鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理平時(shí)作業(yè)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理平時(shí)作業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理平時(shí)作業(yè)1.如圖牛腿用10.9級(jí)M16摩擦型高強(qiáng)螺栓與鋼柱相連，螺栓預(yù)拉力P=100kN，接觸面為噴砂后涂無機(jī)富鋅漆=0.4，鋼材為Q345,驗(yàn)算連接是否安全（僅要求計(jì)算最大拉力螺栓）。第1頁/共20頁單栓受力 剪力 kNnVNv1010100 拉力 kNnNNN1510150M=ve=1000.2=20kNm kNNyMyNiiM6 .2828571)14070(2214010202262Nt=28.6+15=43.6kNNv=10kN 方法一 第2頁/共20頁0.90.9 1 0.4 100=36KNbvfNnP 0.80.8 100=80KNb

2、tNP方法二 43.6100.8231.08036tvbbtvNNNN第3頁/共20頁2、圖示連接，采用4個(gè)高強(qiáng)摩擦型螺栓連接，鋼材為Q345B（ =310MPa），8.8級(jí)M20螺栓，一個(gè)螺栓的預(yù)拉力為 = 125，螺栓孔徑0= 21.5，抗滑移系數(shù) = 0.45，承受荷載設(shè)計(jì)值 = 400。要求：驗(yàn)算此連接（包括板件和螺栓）是否合格？第4頁/共20頁第5頁/共20頁有一實(shí)腹式雙軸對稱焊接工字形截面軸心受壓柱，Q235鋼材，翼緣為焰切邊，對x、y軸均屬于b類截面。截面尺寸為：翼緣板寬b=250mm，厚度為t=12mm，腹板高度為h0=350mm，厚度為tw=10mm，計(jì)算長度為lox=12m

3、，loy=4m，承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值為1200kN (含柱身及構(gòu)造自重)。截面無削弱，試對該柱進(jìn)行驗(yàn)算。 （ =150，f=215N/mm2）。yftb235)1 . 010(1ywfth235)5 . 025(0寬厚比限值：腹板 翼緣第6頁/共20頁842.323 10 xImm743.128 10yImm156.37xxIimmA57.38yyIimmA一、計(jì)算截面幾何特征A=225012+35010=9500mm2二、截面驗(yàn)算1.強(qiáng)度因截面無削弱，可不進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算2.剛度15074.7637.15612000 xxxil400069.71 15057.38yyyli第7頁/共20頁三.整

4、體穩(wěn)定驗(yàn)算，截面對x軸和y軸均為b類74.7623523574.76235yf7088.0 x223/215/210101200mmNfmmNAN所以整體穩(wěn)定滿足要求。四.局部穩(wěn)定驗(yàn)算67.17235235)74.761.010(101251251tb37.63235235)74.765.025(35103500wth故構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定均滿足要求。第8頁/共20頁兩端鉸接綴板式格構(gòu)柱L=6m，受設(shè)計(jì)軸心壓力N=2600kN，鋼材為Q345，f=310N/mm2，驗(yàn)算整體穩(wěn)定（b類）。 一個(gè)槽鋼32b的截面特性：A=54.90cm2 Iy=8057c

5、m4 iy=12.11cm I1=335.6cm4 i1=2.47cm 第9頁/共20頁對實(shí)軸5 .4911.12600yyil查表=0.807 對虛軸3 .2447. 260111ilIx=2I1+2A(32/2-2.2)2=2335.6+254.9(32/2-2.2)2=21581cm4 cmAIixx149 .5425 .2158124314600 xxil4 .493 .2443222120 xx2/29354902807. 02600000mmNAN查表=0.807 2/29354902807. 02600000mmNANf=310N/mm2 f=310N/mm2 第10頁/共20頁

6、圖示焊接箱形截面軸心受壓柱，柱截面無削弱，承受軸向壓力設(shè)計(jì)值N=6160KN，柱高6m，兩端鉸接。鋼材為Q235，f= 215N/mm2，=【150】，要求：（1）驗(yàn)算此柱是否合格；（2）計(jì)算此柱最大承載力設(shè)計(jì)值Nmax（不考慮柱身及構(gòu)造自重）；（3）若鋼材改用Q345鋼（f= 310N/mm2），按整體穩(wěn)定要求確定此柱最大承載力設(shè)計(jì)值Nmax。（寬厚比限值為：翼緣板b0/t ， 腹板h0/tw ）（圖中單位為毫米）第11頁/共20頁A=2501.6+2461.6=307.2cm2Ix=1/12(5049.2346.8463=116621cm4Iy=1/12(49.25034646.83=11

7、9571cm4 ix=iy=x=l0/ix=600/19.48=30.8y=l0/iy=600/19.73=30.4max=30.8=150，剛度合格。翼緣板b0/t=468/16=29.25 =40h0/tw=460/16=28.8 =40，局部穩(wěn)定合格第12頁/共20頁整體穩(wěn)定合格。最大承載力設(shè)計(jì)值改為Q345鋼材，f=310N/mm2第13頁/共20頁 已知某樓蓋次梁I40a（Q235B），跨中承受集中靜力荷載設(shè)計(jì)值P160kN，試進(jìn)行各項(xiàng)強(qiáng)度驗(yàn)算。集中荷載在跨度方向的分布長度為a90mm，計(jì)算跨度l6m，梁自重67.6kg/m。（已知f=215MPa,fv=125MPa)、第14頁/共

8、20頁16.512.529 mm, 590529235 mmyayhtrlah 012400229342 mm, /2171 mmyyhhhyhh31.2 67.6 9.8 100.795 kN/mgmax116010.795 682.4 kN2222PVRgl2216182.40.795 6243.6 kN m2828xlMRgl180 kN2VP1）基本數(shù)據(jù)準(zhǔn)備自重設(shè)計(jì)值支座反力（剪力）跨中彎矩跨中剪力2）跨中抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算6224n243.6 10200213.6 N/mm215 N/mm1.05 21 720 10 xxxMfW第15頁/共20頁3）支座抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算322maxmaxvw

9、82.4 1023 N/mm125 N/mm34.1 10 10.5xxVSfI t4）局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算322cw1 160 1064.8 N/mm215 N/mm10.5 235aPft l5）折算應(yīng)力驗(yàn)算62114243.6 10171191.8 N/mm21 720 10 xxMyI123 80/82.422.3222eq1c1c12222213 191.864.8191.8 64.83 22.3173.3 N/mm 1.1 215236.5 N/mmf 由于型鋼表中沒有給出S1，近似取強(qiáng)度滿足要求。第16頁/共20頁如圖所示的摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接軸心受力，連接鋼材的鋼號(hào)為Q235B，板

10、的厚度為16mm，板的寬度為300mm，鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215MPa，軸心力N=1000（KN），高強(qiáng)螺栓的直徑d=20mm，孔徑d0=21.5mm，計(jì)算連接構(gòu)件的強(qiáng)度（1-1截面）。NNNN11163002221.16(/)N mmf3231000 101 0.5221.16(/)9 (300 163 16 21.5)N mm 不滿足要求! 第17頁/共20頁（2011考題）驗(yàn)算下圖所示角焊縫連接的強(qiáng)度。已知：靜力荷載作用力設(shè)計(jì)值F500kN，e=100mm，hf=10mm，鋼材為Q235，焊條為E43型，！雙面焊縫第18頁/共20頁解：（1）焊縫內(nèi)力計(jì)算豎向軸心力V=Fsin450=353.55kN，水平軸心力H=Fcos450=353.55kN彎矩M=He=353.550.1=35.36kN.m（2）各內(nèi)力在焊縫截面最不利處產(chǎn)生應(yīng)力計(jì)算MPaAVwf46.6653201055