哈工大2009春季鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計試題參考答案1

試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 班號: 姓名:試題：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 班號: 姓名:第頁（共11頁）3、如圖所示為單向壓彎的格構(gòu)式柱，分肢1對y軸慣性矩為Ii,分肢2對y軸慣性矩為I2,軸力N作用在虛軸（x軸）上，由軸力產(chǎn)生的彎矩My作用在構(gòu)件的主軸平面內(nèi)，請說明分配到分肢1和分肢2上軸力和彎矩的分配原則及分肢1所受軸力和彎矩的大小。（5分）分肢22 y2x軸力作用點x分肢22 y2x軸力作用點x1y1My分肢1軸心壓力N的分配:與分肢軸線至虛軸的距離成反比 （1分）彎矩My的分配：與分肢對實軸的慣性矩成正比，（1分）與分肢至虛軸的距離成反比（1分）軸心力：N1=Ny2!a（1分）11y1My1 ——My彎矩： I1'y1+I2y2 （1分）四、計算題：（共42分）1、如圖所示鋼板與工字形柱采用雙面角焊縫T形連接，hf=10mm；鋼板長400mm,鋼材Q235B,焊條為E43系列，ffw=160N/mm2;鋼板承受一個豎向集中荷載F的作用（靜力荷載），荷載作用點至工字形柱翼緣外表面的距離為 150mm。試確定該T形連接所能承擔(dān)的最大豎向荷載Fo（9分）V=F（1分）M=150F（1分）Lw=400-2hf=380mmWx=20.7hfLW0.7hfLW 0.7103802=336933mm3MhM150FIx2 Wx Wx（2分）20.7hfLw20.7hfLw（2分）卜i50F[+1F\-fWx 20.7h卜i50F[+1F\-fWx 20.7hfLw<fwf（3分）=389.8kN160150 2 11.22336933 20.7103802、驗算如圖所示的螺栓連接的強度。 4個C級螺栓M20,所用鋼材為Q235-B已知對于C-M20:A=244.8mm2;ftb=170N/mm2;fvb=140N/mm2;fcb=305N/mm2（8分）N=160kNNv=sin孫/4=160M必，2X1/4=28.3kN（1分）Nt=cos&jN,，4=160次閭2父1/4=28.3kN（1分）對于C-M20:TOC\o"1-5"\h\zA=244.8mm2;ftb=170N/mm2;fvb=140N/mm2;f：=305N/mmne v c4bb 6Ntb=Aeftb=244.8X170=41.6kN（1分）d2 6N；=Aefvb=?fvb=jtX20M20/4M140=44.0kN（1分）0Nb^dZtUfcb=20X16X305=97.6kN （1分）"J而樨不可=0.94<1Q分）Y（NTj V144.0）?1.6,lNv=28.3kN<Ncb=97.6kN （1分）故C級螺栓M20螺栓滿足要求。3、如圖所示一雙肢槽鋼格構(gòu)式軸心受壓綴板柱，軸心壓力設(shè)計值 N=1450kN（包括柱身等構(gòu)造自重），所有鋼材均選用Q345,f=310N/mm2,計算長度尿=6000mm,10y=3000mm,柱截面無削弱。已知：2[18b的截面面積A=2X29.3=5860mm2,iy=68.4mm；滿足同一截面綴板線剛度大于較大柱肢線剛度6倍的要求；分肢對自身1-1軸的慣性矩I1=1110000mm4,回轉(zhuǎn)半徑i1=19.5mm；h=320mm,b=180mm,c=283.2mm；其他相關(guān)參數(shù)見圖。驗算該柱的整體穩(wěn)定（包括分肢穩(wěn)定）是否滿足要求（可不進行綴材驗算）。（12分）（1）繞實軸（y軸）的整體穩(wěn)定%=l0y/iy=3000/68.4=43.86（1分）查表得?=0.8423N145010 2 2293.9Nmm:：f=310NmmA0.8425860（1分）（2）繞虛軸（（1）繞實軸（y軸）的整體穩(wěn)定%=l0y/iy=3000/68.4=43.86（1分）查表得?=0.8423N145010 2 2293.9Nmm:：f=310NmmA0.8425860（1分）（2）繞虛軸（x軸）的整體穩(wěn)定=血=儂=22.05（1分）i1 19.5Ix=211100002930141.62=1.1972108mm4（1分）1.1972108 =142.9mm（1分）5860Xix6000142.9=41.99（1分）c=283.2h=320^y31-bn36=— T-200X8\2[18b%x=收十，;=J41.992+22.052=47.43（2分） 18.4,查表得?=0.820（1分） /,18.4“"2353035404550556065707580850.9360.9180.8990.8780.8560.8330.8070.7800.7510.7200.6880.655

1450103

0.8201450103

0.8205860=301.8Nmm2<f=310N/mm2（1分）（3）分肢穩(wěn)定九=22.05<0.5九max=23.7才口40,故滿足規(guī)范要求。（2分）4、已知一焊接工字形截面簡支梁，計算跨度為6m,在跨中位置作用一靜力集中荷載F,荷載作用處未設(shè)置加勁肋，但設(shè)有一塊墊板，該墊板在沿梁跨度方向支承長度為160mm。鋼材為Q235B,鋼材的強度設(shè)計值 f=215N/mm2,fv=125N/mm；審=1.05,巾=1.0。在梁跨中截面處上、下翼緣各開有2個直徑為20mm的孔。毛截面慣性矩 Ix=211026cm4,截面對中和軸的最大面積矩S=2918cm3,上翼緣對中和軸的面積矩S1=1958cm3。式求該簡支梁由截面強度控制所能承受的最大集中荷載F（13分）。Fl4v=F2Inx=Ix-20x16^（400+82x4=189719cm4lz=a5hf=160516=240mmwnx=2Inx.wnx=2Inx.h=218971983.2=4561cm3（1分）2款=段32受=686.4?。?分）

TmaxVSFS2IxtwTmaxVSFS2IxtwfvIxtw2Ixtw=2169.6kN（2分）,F Ltwfcrc=——EfTF3M上」=619.2kN（2分）clztw 3四=也=六6000"00 .163M101（1分）Inx41nx41897191043VS FSi F195810 5上=^^= __U——=3.866X10^F（1分）Ixtw 2Ixtw221102610412,F

lztw,F

lztw1.0F24012=3.47210-F（1分）二zs=.；二2?二2一二一-c32 1fzs c c=JFly1+HF—Fly1"+3'-^1MP1f=1.1M215=236.5N/mm2\\4Inx/ [lztw/4Inxlztw \^2Ixtw）=〃3.163父10=2+（3.472M10“F2-3