第六章受弯构件典型例题_钢结构
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4 轴压构件例题例1:下图所示为一轴心受压柱的工字形截面,该柱承受轴心压力设计值N=4500kN,计算长度为,5.3,7m l m l oy ox ==钢材为Q235BF ,2/205mm N f =,验算该柱的刚度和整体稳定性。
227500mm A =,49105089.1mm I x ⨯=,48101667.4mm I y ⨯=,150][=λ。
λ 15 20 25 30 35 40 45 ϕ0.983 0.970 0.953 0.936 0.918 0.899 0.878解:mm AI i xx 2.234==,mm AI i y y 1.123==(1)刚度验算:4.281.12335009.292.2347000======yoy y x ox x i l i l λλ 150][9.29max =<=λλ(2)整体稳定算:当9.29=λ时,936.0=ϕ223/205/3.19227500936.0104500mm N f mm N A N =<=⨯⨯=ϕ例2:右图示轴心受压构件,44cm 1054.2⨯=x I ,43cm 1025.1⨯=y I ,2cm 8760=A ,m 2.5=l ,Q235钢,截面无削弱,翼缘为轧制边。
问:(1)此柱的最大承载力设计值N ?(2)此柱绕y 轴失稳的形式?(3)局部稳定是否满足要求?解:(1)整体稳定承载力计算 对x 轴:m2.50==l l x ,cm 176.871054.24=⨯==A I i x x 150][6.30175200=≤===λλx x x i l 翼缘轧制边,对x 轴为b 类截面,查表有:934.0=x ϕkN 1759102158760934.03=⨯⨯⨯==-Af N x x ϕ 对y 轴: m6.22/0==l l y ,cm 78.36.871025.13=⨯==A I i y y 150][8.6878.35200=≤===λλy y y i l翼缘轧制边,对y 轴为c 类截面,查表有:650.0=y ϕkN 122410215876065.03=⨯⨯⨯==-Af N y y ϕ 由于无截面削弱,强度承载力高于稳定承载力,故构件的最大承载力为:kN 1224max ==y N N (2)绕y 轴为弯扭失稳(3)局部稳定验算8.68},max {max ==y x λλλ,10030max ≤≤λ1) 较大翼缘的局部稳定y f t b 235)1.010(79.614/95/max 1λ+≤==88.16235235)8.681.010(=⨯+=,可2) 腹板的局部稳定y w f t h 235)5.025(4010/400/max 0λ+≤==4.59235235)8.685.025(=⨯+=,可例3:下图所示轴心受压格构柱承受轴力设计值N=800kN ,计算长度l ox =l oy =10m ,分肢采用2[25a :A=2×34.91=69.82cm 2,i y =9.81cm,I 1=175.9cm 4,i 1=2.24cm ,y 1=2.07cm ,钢材为Q235BF ,缀条用L45×4,A d =3.49cm 2。
钢结构受弯构件_附答案时磊忖呎…7.当梁上有固定较大集中荷载作用时,其作用点处应(B )。
A )设置纵向加劲肋B )设置横向加劲肋C )减少腹板宽度D )增加翼缘的厚度X 8焊接组合梁腹板中,布置横向加劲肋对防止(A )引起的局部失稳最有效,布置纵向加劲肋对防止(B )引起的局部失稳最有效。
A )剪应力B )弯曲应力D )复合应力D )局部压应力X 9 .确定梁的经济高度的原则是(B )。
A )制造时间最短 C )最便于施工B )用钢量最省 D )免于变截面的麻烦X 10 .当梁整体稳定系数抵〉0.6时,用$'弋替啟主要是因为(B )A )梁的局部稳定有影响B )梁已进入弹塑性阶段C )梁发生了弯扭变形D )梁的强度降低了XX 11.分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时,腹板与翼缘相接处可简化为(练习五受弯构件、选择题(X 不做要求) 1计算梁的( A )时,应用净截面的几何参数。
A )正应力 B )剪应力 C )整体稳定 M x 2 ?钢结构梁计算公式 -中,Y ( C )。
x W nx A )与材料强度有关 B )是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比 C )表示截面部分进人塑性 D )与梁所受荷载有关D )局部稳定XX ?在充分发挥材料强度的前提下, Q235钢梁的最小咼度 h min ( C ) Q345钢梁的h min(其他条件均相同)A )大于B )小于 X 4 .梁的最小高度是由(C A )强度 B )建筑要求 5. 单向受弯梁失去整体稳定时是( A )弯曲 B )扭转 6. 为了提高梁的整体稳定,(B C )等于D )不确定)控制的。
C )刚度 D )整体稳定 C )失稳。
C )弯扭 D )都有可能)是最经济有效的办法。
A )增大截面 B )增加支撑点,减小11C )设置横向加劲肋D )改变荷载作用的位置D )。
1------------------- 布磊5『彳 ----- ----- ---- --------------------A )自由边B )简支边C )固定边D )有转动约束的支承边x %2 .梁的支承加劲肋应设置在( C ) oA )弯曲应力大的区段B )剪应力大的区段C )上翼缘或下翼缘有固定荷载作用的部位D )有吊车轮压的部位13?双轴对称工字形截面梁,经验算,其强度和刚度正好满足要求,而腹板在弯曲应力作用下有发生局部失稳的可能。
受弯构件一.强度计算(抗弯、抗剪、局部承压、复杂应力)1.已知简支轨道梁承受动力荷载,其最大弯矩设计值Mx=440KNm,采用热轧H 型钢H600×200×11×17制作,Ix=78500×104mm4,W nx=W x=2610×103mm3,钢材为Q235。
验算受弯承载力。
2.抗剪强度计算例题:某焊接工字形等截面简支楼盖梁,截面尺寸如图所示,无削弱,为Q345钢。
梁的剪力设计值:支座截面V max=224.22KN,跨中截面处V=214.5KN。
要求验算该梁的抗剪强度。
3.局部承压强度计算例题:某热轧普通工字钢简支梁如图所示,型号为I36a,跨度为5m,梁上翼缘作用有均布荷载其设计值为q=36KN/m(包括自重),该梁为支承于主梁顶上的次梁,未设加劲肋。
支承长度a=100mm,t w=10mm,h y=t+r,此处t=15.8mm,r=12.0mm,钢材为Q235,f=215N/mm2。
验算此梁的局部承压强度。
4.复杂(折算)应力强度的计算例题:如图所示一焊接组合截面吊车梁,钢梁截面尺寸如图所示。
吊车为重级工作制(A7),吊车轨道型号为QU100,轨道高度为150mm,吊车最大轮压F=355KN,吊车竖向荷载动力系数为1.1,可变荷载分项系数为1.4,车轮作用处最大弯矩设计值为M=4932KNm,对应的剪力设计值为316KN,吊车梁采用Q345-B钢,I nx=2.433×1010mm4。
求车轮作用处钢梁的折算应力。
二.整体稳定计算1.轧制工字钢梁的整体稳定计算例题:某轧制工字钢简支梁,型号为I50a,Wx=1860cm3,跨度为6m,梁上翼缘作用均布永久荷载g k=10KN/m(标准值,含自重)和可变荷载q k=2510KN/m (标准值),跨中无侧向支承。
钢材为Q235。
验算此梁的整体稳定。
例题:一焊接工字形截面简支主梁如图所示,截面无扣孔,跨度为12.75m。
6-3、图示矩形截面梁受集中力作用,试计算1-1横截面上a 、b 、c 、d 四点的正应力。
解:(1)外力分析,判变形。
荷载在纵向对称面内,与轴线垂直,梁发生平面弯曲。
中性轴z 轴过形心C 与载荷垂直,沿水平方向。
(2)内力分析,弯矩图如图(b )所示,1-1横截面的弯矩为:1115230(M -=-⨯=-⋅kN m)(3)应力分析,梁上边有弯矩图,上侧纤维受拉。
1-1横截面上的a 点处于拉伸区,正应力为正;c 点处于中性层上,正应力为零;b 、d 两点处于压缩区,正应力为负。
3111111max2301011.1110.1800.36a a zzzM M M y y I I W σ---⨯=⋅=⋅===⨯⨯Pa MPa 。
11.11b a σσ=-=-MPa0c σ= 31133010(0.1500.050)7.4110.1800.312d d zM y I σ-⨯=-⋅=-⨯-=-⨯⨯Pa MPa37M kN V 图(kN)(a)(c)(b)(c)(e)(d)2+q l /8MkN ·m)(f)(b)180q题6-3图 题6-5图6-5、两根矩形截面简支木梁受均布荷载q 作用,如图所示。
梁的横截面有两种情况,一是如图(b)所示是整体,另一种情况如图(c)所示是由两根方木叠合而成(二方木间不加任何联系且不考虑摩擦)。
若已知第一种情况整体时梁的最大正应力为10MPa ,试计算第二种情况时梁中的最大正应力,并分别画出危险截面上正应力沿高度的分布规律图示。
解:(1)外力分析,判变形。
荷载在纵向对称面内,与轴线垂直,梁发生平面弯曲。
第一种情况中性层为过轴线的水平纵向面,中性轴z 轴过整体形心C 与载荷垂直,沿水平方向。
而第二种情况,两根木梁以各自的水平纵向面为中性层发生弯曲,两根中性轴为与荷载垂直的水平形心主轴。
如图所示。
(2)内力分析,判危险面:弯矩图如图(b )所示,跨中截面为危险面。
第六章 例题【例题6.3】校核如图6.19所示双轴对称焊接箱形截面压弯构件的截面尺寸,截面无削弱。
承受的荷载设计值为:轴心压力880=N kN ,构件跨度中点横向集中荷载180=F kN 。
构件长10=l m ,两端铰接并在两端各设有一侧向支承点。
材料用Q235钢。
图6.19 例6.3图【解】构件计算长度1000==y x l l m ,构件段无端弯矩但有横向荷载作用,弯矩作用平面内外的等效弯矩系数为4504/)10180(4/,0.1=⨯====Fl M x tx mx ββkN·m 。
箱形截面受弯构件整体稳定系数0.1=b ϕ,因4510/450/,6.2314/330/0====w w t h t b ,均大于20,故焊接箱形截面构件对x 轴屈曲和对y 轴屈曲均属b 类截面。
一、截面几何特性 截面积:1880.14524.135222=⨯⨯+⨯⨯=+=w w t h bt A cm 2惯性矩:6795112/)45338.4735(12/)(33303=⨯-⨯=-=wx h b bh I cm 4 3602212/)3345358.47(12/)(33303=⨯-⨯=-=b h hb I w y cm 4回转半径:01.19188/67951/===A I i x x cm ,84.13188/36022/===A I i y y cm弯矩作用于平面内受压纤维的毛截面模量:28438.47/679512/2=⨯===h I W W x x 1x cm 3二、验算截面1.在弯矩作用平面内的稳定: 6.5201.1910000===x x x i l λ <[]150=λ(满足)。
查附表4.2,844.0=x ϕkN EAN xEx 12559106.521.110188102061.13223222'=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-πλπ截面截面塑性发展系数05.1=x γ,等效弯矩系数0.1=mx β。