鋼結構第四章計算題

1、鋼結構第四章計算題第1頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三慣性矩：回轉半徑：1、截面及構件幾何性質計算長細比：-2508-25012yyxx截面面積第2頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三2、整體穩(wěn)定性驗算查表得：滿足整體穩(wěn)定性要求。其整體穩(wěn)定承載力為：截面關于x軸和y軸都屬于b類，第3頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三例2 某焊接T形截面軸心受壓構件的截面尺寸如圖所示，承受軸心壓力設計值（包括自重）N=2000kN，計算長度l0 x=l0y=3m，翼緣鋼板為火焰切割邊，鋼材為Q345，f=315N/mm2，截面無削弱，試計算

2、該軸心受壓構件的整體穩(wěn)定性。y-2508-25024ycyxx第4頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三1、截面及構件幾何性質計算截面重心：截面面積：慣性矩：y-2508-25024ycyxx第5頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三y-2508-25024ycyxx回轉半徑：長細比：2、整體穩(wěn)定性驗算因為繞y軸屬于彎扭失穩(wěn)，必須計算換算長細比yz 因T形截面的剪力中心在翼緣板和腹板中心線的交點，所以剪力中心距形心的距離e0等于yc。即：第6頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三對于T形截面 I0截面關于x軸和y軸均屬于b類，查表得：

3、第7頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三滿足整體穩(wěn)定性要求，不超過5。其整體承載力為：從以上兩個例題可以看出，例題2的截面只是把例題1的工字形截面的下翼緣并入上翼緣，因此兩種截面繞腹板軸線的慣性矩和長細比是一樣的。只因例題2的截面是T形截面，在繞對稱軸失穩(wěn)時屬于彎扭失穩(wěn)，使臨界應力設計值有所降低。第8頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三【例4.2】 如圖所示一管道支架，其支柱的設計壓力為N1600kN（設計值），柱兩端鉸接，鋼材為Q235，截面無孔削弱 ，試設計此支柱的截面：用普通軋制工字鋼，用熱軋H型鋼，用焊接工字形截面，翼緣板為火焰切割邊?！窘狻?/p>

4、支柱在兩個方向的計算長度不相等故取圖中所示的截面朝向，將強軸順x軸方向，弱軸順y軸方向，這樣柱軸在兩個方向的計算長度分別為l0 x=600cm，l0y=300cmxxxxyyyyNN11第9頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三1.初選截面假定90，對于熱軋工字鋼，當繞軸x失穩(wěn)時屬于a類截面，當繞軸y失穩(wěn)時屬于b類截面。一、熱軋工字鋼查附表4.1得查附表4.2得 需要的截面幾何量為第10頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三由附表7.1中不可能選出同時滿足A、ix、iy的型號，可適當照顧到A、 iy進行選擇，試選I56a ，A135.38cm2、ix=2

5、2.01cm、iy=3.18cm.2、截面驗算因截面無孔削弱，可不驗算強度；又因軋制工字鋼的翼緣和腹板均較厚，可不驗算局部穩(wěn)定，只需進行剛度和整體穩(wěn)定驗算。滿足要求第11頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三故整體穩(wěn)定性滿足要求。第12頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三由于熱軋H 型鋼可以選用寬翼緣的形式，截面寬度較大，因而長細比的假設值可適當減小，假設=60，對寬翼緣H型鋼因b/h0.8，所以不論對x軸或y軸均屬類b截面。1、初選截面二、熱軋H型鋼查附表4.2得 需要的截面幾何量為第13頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三 由

6、附表7.2中試選HW250250914A92.18cm2、ix=10.8cm、iy=6.29cm2、截面驗算 因截面無孔削弱，可不驗算強度；又因軋制鋼的翼緣和腹板均較厚，可不驗算局部穩(wěn)定，只需進行剛度和整體穩(wěn)定驗算。故剛度滿足要求第14頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三故整體穩(wěn)定性滿足要求第15頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三 假設60，組合截面一般b/h0.8不論對x軸或y軸均屬b類截面。1、初選截面三、焊接工字鋼查附表4.2得 需要的截面幾何量為第16頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三查表4.6對工字形截面根據h=2

7、3cm，b=21cm，和計算的A=92.2cm2， 設計截面如下圖。這一步，不同設計者的差別較大。估計的尺寸h、b只是一個參考，給出一個量的概念。設計者可根據鋼材的規(guī)格與經驗確定截面尺寸。A=90cm2第17頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三因截面無孔削弱，可不驗算強度。故剛度滿足要求（1）剛度和整體穩(wěn)定驗算2、截面驗算第18頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三故整體穩(wěn)定性滿足要求（2）局部整體穩(wěn)定驗算故局部穩(wěn)定性滿足要求第19頁，共20頁，2022年，5月20日，23點12分，星期三 由上述計算結果可知，采用熱軋普通工字鋼截面比熱軋H型鋼截面面積約大46。盡管弱軸方向的計算長度僅為強軸方向計算長度的1/2，但普通工字鋼繞弱軸的回轉半徑太小，因而支柱的承載能力是由繞弱軸所控制的，對強軸則有較大富裕，經濟性較差。對于熱軋H型鋼，由于其兩個方向的長細比比較接近，用料較經濟，在設計軸心實腹柱時，