鋼結構第作業(yè)答案解析

1、.wd鋼構造第4章作業(yè)參考答案 4.1 驗算由2L63×5組成的水平放置的軸心拉桿的強度和長細比。軸心拉力的設計值為270KN，只承受靜力作用，計算長度為3m。桿端有一排直徑為20mm的孔眼圖4.37，鋼材為Q235鋼。如截面尺寸不夠，應改用什么角鋼？注：計算時忽略連接偏心和桿件自重的影響。解：查表有孔洞，危險截面是孔洞所在的正截面此截面能承受的最大軸力為：不滿足要求改用Q235，2L63×6，查得A=14.58cm2，長細比：滿足要求。 4.2 一塊400×20的鋼板用兩塊拼接板400×12進展拼接。螺栓孔徑為22mm，排列如圖4.38所示。鋼板軸心受

2、拉，N=1350KN設計值。鋼材為Q235鋼，解答以下問題：1鋼板1-1截面的強度夠否？2是否還需要驗算2-2截面的強度？假定N力在13個螺栓中平均分配，2-2截面應如何驗算？3拼接板的強度夠否？ 解：查表得t=20鋼板,t=12鋼板 (1)在1-1截面， 20厚鋼板 12厚拼接板 所以，1-1截面強度滿足設計要求。 2因2-2截面螺栓較1-1截面多，截面削弱較大，所以需要驗算，方法同上。 20厚鋼板 所以在2-2截面處亦滿足要求 3驗算拼接板的強度(靠近中心處的螺栓截面) 因，12厚拼接板 4.3 驗算圖4.39所示和摩擦型高強螺栓連接的鋼板凈截面強度。螺栓直徑20mm，孔徑22mm，鋼材為

3、Q235AF，承受軸心拉力N=600KN設計值。解：查表得，且因螺栓對稱布置 因兩塊拼接板厚度之和大于受力板，所以只須驗算受力板的強度 驗算凈截面 驗算毛截面 所以，滿足要求4.4 一水平放置兩端鉸接的Q345鋼做成的軸心受拉構件，長9m，截面為由2L90×8組成的肢尖向下的T形截面，問是否能承受設計值為870KN的軸心 解：查表得2L90×8的，按一般建筑桁架桿件考慮，（1） 強度驗算2剛度驗算 對x軸 對y軸 所以，對整體而言，剛度滿足要求，強度略有缺乏，可選用2L90×104.5 某車間工作平臺柱高2.6m，按兩端鉸接的軸心受壓柱考慮。如果柱采用I1616號

4、熱軋工字鋼，試經(jīng)計算解答：（1） 鋼材采用Q235鋼時，設計承載力為多少？（2） 改用Q345鋼時，設計承載力是否顯著提高？（3） 如果軸心壓力為330KN設計值，I16能否滿足要求？如果不滿足，從構造上采取什么措施就能滿足要求？解：查表得I16工字鋼的（1） 當采用Q235鋼時，對軋制工字鋼，假設對x軸失穩(wěn)屬于a類截面，對y軸失穩(wěn)屬于b類，因 ， 分別查表得：，所以最大承載力為：解得，（2） 假設改為Q345，那么 因 ， 查表得， ，所以最大承載力和Q235鋼的相比提高不多。（3） 當N=330KN，時用Q235鋼時 用Q345鋼時 所以均不滿足要求，可以在中間加剪刀撐，使計算長度此時：對

5、Q235鋼而言： ， 查表得， ，對Q345鋼而言： ， 查表得， ，所以，用Q235鋼時 用Q345鋼時 所以均滿足要求。4.6、設某工業(yè)平臺柱承受軸心壓力5000KN設計值，柱高8m，兩端鉸接。要求設計一H型鋼或焊接工字形截面柱及其柱角鋼材為Q235。根底混凝土強度等級為C15)。 解：、查表：，初步假定其長細比為=75，選擇截面尺寸： 選用HW型鋼，b類，查得 選用HW400×400×20×35，、 其截面如以下圖所示，驗算其剛度及穩(wěn)定性：查表得： 故此柱滿足要求、設計此柱柱腳、底板尺寸 初步選用寬800mm，長950mm鋼板，設錨栓孔面積為 那么，大于所求

6、截面積。 根底對底板壓應力為：、計算底板厚度，其布置如以下圖所示： 計算單位寬度底板內(nèi)的彎矩： 區(qū)格四邊支承：428/325=1.32，查表得：=0.0691 區(qū)格三邊支承：150/428=0.35，查表得：=0.034 區(qū)格、三邊支承：171/325=0.526，查表得：=0.060 取，計算板厚：，取、進展隔板的計算。 作用在隔板上的線荷載： 隔板的高度應由焊縫尺寸決定，取， 隔板所受的剪力 那么焊縫的長度 ，取隔板高 進展隔板厚度計算：、 作用在隔板上的彎矩 根據(jù)：，取，滿足構造要求 隔板承受的剪應力 故滿足抗剪承載力要求、進展靴梁計算 取靴梁與柱的連接角焊縫寬度，靴梁高度應由連接角焊縫

7、確定： 故此焊縫不滿足要求，應增大焊縫取值，取，進展計算： 經(jīng)復算，焊縫尺寸滿足要求，取靴梁高 計算靴梁的厚度t，初擬其厚度，現(xiàn)進展驗算，將其受力圖繪于下方： 故此靴梁滿足承載能力要求。、校核所需焊縫總尺寸，取，顯然滿足此要求。、由于在底板外側增加了3個加勁肋，故安裝螺栓可在區(qū)格、布置。4.7、圖a)、(b)所示兩種截面焰切邊緣的截面積相等，鋼材均 為Q235鋼，當用作長度為10m的兩端鉸接軸心受壓柱時，是否能平安承受設計荷載3200KN？、先驗算a圖構件承載力：，計算回轉半徑、及長細比、；、驗算整體穩(wěn)定，此工字鋼截面為b類， 查表：、 故該柱強度及整體穩(wěn)定滿足要求；、驗算其局部穩(wěn)定 此柱雖然

8、強度及整體穩(wěn)定滿足要求，但其腹板太薄會先于整體失穩(wěn)，所 以該柱不能承受3200KN的荷載。、驗算b柱承載能力 驗算其整體穩(wěn)定性，查表： 所以此柱不能承受3200KN的荷載。4.8、試設計由兩槽鋼組成的綴板柱，柱長7.5m，設計軸心壓力為1500KN，鋼材為Q235B，截面無削弱。、選擇柱截面尺寸，、 設，查表得： 選用228c， 驗算截面穩(wěn)定性：，查表： 故所選截面滿足要求。、確定柱寬b，假定， 查表得：，所以：取。 現(xiàn)將柱截面繪于以下圖，、 整個截面對x軸的數(shù)據(jù)： 查表得： 故所選柱寬滿足要求。、進展綴板設計，擬采用鋼板 ,取 分肢線剛度 兩側綴板線剛度之和 橫向剪力 那么： 計算綴板內(nèi)力：取角焊縫尺寸，不考慮饒角局部長度，驗算焊縫尺寸， 綴板滿足要求。、橫隔設計橫隔間距應小于，去其間距為1000mm,滿足要求。4.9、根據(jù)習題4.8的設計數(shù)據(jù)和結果，設計柱的柱腳假定根底混凝土強度等級為C20，9.6N/mm2)。、計算底板尺寸 采用寬鋼板，設錨栓孔面積為，滿足要求。 根底底板壓應力、計算底板厚度，其布置如以下圖所示： 現(xiàn)分別計算區(qū)格內(nèi)力： 區(qū)格：115/280=0.411，查表得： 區(qū)格：280/270=1.03