钢结构计算题答案解析
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钢结构计算题精品答案 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/wf 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 fN 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 mm = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
223332480.720.76160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+=',取260mm 。
钢结构试卷及参考答案一、选择题(每题2分,共30分)1.摩擦型高强螺栓连接与承压型高强螺栓连接的主要区别是 D 。
(A)摩擦面处理不同(B)材料不同(C)预拉力不同(D)设计计算时所取极限状态不同2.在静力荷载作用下,钢材承受三向拉应力时,易发生 B 。
(A)塑性破坏(B)脆性破坏(C)疲劳破坏(D)无法判定3.进行强度验算时,荷载应采用 C 。
(A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数(B)将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数(C)永久荷载和可变荷载的标准值,均不乘以各自的分项系数(D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数4.钢结构焊接节点设计中,应尽可能选用 A 的焊接位置。
(A)俯焊(B)仰焊(C)立焊(D)任意5.在缀条稳定验算式中,系数是 C 。
(A)考虑塑性发展的系数(B)考虑重要性的调整系数(C)考虑单角钢单面连接偏心受力的系数(D)考虑安全的附加系数6.图示T型截面拉弯构件弯曲正应力强度计算的最不利点为 B 。
(A)截面上边缘1点(B)截面下边缘2点(C)截面中和轴处3点(D)可能是1点也可能是2点7.结构或节点的疲劳强度与 A 关系不大。
(A)钢材的种类(B)应力循环次数(C)节点的制作工艺和质量(D)应力集中系数8.为提高梁在弯矩作用下的强度和刚度,应尽可能使梁的 D 。
(A)翼缘厚而窄(B)翼缘宽薄而腹板窄厚(C)腹板厚而窄(D)腹板薄而宽9.对于钢结构用钢材,对化学成分的定义为 B 。
(A)C为不可缺少元素,Mn、S、P均为有害元素(B)C为不可缺少元素,Mn为脱氧剂,S、P为有害元素(C)C、Mn、S、P均为有害元素(D)C、Mn为有害元素,S、P为不可缺少元素10.规范规定缀条式格构柱单肢的长细比(为柱两个主轴方向长细比的最大值),是为了 C 。
(A)保证柱平面内的整体稳定(B) 保证柱平面外的整体稳定(C)避免单肢先于整个柱失稳(D)构造要求11.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材,故残余应力的存在将 B 。
Q235用。
由于翼缘处的剪应力很小,假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受,而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。
分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力,按照各自应满足的强度条件,可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ,最后,取其最小的F 值即为所求。
1.确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置()()()()8010102401020160)10115(1010240510201601≈⨯-+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-=ymm160802402=-=y mm(2)焊缝计算截面的几何特性()623231068.22)160115(230101014012151602301014023010121mm I x ⨯=-⨯⨯+⨯⨯++-⨯⨯+⨯⨯=腹板焊缝计算截面的面积:230010230=⨯=w A mm 22.确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。
将力F 向焊缝截面形心简化得:F Fe M 160==(KN·mm) F V =(KN )查表得:215=w c f N/mm 2,185=w t f N/mm 2,125=wv f N/mm 2点a 的拉应力M a σ,且要求M a σ≤wt f 18552.01022688010160431===⨯⨯⨯==w t x M af F F I My σ N/mm 2 解得:278≈F KN点b 的压应力Mb σ,且要求Mb σ≤wc f 215129.110226816010160432===⨯⨯⨯==wc x Mbf F F I My σ N/mm 2 解得:5.190≈F KN由F V =产生的剪应力V τ,且要求V τ≤wV f125435.010231023===⨯⨯=wV V f F F τ N/mm 2 解得:7.290≈F KN点b 的折算应力,且要求起步大于1.1wt f ()()()w t V M bf F F 1.1435.03129.132222=⨯+=+τσ解得:168≈F KN缝的距离不相等,肢尖焊缝的受力小于肢背焊缝的受力,又题中给出了肢背、肢尖焊缝相同的长度和焊脚尺寸,所以,只要验算肢背焊缝的强度,若能满足,肢尖焊缝的强度就能肯定满足。
第四章 轴心受力构件4.1 验算由2∟635⨯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 ∟635⨯的面积A=6.14cm 2 ,min 1.94x i i cm ==,22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=, N=270KN327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=,强度不满足,所需净截面面积为32270101256215n N A mm f ⨯≥==, 所需截面积为212562057282n A A d t mm =+⋅=+⨯=, 选636⨯,面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ (2)长细比[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 4.2 一块-40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯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:210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑, N=1350KN 31135010202.12056680n N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=,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。
22()0(5)(40080522)206463n a A l d t mm =-⋅⋅=-+⨯⨯=, N=1350KN32135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=,但不超过5%,强度满足。
钢结构计算题(含答案)某6m跨度简支梁的截面和荷载(包括梁自重)如图所示。
在距支座2.4m处,翼缘和腹板拼接连接,需要计算拼接的对接焊缝强度。
钢材为Q235,采用E43型焊条,手工焊,三级质量标准,施焊时采用引弧板。
首先计算焊缝截面处的内力,得到M=1036.8kN·m和V=144kN。
然后计算焊缝截面的几何特征值,包括惯性矩I、截面模量W、抵抗矩S_W1和S_W。
得到W=5.616×10^6mm^3和S_W=3.282×10^6 mm^3.接着计算焊缝的强度,得到f_v=185 N/mm^2和f_t=125 N/mm^2.根据计算得到的参数,计算焊缝的最大剪应力τ_max和最大正应力σ_max,分别为16.3 N/mm和178.9 N/mm^2.折算应力为179.8 N/mm^2,小于1.1f_t,因此焊缝强度满足要求。
另外,设计图示双盖板对接连接,钢板宽a=240 mm,厚度t=10 mm,钢材为Q235钢,焊条为E43,手工焊,轴力设计值N=550 kN。
首先确定盖板尺寸,按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度,得到t_1=6 mm。
然后根据构造要求确定焊角高度h_f,得到h_f≥4.74 mm。
1.对于侧面角焊缝的设计,每侧共有四条焊缝,每条角焊缝长度为205mm,取hf=6mm。
所需盖板全长为430mm。
2.若采用三面围焊,则端缝承载力为328KN,每条焊缝的长度为88mm。
所需盖板全长为190mm。
支架支柱的压力设计值为1600kN,柱两端铰接,钢材为Q235(f=215N/mm2),容许长细比为150.支柱选用焊接工字形截面,已知面积A=90cm2,ix=12.13cm,iy=63.6cm。
经验算此支柱的整体稳定,长细比lambdax=49.5,lambday=47.2.取长细比较大值,计算得Φ=0.859,满足正应力强度验算,不必验算强度。
3.对于图示简支梁,不计自重,Q235钢,不考虑塑性发展,密铺板牢固连接于上翼缘,均布荷载设计值为45kN/m,荷载分项系数为1.4,f=215N/mm。
钢结构考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 钢结构的主要材料是()。
A. 钢筋混凝土B. 型钢C. 铝合金D. 木材答案:B2. 钢结构的连接方式不包括()。
A. 焊接B. 螺栓连接C. 铆接D. 混凝土浇筑答案:D3. 钢结构的防火性能较差,因此需要采取()措施。
A. 增加结构强度B. 增加结构刚度C. 加强防腐D. 防火保护答案:D4. 钢结构设计中,荷载组合的目的是()。
A. 确定结构的最大荷载B. 确定结构的最小荷载C. 确定结构的稳定性D. 确定结构的安全性答案:D5. 钢结构的疲劳破坏是由于()。
A. 材料强度不足B. 材料刚度不足C. 反复荷载作用D. 环境腐蚀答案:C6. 钢结构的塑性性能主要取决于()。
A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 材料的弹性答案:C7. 钢结构的稳定性分析中,不考虑()。
A. 材料的屈服B. 构件的屈曲C. 构件的剪切D. 构件的扭转答案:D8. 钢结构的焊接缺陷不包括()。
A. 气孔B. 裂纹C. 未焊透D. 锈蚀答案:D9. 钢结构的螺栓连接中,高强度螺栓的预拉力主要取决于()。
A. 螺栓的直径B. 螺栓的材质C. 螺栓的等级D. 螺栓的长度答案:C10. 钢结构的防腐措施中,不包括()。
A. 涂层B. 热浸镀锌C. 电镀D. 焊接答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 钢结构的主要优点包括()。
A. 材料强度高B. 施工速度快C. 耐腐蚀性能好D. 可回收利用答案:ABD12. 钢结构的连接方式包括()。
A. 焊接B. 螺栓连接C. 铆接D. 混凝土浇筑答案:ABC13. 钢结构的荷载类型包括()。
A. 永久荷载B. 活荷载C. 风荷载D. 地震荷载答案:ABCD14. 钢结构的稳定性问题包括()。
A. 局部屈曲B. 全局屈曲C. 构件的剪切D. 构件的扭转答案:AB15. 钢结构的焊接缺陷包括()。
A. 气孔B. 裂纹C. 未焊透D. 锈蚀答案:ABC三、判断题(每题2分,共20分)16. 钢结构的强度设计可以不考虑材料的塑性性能。
钢结构计算题课后习题答案钢结构计算题课后习题答案钢结构是一种常见的建筑结构形式,其承载能力强、施工周期短等优点使其在现代建筑中得到广泛应用。
然而,钢结构的计算与设计并非易事,需要掌握一定的理论知识和计算方法。
下面将针对一些典型的钢结构计算题进行详细解答,帮助读者更好地理解和应用相关知识。
1. 计算梁的自重题目:一根钢梁的长度为8m,截面形状为矩形,宽度为0.3m,高度为0.5m,钢的密度为7850kg/m³。
求该梁的自重。
解答:首先计算梁的体积,即横截面积乘以长度。
梁的横截面积为0.3m * 0.5m = 0.15m²。
所以梁的体积为0.15m² * 8m = 1.2m³。
然后将梁的体积乘以钢的密度,即可得到梁的质量。
梁的质量为1.2m³ *7850kg/m³ = 9420kg。
最后,将梁的质量乘以重力加速度,即可得到梁的自重。
假设重力加速度为9.8m/s²,则梁的自重为9420kg * 9.8m/s² = 92316N。
2. 计算梁的弯矩题目:一根钢梁的长度为10m,截面形状为矩形,宽度为0.4m,高度为0.6m。
在梁的中点施加一垂直向下的集中力为20kN。
求该梁在支座处的弯矩大小。
解答:首先计算梁的截面面积,即横截面积为0.4m * 0.6m = 0.24m²。
然后根据力的定义,弯矩等于力乘以力臂。
力臂是力作用点到旋转中心的垂直距离。
在支座处,由于梁的长度为10m,所以力臂为5m。
所以弯矩为20kN * 5m =100kNm。
3. 计算柱的稳定性题目:一个钢柱的长度为6m,截面形状为圆形,直径为0.3m。
柱的材料为Q235,屈服强度为235MPa。
求该柱的稳定性。
解答:首先计算柱的截面面积,即圆的面积为π * (0.3/2)² = 0.07m²。
然后根据屈服强度的定义,屈服强度等于屈服应力乘以安全系数。
第四章 轴心受力构件4.1 验算由2∟635⨯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 ∟635⨯的面积A=6.14cm 2 ,min 1.94x i i cm ==,22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=, N=270KN327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=,强度不满足,所需净截面面积为32270101256215n N A mm f ⨯≥==, 所需截面积为212562057282n A A d t mm =+⋅=+⨯=, 选636⨯,面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ (2)长细比[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 4.2 一块-40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯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:210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑, N=1350KN31135010202.12056680n N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=,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。
2222()0(5)(400808080522)206463n a A l d t mm =-⋅⋅=-++-⨯⨯=, N=1350KN32135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=,但不超过5%,强度满足。
钢结构考试试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 以下哪种材料不属于钢结构常用的材料?A. 钢管B. 钢筋C. 钢板D. 钢筋混凝土答案:D2. 在钢结构设计中,以下哪个因素不需要考虑?A. 钢材的力学性能B. 结构的几何尺寸C. 结构的使用功能D. 结构的美观性答案:D3. 以下哪种连接方式不属于钢结构的主要连接方式?A. 高强度螺栓连接B. 焊接连接C. 铆接连接D. 摩擦型连接答案:D4. 在钢结构设计中,以下哪个参数表示钢材的抗拉强度?A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 延伸率D. 断面收缩率答案:B5. 以下哪个因素不会影响钢结构的稳定性?A. 钢材的弹性模量B. 结构的截面尺寸C. 结构的长度D. 结构的重量答案:D6. 以下哪种情况下,钢结构需要采取防火措施?A. 钢材厚度小于6mmB. 结构跨度大于12mC. 结构高度大于24mD. 结构所在环境温度超过200℃答案:D7. 在钢结构设计中,以下哪个参数表示钢材的塑性?A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 延伸率D. 断面收缩率答案:C8. 以下哪种连接方式适用于高强度螺栓连接?A. 摩擦型连接B. 张拉型连接C. 压缩型连接D. 焊接连接答案:A9. 以下哪个因素会影响钢结构的疲劳寿命?A. 钢材的强度B. 结构的应力水平C. 结构的焊接质量D. 结构的使用环境答案:B10. 在钢结构设计中,以下哪个参数表示钢材的冲击韧性?A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 延伸率D. 冲击功答案:D二、填空题(每题3分,共30分)11. 钢结构的设计原则包括:安全性、可靠性和______。
答案:经济性12. 钢结构的连接方式主要有焊接连接、高强度螺栓连接和______。
答案:铆接连接13. 钢结构的稳定性包括局部稳定性和______。
答案:整体稳定性14. 钢结构的防火措施包括:选用防火涂料、增设防火隔离层和______。
答案:提高钢材的防火性能15. 在钢结构设计中,屈服强度、抗拉强度和______是衡量钢材力学性能的主要参数。
第四章 轴心受力构件4.1 验算由2∟635⨯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 ∟635⨯的面积A=6.14cm 2,min 1.94x i i cm ==,22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=, N=270KN327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=,强度不满足,所需净截面面积为32270101256215n N A mm f ⨯≥==, 所需截面积为212562057282n A A d t mm =+⋅=+⨯=, 选636⨯,面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ (2)长细比[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 4.2 一块-40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯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:210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑, N=1350KN31135010202.12056680n N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=,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。
2222()0(5)(400808080522)206463n a A l d t mm =-⋅⋅=-++-⨯⨯=, N=1350KN32135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=,但不超过5%,强度满足。
对应图(d )的验算:22()0(5)(400522)205800n d A l d t mm '=-⋅⋅=-⨯⨯=, 101013501038.51313N N KN '==⨯= 321038.510179.02055800n N Mpa f Mpa A σ'⨯===≤=',强度满足。
(3)拼接板的强度够否?因为拼接板厚度2122420mm mm =⨯=≥,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:20min (3)(240322)142436n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑, 6000.536000.5350099N N N KN '=-⨯⨯=-⨯⨯= 350010205.32152436n N Mpa f Mpa A σ'⨯===≤=,强度满足。
(2)全截面验算360010178.621524014N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=⨯,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∟908⨯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 ∟908⨯的面积A=13.94cm 2,min 2.76x i i cm ==,387010312.131013942N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=⨯,但不超过5%,强度满足。
(2)刚度验算[]0min900032635027.6l i λλ===≤= 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=26.1cm 2, 6.57x i cm =, 1.89y i cm =[]026004015065.7x x x l i λλ===≤=,a 类截面,查表得0.941x ϕ= []0260013815018.9y y yl i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.353y ϕ= 0.3532610215198086198.1N Af N KN ϕ≤=⨯⨯==。
(2)改用Q345钢时,设计承载力是否显著提高?40x λ=,a类截面,按48x λ==查表得0.921x ϕ= 138y λ=,b类截面,按164y λ==查表得0.265y ϕ= 0.2652610310214411214.4N Af N KN ϕ≤=⨯⨯==,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300198.1N KN KN =≥,所以整体稳定不满足。
在侧向加一支撑,重新计算。
[]02600/26915018.9y y yli λλ===≤=,b 类截面,查表得0.757y ϕ=0.7572610215424791424.8300N Af N KN KN ϕ≤=⨯⨯==≥,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600.807λϕ=⇒=(b 类)则32250001028961289.610.807215N A mm cm f ϕ⨯====⨯,0800013360x y l i i mm λ====, 选4284072035HW ⨯⨯⨯,其面积2361.4A mm =,18.2x i cm =,10.4y i cm =(2)验算[]0800044150182x x x l i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.882x ϕ= []0800077150104y y yl i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.707y ϕ= 32500010195.72050.707361.410N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≤=⨯⨯,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24203224001834080A mm =⨯⨯+⨯=33941(42046418400) 3.41012x I mm =⨯-⨯=⨯,3841232420 3.951012y I mm =⨯⨯⨯=⨯ 93.410315.934080x x I i mm A ⨯===,843.9510107.734080y y I i mm A ⨯===(2)整体稳定验算[]0800025150315.9x x x l i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.953x ϕ= []0800074150107.7y y yl i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.726y ϕ= 3500010202.32050.72634080N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≤=⨯,整体稳定满足。
(3)局部稳定验算420182 6.28(100.174)17.432b t -'==≤+⨯= 040022.2(250.574)6218w h t ==≤+⨯=,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:2500202*********A mm =⨯⨯+⨯=32941208500220500(250) 1.43510122x I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯+=⨯ 3841220500 4.171012y I mm =⨯⨯⨯=⨯91.43510244.524000x x I i mm A ⨯===,844.1710131.824000y y I i mm A ⨯===(2)整体稳定验算[]01000041150244.5x x x l i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.895x ϕ=[]01000076150131.8y y yl i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.714y ϕ=3320010186.72050.71424000N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≤=⨯,整体稳定满足。
(3)局部稳定验算5008212.3(100.176)17.620b t -'==≤+⨯= 050062.5(250.576)638w h t ==≤+⨯=,局部稳定满足。
计算(b )图截面(1)计算参数:224000A mm =328412510400225400(200) 6.56410122x I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯+=⨯ 3841225400 2.671012y I mm =⨯⨯⨯=⨯199.6x i mm ===,4105.5y i mm ===(2)整体稳定验算[]01000050150199.6x x x l i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.856x ϕ= []01000095150105.5y y yl i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.588y ϕ=3320010226.82050.58824000N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≥=⨯,整体稳定不满足。
(3)局部稳定验算4001027.8(100.195)19.525b t -'==≤+⨯= 040040(250.595)72.510w h t ==≤+⨯=,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700.751y λϕ=⇒=(b 类)则322150010928992.890.751215y N A mm cm f ϕ⨯====⨯,选2[32a ,,其面积248.50297A cm =⨯=,12.44y i cm =(2)验算实轴的整体稳定[]0750060150124.4y y yl i λλ===≤=,b 类截面,查表得0.807y ϕ= 32150010191.62150.8079710y N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≤=⨯⨯,绕实轴的整体稳定满足。