钢结构基础课后习题答案 张耀春
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4钢结构基础(第二版)课后习题答案(总18页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《钢结构基础》习题参考答案题: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。
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,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m ,故19712.19.8169.27N g =⨯⨯⨯=N ; 构件的拉应力为215139.113249197110450A N N 3n g <≈+⨯=+=σN/mm 2,即该柱的强度满足要求。
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 791274mm 875000W >=,截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
第四章4.7 试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。
杆件由屈服强度2y f 235N mm =的钢材制成,材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成,假定不计残余应力。
320610mm E N =⨯2(由于材料的应力应变曲线的分段变化的,而每段的变形模量是常数,所以画出 cr -σλ 的曲线将是不连续的)。
解:由公式 2cr 2Eπσλ=,以及上图的弹性模量的变化得cr -σλ 曲线如下:4.8 某焊接工字型截面挺直的轴心压杆,截面尺寸和残余应力见图示,钢材为理想的弹塑性体,屈服强度为 2y f 235N mm =,弹性模量为 320610mm E N =⨯2,试画出 cryy σ-λ——无量纲关系曲线,计算时不计腹板面积。
f yyf (2/3)f y(2/3)f yx解:当 cr 0.30.7y y y f f f σ≤-=, 构件在弹性状态屈曲;当 cr 0.30.7y y y f f f σ>-=时,构件在弹塑性状态屈曲。
因此,屈曲时的截面应力分布如图全截面对y 轴的惯性矩 3212y I tb =,弹性区面积的惯性矩 ()3212ey I t kb =()322232232212212ey cryy y y yI t kb E E E k I tb πππσλλλ=⨯=⨯= 截面的平均应力 2220.50.6(10.3)2y ycr y btf kbt kf k f btσ-⨯⨯==-二者合并得cry y σ-λ——的关系式cry cry342cry σ(0.0273)σ3σ10y λ+-+-= 画图如下4.10 验算图示焊接工字型截面轴心受压构件的稳定性。
钢材为Q235钢,翼缘为火焰切割边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。
已知构件承受的轴心压力为N=1500KN 。
0.6f yfyλσ0.20.40.60.81.0cry解:已知 N=1500KN ,由支撑体系知对截面强轴弯曲的计算长度 ox =1200cm l ,对弱轴的计算长度 oy =400cm l 。
4.10验算图示焊接工字形截面轴心受压构件的稳定性。
钢材为Q235钢,翼缘为火焰切割边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。
已知构件承受的轴心压力为N=1500kN 。
解:由支承条件可知0x 12m l =,0y 4ml =23364x 1150012850025012225012476.610mm12122I +⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭ 3364y 5001821225031.310mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯=⨯2225012*********mm A =⨯⨯+⨯=x 21.8cm i ===,y 5.6cmi ===0x x x 12005521.8l i λ===,0y y y 40071.45.6l i λ===,翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b 类截面,故按y λ查表得=0.747ϕ整体稳定验算:3150010200.8MPa 215MPa0.74710000N f A ϕ⨯==<=⨯,稳定性满足要求。
4.13图示一轴心受压缀条柱,两端铰接,柱高为7m 。
承受轴心力设计荷载值N=1300kN ,钢材为Q235。
已知截面采用2[28a ,单个槽钢的几何性质:A=40cm2,iy=10.9cm ,ix1=2.33cm ,Ix1=218cm4,y0=2.1cm ,缀条采用∟45×5,每个角钢的截面积:A1=4.29cm2。
试验算该柱的整体稳定性是否满足?解:柱为两端铰接,因此柱绕x 、y 轴的计算长度为:0x 0y 7ml l ==224x x10262221840 2.19940.8cm 22b I I A y ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+-=⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦x 11.1cm i === 0x xx 70063.111.1l i λ=== 0y y y 70064.210.9l i λ===0x 65.1λ===格构柱截面对两轴均为b 类截面,按长细比较大者验算整体稳定既可。
第二章2.1如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力一应变曲线,请写出弹性阶段和非弹性阶 段的 关系式。
解:(1)弹性阶段:E tan非弹性阶段: f y (应力不随应变的增大而变化) (2)弹性阶段:E tan f yf y 非弹性阶段:f y E'(」)f y tan '( ・) Etan(b )理想弹性强化图(2) B 点:卸载前应变: F 0.025卸载后残余应变:c0.02386E可恢复弹性应变:y c0.00114(3) C 点:c f y卸载前应变: F0.025 0.035 0.06E'卸载后残余应变:c c0.05869E可恢复弹性应变: yc0.001312.3试述钢材在单轴反复应力作用下,钢材的 曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。
答:钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系:当构件反复力| | fy 时,即材料处于弹性阶段时,反复应力作用下钢材材性无变化,不存在残余变形,钢材曲线基本无变化;当I I fy 时,即材料处于弹塑性阶段,反复应力会引起残余变形,但若加载-卸载连 续进行,钢2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的 曲线,试验时分别在 A 、 B 、C 卸载至零,则在三种情况下, 卸载前应变、卸载后残余应变c 及可恢复的弹性应变y 各是多少?2f y 235N/mm 22270 N / mm 2F0.025 E2.06 105N/mm 2 E' 1000N/mm 2解: (1)A 点:卸载前应变:f y E2350.001142.06 105卸载后残余应变:可恢复弹性应变:0.00114图图2-35 理想化的 C材曲线也基本无变化;若加载-卸载具有一定时间间隔,会使钢材屈服点、极限强度提高,而塑性韧性降低(时效现象)。
钢材曲线会相对更高而更短。
另外,载一定作用力下,作用时间越快,钢材强度会提高、而变形能力减弱,钢材曲线也会更高而更短。
《钢结构设计原理》作业标答3. 连接试设计如图所示的对接连接(直缝或斜缝)。
轴力拉力设计值N=1500kN ,钢材Q345-A ,焊条E50型,手工焊,焊缝质量三级。
解: 三级焊缝查附表:2w t N/mm 265=f ,2w v N/mm 180=f 不采用引弧板:m m 4801025002w =⨯-=-=t b l32w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010N f l t σ⨯===>=⨯,不可。
改用斜对接焊缝:方法一:按规范取θ=56°,斜缝长度:m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w=-=-︒=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310N f l t θσ⨯⨯===<='⨯32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310v N f l t θτ⨯⨯==≈<='⨯设计满足要求。
方法二:以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。
此时设置引弧板求解方便些。
条件同习题,受静力荷载,试设计加盖板的对接连接。
解:依题意设计加盖板的对接连接,采用角焊缝连接。
查附表:2w f N/m m 200=f试选盖板钢材Q345-A ,E50型焊条,手工焊。
设盖板宽b =460mm ,为保证盖板与连接件等强,两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。
所需盖板厚度:1250010 5.4mm 22460A t b ⨯≥==⨯,取t 2=6mm由于被连接板件较薄t =10mm ,仅用两侧缝连接,盖板宽b 不宜大于190,要保证与母材等强,则盖板厚则不小于14mm 。
所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接,先采用三面围焊。
1) 确定焊脚尺寸最大焊脚尺寸:t h t ==m ax m m 6f ,mm最小焊脚尺寸:7.4105.15.1min f =⨯==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm2)焊接设计:正面角焊缝承担的轴心拉力设计值:N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=f b h N β侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值: N 557184942816101500331=-⨯=-=N N N所需每条侧面角焊缝的实际长度(受力的一侧有4条侧缝):mm 172620067.045571847.04fwf f 1f w =+⨯⨯⨯=+⨯=+=h f h N h l l取侧面焊缝实际长度175mm ,则所需盖板长度: L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。
钢结构课后习题答案第五版钢结构课后习题答案第五版钢结构是一门重要的工程学科,它涉及到建筑、桥梁和其他基础设施的设计和施工。
在学习钢结构的过程中,习题是非常重要的一部分,它能够帮助学生巩固所学的知识,提高解决问题的能力。
本文将为大家提供钢结构课后习题答案第五版,希望对学习者有所帮助。
第一章:钢结构基础知识1. 钢结构的主要特点是什么?钢结构的主要特点是强度高、刚度大、重量轻、施工速度快、耐久性好等。
2. 钢结构的分类有哪些?钢结构可以根据用途分为建筑钢结构、桥梁钢结构和其他工业钢结构;根据结构形式分为框架结构、网架结构和悬索结构等。
3. 钢结构的设计应遵循哪些原则?钢结构的设计应遵循安全、经济、美观和可施工性的原则。
4. 钢结构的设计荷载有哪些?钢结构的设计荷载包括常规荷载(如自重、活载、风荷载等)和非常规荷载(如地震荷载、爆炸荷载等)。
5. 钢结构的连接方式有哪些?钢结构的连接方式包括焊接、螺栓连接和铆接等。
第二章:钢结构设计方法1. 钢结构的设计方法有哪些?钢结构的设计方法包括弹性设计、弹塑性设计和极限状态设计等。
2. 钢结构的荷载组合有哪些?钢结构的荷载组合包括常规组合(如最不利组合、最可能组合等)和非常规组合(如地震组合、爆炸组合等)。
3. 钢结构的稳定性分析有哪些方法?钢结构的稳定性分析包括弯曲屈曲、屈曲扭转和屈曲侧扭等。
4. 钢结构的疲劳分析有哪些方法?钢结构的疲劳分析包括应力范围法、应力振幅法和应力时间法等。
5. 钢结构的设计验算中需要考虑哪些因素?钢结构的设计验算中需要考虑构件的强度、稳定性、疲劳性、可靠性和施工性等因素。
第三章:钢结构的施工工艺1. 钢结构的制作工艺有哪些?钢结构的制作工艺包括切割、焊接、钻孔和涂装等。
2. 钢结构的安装工艺有哪些?钢结构的安装工艺包括吊装、定位、连接和调整等。
3. 钢结构的质量控制包括哪些方面?钢结构的质量控制包括材料的质量控制、制作过程的质量控制和安装过程的质量控制等。
《钢结构基础》习题参考答案45°"° u 13&5<215N/mm 2 3249 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N… =27.9x6x9.81xl.2 = 1971N;构件的拉应力为”出£ = 450xl0]1971 “39.li <215N/mni2,即该柱的强度满足 A n 3249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f = 215, f v = 125 o可变荷载控制组合:q = 1.2xl0.2 + 1.4x25 = 47.24kN,永久荷载控制组合:q = 1.35x10.2 + 1.4x0.7x25 = 38.27kN简支梁的支座反力(未计梁的自重)R=ql/2 = 129・91kN,跨中的最大弯矩为1 9 1 7M max =-ql-=-x47.24x5.52 ~178.63kN ・m,梁所需净截面抵抗矩为梁的高度在净空方而无限值条件;依刚度要求,简支梁的容许扰度为1/250,参照 表3-2可知其容许最小咼度为, 1 5500 min 一 24 -二 24 〜229mm,3.7 题: 解:由附录1中附表1 口J 得I20a 的截面积为3550mm 2, 扣除孔洞后的净而积为 A n = 3550 - 21.5x7x2 = 3249 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f = 215 N/mm 2 , 构件的压应力为A nW nxM max 178.63x1()6 1.05x215« 791274mm 3,按经验公式可得梁的经济高度为h e = 7^WT - 300 = 7^791274 - 300 « 347mm ,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,相应的截而抵抗矩W nx = 875000 > 791274mm3,截面高度h = 360 > 229mm且和经济高度接近。
4钢结构基础第二版课后习题答案.doc《钢结构基础》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)、钏接组合截面、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3550mm2,扣除孔洞后的净面积为A n =3550-2l.5x7x2 = 3249mm2o工字钢较厚板件的厚度为ll.4mm,故由附录4可得Q235钢材的强度设计值为f = 215 N/mm2 ,构件的压应力为<7 = —=竺5 牝138.5 < 215 N/mm2,即该柱的强度满足要求。
A n 3249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N a =27.9x6x9.81xl.2 = 1971N;构件的拉应力为。
=旦% =竺5空kl39.11<215N/mm2,即该柱的强度满足A n3249要求。
3.8题:解:1、初选截面假定截面钢板厚度小T* 16mm,强度设计值取f = 215 , f v = 125。
可变荷载控制组合:q = 1.2 x 10.2 +1.4 x 25 = 47.24kN ,永久荷载控制组合:q = 1.35 x 10.2 +1.4x 0.7 x 25 = 38.27kN简支梁的支座反力(未计梁的自重)R=ql/2 = 129.91kN,跨中的最大弯矩为1 9 1 ?M niax =;qF =「47.24x5.52 578.63kN?m,梁所需净截面抵抗矩为O Ow M max 178.63X106 m 力3W nY =—= ----------------- ? 791274mm ,nx /x f 1.05x215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1/250,参照表3-2可知其容许最小高度为1 _ 5500 24~ 24按经验公式可得梁的经济高度为h e = 7^/W7 -300 = 7^791274 -300 = 347mm ,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W nx =875000>791274mm3,截面高度h = 360>229mm且和经济高度接近。
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)129.91kNql/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 maxnx 791274mm2151.051063.178fM 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 791274mm875000W >=,截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
按附录1中附表5取窄翼缘H 型钢 HN400×150×8×13,截面抵抗矩3nx 791274mm 942000W >=,截面高度229mm 400h >=。
普通工字钢梁翼缘的外伸宽度为63mm 2/)10136(b 1=-=,13f /2351399.315.863t b y 1=<≈=,故翼缘板的局部稳定可以保证,且截面可考虑部分塑性发展。
窄翼缘型钢梁的翼缘的外伸宽度为71mm 2/)8150(b 1=-=,13f /2351346.51371t b y 1=<≈=,故翼缘板的局部稳定可以保证,且截面可考虑部分塑性发展。
2、验算截面(1)普通工字钢I36a 截面的实际几何性质计算:27630mmA =,4x m 157600000m I =,3x 875000mmW =,307mm S I x x =,梁自重估算,由荷规附录A 得钢的重度为78.5kN/m 3,梁的自重为m /719kN .05.782.1107630g -6≈⨯⨯⨯=,修正为 m /60kN .05.78107630g -6≈⨯⨯=自重产生的跨中最大弯矩为m 2.72kN 5.51.260.081M 2g ⋅≈⨯⨯⨯=,式中1.2为可变荷载控制组合对应的荷载分项系数。
跨中最大总弯矩为m 35kN .18172.263.178M x ⋅=+=,A 点的最大正应力为16)8.15(t 215N/mmf 39.1978750001.051035.181max 26<==<≈⨯⨯=σB 点的最大剪应力为131.89kN 2/5.5)1.260.024.47(V max ≈⨯⨯+=16)8.15(t 125N/mmf 42.961030710131.89max 2v 3<==<≈⨯⨯=τ故由以上分析可知,该普通工字钢等截面钢梁满足强度要求。
(2)窄翼缘型钢HN400×150×8×13截面的实际几何性质计算:27112mmA =,4x m 188000000m I =,3x 942000mmW =,梁自重估算,由荷规附录A 得钢的重度为78.5kN/m 3,梁的自重为m /670kN .05.782.1107112g -6≈⨯⨯⨯=,修正为 m /56kN .05.78107112g -6≈⨯⨯=自重产生的跨中最大弯矩为m 2.54kN 5.51.256.081M 2g ⋅≈⨯⨯⨯=,式中1.2为可变荷载控制组合对应的荷载分项系数。
跨中最大总弯矩为m 17kN .18154.263.178M x ⋅=+=,A 点的最大正应力为16)13(t 215N/mmf 183.179420001.051017.181max 26<==<≈⨯⨯=σB 点的最大剪应力为131.76kN 2/5.5)1.256.024.47(V max ≈⨯⨯+=,面积矩可近似计算如下 32x 517201mm2/8)13200()2/132/400(13150S =⨯-+-⨯⨯=,16)8.135(t 125N/mmf 45.3181088.151720110131.76max 2v 83<==<≈⨯⨯⨯⨯=τ故由以上分析可知,该窄翼缘型钢等截面钢梁满足强度要求。
比较普通工字钢和窄翼缘型钢可发现,在相同的计算条件下采用窄翼缘型钢更加经济。
3.9题:解:强度验算部位:A 点的最大正应力;B 点的最大剪应力;C 点的折算应力;D 点的局部压应力和折算应力。
300kN P R ==,m 600kN 2300M max ⋅=⨯=,梁截面的相关参数:212000mm2102808800A =⨯⨯+⨯=,433x mm1259920000)800272-820(280121I =⨯⨯=,腹板轴线处的面积矩31774000mm200840040510280S =⨯⨯+⨯⨯=,腹板边缘处的面积矩31134000mm40510280S =⨯⨯=。
梁的自重标准值1.1304kN/m2.15.781012000g -6=⨯⨯⨯=(也可按课本的方法计算,此处直接采用荷规附录A 提供的重度),m16.956kN 1.2101.130481M 2g ⋅=⨯⨯⨯=,跨中最大总弯矩m 956kN .616956.16600M x ⋅=+=。
A 点的最大正应力为:由于翼缘自由外伸的宽厚比为,13fy235136.131028280=>=⨯-,故取x 对轴的部分塑性发展系数0.1x =γ。
16)10(t 215N/mmf 77.20012599200001.041010616.956max 26<==<≈⨯⨯⨯=σB 点的最大剪应力为:306.78kN2/101304.12.1300V max ≈⨯⨯+=16)8(t 125N/mm f 99.538125992000017740001078.306max 2v 3<==<≈⨯⨯⨯=τC 点的折算应力为:m 610.85kN 1.221304.15.0278.306M 2⋅≈⨯⨯⨯-⨯=, 304.07kN21304.12.1306.78V ≈⨯⨯-=,2334.21N/mm8125992000011340001007.304≈⨯⨯⨯=τ,2693N/mm.193125992000040010610.85≈⨯⨯=σ,折算应力为222ZS 236.5N/mm1f .178.2023=<=+=τσσ。
D 点的局部压应力和折算应力215Mpaf mm/250N 1508103000.1l t F23zw c =>=⨯⨯⨯==ψσ;D 点正应力为压应力,其值大小为293N/mm .193=σ;剪应力向下,大小为234.21N/mm=τ。
代入折算应力计算公式可得,22c 2c 2ZS 236.5N/mm1f .1234.813=<=+-+=τσσσσσ,即D 点的折算应力满足强度要求,但局部压应力不满足强度要求。
故由以上分析可知,该焊接工字型等截面钢梁不满足强度要求。
3.11题:解:由附录1的附表1可得I45a 的截面积为10200mm2,单位质量为80.4kg/m ,抵抗矩为1430000mm3,翼缘平均厚度18mm>16mm ,钢材的强度设计值为205N/mm2,由表3-3得工字钢绕强轴的截面塑性发展系数为1.05。
钢梁自重标准值m /788kN 8.94.80g ≈⨯=,跨中处的最大弯矩为m26kN .45P .061.20.78881225P .0M 2x ⋅+=⨯⨯⨯+⨯=,验算强度有(假定P 为设计值),26x xnN/mm50200004311.0510)4.26(0.5P 102001000W M A N =≤⨯⨯++⨯=+f P nxγ,即502003.38.526P 2.10P ≤++,02.162431P .0≤,可得469.01kN P ≤。
4.10验算图示焊接工字形截面轴心受压构件的稳定性。
钢材为Q235钢,翼缘为火焰切割边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。
已知构件承受的轴心压力为N=1500kN 。
解:由支承条件可知0x 12ml =,0y 4ml =23364x 1150012850025012225012476.610m m12122I +⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭ 3364y 5001821225031.310m m1212I =⨯+⨯⨯⨯=⨯2225012*********mm A =⨯⨯+⨯=6x x 476.61021.8cm 10000I i A ⨯===,6y y 31.310 5.6cm10000I i A ⨯===0x x x12005521.8l i λ===,0y y y40071.45.6l i λ===,翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b 类截面,故按yλ查表得=0.747ϕ整体稳定验算:3150010200.8M Pa 215M Pa0.74710000Nf A ϕ⨯==<=⨯,稳定性满足要求。
4.13图示一轴心受压缀条柱,两端铰接,柱高为7m 。
承受轴心力设计荷载值N=1300kN ,钢材为Q235。
已知截面采用2[28a ,单个槽钢的几何性质:A=40cm2,iy=10.9cm ,ix1=2.33cm ,Ix1=218cm4,y0=2.1cm ,缀条采用∟45×5,每个角钢的截面积:A1=4.29cm2。
试验算该柱的整体稳定性是否满足?解:柱为两端铰接,因此柱绕x 、y 轴的计算长度为:0x 0y 7ml l ==224x x10262221840 2.19940.8cm22b I I A y ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+-=⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦x x 9940.811.1cm240I i A===⨯0x x x70063.111.1l i λ=== 0y y y70064.210.9l i λ===220x x 1x2402763.12765.12 4.29A A λλ⨯=+=+=⨯xxy2-12×2501-8×500400040004000N21yy x 1x 1x260格构柱截面对两轴均为b 类截面,按长细比较大者验算整体稳定既可。