鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第三章課后習(xí)題答案2555

第三章3.7一兩端鉸接的熱軋型鋼I20a軸心受壓柱，截面如圖所示，桿長為6米，設(shè)計(jì)荷載N=450KN，鋼材為Q235鋼，試驗(yàn)算該柱的強(qiáng)度是否滿足？解：查的I20a凈截面面積A為3550mm,所以構(gòu)件的凈截面面積2A35502d*21.535502721.53249mm2nN450000138.5N/mm2f215N/mm2A3249n所以該柱強(qiáng)度滿足要求。00063.8一簡支梁跨長為5.5米，包括梁自重)，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值25KN/m，假定梁的受壓容許撓度為l/250,試選擇最經(jīng)濟(jì)的及H型鋼梁截面，并進(jìn)行比較。在梁上翼緣承受均布靜力荷載作用，恒載標(biāo)準(zhǔn)值10.2KN/m(不翼緣有可靠的側(cè)向支撐，鋼材為Q235，梁的工字型解：如上圖示，為鋼梁的受力圖值q1.210.21.42547.24KN/m荷載設(shè)計(jì)跨中最大彎矩M1ql2147.245.52178.63KNm88maxMwMfwx178.63106/(1.05215)7.91105mm3f所以xxx查型鋼表選擇I36a，質(zhì)量為59.9kg/m,Wx為875000mm恒載標(biāo)注值59.99.810000.58702KN/m，可見對強(qiáng)度影響很梁自重引起的3，所以鋼即可：荷載標(biāo)準(zhǔn)值q0.5870210.22535.79KN/m撓度小，驗(yàn)算k535.795.54101213.13mm<[l/250]=22mm3842.06101.5761085ql4撓度k384EI5xI36a滿足撓度要求。查型鋼表選擇HN400x200x8x13，質(zhì)量為66kg/m,Wx為1190000mm3鋼梁自重引起的恒載標(biāo)注值669.810000.6468KN/m，可見對強(qiáng)度即可：荷載標(biāo)準(zhǔn)值q0.646810.22535.85KN/m影響很小，驗(yàn)算撓度k535.855.5410125ql4撓度8.7mm<[l/250]=22mm3842.061023700104k384EI5xHN400x200x8x13滿足撓度要求。從經(jīng)濟(jì)角度來看，I36a橫截面面積為76.3cm2，而HN400x200x8x13橫截面面積為84.12cm2，所以選擇I36a更好。3.9圖為一兩端鉸接的焊接工字型等截面鋼梁，鋼材為Q235。鋼梁上作用兩個(gè)集中荷載P=300KN(設(shè)計(jì)值)，集中力沿梁跨方向的支撐長度為100mm。試對此梁進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算并指明計(jì)算位置。習(xí)題3.9解：做出結(jié)構(gòu)彎矩，剪力圖如下,(N/mm2)I1880032102804052128021031.26109mm41212x梁受壓翼緣的寬厚比為（140-4）/10=13.6>13235/f=13所以截面塑性發(fā)展系數(shù)為1.0yMy600410106max1.01.26109195.2N/mm2f215N/mm2（驗(yàn)算點(diǎn)為A）IxxC點(diǎn)為剪力最大值：300103(400820028010405)52.8N/mmf125N/mm2FS2stI81.26109maxvwxB點(diǎn)處受局部壓應(yīng)力計(jì)算：P1.0300103250N/mm2f215N/mm2tl8150cwzla5h2h1005100150mm，集中應(yīng)力增大系數(shù)1.0zyR所以局部壓應(yīng)力不滿足要求。在集中應(yīng)力處加支撐加勁肋，并考慮彎矩和剪力的組合效應(yīng)：3190.5202333.752190.50199.3N/mm2c222cf1.1215236.5N/mm21My600400106的拉力2190.5N/mmf215N/mm2B點(diǎn)處1.01.26109Ixx3001032801040533.75N/mmf125N/mmFS22剪力stI81.26109vwx3.10一焊接工字型截面簡支梁，跨中承受集中荷載P=1500KN（不包括自重），鋼材為Q235，梁的跨度及幾何尺寸如圖所示，試按強(qiáng)度要求確定梁截面。習(xí)題3.10解：做出結(jié)構(gòu)彎矩，剪力圖如下300010671.3310mm4f1.05215MW一,初選截面：nxxxl8000533mm1515梁的最小高度按正常使用狀態(tài)下容許撓度決定，相應(yīng)的hminh7e3W3001358mm，所以可取腹板高度h1400mm。經(jīng)濟(jì)高度xwV1.27500005.1mm1400125厚t據(jù)抗剪能力確定腹板whfwv140011.28mm，所以取tmmh性確定腹板w12w據(jù)腹板局部穩(wěn)定厚tw1111Wthw6700mm2確定按計(jì)算公式bt翼緣截面bt,試取t=18mm,b=400mmxw6hw2006b1t10.8<13235/f=13，滿足局部穩(wěn)定性要求。y考慮翼緣處塑性發(fā)展18二，驗(yàn)算截面I1th32bt(thw)21121400321840070929.98109mm4122212xww截面面積A=1400x12+2x400x18=31200mm2梁自重qg312009.87.851061.22.88KN/m，其中1.2為考慮加勁肋對鋼梁中的放大系數(shù)1qlg21.212.88821.227.65KNm自重引起的彎矩設(shè)計(jì)值M88gMy3027.65716106max206.9N/mm2f215N/mm21.059.98109Ixxqlg2剪力值F7501.2s763.83KN763.83103(4001871870012350)51.7N/mmf125N/mm2FSmax2stI129.98109vwx驗(yàn)算腹板頂端組合應(yīng)力：My3027.65700106I212.4N/mm2f215N/mm21.09.98109xx7633831034001870948.8N/mmf125N/mmFSstI22129.98109vwx32212.42348.82228.6N/mm2f1.1215236.5N/mm221所以個(gè)強(qiáng)度滿足要求，所以最終選擇的截面形式如下圖示3.11某兩端鉸接的拉彎構(gòu)件，截面為I45a軋制工字型鋼，鋼材為Q235。作用力如圖所示，截面無削弱，要求確定構(gòu)件所承受的最大軸線拉力。習(xí)題3.11解：做出結(jié)構(gòu)彎矩剪力圖如下:查型鋼表得I45a得橫截面面積A=102cm2,凈截面模量Wnx