同濟(jì)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)基本原理(沈祖炎)課后習(xí)題完全版

1、.第二章2.1如圖2-34所示鋼材在單向拉伸狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，請寫出彈性階段和非彈性階段的關(guān)系式。fyfytg=Etg=E00圖2-34圖a理想彈性塑性b理想彈性加強(qiáng)解：1彈性階段：Etan非彈性階段：fy應(yīng)力不隨應(yīng)變的增大而變化2彈性階段：Etan非彈性階段：fyE(fy)fytan(fy)Etan曲線，試驗(yàn)時(shí)分別在A、B、C卸載至零，那么在三種狀況下，卸載前應(yīng)變、卸載后節(jié)余應(yīng)變c及可恢復(fù)的彈性應(yīng)變y各是多少？fy235N/mm2c270N/mm2F0.025E2.06105N/mm2E1000N/mm2cECfyABE0yF圖2-35理想化的圖解：1A點(diǎn)：fy2350.00114卸載前

2、應(yīng)變：2.06105E卸載后節(jié)余應(yīng)變：c0可恢復(fù)彈性應(yīng)變：yc0.00114適用文檔.2B點(diǎn)：卸載前應(yīng)變：F0.025卸載后節(jié)余應(yīng)變：可恢復(fù)彈性應(yīng)變：fyc0.02386Eyc0.001143C點(diǎn)：卸載前應(yīng)變：卸載后節(jié)余應(yīng)變：可恢復(fù)彈性應(yīng)變：cfy0.0250.0350.06FEcc0.05869Eyc0.001312.3試述鋼材在單軸頻頻應(yīng)力作用下，鋼材的曲線、鋼材疲憊強(qiáng)度與頻頻應(yīng)力大小和作用時(shí)間之間的關(guān)系。答：鋼材曲線與頻頻應(yīng)力大小和作用時(shí)間關(guān)系：當(dāng)構(gòu)件頻頻力fy時(shí)，即資料處于彈性階段時(shí)，頻頻應(yīng)力作用下鋼材材性無變化，不存在節(jié)余變形，鋼材曲線根本無變化；當(dāng)fy時(shí)，即資料處于彈塑性階段，頻頻

3、應(yīng)力會惹起節(jié)余變形，但假定加載卸載連續(xù)進(jìn)行，鋼材曲線也根本無變化；假定加載卸載擁有一準(zhǔn)時(shí)間間隔，會使鋼材屈服點(diǎn)、極限強(qiáng)度提升，而塑性韌性降低時(shí)效現(xiàn)象。鋼材曲線會相對更高而更短。此外，載必定作使勁下，作用時(shí)間越快，鋼材強(qiáng)度會提升、而變形能力減弱，鋼材曲線也會更高而更短。鋼材疲憊強(qiáng)度與頻頻力大小和作用時(shí)間關(guān)系：頻頻應(yīng)力大小對鋼材疲憊強(qiáng)度的影響以應(yīng)力比或應(yīng)力幅焊接結(jié)構(gòu)來量度。一般來說，應(yīng)力比或應(yīng)力幅越大，疲憊強(qiáng)度越低；而作用時(shí)間越長指次數(shù)多，疲憊強(qiáng)度也越低。損壞的各樣原由。答：1鋼材的化學(xué)成分，如碳、硫、磷等有害元素成分過多；2鋼材生成過程中造成的缺點(diǎn)，如夾層、偏析等；3鋼材在加工、使用過程中的各樣

4、影響，如時(shí)效、冷作硬化以及焊策應(yīng)力等影響；4鋼材工作溫度影響，可能會惹起藍(lán)脆或冷脆；5不合理的結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)影響，如應(yīng)力集中等；6結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力性質(zhì)，如雙向或三向同號應(yīng)力場；7結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所受荷載性質(zhì)，如受頻頻動(dòng)力荷載作用。2.5解說以下名詞：1延性損壞延性損壞，也叫塑性損壞，損壞前有顯然變形，并有較長連續(xù)時(shí)間，應(yīng)力超出折服點(diǎn)fy、并抵達(dá)抗拉極限強(qiáng)度fu的損壞。2損害積累損壞指隨時(shí)間增加，由荷載與溫度變化，化學(xué)和環(huán)境作用以及災(zāi)禍要素等使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生損害其實(shí)不停積累而致使的損壞。適用文檔.3脆性損壞脆性損壞，也叫脆性斷裂，指損壞前無顯然變形、無先兆，而均勻應(yīng)力較小一般小于折服點(diǎn)fy的損壞。4疲憊損

5、壞指鋼材在連續(xù)頻頻荷載作用下，應(yīng)力水平低于極限強(qiáng)度，甚至低于折服點(diǎn)的忽然損壞。5應(yīng)力腐化損壞應(yīng)力腐化損壞，也叫延緩斷裂，在腐化性介質(zhì)中，裂紋尖端應(yīng)力低于正常脆性斷裂應(yīng)力臨界值的狀況下所造成的損壞。6疲憊壽命指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中在必定恢復(fù)荷載作用下所能承受的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。2.6一兩跨連續(xù)梁，在外荷載作用下，截面上A點(diǎn)正應(yīng)力為1120N/mm2，280N/mm2，B點(diǎn)的正應(yīng)力120N/mm2，2120N/mm2，求梁A點(diǎn)與B點(diǎn)的應(yīng)力比和應(yīng)力幅是多少？解：1A點(diǎn)：應(yīng)力比：2180maxmin12080200N/mm20.667應(yīng)力幅：1202B點(diǎn)：應(yīng)力比：1200.167應(yīng)力幅：maxmin2012010

6、0N/mm212022.7指出以下符號意義：(1)Q235AF(2)Q345D(3)Q390E(4)Q235D答：1Q235AF：折服強(qiáng)度fy235N/mm2、質(zhì)量等級A無沖擊功要求的沸騰鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼2Q345D：折服強(qiáng)度20fy345N/mm、質(zhì)量等級要求供給-20C時(shí)縱向沖擊功Ak34JD的特別冷靜鋼低合金鋼3Q390E：折服強(qiáng)度2027fy390N/mm、質(zhì)量等級要求供給-40C時(shí)縱向沖擊功AkJE的特別冷靜鋼低合金鋼4Q235D：折服強(qiáng)度fy235N/mm2、質(zhì)量等級D要求供給-200C時(shí)縱向沖擊功適用文檔.Ak27J的特別冷靜鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼2.8依據(jù)鋼材下選擇原那么，請選擇以下結(jié)構(gòu)中的

7、鋼材牌號：1在北方寒冷地域建筑廠房露天庫房使用非焊接吊車梁，承受起重量Q500KN的中級工作制吊車，應(yīng)采納何種規(guī)格鋼材品種？2一廠房采納焊接鋼結(jié)構(gòu)，室內(nèi)溫度為-100C，問采納何種鋼材？答：1要求鋼材擁有優(yōu)秀的低溫沖擊韌性性能、能在低溫條件下承受動(dòng)力荷載作用，可選Q235D、Q345D等；2要求知足低溫可焊性條件，可采納Q235BZ等。2.9鋼材有哪幾項(xiàng)主要機(jī)械指標(biāo)？各項(xiàng)指標(biāo)可用來權(quán)衡鋼材哪些方面的性能？答：主要機(jī)械性能指標(biāo)：折服強(qiáng)度fy、極限強(qiáng)度fu以及伸長率5或10，此中，折服強(qiáng)度fy、極限強(qiáng)度fu是強(qiáng)度指標(biāo)，而伸長率5或10是塑性指標(biāo)。2.10影響鋼材發(fā)生冷脆的化學(xué)元素是哪些？使鋼材發(fā)生

8、熱脆的化學(xué)元素是哪些？答：影響鋼材發(fā)生冷脆的化學(xué)元素主要有氮和磷，而使鋼材發(fā)生熱脆的化學(xué)元素主假如氧和硫。第四章適用文檔.適用文檔.適用文檔.第五章5.1影響軸心受壓穩(wěn)固極限承載力的初始缺點(diǎn)有哪些?在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)怎樣考慮?5.2某車間工作平臺柱高2.6m,軸心受壓,兩頭鉸接.資料用I16,Q235鋼,鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fd215N/mm2.求軸心受壓穩(wěn)固系數(shù)及其穩(wěn)固臨界荷載.如改用Q345鋼fd310N/mm2,那么各為多少?解答:查P335附表3-6,知I16截面特征,ix6.57cm,iy1.89cm,A26.11cm2柱子兩頭較接,xy1.0 xl1.0260039.6yyl26001.

9、0 x65.7iy137.6故柱子長細(xì)比為ix,18.9適用文檔.fy137.62351.48因?yàn)閤y,故關(guān)于Q235鋼相對長細(xì)比為E2.06105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12232232422210.9650.3001.481.4820.9650.3001.481.48241.4821.4820.354fy137.6(或計(jì)算y235,再由附表4-4查得0.354)故獲得穩(wěn)固臨界荷載為NcrdAfd102215198.7kN當(dāng)改用Q365鋼時(shí),同理可求得1.792。fy166.7由式5-34b計(jì)算得0.257(或由y235,查表得

10、0.257)故穩(wěn)固臨界荷載為NcrdAfd0.25726.11102310208.0kNE/G值保持常數(shù),問在什么條件下,扭轉(zhuǎn)屈曲臨界力低于曲折屈曲臨界力,鋼材為Q235.5.4截面由鋼板構(gòu)成的軸心受壓構(gòu)件,其局部穩(wěn)固計(jì)算公式是按什么準(zhǔn)那么進(jìn)行推導(dǎo)得出的.5.5兩頭鉸接的軸心受壓柱,高10m,截面為三塊鋼板焊接而成,翼緣為剪切邊,資料為Q235,強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fd205N/mm2,承受軸心壓力設(shè)計(jì)值3000kN(包含自重).如采納圖5-26所示的兩種截面,計(jì)算兩種狀況下柱能否安全.適用文檔.解答:截面特征計(jì)算:對a)截面:Ix2(1500203205002602)1850031.436109mm4

11、1212Iy212050031500834.167108mm41212A250020500824000mm2ixIx244.6mmiyIy131.8mmAA對b)截面:Ix2(140025340025212.52)11040039.575108mm41212Iy2125400314001032.667108mm41212A4002524001024000mm2ixIx199.7mmiyIy105.4mmAA整體穩(wěn)固系數(shù)的計(jì)算:鋼柱兩頭鉸接,計(jì)算長度loxloy10000mmlox1000040.88lox10000 x244.6yiy75.87對a)截面:ix131.8lkx1000050.0

12、8lox10000 x199.7yiy94.88對b)截面:ix105.4依據(jù)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.適用文檔.對a)截面:對x軸:xxfy40.882350.440E2.061051x2x224x2x223x23x2x10.9650.30.440.4420.9650.30.440.44220.442240.4420.895fy40.88x0.896)(或計(jì)算235,再由附表4-4查得x對y軸:yyfy25.872350.816E2.0610512222y2y223yy23yy4y10.9060.5950.8160.81620.9060.595

13、0.8160.816220.81622240.8160.604fy75.87(或計(jì)算y235,再由附表4-5查得y0.604)故取該柱的整體穩(wěn)固系數(shù)為0.604對b)截面,同理可求得x0.852,y0.489,故取該柱截面整體穩(wěn)固系數(shù)為0.489整體穩(wěn)固驗(yàn)算:對a)截面NcrdAfd0.604240002052971.68kN3000kN不知足。對b)截面Ncrd0.489240002052405.88kN3000kN不知足。l0 x8m,l0y4m(x軸為強(qiáng)軸).截面采納焊接組合工字形,翼緣采納I28a型鋼.鋼材為Q345,強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fd310N/mm2.適用文檔.l0 x30m,l0y15

14、m(x軸為虛軸),資料為Q235,fd205N/mm2.適用文檔.解答:截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算截面面積:A286.07172.14cm2I40a單肢慣性矩:I1659.9cm4繞虛軸慣性矩:Ix2659.986.07(110)2522043.3cm42繞實(shí)軸慣性矩:Iy22171443428cm4ixIx522043.355.07cmiy15.88cmA172.14展轉(zhuǎn)半徑:lox3000loy1500 x54.48y94.46長細(xì)比:ix55.07iy15.88綴條用L756,前后兩平面綴條總面積A1x2oxx227A54.48227172.1456.85由P111表5-5得：A1x17.5

15、94構(gòu)件相對長細(xì)比,因oxy,只要計(jì)算y:yyfy94.462351.014E2.06105查P106表5-4(a)可知應(yīng)采納b類截面：10.9650.320.9650.32222240.591適用文檔.23594.46yfy0.591)(或計(jì)算,再由附表4-4查得故軸的壓力設(shè)計(jì)值為NcrdAfd0.591172.141022052085.6kNN2000kN(包含自重),計(jì)算長度l0 x20m,l0y10m(x軸為虛軸),資料為Q235,fd205N/mm2,fvd125N/mm2.解答:一、整體穩(wěn)固驗(yàn)算截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算:截面面積:2I40a單肢慣性矩:I1659.9cm4繞虛軸慣性矩

16、:Ix2659.986.07(110)2522043.3cm42繞實(shí)軸慣性矩:Iy22171443428cm4ixIx522043.3A55.07cmiy15.88cm展轉(zhuǎn)半徑:172.14lox2000loy1000 xix36.32yiy62.97長細(xì)比:55.0715.88綴板采納303001100mm。計(jì)算知Kb/K16，由P111表5-5得ox2236.32228.88246.40 x1適用文檔.18028.882.77(此中)構(gòu)件相對長細(xì)比:因oxy,只要計(jì)算y:yyfy62.972350.677E2.06105查P106表5-4(a)可知應(yīng)采納b類截面10.9650.320.96

17、50.3222220.7914y23562.97fy0.791)(或計(jì)算,再由附表4-4查得故NcrdAfd22052791.34kN，知足。二、局部穩(wěn)固驗(yàn)算:單肢截面板件的局部穩(wěn)固單肢采納型鋼,板件不會發(fā)生局部失穩(wěn).受壓構(gòu)件單肢自己穩(wěn)固單肢展轉(zhuǎn)半徑i12.77cma0801max長細(xì)比知足：i12.77,且知足140故單肢自己穩(wěn)固知足要求.3)綴板的穩(wěn)固VmaxAfdfy172.14102205235852358541516N軸心受壓構(gòu)件的最大剪力:235TV1a41516110020758N綴板剪力:c21100MV1a4151611001.142107Nmm綴板彎矩:222tb11002

18、7.5mm綴板厚度知足:3040，故只作強(qiáng)度驗(yàn)算:適用文檔.M1.14210725.4N/mm2fd205N/mm2W30300261.5T1.5207583.5N/mm2fvd125N/mm2btb30030故由以上整體穩(wěn)固驗(yàn)算和局部穩(wěn)固驗(yàn)算可知,該綴板柱知足要求.5.9有一拔桿,采納Q235鋼,fd215N/mm260時(shí),拔桿最大起重量設(shè)計(jì)值為多少?第六章6.1工字形焊接組合截面簡支梁，其上密鋪剛性板能夠阻擋曲折平面外變形。梁上均布荷載包含梁自重q4kN/m，跨中已有一集中荷載F090kN，現(xiàn)需在距右端4m處設(shè)一集中荷載F1。問依據(jù)邊沿折服準(zhǔn)那么，F(xiàn)1最大可達(dá)多少。設(shè)各集中荷載的作用地點(diǎn)距

19、梁頂面為120mm，散布長度為120mm。鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取為300N/mm2。另在所有的荷載和所有未知荷載中，都已包含相關(guān)荷載的分項(xiàng)系數(shù)。解：1計(jì)算截面特征Ix125082431(2508)80031.33109mm41212WxIx3.2291063hmm2Sm2501240640082001858000mm3S13適用文檔.2計(jì)算F0、F1兩集中力對應(yīng)截面彎矩M014219012F163422F1kNm81243M248488190122F182448FkNm1243331令M1M0，那么當(dāng)F147kN，使彎矩最大值出此刻F作用截面。113梁截面能承受的最大彎矩MWxf3.22910630

20、0968.7kNm令MM0得：F313.35kN；令MM1得：F271.76kN11故可假定在F1作用截面處抵達(dá)最大彎矩。4a曲折正應(yīng)力Mx8F1)6(244310max3.22910300Wx6F1作用截面處的剪力V11412441902F1532F1(kN)2233532F11031858000V1Sm3300max1.3310983Ixt24452F103在右邊支座處：c3130081205122120F1集中力作用途：cF110330081205122120F1作用截面右邊處存在很大的彎矩，剪力和局部承壓應(yīng)力，計(jì)算腹板與翼緣交界處的分享應(yīng)力與折算應(yīng)力。正應(yīng)力：1Mx400Wx412適用

21、文檔.V1S1532F1031218000剪應(yīng)力：311109Ixt1.338局部承壓應(yīng)力：cF110381205122120折算應(yīng)力：22c32300zs1c11聯(lián)立-解得：F1271.76kN故可知F1max271.76kN，而且在F1作用截面處的彎矩抵達(dá)最大值。6.2同上題，僅梁的截面為如圖6-35所示。6.3一卷邊Z形冷彎薄壁型鋼，截面規(guī)格16060202.5，用于屋面檁條，跨度6m。作用于其上的均布荷載垂直于地面，q1.4kN/m。設(shè)檁條在給定荷載下不會發(fā)生整體失穩(wěn)，按邊沿折服準(zhǔn)那么作強(qiáng)度計(jì)算。所給荷載條件中已包含分項(xiàng)系數(shù)。鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為210N/mm2。6.4一雙軸對稱工字形截

22、面構(gòu)件，一端固定，一端外挑，沿構(gòu)件長度無側(cè)向支承，懸挑端部下掛一重載F。假定不計(jì)構(gòu)件自重，F(xiàn)最大值為多少。鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為215N/mm2。解：1截面特征計(jì)算A20010225065500mm2Ix120027031200625037.54107mm41212Iy211020031250631.33107mm41212ixIx117.09iyIy49.24AA2計(jì)算曲折整體穩(wěn)固系數(shù)適用文檔.l1t1400010b1h0.74200270查表B.4，因?yàn)楹奢d作用在形心處，按表格上下翼緣的均勻值取值：by11.582400081.249.24截面為雙軸對稱截面，b04320Ah2235那么yt1

23、bb214.4hbyWxfy55002702432027081.2102351.58207.54107127081.224.4235b1.070.282取0.9853.3333F最大值計(jì)算Mh4000Fh由22f，解得F30.02kN。b,Ixb,Ix6.5一雙軸對稱工字形截面構(gòu)件，兩頭簡支，除兩頭外無側(cè)向支承，跨中作用一集中荷載F480kN，如以保證構(gòu)件的整體穩(wěn)固為控制條件，構(gòu)件的最大長度l的上限是多少。設(shè)鋼材的折服點(diǎn)為235N/mm2計(jì)算本題時(shí)不考慮各樣分項(xiàng)系數(shù)。解：依題意，當(dāng)l113.0時(shí)，整體穩(wěn)固不控制設(shè)計(jì)，故長度需知足b1l13.04005200mm5.2m。1截面特征計(jì)算A4002

24、0212001230400mm2Ix1400124031388120037.68109mm41212適用文檔.Iy21204003112001232.13108mm41212ixIx502.6iyIyA83.7A2整體穩(wěn)固計(jì)算按?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?附錄B公式B.5-1近似計(jì)算梁的整體穩(wěn)固系數(shù)：2fyyb1.0744000235又有yliyMh1h由整體穩(wěn)固有2f，即IxFlbIxfb42聯(lián)立-解得：l12283mm故可取lmax12.28m。注：嚴(yán)格應(yīng)假定長度l，再按?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?附錄B公式B.1-1計(jì)算梁的整體穩(wěn)固系數(shù)，而后驗(yàn)算式，經(jīng)過不停迭代，最后求得的長度為所求第七章壓彎構(gòu)件7.1一壓

25、彎構(gòu)件長15m，兩頭在截面兩主軸方向均為鉸接，承受軸心壓力N1000kN，中央截面有集中力F150kN。構(gòu)件三分點(diǎn)處有兩個(gè)平面外支承點(diǎn)圖7-21。鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為310N/mm2。按所給荷載，試設(shè)計(jì)截面尺寸按工字形截面考慮。解：選定截面如以下列圖示：圖1工字形截面尺寸下邊進(jìn)行截面驗(yàn)算：1截面特征計(jì)算A3002026502021420540mm2Ix13006503128661031.45109mm41212WxIx/3254.48106mm3適用文檔.Iy2120300316101439.01107mm41212WyIy/1506.01105mm3ixIx266.2mmiyIy66.2mmAA

26、2截面強(qiáng)度驗(yàn)算NMx1000103562.510622知足。AW205404.48106172.3N/mmf310N/mm3彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)固驗(yàn)算長細(xì)比1500056.3按b類構(gòu)件查附表4-4，fy345x266.256.368.2，查得2352350.761。N2EA22.0610520540107N221.20EX1.156.31.1x彎矩作用平面內(nèi)無端彎矩但有一個(gè)跨中集中荷載作用：mxN1.00.210001030.98，取截面塑性展開系數(shù)x1.05NEX1.201071.1NmxMx10001030.98562.5106103xAxW1x10.8N0.761205401061000NE

27、X10.81071.20189.54N/mm2f310N/mm2，知足。4彎矩作用平面外穩(wěn)固驗(yàn)算長細(xì)比500075.5，按b類構(gòu)件查附表4-4，fy34591.5，查得y23575.566.22350.611。彎矩作用平面外側(cè)向支撐區(qū)段，構(gòu)件段有端彎矩，也有橫向荷載作用，且端彎矩產(chǎn)生同向曲率，取tx1.0。2fy75.52345彎矩整體穩(wěn)固系數(shù)近似取b1.07y1.0744000235440000.88，取截面影響235系數(shù)1.0。適用文檔.NtxMx10001031.0562.51062f310N/mm2yAbW1x0.6111.04.481060.88222.4N/mm20540知足。5局

28、部穩(wěn)固a.翼緣：b15077.151323510.7考慮有限塑性展開，知足要求。t20fy腹板最大壓應(yīng)力：腹板最小壓應(yīng)力：maxNMh01000103562.5106610166.6N/mm2AWxh205404.48106650NMh1000103562.51066102min010669.2N/mmAWxh205404.48650系數(shù)maxmin166.669.21.420166.6maxhw610160.5252351.420.556.325235tw43.601662.6，知足。14fy345由以上驗(yàn)算可知，該截面能知足要求。7.2在上題的條件中，將橫向力F改為作用在高度10m處，沿構(gòu)

29、件軸線方向，且有750mm偏愛距，圖7-22，試設(shè)計(jì)截面尺寸。7.3一壓彎構(gòu)件的受力支承及截面如圖7-23所示平面內(nèi)為兩頭鉸支支承。設(shè)資料為Q235fy235N/mm2，計(jì)算其截面強(qiáng)度和彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)固性。解：1截面特征計(jì)算Ix13004003129037633.15108mm41212WxIx/2001.581063ixIx169.6mmmmA2截面強(qiáng)度驗(yàn)算NMx80010312010622，知足。AW109601.58106148.9N/mmf215N/mm適用文檔.3彎矩作用平面外的穩(wěn)固驗(yàn)算長細(xì)比1200070.8，按b類構(gòu)件查附表fy70.8235x4-4，70.8，查得169.6

30、2352350.746。N2EA22.06105109604.04106NEX1.121.12x70.8彎矩作用平面內(nèi)構(gòu)件段有有橫向荷載作用，也有端彎矩作用且端彎矩產(chǎn)生反向曲率，?。簃x0.650.35M20.650.35800.417M1120取截面塑性展開系數(shù)x1.05，NmxMx8001030.417120106xAxW1x10.8N0.7461096010610.8800103NEX4.04106133.6N/mm2f215N/mm2，知足。故可知，該截面強(qiáng)度和平面內(nèi)穩(wěn)固均獲得知足。7.4某壓彎綴條式格構(gòu)構(gòu)件，截面如圖7-24所示，構(gòu)件平面內(nèi)外計(jì)算長度l0 x29.3m，l0y18.2

31、m。軸壓力含自重N2500kN，問能夠承受的最大偏愛彎矩Mx為多少。設(shè)鋼材牌號為Q235，N與Mx均為設(shè)計(jì)值，鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取205N/mm2。解：1截面特征計(jì)算I63a28474：A15459mmIx9.4010mm，ix264.6mm，iy33.2mmIy1.7010mmL12510：A243.73mm2，最小展轉(zhuǎn)半徑imin24.6mm格構(gòu)截面：A21545930918mm2Ix21.701071545990022.511010mm4WxIx/9002.79107mm3ixIx901.0mmA適用文檔.因?yàn)榻孛鏌o削弱，失穩(wěn)損壞一般先于強(qiáng)度損壞，故這里不考慮強(qiáng)度損壞的問題。2平面內(nèi)整體穩(wěn)固

32、虛軸方向長細(xì)比lox2930032.5xix901.0換算長細(xì)比ox227A22715459xA1x32.552.6243.73按b類構(gòu)件查附表4-4，查得x0.845，取彎矩等效系數(shù)mx1.0。N2EA22.061052309182.07107NEX21.152.61.1x依據(jù)平面內(nèi)整體穩(wěn)固計(jì)算公式有：NmxMxfxANW1x1xNEX3單肢穩(wěn)固單肢最大壓力：NmaxNMx21800最大受壓分肢彎矩平面內(nèi)長細(xì)比：1x180054.233.2最大受壓分肢彎矩平面外長細(xì)比：1y1820073.8246.61y1x，按軸心受壓構(gòu)件查附表4-4得穩(wěn)固系數(shù)1y0.728依據(jù)軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)固計(jì)算公式：N

33、maxf1yA(4)綴條穩(wěn)固由綴條穩(wěn)固計(jì)算公式看出，斜綴條的受力與所求Mx沒關(guān)，這里不作考慮所以，由計(jì)算得Mx27411902kNm，取Mx1902kNm。kNm，由計(jì)算得Mx第八章連結(jié)的結(jié)構(gòu)與計(jì)算8.1、以下列圖中I32a牛腿用對接焊縫與柱連結(jié)。鋼材為Q235鋼，焊條為E43型，手工焊，用II級焊縫的查驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對接焊縫的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw215N/mm2，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fvw125N/mm2。：I32a的截面面積A67.12cm2；截面模量適用文檔.Wx692.2cm3，腹板截面面積Aw25.4cm2。試求連結(jié)部位能承受的外力F的最大值施焊時(shí)加引弧板。I32a023064519.5T圖

34、牛腿連結(jié)表示圖解：V0.707T，N0.707TM0.707200T141.4T(Nmm)V0.707T1125N2Aw25.4102(1)mmT112525.41024.49105(N)0.707V0.707T1125N2Aw320.95102mm(或：T15.37105N)0.707T2141.4T2215N2(2)AWmm0.707141.4)T2215N(102692.21032T26.94105(N)67.12mm折算應(yīng)力在頂部中點(diǎn)亦可適用文檔.10.707T3141.4T316026.50.000276T367.12102692.21031600.707或0.707125.4102

35、T30.000278T3(130.4102T30.000233T3)22220.000555T3w1.12151310.00027630.000278T31.1ff得：T3426.1(KN)或0.000488T31.1ffwT3484.3KN由T1、T2、T3中取最小值，得T426.1KN、有一支托角鋼，兩邊用角焊縫與柱連結(jié)如圖。N400KN，鋼材為Q345鋼，焊條為E50型，手工焊，ffw200N/mm2。試確立焊縫厚度。圖支托連結(jié)表示圖解：lw200Af2002hf0.7280hfWf2hf0.720029333.3hf6M10mm4105N4KNmV4105NM4106428.6f933

36、3.3hfhfWf適用文檔.fV41051428.6f1.22，Af280hfhf適用文檔.(f)22(428.6)21428.6)21471.2f(200f1.22hfhfhfhf7.4mm，取hf8mm.、以下列圖的牛腿用角焊縫與柱連結(jié)。鋼材為Q235鋼，焊條用E43型，手工焊，角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw160N/mm2。T350kN，驗(yàn)算焊縫的受力。簡化圖牛腿角焊縫表示圖解：焊縫所受內(nèi)力為：N247.45kN，V247.45kN，M49.49kNm焊縫有效厚度：820.711.2mmI1(114315.233)8.245107mm412WI523516mm331525833mm2上翼緣最外側(cè)

37、焊縫：24745049490000N2ftw160N25833523516mmmm上翼緣與腹板交界處：24745042.42N2N5833mm適用文檔.M94.53292.887.81N2315.2mm適用文檔.V75.45Nmm211.2292.8折算應(yīng)力：2zsNM2130.71N2ftw160N21.22mmmm牛腿角焊縫知足要求。、計(jì)算以下列圖的工字形截面焊接梁在距支座5m拼接處的角焊縫。鋼材為Q345鋼，焊條為E50型，ffw200N/mm2，F(xiàn)200kN。問：1腹板拼接處能否知足要求？2確立翼緣圖簡支梁拼接表示圖解：VA200KN，R600KNMA6005200120032200K

38、Nm設(shè)腹板受彎、剪，翼緣僅受彎。1分派彎矩，按腹板剛度與整體剛度之比：腹板：If11.21423286329MwMA12MAI1MA343.831219509(45146142)120.235MA516.5KNm(2)Mf2200516.51683.5KNm翼緣：適用文檔.2強(qiáng)度計(jì)算：(1)翼緣強(qiáng)度計(jì)算：1683.5103Nm由1.46m200N2(24024001.22)0.7hfmm設(shè)hf10mm1701.72008.5mmhf10mmhfhf即，得：，取腹板連結(jié)強(qiáng)度也可直接略去中間段豎焊縫，按下邊方法計(jì)算：X0IfyIfX16216280.78120.32.6mm80.724808720

39、.78162321620.7848.4248080.732.62121.108107mm40.78162265021(130038203)121.535109mm4Jf1.5351090.011081091.546109mm4MW516.5KNmKNm由MW惹起的：M543.9106137.424.34N2f21.535109ymm(雙側(cè)有板)M543.9106650115.2N2fx21.535109mmVV200103200103fylwhe2(1622480)0.7822.2Nmm2由V惹起：9005(22.224.32115.22121.3N200N)221.22mmmm，知足強(qiáng)度要求

40、。、驗(yàn)算以下列圖桁架節(jié)點(diǎn)焊縫“A能否知足要求，確立焊縫“B、“C的長度。焊縫A的角焊縫hf10mm，焊縫B、C的角焊縫hf6mm。鋼材為Q235B鋼。焊條用E43型，手工適用文檔.焊，適用文檔.ffw160N/mm2。在不利組合下桿件力為N1150kN，N2489.41kN，N3230kN，N414.1kN，N5250kN。圖桁架受力表示圖解：1焊縫A的受力：VX489.41150339.41KNM339.410.225m76.367KNmAf100.758028120mm2Wf2100.75802784933mm36f76.36710697.29N27.8493105mmf339.41103

41、41.80N28120mm(97.29)241.80290N2ffw160N21.22mmmm2確立焊縫“B、“C的長度：等邊角鋼雙面焊。lB背0.723010312132mm焊縫B：肢背0.70.761602，0.3lB尖0.32301031264mm肢尖，0.761602l背0.725010312143mm焊縫C：肢背，C0.761602適用文檔.lC尖0.32501031268mm肢尖，0.761602、以下列圖所示為一梁柱連結(jié)，M100kNm，V600kN。鋼材為Q235C鋼。剪力V由支托承受，焊條用E43型，角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw160N/mm2，端板厚14mm，支托厚20mm。1

42、求角焊縫“A的hf。2彎矩M由螺栓承受，4.8級螺栓M24，驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度。ftb170N/mm2。圖梁柱連結(jié)表示圖解：(1)hf0.728016026105Nhf61059.57mm0.72801602，取10mmNmaxM600100106600(10022002300250026002)2(1492536)21002(2)40KN170N210.59259.895KNmm螺栓強(qiáng)度知足要求。適用文檔.、確立以下列圖A級螺栓連結(jié)中的力F值。螺栓M20，N250kN，鋼板采納Q235B，厚度為t=10mm，螺栓資料為45號鋼8.8級，fvb320N/mm2，fcb405N/mm2。圖螺栓連結(jié)表示

43、圖解：抗剪：fvb10212(250103)2F12F1908.7103N承壓：fcb102012F2F2400102012960KN(3)10F30(200320.5)10215;F03668.2103N凈截面：12后線F3(300220.5)10215556.9103N前線F3(402301.414420.55)10215316.4103N折線最后取F556.9KN適用文檔.、以下列圖的螺栓連結(jié)采納45號鋼，A級8.8級螺栓，直徑d16mm，fvb320N/mm2，fcb405N/mm2。鋼板為Q235鋼，鋼板厚度12mm，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f215N/mm2。求此連結(jié)能承受的Fmax值。圖螺

44、栓連結(jié)表示圖解：(1)抗剪：F11021323202612103N(2)F2020134052106103N承壓：2(3)凈截面：F3215(32061.5)201112103N采納Fmax1112KN假定用M16替M20，那么：F1821322501.306106NF22016134001.664106NF3215(32049.5)201.163106N采納1163KN。、適用文檔.、以下列圖梁的拼接用高強(qiáng)度螺栓承壓型連結(jié)，F(xiàn)=200kN，結(jié)構(gòu)如以下列圖所示，高強(qiáng)度螺栓的鋼材為10.9級，梁的鋼板用Q235B，螺栓M20，梁連結(jié)處的接觸面采納噴砂辦理，螺栓的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fvb310N/mm2，fcb470N/mm2。1確立翼緣接頭處螺栓數(shù)量和連結(jié)板尺寸；2驗(yàn)算腹板拼接螺栓能否知足要求。適用文檔.圖梁拼接表示圖解：VA200KN，MA2200KNm腹板MW516.5KNmMf1683.5KNm，翼緣Ny1