得梁的经济高度为347mm 3007912747300W 7h 33x e ≈-=-=,由净截面抵抗矩、最小高度和经济高度,按附录1中附表1取工字钢 I36a ,相应的截面抵抗矩3nx 791274m m875000W >=,截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
第六章。《钢结构工程》练习题

《钢结构工程》练习题1.下列哪一个不是钢结构的优点:(D )A.结构轻B.精度高C.施工周期短D.耐火性能好2.熔点较高的金属宜采用的切割方法是( D )A.机械切割法B.气割法C砂轮切割 D.等离子切割3.下列哪一个不属于机械加工的内容( D )A.火焰矫正B.手工矫正C.机械矫正D.冷脆矫正4.钢结构拼装前的主要准备工作是:( B )A.检查剖口截面B.测量放线C.卡具、角钢的数量D.施工流向5.较厚的钢结构构件通常要开坡口,其目的不是:( D )A.提高焊接质量B.使根部能够焊透C.易于清楚熔渣D.减小焊接热影响范围6.下列哪一个不是钢结构工艺参数:( C )A.焊接电流B.焊接层数C.焊条类型D.电弧电压7.关于普通螺栓级别的说法正确的是( A )A.A级螺栓是精致螺栓B.C级螺栓是精致螺栓C.A、B级均为精致螺栓D.B级螺栓为半粗质螺栓8.下列哪一个不是高强螺栓的连接形式( C )A.承压连接B.张拉连接C.紧固连接D.摩擦连接9.高强螺栓与普通螺栓之间的主要区别是:( A )A.是否抗剪B.抗腐蚀性好C.耐火性好D.是否铆接10. 螺栓紧固时必须从中心开始施拧,同时还要求:( B )A.不对称施拧B.对称施拧C.先松后紧施拧D.强力一次施拧11.检查核对钢结构材料,在材料上划出切割、铣、刨、制孔等加工位置,打冲孔,标出零件编号等的操作是( C )。
A.放样B.制孔C.号料D.边缘加工12.钢结构焊缝缺陷通常分为六类,弧坑缩孔属于(A )这一类缺陷。
A.孔穴B.固体夹渣C.未熔合、未焊透D.形状缺陷13.普通螺栓孔成孔的方法是(C )。
A.气割扩孔B.气割成型C.钻孔成型D.气焊成型14.钢结构安装采用普通螺栓连接时,对于精制螺栓(A 、B 级螺栓),螺栓孔必须是( A )。
A . 1 类孔B . II类孔 C.III类孔 D .IV类孔15.钢结构采用普通螺栓连接紧固时,紧固次序应(A )。
钢结构第三章课后作业

l lw1 2hf 131mm 2 10mm 151mm , 取160mm。
两块被拼接钢板间留出10mm间隙,则拼接盖板的长度为:
L 2l 10mm=2 160mm+10mm=330mm 。
3.3
查表,Q235钢材,E43焊条,
N=320kN
N3 192 103 hf3 7.8mm ,端、背都取8mm。 w 0.7 2lw3 f ff 0.7 2 90 1.22 160
N1 N N3 320 192 128kN
N1 128 103 计算长度:lw1 = 71.4mm, 48mm lw1 360mm。 w 2he ff 2 0.7 8 160
翼缘与腹板连接处的折算应力:
My 260 106 230 2 = =123.05N / mm Ix 48600 104 VSx1 130 103 160 20 240 2 = =14.67N / mm I xt 48600 104 14
w 2 +3 2 123.052 +3 14.67 2 =125.65N / mm 2 1.1 f t2 203.5N/mm 2
两块被拼接钢板间留出10mm间隙,则拼接盖板的长度为:
L 2l 10mm=2 380mm+10mm=770mm 。
(2)采用三面围焊 已知正面角焊缝的长度
' lw 370mm ,两条正面角焊缝所能承受的力为:
' N ' =0.7hf lw f ffw 0.7 10 2 370 1.22 200 1263.9kN
200 55 50 100 100 100 50 40 F 14 55 55
(完整版)钢结构课后习题第三章

(完整版)钢结构课后习题第三章第三章部分习题参考答案3.8 已知A3F 钢板截⾯mm mm 20500?⽤对接直焊缝拼接,采⽤⼿⼯焊焊条E43型,⽤引弧板,按Ⅲ级焊缝质量检验,试求焊缝所能承受的最⼤轴⼼拉⼒设计值。
解:焊缝质量等级为Ⅱ级,抗拉的强度设计值20.85182.75/w f f f N mm == 采⽤引弧板,故焊缝长度500w l b mm ==承受的最⼤轴⼼拉⼒设计值3500*20*182.75*101827.5N btf kN -===3.9 焊接⼯字形截⾯梁,在腹板上设⼀道拼接的对接焊缝(如图3-66),拼接处作⽤荷载设计值:弯矩M=1122kN ·mm ,剪⼒V=374kN ,钢材为Q235B ,焊条为E43型,半⾃动焊,三级检验标准,试验算该焊缝的强度。
解:(1)焊缝截⾯的⼏何特性惯性矩3341(28102.827.2100)26820612x I cm =-= ⼀块翼缘板对x 轴的⾯积矩3128 1.4(507)2234.4X S cm =??+=半个截⾯对x 轴的⾯积矩31500.8253234.4X X S S cm =+??=(2)焊缝强度验算焊缝下端的剪应⼒33214374102234.41038.9/268206108x x w VS N mm I t τ===?? 焊缝下端的拉应62max4112210500209/0.852********x M h N mm f I σ??=?==>? 所以,该焊缝不满⾜强度要求(建议将焊缝等级质量提为⼆级)则 max σ2209/N mm =<215f =2/N mm下端点处的折算应2222max 3219.6/ 1.1236.5/N mm f N mm στ+=<=且焊缝中点处剪应⼒33224374103234.41056.3/125/268206108w x v x w VS N mm f N mm I t τ===<=??3.10 试设计如图3-67所⽰双⾓钢和节点板间的⾓焊缝连接。
钢结构第三章-习题答案

3.3 影响焊接残余应力的因素主要有哪些?减少焊接应力和变形的措施有哪些?答:在焊接过程中,由于不均匀的加热,在焊接区域产生了热塑性压缩变形,当冷却时焊接区要在纵向和横向收缩,势必导致构件产生局部鼓曲、弯曲、歪和扭转等。
焊接残余变形包括纵、横向的收缩,弯曲变形,角变形和扭曲变形等。
为了减少焊接残余应力和变形可以采取以下措施:1)合理的焊缝设计,包括合理的选择焊缝尺寸和形式;尽可能的减少不必要的焊缝、合理的安排焊缝的位置、尽量避免焊缝的过分集中和交叉;尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。
2)合理的工艺措施,包括采用合理的焊接顺序和方向;采用反变形法减少焊接变形或焊接应力;锤击或碾压焊缝;对于小尺寸焊接构件可进行提前预热,然后慢慢冷却以消除焊接应力和焊接变形。
3.8 试设计如图所示的对接连接(直缝或斜缝)。
轴心拉力N=1500 kN,钢材Q345A,焊条E50型,手工焊,焊缝质量Ⅲ级。
解:直缝连接其计算长度:l w=500-2×10=480mm焊缝的正应力为:σ=Nl w t =1500×1000480×10=312.5N/mm2>f t w=265N/mm2不满足要求,改用斜对接焊缝,取截割斜度为1.5:1,即56°焊缝长度l=500sin56°=603mm计算长度l w=603−2×10=583mm 故此时焊缝的正应力为:σ=Nsin θl w t=1500×1000×sin56°583×10=213N mm2⁄<f t w=265N mm2⁄剪应力为:τ=Ncos θl w t=1500×1000×cos56°583×10=144N mm2⁄<f v w=180N mm2⁄满足要求。
故设计斜焊缝,如图所示。
3.10 有一支托角钢,两边用角焊缝与柱相连,如图所示,钢材为Q345A,焊条为E50型,手工焊,已知柱翼缘厚20mm,外力N=400kN。
钢结构基础第六章答案

钢结构基础第六章答案6.1 工字形焊接组合截面简支梁,其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变形。
梁上均布荷载(包括梁自重)4/q kN m =,跨中已有一集中荷载090F kN =,现需在距右端4m 处设一集中荷载1F 。
问根据边缘屈服准则,1F 最大可达多少。
设各集中荷载的作用位置距梁顶面为120mm ,分布长度为120mm 。
钢材的设计强度取为2300/N mm 。
另在所有的已知荷载和所有未知荷载中,都已包含有关荷载的分项系数。
图6-34 题6.1解:(1)计算截面特性2250122800812400A mm =⨯⨯+⨯= 339411250824(2508)800 1.33101212x I m m =⨯⨯-⨯-⨯=⨯633.229102x x I W mm h ==⨯32501240640082001858000m S m m =⨯⨯+⨯⨯= 31250124061218000S m m =⨯⨯= (2)计算0F 、1F 两集中力对应截面弯矩()210111412901263422843F M F kN m =⨯⨯+⨯⨯+⨯=+⋅ ()1118128248489012824424333F M F kN m =⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯=+⋅令10M M >,则当1147F kN >,使弯矩最大值出现在1F 作用截面。
(3)梁截面能承受的最大弯矩63.22910300968.7x M W f kN m ==⨯⨯=⋅令0M M =得:1313.35F kN =;令1M M =得:1271.76F kN = 故可假定在1F 作用截面处达到最大弯矩。
(4) a .弯曲正应力61m ax 68(244)1033003.22910xxF MW σ+⨯==≤⨯ ①b.剪应力1F 作用截面处的剪力1111122412449053()2233V F F kN ⎛⎫=⨯⨯-⨯+⨯+=+ ⎪⎝⎭311m ax 925310185800031.33108m x F V S I tτ⎛⎫+⨯⨯⎪⎝⎭==≤⨯⨯ ②c.局部承压应力在右侧支座处:()312244510330081205122120cF σ⎛⎫++⨯ ⎪⎝⎭=≤⨯+⨯+⨯ ③ 1F 集中力作用处:()311030081205122120c F σ⨯=≤⨯+⨯+⨯ ④d.折算应力1F 作用截面右侧处存在很大的弯矩,剪力和局部承压应力,计算腹板与翼缘交界处的分享应力与折算应力。
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第三章钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。
钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN(设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解:(1)三面围焊确定焊脚尺寸:,,内力分配:焊缝长度计算:,则实际焊缝长度为,取310mm。
,则实际焊缝长度为,取120mm。
(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取,内力分配:,焊缝长度计算:,则实际焊缝长度为:,取390mm。
,则实际焊缝长度为:,取260mm。
3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。
钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊,角焊缝焊脚尺寸,。
焊脚尺寸:焊缝截面的形心:则(1)内力分析:V=F,(2)焊缝截面参数计算:(3)应力计算T引起的应力:V引起的应力:(4)3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。
钢材为Q235B,焊条为E43型,手工焊。
(1)内力分析:V=F=98KN,(2)焊缝截面参数计算:取焊缝截面的形心:(3)应力计算M引起的应力:V引起的应力:(4)3.4 习题3.3的连接中,如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝(按三级质量标准检验),试求该连接的最大荷载。
(1)内力分析:V=F,(2)焊缝截面参数计算:(3)应力计算M引起的应力:V引起的应力:(4)3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝(图3.83),拼接处作用有弯矩,剪力V=374KN,钢材为Q235B钢,焊条用E43型,半自动焊,三级检验标准,试验算该焊缝的强度。
(1)内力分析:V=374KN,(2)焊缝截面参数计算:(3)应力计算腹板和翼缘交接处:折算应力:不满足3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接,F=100KN(设计值),。
(1)内力分析:V=100KN,,(2)参数计算:单个螺栓抗剪承载力(M22),(3)内力计算T引起的应力:V引起的应力:(4)3.7 试设计如图3.84所示:构件钢材为Q235B,螺栓为粗制螺栓。
①角钢与连接板的螺栓连接;②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
,。
①角钢与连接板的螺栓连接;单个螺栓抗剪承载力(M20)螺栓个数个,取5个螺栓,按规范规定间距排列(图省略)。
②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
内力分析,由支托承担。
单个螺栓抗拉承载力(M20,)螺栓个数个,取6个螺栓,排2排,按规范规定间距排列(图省略)。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
,。
,,由支托承担。
3.8 按摩擦型连接高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接(取消承托板),且分别考虑:①;②,。
螺栓强度级别及接触面处理方式自选。
Q235钢,喷砂处理,M20,8.8级,P=125KN,µ=0.45,①,一个螺栓承担的拉力②,,,一个螺栓的最大拉力第四章轴心受力构件4.1 验算由2∟组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270KN,只承受静力作用,计算长度为3m。
杆端有一排直径为20mm 的孔眼(图4.37),钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够,应改用什么角钢?注:计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解:(1)强度查表得∟的面积A=6.14cm2,,,N=270KN,强度不满足,所需净截面面积为,所需截面积为,选,面积A=7.29cm2(2)长细比4.2 一块-的钢板用两块拼接板-进行拼接。
螺栓孔径为22mm,排列如图4.38所示。
钢板轴心受拉,N=1350KN(设计值)。
钢材为Q235钢,解答下列问题;(1)钢板1-1截面的强度够否?(2)是否需要验算2-2截面的强度?假定N力在13个螺栓中平均分配,2-2截面应如何验算?(3)拼接板的强度够否?解:(1)钢板1-1截面强度验算:,N=1350KN,强度满足。
(2)钢板2-2截面强度验算:(a),种情况,(a)是最危险的。
,N=1350KN,但不超过5%,强度满足。
对应图(d)的验算:,,强度满足。
(3)拼接板的强度够否?因为拼接板厚度,所以不必验算拼接板。
4.3 验算图4.39所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。
螺栓直径20mm,孔径22mm,钢材为Q235AF,承受轴心拉力N=600KN(设计值)。
解:(1)净截面验算:,,强度满足。
(2)全截面验算,强度满足。
4.4 一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件,长9m,截面由2∟组成的肢尖向下的T形截面,问是否能承受设计值为870KN的轴心力?解:(1)强度验算查表得∟的面积A=13.94cm2,,,但不超过5%,强度满足。
(2)刚度验算4.5 某车间工作平台柱高2.6m,按两端铰接的轴心受压柱考虑。
如果柱采用I16(16号热轧工字钢),试经过计算解答:(1)钢材采用Q235钢时,设计承载力为多少?(2)改用Q345钢时,设计承载力是否显著提高?(3)如果轴心压力为330KN(设计值),I16能否满足要求?如不满足,从构造上采取什么措施就能满足要求?解:(1)钢材采用Q235钢时,设计承载力为多少?查表得I16的面积A=26.1cm2,,,a类截面,查表得,b类截面,查表得。
(2)改用Q345钢时,设计承载力是否显著提高?,a类截面,按查表得,b类截面,按查表得,承载力无太明显的提高。
(3)如果轴心压力为330KN(设计值),I16能否满足要求?如不满足,从构造上采取什么措施就能满足要求?8距uuuuuuuuuuuujuu因为,所以整体稳定不满足。
在侧向加一支撑,重新计算。
,b类截面,查表得,整体稳定满足。
4.6 设某工业平台柱承受轴心压力5000KN(设计值),柱高8m,两端铰接。
要求设计一H型钢或焊接工字形截面柱。
解:H型钢柱(1)初选截面设(b类)则,,选,其面积,,(2)验算,b类截面,查表得,b类截面,查表得,整体稳定满足。
焊接工字形(1)初选截面根据H型钢截面,初选焊接工字形截面,如图所示。
(2)计算参数,,(2)整体稳定验算,b类截面,查表得,b类截面,查表得,整体稳定满足。
(3)局部稳定验算,局部稳定满足。
4.7 图4.40(a)、(b)所示两种截面(焰切边缘)的截面积相等,钢材均为Q235钢。
当用作长度为10m的两端铰接轴心受压柱时,是否能安全承受设计荷载3200KN。
解:计算(a)图截面(1)计算参数:,(2)整体稳定验算,b类截面,查表得,b类截面,查表得,整体稳定满足。
(3)局部稳定验算,局部稳定满足。
计算(b)图截面(1)计算参数:,(2)整体稳定验算,b类截面,查表得,b类截面,查表得,整体稳定不满足。
(3)局部稳定验算,局部稳定满足。
4.8 设计由两槽钢组成的缀板柱,柱长7.5m,两端铰接,设计轴心压力为1500KN,钢材为Q235B,截面无削弱。
解:(1)初选截面:设(b类)则,选2[32a,,其面积,(2)验算实轴的整体稳定,b类截面,查表得,绕实轴的整体稳定满足。
(3)确定柱宽设,取b=330mm,如下图所示。
(4)验算虚轴的整体稳定,,截面对虚轴的参数:130,,,绕虚轴的整体稳定满足。
(5)缀板的设计选用缀板尺寸为-,则,取,分支线刚度缀板线刚度则横向剪力取焊脚尺寸,采用绕角焊,则焊缝计算长度为验算焊缝:,第五章5.1 一平台的梁格布置如图5.53所示,铺板为预制钢筋混凝土板,焊于次梁上。
设平台恒荷载的标准值(不包括梁自重)为2.0。
试选择次梁截面,钢材为Q345钢。
解:1、普通工字形钢3、验算:1)强度2)挠度重选I50a3)整稳:不必计算。
4)局稳:因为是型钢,不必验算。
5.3解:图5.54(a)所示的简支梁,其截面为不对称工字形[图5.54(b)],材料为Q235B钢;梁的中点和梁端均有侧向支承;在集中荷载(未包括梁自重)F=160(设计值)的作用下,梁能否保证其整体稳定性?5.4解:设计习题5.1的中间主梁(焊接组合梁),包括选择截面、计算翼缘焊缝、确定腹板加劲肋的间距。
钢材为Q345钢,E50型焊条(手工焊)。
解:(1)试选截面:(2)强度验算:(3)整稳验算:(4)刚度验算:(5)翼缘和腹板的连接焊缝计算:(6)主梁加劲肋设计Ⅲ区格:Ⅰ区格:Ⅱ区格:Ⅲ区格:横向加劲助尺寸:中部支承加劲助:第六章6.1 有一两端铰接长度为4m的偏心受压柱子,用Q235钢的HN400×200×8×13做成,压力的设计值为490kN,两端偏心距均为20cm。
试验算其承载力。
解:查型钢表得:A=83.37cm2,Ix=22775cm4,ix=16.53cm,iy=4.56cm,Wx=1139cm3。
M= 490×0.2=98kN.m强度验算:平面内整体稳定验算:βmx= 1N Ex/=π2E I x/(1.1×l0x2)=3.142×2.06×105×22775×104/(1.1×40002)=26283KNλx= l0x/i x=4000/165.3=24.2,属于a类截面,查表,得φx=0.974N/(φx A)+βmx M x/[γ1x W1x(1-0.8N/N Ex/)]=490×103/(0.974×8337)+1.0×98×106/[1.05×1139×103×(1-0.8×490 / 26283 )]=60.3+83.2=143.5 N/mm2<f=215 N/mm2平面外整体稳定验算:λy= l0y/i y=4000/45.6=87.7,属于b类截面查表,得φy=0.637φb=1.07-λy2/44000=1.07-87.72/44000=0.895<1.0βtx=1.0N/(φy A)+βtx M x/ (φb W1x)=490×103/(0.637×8337)+1.0×98×106/(0.895×1139×103)=92.3+96.1=188.4 N/mm2< f=215 N/mm2该构件强度、平面内整体稳定、平面外的整体稳定均满足要求。
6.2 如图所示悬臂柱,承受偏心距为25cm的设计压力1600kN,弯距作用平面外有支撑体系对柱上端形成支点,要求选定热轧H型钢或焊接工字形截面,材料为Q235钢(注:当选用焊接工字形截面时,可试用翼缘2-400×20,焰切边,腹板-460×12)。
解:选用选用焊接工字形截面时,可试用翼缘2-400×20,焰切边,腹板-460×12平面内计算长度l0x=14000mm,平面外计算长度l0y=7000mm承受均匀弯距M=1600×0.25=400kN.m计算截面特性:A=400×20×2+460×12=21520mm2Wx=Ix/(h/2)=1.019×109/(500/2)=4.076×106mm3i x=( I x/A)1/2=(1.019×109/21520) 1/2=217.6mmi y=( I y/A)1/2=(2.134×108/21520) 1/2=99.6mmλx=l ox/ i x=14000/217.6=64.3<[λ]=150λy=l oy/ i y=7000/99.6=70.3<[λ]=150 刚度满足要求强度验算:平面内整体稳定验算:βmx= 1N Ex/=π2E I x/(1.1×l0x2)=3.142×2.06×105×1.019×109/(1.1×140002)=9599KNλx= l0x/i x=14000/217.6=64.3<[λ]=150属于b类截面,查表,得φx=0.784N/(φx A)+βmx M x/[γ1x W1x(1-0.8N/N Ex/)]=1600×103/(0.784×21520)+1.0×400×106/[1.05×4.076×106×(1-0.8×1600 / 9599)]=94.8+107.8=202.6 N/mm2<f=215 N/mm2平面外整体稳定验算:λy= l0y/i y=7000/99.6=70.3<[λ]=150属于b类截面查表,得φy=0.749φb=1.07-λy2/44000=1.07-70.32/44000=0.958<1.0βtx=1.0N/(φy A)+βtx M x/ (φb W1x)。