鋼結構答案.doc

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3.9圖為一兩端鉸接的焊接工字形等截面鋼梁，鋼材為Q235.梁上作用有兩個集中荷載P=300kn（設計值），集中力沿梁跨度方向的支承長度為100mm。
試對此梁進行強度驗算并指明計算位置。
解：強度驗算部位：A點的最大正應力；B點的最大剪應力；C點的折算應力；D點的局部壓應力和折算應力。
，， 梁截面的相關參數：， ， 腹板軸線處的面積矩：， 腹板邊緣處的面積矩：。
梁的自重標準值（也可按課本的方法計算，此處直接采用荷規(guī)附錄A提供的重度）， 跨中最大總彎矩：。
A點的最大正應力為：由于翼緣自由外伸的寬厚比為，，故取x對軸的部分塑性發(fā)展系數。
B點的最大剪應力為：， C點的折算應力為：， ，， ， 折算應力為。
D點的局部壓應力和折算應力； D點正應力為壓應力，其值大小為；剪應力向下，大小為。
代入折算應力計算公式可得， ，即D點的折算應力滿足強度要求，但局部壓應力不滿足強度要求。
故由以上分析可知，該焊接工字型等截面鋼梁不滿足強度要求。
3.11某兩端鉸接的拉彎構件，截面為I=45a軋制工字形鋼，鋼材為Q235。
作用力如圖所示，截面無削弱，要求確定構件所能承受的最大軸線拉力。
解：由附錄1的附表1可得I45a的截面積為10200mm2，單位質量為80.4kg/m，抵抗矩為1430000mm3，翼緣平均厚度18mm>16mm，鋼材的強度設計值為205N/mm2，由表3-3得工字鋼繞強軸的截面塑性發(fā)展系數為1.05。
鋼梁自重標準值，跨中處的最大彎矩為 ， 驗算強度有（假定P為設計值）， ， 即，，可得。
4.10驗算圖示焊接工字形截面軸心受壓構件的穩(wěn)定性。
鋼材為Q235鋼，翼緣為火焰切割邊，沿兩個主軸平面的支撐條件及截面尺寸如圖所示。
已知構件承受的軸心壓力為N=1500kN。
解：由支承條件可知， ， ，， 翼緣為火焰切割邊的焊接工字鋼對兩個主軸均為b類截面，故按查表得 整體穩(wěn)定驗算：，穩(wěn)定性滿足要求。
4.13圖示一軸心受壓綴條柱，兩端鉸接，柱高為7m。
承受軸心力設計荷載值N=1300kN，鋼材為Q235。
已知截面采用2[28a，單個槽鋼的幾何性質：A=40cm2，iy=10.9cm，ix1=2.33cm，Ix1=218cm4，y0=2.1cm，綴條采用∟45×5，每個角鋼的截面積：A1=4.29cm2。
試驗算該柱的整體穩(wěn)定性是否滿足？ 解：柱為兩端鉸接，因此柱繞x、y軸的計算長度為： 格構柱截面對兩軸均為b類截面，按長細比較大者驗算整體穩(wěn)定既可。
由，b類截面，查附表得， 整體穩(wěn)定驗算： 所以該軸心受壓的格構柱整體穩(wěn)定性滿足要求。
4.17焊接簡支工字形梁如圖所示，跨度為12m，跨中6m處梁上翼緣有簡支側向支撐，材料為Q345鋼。
集中荷載設計值為P=330kN，間接動力荷載，驗算該梁的整體穩(wěn)定是否滿足要求。
如果跨中不設側向支撐，所能承受的集中荷載下降到多少？ 解：①梁跨中有一個側向支承點 ，需驗算整體穩(wěn)定 跨中彎矩 ，所以不能用近似公式計算 查附表15，跨度中點有一個側向支承點、集中荷載作用在截面高度高度上任意位置， 需對進行修正， 該梁的整體穩(wěn)定性滿足要求。
②梁跨中沒有側向支承點 ， 梁跨中無側向支承點，集