习 题
[8-1] 14号工字钢悬臂梁受力情况如图所示。已知m l 8.0=,kN F 5.21=,kN F 0.12=,试求危险截面上的最大正应力。
解:危险截面在固定端,拉断的危险点在前上角点,压断的危险点在后下角,因
钢材的拉压性能相同,故只计算最大拉应力:
式中,z W ,y W 由14号工字钢,查型钢表得到3102cm W z =,31.16cm W y =。故
[8-2] 矩形截面木檩条的跨度m l 4=,荷载及截面尺寸如图所示,木材为杉木,弯曲许用正应力MPa 12][=σ,GPa E 9=,许可挠度200/][l w =。试校核檩条的强度和刚度。
解:(1)受力分析
(2)内力分析
(3)应力分析
最大的拉应力出现在跨中截面的右上角点,最大压应力出现在左下角点。
式中,32
23226676
1101606mm hb W y ≈?== (4)强度分析
因为MPa 54.10max =+σ,MPa 12][=σ,
即][max σσ<+,所以杉木的强度足够。 (5)变形分析
最大挠度出现在跨中,查表得:
z y cy EI l q w 38454
=,y
z cz EI l q w 38454
= 式中,)(17746667121101601243
3mm hb I y ≈?== (6)刚度分析
因为)(56.20max mm w w c ==,)(202004000200][mm l w ===,即][max w w >, 所以,从理论上讲,变形过大,不符合刚度要求。
但是,因为%5%8.220
2056.20][][max <=-=-w w w ,所以从工程的角度来说,误差在允许的范围,所以可以认为刚度符合要求,不需重新设计杉木的截面尺寸。
[8-5] 砖砌烟囱高m h 30=,底截面m m -的外径m d 31=,内径m d 22=,自重kN P 20001=,受m kN q /1=的风力作用。试求:
(1)烟囱底截面上的最大压应力;
(2)若烟囱的基础埋深m h 40=,基础及填土自重按kN P 10001=计算,土壤的许用压应力MPa 3.0][=σ,圆形基础的直径D 应为多大?
注:计算风力时,可略去烟囱直径的变化,把它看作是等截面的。 解:烟囱底截面上的最大压应力:
= =
土壤上的最大压应力 :
即
即
解得: m