鋼結構基本原理課后習題集答案解析

1、第二章請寫出彈性階段和非彈性階段的如圖2-34所示鋼材在單向拉伸狀態(tài)下的應力一應變曲線,關系式。(T圖£(b)理想彈性強化解：(1)彈性階段：Etan非彈性階段：fy(應力不隨應變的增大而變化)(2)彈性階段：Etan非彈性階段：九E'(色)fvtan'(f)yEytan如圖2-35所示的鋼材在單向拉伸狀態(tài)下的曲線，試驗時分別在 A、日C卸載至零,則在三種情況下，卸載前應變、卸載后殘余應變 c及可恢復的彈性應變y各是多少?_2fy 235N/mm2c 270N/mm2F 0.025 E 2.06 105N/mm2 E' 1000N/mm2解：(1) A點：卸載

2、前應變:fyE圖2-35理想化的圖2352.06 1050.00114卸載后殘余應變：c00.00114c可恢復彈性應變:(2)B點:卸載前應變：F0.025卸載后殘余應變:可恢復彈性應變:（3） C點：卸載前應變：卸載后殘余應變:可恢復彈性應變:fyc fyET0.023860.001140.025 0.035 0.06-c 0.05869Ec 0.00131試述鋼材在單軸反復應力作用下，鋼材的曲線、鋼材疲勞強度與反復應力大小和作用時間之間的關系。答：鋼材曲線與反復應力大小和作用時間關系：當構件反復力|fy時，即材料處于彈性階段時，反復應力作用下鋼材材性無變化，不存在殘余變形，鋼材曲線基本無

3、變化；當|fy時，即材料處于彈塑性階段，反復應力會引起殘余變形，但若加載-卸載連續(xù)進行，鋼材曲線也基本無變化；若加載-卸載具有一定時間間隔，會使鋼材屈服點、極限強度提高，而塑性韌性降低（時效現象）。鋼材曲線會相對更高而更短。另外，載一定作用力下，作用時間越快，鋼材強度會提高、而變形能力減弱，鋼材曲線也會更高而更短。鋼材疲勞強度與反復力大小和作用時間關系：反復應力大小對鋼材疲勞強度的影響以應力比或應力幅（焊接結構）來量度。一般來說，應力比或應力幅越大，疲勞強度越低；而作用時間越長（指次數多），疲勞強度也越低。試述導致鋼材發(fā)生脆性破壞的各種原因。答：（1）鋼材的化學成分，如碳、硫、磷等有害元素成分

4、過多；（2）鋼材生成過程中造成的缺陷，如夾層、偏析等；（3）鋼材在加工、使用過程中的各種影響，如時效、冷作硬化以及焊接應力等影響；（4）鋼材工作溫度影響，可能會引起藍脆或冷脆；（5）不合理的結構細部設計影響，如應力集中等；（6）結構或構件受力性質，如雙向或三向同號應力場；（7）結構或構件所受荷載性質，如受反復動力荷載作用。解釋下列名詞：（1）延性破壞延性破壞，也叫塑性破壞，破壞前有明顯變形，并有較長持續(xù)時間，應力超過屈服點fy、并達到抗拉極限強度fu的破壞。（2）損傷累積破壞指隨時間增長，由荷載與溫度變化，化學和環(huán)境作用以及災害因素等使結構或構件產生損傷并不斷積累而導致的破壞。(3)脆性破壞脆

5、性破壞，也叫脆性斷裂，指破壞前無明顯變形、無預兆，而平均應力較小(一般小于屈服點fy)的破壞。(4)疲勞破壞指鋼材在連續(xù)反復荷載作用下，應力水平低于極限強度，甚至低于屈服點的突然破壞。(5)應力腐蝕破壞應力腐蝕破壞，也叫延遲斷裂，在腐蝕性介質中，裂紋尖端應力低于正常脆性斷裂應力臨界值的情況下所造成的破壞。(6)疲勞壽命280N/mm2 ,指結構或構件中在一定恢復荷載作用下所能承受的應力循環(huán)次數。一兩跨連續(xù)梁，在外荷載作用下，截面上A點正應力為1120N/mm2,2B點的正應力 120 N / mm2 ,2多少？解：(1) A點：應力比：二竺_ 0.6671120(2) B 點：應力比：里0.1

6、672 120指出下列符號意義：(1)Q235AF(2)Q345D(3)Q390E答：120N/mm2,求梁A點與B點的應力比和應力幅是應力幅：V max min 120 80 200N/mm22應力幅：V max min 20 120 100N /mm(4)Q235D(1) Q235AF屈服強度fy2235N/mm2、質量等級A (無沖擊功要求)的沸騰鋼(碳素結構鋼)(2)Q345D屈服強度fy20 _345N/mm2、質量等級 D要求提供-20 C時縱向沖擊功 Ak34J)的特殊鎮(zhèn)靜鋼(低合金鋼)(3)Q390E屈服強度fy390N/mm2、質量等級E(要求提供-40 0C時縱向沖擊功 A

7、k 27J )的特殊鎮(zhèn)靜鋼(低合金鋼)(4)Q235D屈服強度fy235N/mm2、質量等級D要求提供-20 0C時縱向沖擊功Ak27J )的特殊鎮(zhèn)靜鋼(碳素結構鋼)根據鋼材下選擇原則，請選擇下列結構中的鋼材牌號：Q>500KN的中級工(1)在北方嚴寒地區(qū)建造廠房露天倉庫使用非焊接吊車梁，承受起重量作制吊車，應選用何種規(guī)格鋼材品種？(2)一廠房采用焊接鋼結構，室內溫度為-100C,問選用何種鋼材?答：（1）要求鋼材具有良好的低溫沖擊韌性性能、能在低溫條件下承受動力荷載作用，可選Q235DQ345*;（2）要求滿足低溫可焊性條件，可選用Q235BZ等。鋼材有哪幾項主要機械指標？各項指標可用

8、來衡量鋼材哪些方面的性能？答：主要機械性能指標：屈服強度fy、極限強度加以及伸長率5或10,其中，屈服強度fy、極限強度九是強度指標，而伸長率5或10是塑性指標。影響鋼材發(fā)生冷脆的化學元素是哪些？使鋼材發(fā)生熱脆的化學元素是哪些？答：影響鋼材發(fā)生冷脆的化學元素主要有氮和磷，而使鋼材發(fā)生熱脆的化學元素主要是氧和硫。第三章試設計圖所示的用雙層蓋板和角焊縫的對接連接。采用Q235鋼，手工焊，焊條為E4311,軸心拉力Nl=1400KN（靜載，設計值）。主板-20X420。解蓋板橫截面按等強度原則確定，即蓋板橫截面積不應小于被連接板件的橫截面積.因此蓋板鋼材選Q235鋼，橫截面為-12X400,總面積A

9、為A1=2X12X400=9600mm>A=420X20=8400mnm直角角焊縫的強度設計值ffw=160N/m/查自附表角焊縫的焊腳尺寸：較薄主體金屬板的厚度t=12mm因此，hf,max=t-2=12-2=10mm;較厚主體金屬板的厚度t=20mm因此，hf,min=&=V20=,所以，取角焊縫的焊腳尺寸hf=10mm滿足：hf,max>hf>hf,mina）采用側面角焊縫時因為b=400mm>200mm（t=12mm）D此力口直徑d=15mm的焊釘4個，由于焊釘施焊質量不易保證，僅考慮它起構造作用。9OD2H2O廠2聿10o9n2n側面角焊縫的計算長度l

10、w為lw=Nk(4hfffw)=x106/(4XX10X160)=滿足lw,min=8hf=8X10=80mrK&<60hf=60x10=600mm<件。側面角焊縫的實際長度1f為lf=lw+2hf=+20=,取340mm如果被連板件間留出縫隙10mm則蓋板長度l為l=2lf+10=2x340+10=690mmb）采用三面圍焊時正面角焊縫承擔的力N3為N3=heB機ffwX2=X10X400XX160X2=x106N側面角焊縫的計算長度lw為lw=(N-N3)/(4heffw)=xx106)/(4XX10X160)=69mmlw=80mmlw,min=8hf=8X10=80

11、mm取lw=l亞加所=80mm由于此時的側面角焊縫只有一端受起落弧影響，故側面角焊縫的實際長度1f為1f=1w+hf=80+10=90mm|取90mm則蓋板長度1為1=21f+10=2X90十10=190mm如圖為雙角鋼和節(jié)點板的角焊縫連接。Q235鋼，焊條E4311。手工焊，軸心拉力N=700KN（靜載，設計值）。試：1）采用兩面?zhèn)群缚p設計.（要求分別按肢背和肢尖采用相同焊腳尺寸和不同焊縫尺寸設計）；2）采用三面圍焊設計。解角焊縫強度設計值ffw=160/mmt1=10mm,t2=12mmhfmin1.5.t1,5125.2mm6mmhfmax1.2t1.21214.4mm15mm(肢背)；

12、和hfmaxt12=10-12=98mm岐尖)。因此，在兩面?zhèn)群钢澈椭獠捎孟嗤改_尺寸時，取hf=hf1=hf2=8mrm在兩面?zhèn)群钢澈椭獠捎貌煌改_尺寸時，取hf=hf1=10mm,hf=hf2=8mm在三面圍焊時，取hf=hf1=hf2=hf3=6mm=均，足hfmin<hf<hfmax條件。1)采用兩面?zhèn)群?，并在角鋼端部連續(xù)地繞角加焊2hfa)肢背和肢尖采用相同焊腳尺寸時：N1k1N/2=x7X105/2=x105N.55.一N2k2N/2=x7X10/2=x10N需要的側面焊縫計算長度為lw1N1/heffw=x105/x8X160)=254mmlw2N2/heff

13、w=x105/x8X160)=137mmlw1 254mm則lw2 137mm8hf60hf8864mm均滿足要求608480mm肢背上的焊縫實際長度1fl和肢尖上的焊縫實際長度12為lf1=1w1+hf=254+8=262mm,取270mm1f2=1w2+hf=137+8=145mm,取150mmb)肢背和肢尖采用不同焊腳尺寸時：-55一N1=x10NN2=x10N需要的側面焊縫計算長度為1w1N1/heffw=x105/x10X160)=203mm1w2N2/heffw=x105/x8x160)=137mm1w1 203mm則w11w2 137mm8hf60hf8 8 64mm60 8 4

14、80mm均滿足要求肢背上的焊縫實際長度1f1和肢尖上的焊縫實際長度12為1f1=1w1+hf=203+8=211mm,取220mm1f2=1w2+hf=137+8=145mm,取150mm2)采用三面圍焊正面角焊縫承擔的力N3為，N3=2Xhf30ffW=2xx8x100Xx160=x105N肢背和肢尖上的力為-55-Nk1NN3/2=x7xx10/2=x10N55N2k2NN3/2=x7xx10/2=x10N所需側面焊縫計算長度為1w1N1/2heffw=x105/(2xx8X160)=193mm1w2N2/2heffw=x105/(2xx8X160)=76mm則lw1193mm8hf574

15、Io= Iwx+Iwy=x 10 + x 10 =x 10 mmb)內力計算T= Ne= N(a+l 1- x) = N(80+ 150-15) =215NV= N864mm均滿足要求1w276mm60hf608480mm肢背上的焊縫實際長度1f1和肢尖上的焊縫實際長度1f2為1f1=1w1+hf=193+8=201mm取210mmE43 型,1f2=1w2+hf=76+8=84mm取90mm節(jié)點構造如圖所示。懸臂承托與柱翼緣采用角焊縫連接，Q235鋼，手工焊，焊條焊腳尺寸hf=8mm試求角焊縫能承受的最大靜態(tài)和動態(tài)荷載N。解a)幾何特性確定焊縫重心o的坐標為20.78(808)22/x15m

16、m0.78272200.3274Iwx=X8(200/12+2X72X100)=X10mm一23254Iwy=X8200X15+2X72/12+2X72X(72/2-15)=X10mmc)焊縫驗算fTTry.'Io=215NX100/X107)=x10-3NfTTx/Io=215NX(72-15)/X107)=X104NfVV/helw=N/X8(200+72X2)=X104N代入下式，JfT§fV2Tffw160N/mm2,當承受靜載時f1.2?解得N=當承受動載時f1.0,解得N=試設計圖所示牛腿中的角焊縫。Q235鋼，條E43型，手工焊，承受靜力荷載N=100KN(設計

17、值)。解角焊縫的強度設計值ffw=160N/mm取焊腳尺寸hf=8mm滿足hf,min=71=J12=6mm<hfvhfmax=x12=條件。每條焊縫的計算長度均大于8hf而小于60hfoa)內力57一.MFe=x10x150=x10Nmm_5一VF=1X10Nb)焊縫的截面幾何特性確定焊縫形心坐標為：20,78200(10012)0,78(15012)12八x67.5mm0.78150(15012)2200焊縫有效截面對X軸的慣性矩Iwx為232.Iwx=x8150x+(150-12)X()+2X200/12+2X200X(100+)=x107mmw.min=wx/=X10/=X10m

18、m腹板右下角焊縫有效截面抵抗矩Ww.1為753Ww.1=Iwx/0=x10/=x10mmc)驗算在彎矩作用下的角焊縫按(c)式驗算fmM/WwminX107/x105)=/mr!Kffw=160N/mm牛腿腹板右下角焊縫既有較大的彎曲正應力，又受剪應力，屬平面受力，按(d)式驗算該點的強度。其中752fm1M/WW1x10/X10)=120N/mmf.VV./2helw=1X105/(2xx8X200)=/mrm代入(d)式，得2f?m17.122 1.22 2 44.62 108N, mm2ffw = 160NI/ mrn 可靠條件同習題，試設計用對接焊縫的對接連接。焊縫質量出級。解構件厚度

19、t=20mm因直邊焊不易焊透，可采用有斜坡口的單邊V或V形焊縫(1)當不采用引弧板時：fNtlw1.4106.20(420220)184Nmmf：175Nmm所以當不采用引弧板時，對接正焊縫不能滿足要求，可以改用對接斜焊縫。斜焊縫與作用力的夾角為0滿足tan0<,強度可不計算。(2)當采用引弧板時：fN/tlw1.4106/(20420)167Nmmftw175Nmm所以當采用引弧板時，對接正焊縫能滿足要求。試設計如圖所示a)角鋼與連接板的螺栓連接；b)豎向連接板與柱的翼緣板的螺栓連接。Q235鋼，螺栓為C級螺栓，采用承托板。解查附表，C級螺栓的fvb=140N/mrm,Q235鋼白fc

20、b=305N/mm,f=215N/mrm。確定螺栓直徑根據附表在匚100X8上的釘孔最大直徑為24mm線距e=55mm據此選用M2Q孔徑21mm,端距為50mm>2d0=2X21=42mmv8t=8x8=64mm忤合要求)；栓距為70mm>3d0=3x21=63mm<12t=12x8=96mm符合要求)。b)一個C級螺栓承載力設計值為N；=nvf；d，4=2x140xx202/4=x104Nbb_41klNc=dtfc=20X14X405=X10Nc所以承載力Nb=X104Nc)確定螺栓數目I1=4X70=260mm:15d°=15x21=315mm,=N54_n-

21、=x10/x10)=,取5個。Nbd）構件凈截面強度驗算An=A-nd0t=31272X21X8=2791mmN/A = x 105/2791 =/mmK f = 215NI/mm,符合要求。豎向連接板同翼緣的連接選用螺栓M2Q布置螺栓時使拉桿的軸線通過螺栓群的形心，由于采用承托板，可不考慮剪 力的作用，只考慮拉力的作用。承擔內力計算將力F向螺栓群形心 O簡化，得： 05N F cos45 =x 10 x = 283 kN單個螺栓最大拉力計算：Ntbftb de2 /4 170 3.14 202/4 5.34 104N確定螺栓數目：N54n -N 2.83 105/5.34 104 5.3 個

22、, 取 n=6 個Nt按摩擦型高強度螺栓設計習題中所要求的連接(取消承托板面為噴砂后生赤銹。解a)角鋼與節(jié)點板的連接設計Q235鋼噴砂后生赤銹處理時科=.級M20螺栓預拉力 P=155KN M20孔徑為22mm單個螺栓抗剪承載力設計值)。高強度螺栓級，M2Q接觸N； 0.9nf PX2X X X 10 =X 10 N確定螺栓數目n N/Nb 4.0 105/ 1.256 1053.2 個,翼緣板t1=20連接板t2=14豎向連接板t2=18取4個。對2100X 8的連接角鋼，采用單列布置，取線距e1 = 55mrm取端距為50mm栓距為70mm滿足表的要求。沿受力方向的搭接長度 l1 =3X7

23、0= 210mme 15d0= 15X 22 = 330mm不考慮折減。 截面強度驗算1 0.5n/nF/An 5 =(1 X 1/4) X X 10/(3127 -2X 22X8)=N/mm2< f =215 N/mr2i合格b)豎向連接板同翼緣的連接承擔內力計算將力F向螺栓群形心O簡化，得05NFcos45=x10X=283kN05V=Fsin450=x10x=283kN單個螺栓受剪承載力設計值為：N：0.9nfP1.25Nt0.910.45(1551.25Nt)式中N為每個高強度螺栓承受的剪力，NtN/n,n為所需螺栓的個數。確定螺栓的個數：nV/Nb283/0.405(1551.

24、25283/n)解得n=取8個，分兩列，每列4個NtNtb283/835.350.8P0.8155124KN按承壓型高強度螺栓設計習題中所要求的連接(取消承托板)。高強度螺栓級，M2Q接觸面為噴砂后生赤銹，剪切面不在螺紋處。解a)角鋼與節(jié)點板的連接設計承載力設計值bbNcdtfc20X14X470=132kNN：nvfvbd：/4=2X310X314=195kN所以Nb=132kN確定螺栓數目nF/Nb=400/132=,取4個沿受力方向的搭接長度l1=3X70=210mn<15d0=15X=截面強度驗算=F/An=x105/(3127x8X2)=/miTKf=215N/mrn可靠b)豎

25、向連接板同翼緣的連接內力計算N=283kN,V=283kN確定螺栓數目N：nvfvbd2/413103.14202/49.74104N/mmNcbdtfcb20184701.69105N/mmccNb9.74104N/mmminnN/Nb2.83105/9.741042.9個，取4個min'驗算：因11=70mmc15d0=,所以螺栓的承載力設計強度無需折減。_5_4Nv2.8310/47.0710N_5_4Nt2.8310/47.0710NNNv/Nv2Nt/Ntb2=77.07104/9.7410427.07104/1.241052=<1NvV/nX104NvN；/=x104

26、/=x104n可靠已知A3F鋼板截面500mm20mm用對接直焊縫拼接，采用手工焊焊條E43型，用引弧板，按出級焊縫質量檢驗，試求焊縫所能承受的最大軸心拉力設計值。解：查附表得：ftw185Nmm2則鋼板的最大承載力為：Nbtwftw500201851031850KN焊接工字形截面梁，設一道拼接的對接焊縫，拼接處作用荷載設計值：彎矩M1122KNmm,剪力V374KN,鋼材為Q235R焊條為E43型，半自動焊，出級檢驗標準，試驗算該焊縫的強度。解：查附表得：ftw185N.mm2,fvw125N/mm2。截面的幾何特性計算如下:慣性矩：13Ix 8 10003 21213280 143 280

27、1214 507 2268206 104mm4翼緣面積矩：Sx128014 507 1987440 mm4則翼緣頂最大正應力為:M h 1122 1031028Ix 2268206 104 20.215N/mm2ftw 185N./mm2 滿足要求。腹板高度中部最大剪應力:374 103VSx I xtw5001987440 500 8 - 2268206104 852.07N mm2fvw 125N. mm2滿足要求。上翼緣和腹板交接處的正應力:上翼緣和腹板交接處的剪應力:折算應力:232.0.2082334.642500507VSx1Ixtw50020.2150.208Nmm2507374

28、103198744034.64Nmm2268206104860.00N.mm21.1ftw203.5N.mm2滿足要求。試設計如圖所示雙角鋼和節(jié)點板間的角焊縫連接。鋼材Q235R焊條E43型，手工焊，軸心拉力設計值N500KN（靜力荷載）。采用側焊縫；采用三面圍焊。解：查附表得：ffw160Nmm2采用兩邊側焊縫因采用等肢角鋼，則肢背和肢尖所分擔的內力分別為:N10.7N0.7500350KNN20.3N0.500150KN肢背焊縫厚度取hf1lw1N120.7hnffw35010320.70.816010219.53cm慮焊口影響采用lw121cm；肢尖焊縫厚度取hf2lw2N2150103

29、20.7hf2ffw20.70.616010211.16cm考慮焊影響采用lw213cm。采用三面圍焊縫假設焊縫厚度一律取hf6mm,N321.220.7hflw3fT21.220.7690160148KNN3N10.7N32350148276KN2N2N30.3N325014876KN2每面肢背焊縫長度:lw1N127610320.7hfffw_220.70.616010220.54cm,取25cm每面肢尖焊縫長度lw2N23761020.7hfffw20.70.61601025.65cm,取10cm如圖所示焊接連接,采用三面圍焊，承受的軸心拉力設計值N1000KN。鋼材為Q235B,焊條為

30、E43型，試驗算此連接焊縫是否滿足要求。osr解：查附表得：f：160Nmm正面焊縫承受的力N12helw1 fffw2 0.7 8 2001.22 16010437KN則側面焊縫承受的力為：n2 nNi 1000 437563KN則f 4helw23563 104 0.7 8 220114.25N mm2fwf160N mm：滿足要求。試計算如圖所示鋼板與柱翼緣的連接角焊縫的強度。已知N390KN（設計值），與焊縫之間的夾角60,鋼材為A3,手工焊、焊條E43型。解：查附表得：ffw160Mmm2NxNsin,NyNcosNxN sin390 103 sin60Aw2 0.7 hflw2 0

31、.7 8 200150.78N mm2NyN cos390 103 cos60fAW2 0.7 hflw2 0.7 8 20087.05N mm2滿足要求。,150.78 2,1.22287.052151.17N mm2ffw 160N mm2試設計如圖所示牛腿與柱的連接角焊縫，。鋼材為Q235B,焊條E43型，手工焊。解：查附表得：ffw160N.mm2V98KNMFe9812011760KNmm故翼緣焊縫多承受的水平力為HM1176057.09KNh206設號焊縫只承受剪力V,取hf38mmI3故號焊縫的強度為:98 1032 0.7 8 20043.75 N. mm2ffw 160N/m

32、m2滿足要求。設水平力H由號焊縫和號焊縫共同承擔,設號焊縫長度為150mm,取hf26mm故號焊縫的強度為:滿足要求。23.60N mm2ffw 160N mm257.0910320.76150212試求如圖所示連接的最大設計荷載。鋼材為Q235B，焊條E43型，手工焊，角焊縫焊腳尺寸hf8mm,e130cm。V=F和扭矩T=Fe的共同作用。解：查附表得：ffW160Nmm2在偏心力F作用下，牛腿和柱搭接連接角圍焊縫承受剪力A 2 0.7hflw 2 0.7 0.8圍焊縫有效截面形心。距豎焊縫距離:2 0.7 0.8202022240.7 0.8 2 20 5050.44.44cm兩個圍焊縫截

33、面對形心的極慣性矩IPIxIy：Ix_ _ 30.7 0.8 502200.7308- 0.7 0.839668cm41212IyIx0.7 0.8 203212_ _ 3500.7 0.80.7 0.8 200.7 0.8 50圍焊縫最大應力點vyTxFey maxI pFexmaxTy1239668 2848 42516cm4A處各應力分量:_2Aw 100.8 10F 20.5 30 4.44_442516 10204.442848cm44.4420.000099F50210220.00027FF 20.5 30 4.4420 4.44 10242516 1040.00017F2_225

34、0220.51100.8cm2100.8102mm22vyTy2wTxff1.220.000099F 0.00017F1.220.00027F 2160 N mm20.00035F160Nm則得F 458989N 458.989KN如圖所示兩塊鋼板截面為18400,鋼材A3F,承受軸心力設計值N1180KN,采用M22普通螺栓拼接，I類螺孔，試設計此連接。解：查附表得：螺栓fvb170N.1mm2,fcb400N.,/mm2。查附表得：f205N/mm2。每個螺栓抗剪和承壓承載力設計值分別為:N：nv 工 fvb42.2241701129.3KN10N：dtfcbc2.21.8 4001015

35、8.4KN129.3KNNN bmin1180129.39.1取10個拼接板每側采用10個螺栓，排列如圖所示。驗算鋼板凈截面強度:但應力在5班圍內,1180 103400 18 4 22 18認為滿足要求。210 N mm2 f 205N mm2如圖所示的普通螺栓連接，材料為Q235鋼，采用螺栓直徑20mm承受的荷載設計值V240KN。試按下列條件驗算此連接是否安全：1）假定支托不承受剪力；2）假定支托承受剪力。解：查附表得：螺栓fvb140N/mm2,ftb170N/mm2,fcb305N/mm2。1）假定支托只起安裝作用，不承受剪力，螺栓同時承受拉力和剪力。設螺栓群繞最下一排螺栓旋轉。查表

36、得M20螺栓Ae2.448cm2。每個螺栓的抗剪和承壓的承載力設計值分別為：n-f42.0241140 1043.98KNN：N：dtfcb 2.0 1.8 305c170101109.8KN1041.62KN2.448Aeftb叫升20彎矩作用下螺栓所受的最大拉力:NtMy12 y2240 0.11 102 302 1 02 20230228.29KNbNt41.62KN剪力作用下每個螺栓所受的平均剪力:NvV空30KNNcb109.8KNn8剪力和拉力共同作用下：228.2941.620.963 1可靠Nv2Nt2302:N；Ntb43.982）假定剪力由支托承擔，螺栓只承受彎矩作用。Nt

37、My12V2240 0.11 102 30-2_222 10203028.29KNNtb41.62KN支托和柱翼緣的連接角焊縫計算，采用hf 10mm,（偏于安全地略去端焊縫強度提高系1.35V1.35 240103he l w0.7 10180 5 2132.24N/mm2 160N,/mm2 滿足要求。某雙蓋板高強度螺栓摩擦型連接如圖所示。構件材料為Q345鋼，螺栓采用M20,強度等級為級，接觸面噴砂處理。試確定此連接所能承受的最大拉力No解：查附表得：f295Nmm2查表3-9和3-10得：，P125KN,0.50一個螺栓的抗剪承載力：N：0.9nfP0.920.50125112.5KN

38、故NnNb10112.5112.5KN+:+44U!口ILI凈截面驗算:Ant bn1do2.0 21 2 2.233.2cm2N0.5 n1 1125 n0.511251125 2 1012.5KN10NAn1012.5 10333.2 102305N/mm2 f 295N，mm2 不滿足要求。故應按鋼板的抗拉強度設計。一32NfAn2951033.210979.4KNN9794則NN1088.22KNn1210.510.5一n10第四章第94頁-4.3：解：枝面特征卷也4=240x20x24-8x96O=72H0fwrw'(172.«cn)= 25lxl0Mmm1I=x2

39、40xl(XM)"x(240-81x9601神1212=上xlO'=579020HmM3“500Mpn=-x8x96(+24()x2()x9«O=65472()(>WWJ由汁匏荷圖可知,構H砧面上的以大為邁為，M-q(8按我(4-13)N 吃)/ 一 + - =A. W“1500x10+1728U57902084 215 =吃 4 7422725N m二空*8x7；227"=927岫JNfm.第百卜WcQN,=%=17280x245=4233600N(1233.6kN)=1(y>X10=0.35>0,13N.4233600"注=

40、6547200x245=1604064iV-m(160LlkNm)N+*1Afr.J500000IM=I=>+1.1542336001.1516041)64=>*，=11910903,小8M.8x1191090.3八、q=<=148886.3/V/n(1.l89kN/c»)卜8*技式(4T8)=A/,=17280x245=4253600N1500x10,17280x215=0.40>0.13工-L旦“215nM"9652U9N"4115口'呼17280IJ56547200,”*052s2=.“5N/L2限，)按式(1-20)之+/幽

41、亞.此65n此，”93如闈如兒用1172801.05x579020818H.,8x779386-，q=<；=97423.3AT/w(0.971k+cm、r8.NW1500000M,1rM“c8x502622.2”。門。山0=>M=5026222V,m=q=：=62827SN/AW172X057902088''故：當q462827.8、7m96M.YtoO時，不老出穩(wěn)定何題當q>62827.8/m時,危考慮穩(wěn)定何電第95頁-4.4|解:截面參數A=300x12x2+8x376=10208wun2L=p；x300x400-(300-8)x376'=3.06

42、5x10Hmm4訴二H：'"=1532519.3川陽1532.5s')200WnT.=-x8x3762+3(M)Xi2x388=I679552rn/?x4IqI1,j=一x12x3O(JX2+一乂Xx376=5,4016x10mme12125.4010乂I。二36D1U70mm1kmJ)150V IWOxIO1 16!xlOfti叫jh iTc7n7 可”1“門：=3154'/tnia" >= 310 jV/rrurr.V 此 吃 十 A W W“'產 口 f.mK)70xn十業(yè)十也迎102 OH167552 5 娉川 6強度滿足要求!

43、,W.咒W.IO7JxlU J6lxLU3MxlU"102戰(zhàn) 1加J 1 IJXlf)QI07.(1血度滿足假事！第五章影響軸心受壓穩(wěn)定極限承載力的初始缺陷有哪些？在鋼結構設計中應如何考慮？某車間工作平臺柱高，軸心受壓，兩端錢接.材料用I16,Q235鋼，鋼材的強度設計值2fd 215N/mm .求軸心受壓穩(wěn)定系數及其穩(wěn)定臨界荷載.2如改用Q345鋼fd 310N/mm，則各為多少?解答:查P335附表3-6,知I16截面特性,ix 6.57cm，1y21.89cm, A 26.11cm柱子兩端較接，1.0故柱子長細比為xgixW600 39.6 y65.7yiyg 至3 137.6

44、18.9-fy137.61.48因為xy,故對于Q235鋼相對長細比為EE¥2.0610鋼柱軋制,b/h0.8.對y軸查P106表5-4（a）知為不b類截面。故由式5-34b得12一212 1.4820.3542230.965 0.300 1.481.4820.965 0.300 1.48 1.48241.482y（或計算上 137.6235,再由附表4-4查得0.354)故得到穩(wěn)定臨界荷載為NcrdAfd 0.354 26.11 102 215 198.7kN當改用Q365鋼時，同理可求得1.792。0.257)yJ-f166.7由式5-34b計算得0.257（或由V235,查表得

45、2故穩(wěn)定臨界荷載為NcrdAfd0.25726.1110310208.0kN圖5-25所示為一軸心受壓構件，兩端較接，截面形式為十字形.設在彈塑性范圍內E/G值保持常數，問在什么條件下，扭轉屈曲臨界力低于彎曲屈曲臨界力，鋼材為Q235.截面由鋼板組成的軸心受壓構件，其局部穩(wěn)定計算公式是按什么準則進行推導得出的兩端錢接的軸心受壓柱，高10m,截面為三塊鋼板焊接而成，翼緣為剪切邊，材料為Q235，強2度設計值fd205N/mm,承受軸心壓力設計值3000kN（包括自重）.如采用圖5-26所示的兩種截面，計算兩種情況下柱是否安全.(o)(b)圖5-26題解答：截面特性計算：對a)截面:13213_9

46、4Ix2(500203205002602)850031.436109mm41212131384Iv2205003500834.167108mm4y1212._2A250020500824000mmi244.6mmiy131.8mm對b)截面：13Ix 2 (400 2531213Iy 225 4003y 122400 25 212.52)1310 4003129.575 108mm41384400 103 2.667 108 mm412A 400 25 2 400 10224000 mmixJ上199.7mmivJ105.4mmAy-A10000mm整體穩(wěn)定系數的計算：lox1000040.8

47、8lox1000075.87對a)截回:xix244.6yiy131.8lkx1000050.08lox1000094.88對b)截回:xix199.7yiy105.4鋼柱兩端錢接計算長度loxloy根據題意，查P106表5-4(a),知鋼柱對x軸為b類截面，對y軸為c類截面.對a）截面:對x軸：xfy40.8823550.4402.0610512一24x1-220.440.96520.30.440.4422_20.9650.30.440.4440.440.895（或計算x235fy40.88-B0896，再由附表4-4查彳導xB0.896)對y軸:yEfy25.8723550.8162.06

48、1051T IT-!222 0.816220.8162_20.9060.5950.8160.8162220.9060.5950.8160.81620.604y（或計算235 75.87，再由附表4-5查得y B 0.604 ）故取該柱的整體穩(wěn)定系數為0.604對b）截面，同理可求得 x0.852y 0.489 ,故取該柱截面整體穩(wěn)定系數為0.489整體穩(wěn)定驗算：對a）截面NcrdAfd0.60424000 205 2971.68kN3000kN 不滿足對b)截面 N crd0.48924000205 2405.88kN3000kN 不滿足一軸心受壓實腹柱，截面見圖5-27.求軸心壓力設計值.計

49、算長度l0x8m,l0y4m（X軸為強軸）.截面采用焊接組合工字形，翼緣采用128a型鋼.鋼材為Q345,強度設計值一-一2fd310N/mm第136頁-56;釁:IB面布敷A=5537x2+1*x（600-8.5）=2053Xmm2x（344.1+55.37x3O3）+x1（GO-0.85/=1279475cm42X7115+x3X（6）-（J.K5）=I+25O_2r/w4幽mi24SI.6413。：昭2053R/小二y20538翳”。此械間對Ly北均為h類戡回.當果用Q3匹時,由4* Ox占去可圖.=0,817軸心侏力改計值為:何=O.X17x2U53Kx30=5201Jfc.V.計算長度一軸心受壓綴條柱，柱肢采用工字型鋼，如圖5-28所示.求軸心壓力設計值_I2L_-2l0x30m,l0y15m（x軸為虛軸）,材料為Q235,fd205N/mmL乃碣圖5-28 題解答：截面及構件幾何性質計算2截面面積：A286.07172.14cmI40a單肢慣性矩4Ii 659.9cmIx2659.986.07(110)2522043.3cm4繞虛軸慣性矩：2繞實軸慣性矩Iy 2 21714 43428cm4iy 15.88cm長細比：l ox ix300055.0754.48l oyi y150015.8894.46綴條用L75 6,前后兩平面綴條總面積_ .一一 2Ax