鋼結(jié)構(gòu)第作業(yè)答案解析

1、.wd鋼構(gòu)造第4章作業(yè)參考答案 4.1 驗(yàn)算由2L63×5組成的水平放置的軸心拉桿的強(qiáng)度和長細(xì)比。軸心拉力的設(shè)計(jì)值為270KN，只承受靜力作用，計(jì)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(yīng)改用什么角鋼？注：計(jì)算時(shí)忽略連接偏心和桿件自重的影響。解：查表有孔洞，危險(xiǎn)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(xì)比：滿足要求。 4.2 一塊400×20的鋼板用兩塊拼接板400×12進(jìn)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(shè)計(jì)值。鋼材為Q235鋼，解答以下問題：1鋼板1-1截面的強(qiáng)度夠否？2是否還需要驗(yàn)算2-2截面的強(qiáng)度？假定N力在13個(gè)螺栓中平均分配，2-2截面應(yīng)如何驗(yàn)算？3拼接板的強(qiáng)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(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)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(yàn)算，方法同上。 20厚鋼板 所以在2-2截面處亦滿足要求 3驗(yàn)算拼接板的強(qiáng)度(靠近中心處的螺栓截面) 因，12厚拼接板 4.3 驗(yàn)算圖4.39所示和摩擦型高強(qiáng)螺栓連接的鋼板凈截面強(qiáng)度。螺栓直徑20mm，孔徑22mm，鋼材為

3、Q235AF，承受軸心拉力N=600KN設(shè)計(jì)值。解：查表得，且因螺栓對(duì)稱布置 因兩塊拼接板厚度之和大于受力板，所以只須驗(yàn)算受力板的強(qiáng)度 驗(yàn)算凈截面 驗(yàn)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(gòu)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(shè)計(jì)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(qiáng)度驗(yàn)算2剛度驗(yàn)算 對(duì)x軸 對(duì)y軸 所以，對(duì)整體而言，剛度滿足要求，強(qiáng)度略有缺乏，可選用2L90×104.5 某車間工作平臺(tái)柱高2.6m，按兩端鉸接的軸心受壓柱考慮。如果柱采用I1616號(hào)

4、熱軋工字鋼，試經(jīng)計(jì)算解答：（1） 鋼材采用Q235鋼時(shí)，設(shè)計(jì)承載力為多少？（2） 改用Q345鋼時(shí)，設(shè)計(jì)承載力是否顯著提高？（3） 如果軸心壓力為330KN設(shè)計(jì)值，I16能否滿足要求？如果不滿足，從構(gòu)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(dāng)采用Q235鋼時(shí)，對(duì)軋制工字鋼，假設(shè)對(duì)x軸失穩(wěn)屬于a類截面，對(duì)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(shè)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(dāng)N=330KN，時(shí)用Q235鋼時(shí) 用Q345鋼時(shí) 所以均不滿足要求，可以在中間加剪刀撐，使計(jì)算長度此時(shí)：對(duì)

5、Q235鋼而言： ， 查表得， ，對(duì)Q345鋼而言： ， 查表得， ，所以，用Q235鋼時(shí) 用Q345鋼時(shí) 所以均滿足要求。4.6、設(shè)某工業(yè)平臺(tái)柱承受軸心壓力5000KN設(shè)計(jì)值，柱高8m，兩端鉸接。要求設(shè)計(jì)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(qiáng)度等級(jí)為C15)。 解：、查表：，初步假定其長細(xì)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(yàn)算其剛度及穩(wěn)定性：查表得： 故此柱滿足要求、設(shè)計(jì)此柱柱腳、底板尺寸 初步選用寬800mm，長950mm鋼板，設(shè)錨栓孔面積為 那么，大于所求

6、截面積。 根底對(duì)底板壓應(yīng)力為：、計(jì)算底板厚度，其布置如以下圖所示： 計(jì)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(jì)算板厚：，取、進(jìn)展隔板的計(jì)算。 作用在隔板上的線荷載： 隔板的高度應(yīng)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(jìn)展隔板厚度計(jì)算：、 作用在隔板上的彎矩 根據(jù)：，取，滿足構(gòu)造要求 隔板承受的剪應(yīng)力 故滿足抗剪承載力要求、進(jìn)展靴梁計(jì)算 取靴梁與柱的連接角焊縫寬度，靴梁高度應(yīng)由連接角焊縫

7、確定： 故此焊縫不滿足要求，應(yīng)增大焊縫取值，取，進(jìn)展計(jì)算： 經(jīng)復(fù)算，焊縫尺寸滿足要求，取靴梁高 計(jì)算靴梁的厚度t，初擬其厚度，現(xiàn)進(jìn)展驗(yàn)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(cè)增加了3個(gè)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(dāng)用作長度為10m的兩端鉸接軸心受壓柱時(shí)，是否能平安承受設(shè)計(jì)荷載3200KN？、先驗(yàn)算a圖構(gòu)件承載力：，計(jì)算回轉(zhuǎn)半徑、及長細(xì)比、；、驗(yàn)算整體穩(wěn)定，此工字鋼截面為b類， 查表：、 故該柱強(qiáng)度及整體穩(wěn)定滿足要求；、驗(yàn)算其局部穩(wěn)定 此柱雖然

8、強(qiáng)度及整體穩(wěn)定滿足要求，但其腹板太薄會(huì)先于整體失穩(wěn)，所 以該柱不能承受3200KN的荷載。、驗(yàn)算b柱承載能力 驗(yàn)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(shè)計(jì)由兩槽鋼組成的綴板柱，柱長7.5m，設(shè)計(jì)軸心壓力為1500KN，鋼材為Q235B，截面無削弱。、選擇柱截面尺寸，、 設(shè)，查表得： 選用228c， 驗(yàn)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(gè)截面對(duì)x軸的數(shù)據(jù)： 查表得： 故所選柱寬滿足要求。、進(jìn)展綴板設(shè)計(jì)，擬采用鋼板 ,取 分肢線剛度 兩側(cè)綴板線剛度之和 橫向剪力 那么： 計(jì)算綴板內(nèi)力：取角焊縫尺寸，不考慮饒角局部長度，驗(yàn)算焊縫尺寸， 綴板滿足要求。、橫隔設(shè)計(jì)橫隔間距應(yīng)小于，去其間距為1000mm,滿足要求。4.9、根據(jù)習(xí)題4.8的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和結(jié)果，設(shè)計(jì)柱的柱腳假定根底混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，9.6N/mm2)。、計(jì)算底板尺寸 采用寬鋼板，設(shè)錨栓孔面積為，滿足要求。 根底底板壓應(yīng)力、計(jì)算底板厚度，其布置如以下圖所示： 現(xiàn)分別計(jì)算區(qū)格內(nèi)力： 區(qū)格：115/280=0.411，查表得： 區(qū)格：280/270=1.03