鋼結(jié)構(gòu)答案.doc

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3.9圖為一兩端鉸接的焊接工字形等截面鋼梁，鋼材為Q235.梁上作用有兩個(gè)集中荷載P=300kn（設(shè)計(jì)值），集中力沿梁跨度方向的支承長度為100mm。
試對(duì)此梁進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算并指明計(jì)算位置。
解：強(qiáng)度驗(yàn)算部位：A點(diǎn)的最大正應(yīng)力；B點(diǎn)的最大剪應(yīng)力；C點(diǎn)的折算應(yīng)力；D點(diǎn)的局部壓應(yīng)力和折算應(yīng)力。
，， 梁截面的相關(guān)參數(shù)：， ， 腹板軸線處的面積矩：， 腹板邊緣處的面積矩：。
梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值（也可按課本的方法計(jì)算，此處直接采用荷規(guī)附錄A提供的重度）， 跨中最大總彎矩：。
A點(diǎn)的最大正應(yīng)力為：由于翼緣自由外伸的寬厚比為，，故取x對(duì)軸的部分塑性發(fā)展系數(shù)。
B點(diǎn)的最大剪應(yīng)力為：， C點(diǎn)的折算應(yīng)力為：， ，， ， 折算應(yīng)力為。
D點(diǎn)的局部壓應(yīng)力和折算應(yīng)力； D點(diǎn)正應(yīng)力為壓應(yīng)力，其值大小為；剪應(yīng)力向下，大小為。
代入折算應(yīng)力計(jì)算公式可得， ，即D點(diǎn)的折算應(yīng)力滿足強(qiáng)度要求，但局部壓應(yīng)力不滿足強(qiáng)度要求。
故由以上分析可知，該焊接工字型等截面鋼梁不滿足強(qiáng)度要求。
3.11某兩端鉸接的拉彎構(gòu)件，截面為I=45a軋制工字形鋼，鋼材為Q235。
作用力如圖所示，截面無削弱，要求確定構(gòu)件所能承受的最大軸線拉力。
解：由附錄1的附表1可得I45a的截面積為10200mm2，單位質(zhì)量為80.4kg/m，抵抗矩為1430000mm3，翼緣平均厚度18mm>16mm，鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為205N/mm2，由表3-3得工字鋼繞強(qiáng)軸的截面塑性發(fā)展系數(shù)為1.05。
鋼梁自重標(biāo)準(zhǔn)值，跨中處的最大彎矩為 ， 驗(yàn)算強(qiáng)度有（假定P為設(shè)計(jì)值）， ， 即，，可得。
4.10驗(yàn)算圖示焊接工字形截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性。
鋼材為Q235鋼，翼緣為火焰切割邊，沿兩個(gè)主軸平面的支撐條件及截面尺寸如圖所示。
已知構(gòu)件承受的軸心壓力為N=1500kN。
解：由支承條件可知， ， ，， 翼緣為火焰切割邊的焊接工字鋼對(duì)兩個(gè)主軸均為b類截面，故按查表得 整體穩(wěn)定驗(yàn)算：，穩(wěn)定性滿足要求。
4.13圖示一軸心受壓綴條柱，兩端鉸接，柱高為7m。
承受軸心力設(shè)計(jì)荷載值N=1300kN，鋼材為Q235。
已知截面采用2[28a，單個(gè)槽鋼的幾何性質(zhì)：A=40cm2，iy=10.9cm，ix1=2.33cm，Ix1=218cm4，y0=2.1cm，綴條采用∟45×5，每個(gè)角鋼的截面積：A1=4.29cm2。
試驗(yàn)算該柱的整體穩(wěn)定性是否滿足？ 解：柱為兩端鉸接，因此柱繞x、y軸的計(jì)算長度為： 格構(gòu)柱截面對(duì)兩軸均為b類截面，按長細(xì)比較大者驗(yàn)算整體穩(wěn)定既可。
由，b類截面，查附表得， 整體穩(wěn)定驗(yàn)算： 所以該軸心受壓的格構(gòu)柱整體穩(wěn)定性滿足要求。
4.17焊接簡支工字形梁如圖所示，跨度為12m，跨中6m處梁上翼緣有簡支側(cè)向支撐，材料為Q345鋼。
集中荷載設(shè)計(jì)值為P=330kN，間接動(dòng)力荷載，驗(yàn)算該梁的整體穩(wěn)定是否滿足要求。
如果跨中不設(shè)側(cè)向支撐，所能承受的集中荷載下降到多少？ 解：①梁跨中有一個(gè)側(cè)向支承點(diǎn) ，需驗(yàn)算整體穩(wěn)定 跨中彎矩 ，所以不能用近似公式計(jì)算 查附表15，跨度中點(diǎn)有一個(gè)側(cè)向支承點(diǎn)、集中荷載作用在截面高度高度上任意位置， 需對(duì)進(jìn)行修正， 該梁的整體穩(wěn)定性滿足要求。
②梁跨中沒有側(cè)向支承點(diǎn) ， 梁跨中無側(cè)向支承點(diǎn)，集