钢结构基本原理第三版课后习题答案(3)

4410

b

c

1

N d tf 2.0 1.8 305 10 109.8KN

1

N Af 2.448 170 10 41.62KN

b

t

be

t

弯矩作用下螺栓所受的最大拉力：

My1240 0.11 102 30b

Nt 28.29KN N 41.62KN t2222

2yi2 10 20 30

剪力作用下每个螺栓所受的平均剪力： Nv

V240

30KN Ncb 109.8KN n8

剪力和拉力共同作用下：

Nv Nt 30 28.29 0.963 1 可靠 Nb Nb 43.98 41.62 v t

22

22

2）假定剪力由支托承担，螺栓只承受弯矩作用。

My1240 0.11 102 30b

Nt 28.29KN Nt 41.62KN 2222

2yi2 10 20 30

支托和柱翼缘的连接角焊缝计算，采用hf 10mm，（偏于安全地略去端焊缝强度提高系数1.22），

1.35V1.35 240 103

132.24Nmm2 160Nmm2满足要求。

helw0.7 10 180 5 2

3.18 某双盖板高强度螺栓摩擦型连接如图所示。构件材料为Q345钢，螺栓采用M20，强度等级为8.8级，接触面喷砂处理。试确定此连接所能承受的最大拉力N。 解：查附表1.1得：f 295Nmm 查表3-9和3-10得：，P 125KN， 0.50

一个螺栓的抗剪承载力：Nv 0.9nf P 0.9 2 0.50 125 112.5KN

b

2

b

故N

nNv 10 112.5 112.5KN

净截面验算：

An t b n1d0 2.0 21 2 2.2 33.2cm2 N N 0.5

N1125

n1 1125 0.5 2 1012.5KN n10

N 1012.5 10322

n 不满足要求。 305Nmm f 295Nmm2

An33.2 10

故应按钢板的抗拉强度设计。

N fAn 295 10 3 33.2 102 979.4KN

则N

N n

1 0.51

n

979.42

1 0.5

10

1088.22KN

4.1 试验算图4.39所示焊接工字形截面柱（翼缘为焰切边），轴心压力设计值为Ｎ =4500KN，柱的计算长度lox loy 6.0m，Ｑ235钢材，截面无削弱。

解：其截面参数为：

A 2 500 20 12 450 25400mm2 Ix

1

(500 4903 488 4503) 1.2 109mm4 12

1

Iy 2 20 5003 4.2 108mm4

12

500×20

32020

450×12

ix iy

Ιx1.2 109

217mmA25400Ιy

4.2 108

128mmA25400

20

②整体稳定和刚度验算 刚度验算：

x y

l0x6000 27.65 150ix217l0yiy

6000

46.875 150128

整体稳定性验算：

按长细比较大值 46.875，查附表得 0.871

N4500 103

203.4N/mm2 f 215N/mm2

A0.871 25400

③局部稳定性验算 自由外伸翼缘：

b1244235 12.2 (10 0.1 ) 14.7 满足 t20235

腹板部分：

h0450235

37.5 (25 0.5 ) 48.4 满足 tw12235

④强度验算：因截面无削弱，不必验算。

4.2 图4.40所示a、b两截面组合柱，截面面积相同，且均为Ｑ235钢材，翼缘为焰切边，两端简支，lox loy 8.7m，试计算a、b两柱所能承受的最大轴心压力设计值。

解：其截面参数为：

A 16000mm2，A 19200mm2

iy1

AA

Ιy

82.6mm

iy2

Ιy

105mm

450×12

ix1

Ιx

158mmA

ix2

Ιx500×20

197mmA

②整体稳定和刚度验算 刚度验算：

(a)(b)

x1

l0x8700 55.1 150ix158l0y

x2

l0x8700

44.2 150ix197l0y

8700

y1 105.3 150

iy82.6

整体稳定性验算：

8700

y2 82.8 150

iy105

按长细比较大值 1 105.3， 2 82.，查附表得 1 0.52， 2 0.67

N1 f 1A1 215 0.52 16000 1788.8KN N2 f 2A2 215 0.67 19200 2765.8KN

4.3 设某工业平台承受轴心压力设计值Ｎ=5000KN，柱高8m，两端铰接。要求设计焊接工字形截面组合柱。

解：采用Q345钢材，lox 8000mm,loy 8000mm ①初选截面

假定 70，属b类截面，查得 0.552 所需截面几何参数为：

N5000 103A 29219mm2

f0.552 310

l0y80008000

ix 114mm；ix 114mm

70 70

l0x

在查附表对工字型截面有 1 0.43mm, 2 0.24mm，则

500×20

320

20

10

20

500×20

320

(a)

h

ix

1

iy114114

265mm，b 475mm 0.43 20.24

取翼缘板2-500×20，腹板1-400×20，其界面特性为：

A 30000mm2，Ix 1.56 109mm4，Iy 4.17 108mm4，ix 228mm，

iy 117.9mm

②验算

刚度验算：

l0y8000l0x8000

x 35 150； y 67.8 150

ix228iy117.9

整体稳定性验算：

按长细比较大值 67.8，查附表得 1 0.764，

N5000 103

218Nmm2 310Nmm2

A0.764 30000

局部稳定性验算

翼缘部分：

b1240235 12 (10 0.1 ) 13.8 满足 t20345

腹板部分：

h0500235 25 (25 0.5 ) 48.6 满足 tw20345

强度验算： 因截面无削弱，故不需验算强度；

4.4 试设计一桁架的轴心压杆，拟采用两等肢角钢相拼的Ｔ型截面，角钢间距为12mm，轴心压力设计值为380KN，杆长lox 3.0m，loy 2.47m，Ｑ235钢材。

解：①初选截面：

初选2∟100×8，查附表有

A 3127.6mm2，ix 30.8mm，iy 45.6mm

②验算 刚度验算：

l0y2470l0x3000

x 97.4 150； y 54.2 150

ix30.8iy45.6

由于

loyb

0.58，则换算长细比为： tb

0.475b40.475 1004

yz y(1 22) 54.2 (1 ) 60.8 150

loyt24702 82

整体稳定性验算：

按长细比较大值 97.4，查附表得 1 0.573，

N380 103

212Nmm2 215Nmm2

A0.573 3127.6

局部稳定性验算

bt

100235

12.5 (10 0.1 ) 19.7 满足 8235

强度验算： 因截面无削弱，故不需验算强度；

4.5 某重型厂房柱的下柱截面如图4.41，斜缀条水平倾角45，Ｑ235钢材，

lox 18.5m，loy 29.7m，设计最大轴心压力Ｎ=3550KN，试验算此柱是否安全？

mm 解：查表得I50a:ix 197mm, Iy0 1.12 10mm,A 11900

742

.3mm ∟100×8, A 1563

整体稳定性验算：

2

x

lox18500

93.9 ix197

15002

Iy 2I1 A 2 2 1.12 107 11900 ()

2

1.34 1010mm4

iy Iy/A .34 1010/(11900 2) 750.6mm

刚度验算：

y 29700/750.6 39.6 150 满足

A2(2 11900)22

56 [ ] 150 换算长细比: oy 272 39.6 27 2

A1(2 1563.3)

2

y

整体稳定性验算：

由 max 93.9,查得 0.595

N3550 107

250.7Nmm2 f 215Nmm2 …… 此处隐藏：1928字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……