鋼結(jié)構(gòu)基本原理(沈祖炎)課后習(xí)題答案完全版

第二章如圖2-34段的關(guān)系式。σ σfy fy α'tgα=Etgα'=E'α α0 ε 0 ε圖2-34圖（a）理想彈性－塑性 （b）理想彈性強(qiáng)化解：彈性階段：Etan非彈性階段：f （應(yīng)力不隨應(yīng)變的增大而變化）y彈性階段：Etan非彈性階段：fy

E'(fy)fE

tan fy )tan如圖2-35所示的鋼材在單向拉伸狀態(tài)下的曲線，試驗(yàn)時(shí)分別在ABC卸載零則在三種情況下卸載前應(yīng)變卸載后殘余應(yīng)變 及可恢復(fù)的彈性應(yīng)變 各是多少c yf 235N/mm2 270N/mm2 0.025 E2.06105N/mm2E'1000N/mm2y c FσcσcyE'CABEf解：（1）A點(diǎn)：

0 εy εF ε圖2-35 理想化的圖卸載前應(yīng)變：fyE

2352.06105

0.00114卸載后殘余應(yīng)變：c0可恢復(fù)彈性應(yīng)變：yc0.00114（2）B點(diǎn)：卸載前應(yīng)變： 0.025F卸載后殘余應(yīng)變：c

fyE

0.02386可恢復(fù)彈性應(yīng)變： 0.00114y c（3）C點(diǎn)：卸載前應(yīng)變：F

fc E'

0.0250.0350.06卸載后殘余應(yīng)變：c

c0.05869E可恢復(fù)彈性應(yīng)變： 0.00131y c作用時(shí)間之間的關(guān)系。答鋼材曲線與反復(fù)應(yīng)力大小和作用時(shí)間關(guān)系當(dāng)構(gòu)件反復(fù)力f 時(shí)即材料處于y彈性階段時(shí)，反復(fù)應(yīng)力作用下鋼材材性無(wú)變化，不存在殘余變形，鋼曲線基本無(wú)變化；當(dāng)f 時(shí)，即材料處于彈塑性階段，反復(fù)應(yīng)力會(huì)引起殘余變形，但若加載－卸載y極限強(qiáng)度提高，而塑性韌性降低（時(shí)效現(xiàn)象。鋼材曲線會(huì)相對(duì)更高而更短。另外，曲線也會(huì)更高而更短。鋼材疲勞強(qiáng)度與反復(fù)力大小和作用時(shí)間關(guān)系間越長(zhǎng)（指次數(shù)多，疲勞強(qiáng)度也越低。試述導(dǎo)致鋼材發(fā)生脆性破壞的各種原因。1）鋼材的化學(xué)成分，如碳、硫、磷等有害元素成分過(guò)多（2）鋼材生成過(guò)程中造成的缺陷，如夾層、偏析等3）焊接應(yīng)力等影響）鋼材工作溫度影響，可能會(huì)引起藍(lán)脆或冷脆（）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(hào)應(yīng)力場(chǎng)（7）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所受荷載性質(zhì)，如受反復(fù)動(dòng)力荷載作用。解釋下列名詞：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(zhǎng)持續(xù)時(shí)間，應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)fy、并達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度f(wàn)u的破壞。損傷累積破壞損傷并不斷積累而導(dǎo)致的破壞。脆性破壞脆性破壞，也叫脆性斷裂，指破壞前無(wú)明顯變形、無(wú)預(yù)兆，而平均應(yīng)力較?。ㄒ话阈∮谇c(diǎn)fy）的破壞。疲勞破壞指鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，應(yīng)力水平低于極限強(qiáng)度，甚至低于屈服點(diǎn)的突然破壞。應(yīng)力腐蝕破壞臨界值的情況下所造成的破壞。疲勞壽命指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中在一定恢復(fù)荷載作用下所能承受的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。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/mm22120N/mm2AB點(diǎn)的應(yīng)力比和應(yīng)力幅是多少？解：（1）A點(diǎn)：應(yīng)力比：21

80120

0.667

max

min

12080200N/mm2（2）B點(diǎn)： 20應(yīng)力比：12

0.167 應(yīng)力幅 20120100N/mm2120 max min指出下列符號(hào)意義(1)Q235AF (2)Q345D答：

(3)Q390E (4)Q235DQ235AF：屈服強(qiáng)度f(wàn) 235N/mm2、質(zhì)量等級(jí)A（無(wú)沖擊功要求）的沸騰鋼（碳素y結(jié)構(gòu)鋼）Q345D：屈服強(qiáng)度f(wàn) 345N/mm2、質(zhì)量等級(jí)D（要求提供-200C時(shí)縱向沖擊功yA 34J）的特殊鎮(zhèn)靜鋼（低合金鋼）kQ390E：屈服強(qiáng)度f(wàn) 390N/mm2、質(zhì)量等級(jí)E（要求提供-400C時(shí)縱向沖擊功yA 27J）的特殊鎮(zhèn)靜鋼（低合金鋼）kQ235D：屈服強(qiáng)度f(wàn) 235N/mm2、質(zhì)量等級(jí)D（要求提供-200C時(shí)縱向沖擊功yA 27J）的特殊鎮(zhèn)靜鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼）k根據(jù)鋼材下選擇原則，請(qǐng)選擇下列結(jié)構(gòu)中的鋼材牌號(hào)：在北方嚴(yán)寒地區(qū)建造廠房露天倉(cāng)庫(kù)使用非焊接吊車(chē)梁，承受起重量Q>500KN工作制吊車(chē)，應(yīng)選用何種規(guī)格鋼材品種？（）Q235Q345D（2）要求滿(mǎn)足低溫可焊性條件，可選用Q235BZ等。鋼材有哪幾項(xiàng)主要機(jī)械指標(biāo)？各項(xiàng)指標(biāo)可用來(lái)衡量鋼材哪些方面的性能？答：主要機(jī)械性能指標(biāo)：屈服強(qiáng)度f(wàn)y

、極限強(qiáng)度f(wàn)u

以及伸長(zhǎng)率 或5

，其中，屈服強(qiáng)度f(wàn)y

是強(qiáng)度指標(biāo)，而伸長(zhǎng)率 或5 10

是塑性指標(biāo)。影響鋼材發(fā)生冷脆的化學(xué)元素是哪些？使鋼材發(fā)生熱脆的化學(xué)元素是哪些？硫。第四章第五章??某車(chē)間工作平臺(tái)柱高2.6m,軸心受壓,兩端鉸接.材料用I16,Q235鋼,鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值df 215N/mm2.求軸心受壓穩(wěn)定系數(shù).dd如改用Q345鋼d

f 310N/mm2,?解答:i 6.57cm,i A查P335附表3-6,知I16截面特,x y柱子兩端較接,

1.0x yx

1.0260039.6

26001.0137.6yx iy故柱子長(zhǎng)細(xì)比為

65.7

y i,y,

18.9因?yàn)閤

y,故對(duì)于Q235鋼相對(duì)長(zhǎng)細(xì)比為

137.6fyfyE

1.482352.0610522352.06105242 31 22

2

2 0.9650.3001.481.480.9650.3001.481.48241.48221.482

0.9650.3001.481.482 fy235fy235(或計(jì)算y

,再由附表4-4查得0.354)N Af 0.35426.11102215198.7kN故得到穩(wěn)定臨界荷載為crd d當(dāng)改用Q365鋼時(shí),同理可求得1.792。fyfy235由式5-34b計(jì)算得0.257 (或由

,查表得0.257)N Af 0.25726.11102310208.0kN故穩(wěn)定臨界荷載為crd d5-25.設(shè)在彈塑性范圍內(nèi)E/G,Q235.,.,高10m,材料為Q235,fd205N/mm2,承受軸心壓力設(shè)計(jì)值().5-26所示的. 圖5-26 題5.5解答:截面特性計(jì)算:對(duì)a)截面:1 I 2( 500203205002602) 850031.436109mm41 1 x 1 I 2 205003 500834.167108mm4y 12 12A250020500824000mm2IxAIyAi IxAIyAx y

131.8mm對(duì)b)截面:1 1I 2( 40025340025212.52) 1040039.575108mm41 x 1 I 2 254003 4001032.667108mm4y 12 12A4002524001024000mm2IxAIyAi IxAIyAx y

105.4mm整體穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算:l l 10000mm鋼柱兩端鉸計(jì)算長(zhǎng)度ox oya)

lx ilx

1000040.88244.6

ly ily

1000075.87131.8 l kx 50.08l

1000094.88x i對(duì)b)截:

199.7

y i 105.4y查P1065-4(a),知鋼柱對(duì)x軸為byc.a)對(duì)x軸:

fyE2352.06105 x 1

2 x22x

2 2 3 x x

2 3

x

4x

20.9650.30.9650.30.440.442240.44220.442

0.9650.30.440.442 0.895

fy235fy235

B0.896(或計(jì)算x對(duì)y軸:fyfyyE

25.87

,再由附表4-4查得x ) y

0.8162352.061052352.061052222 3 y y yy2 2y2

2 2 3 y y0.9060.5950.9060.5950.8160.8162240.816220.8162

0.9060.5950.8160.8162 fy235fy235(或計(jì)算y

,4-5查得

B0.604)故取該柱的整體穩(wěn)定系數(shù)為0.6040.4890.852 0.489 0.489對(duì)b)截,同理可求得x , y ,故取該柱截面整體穩(wěn)定系數(shù)為整體穩(wěn)定驗(yàn)算:對(duì)a)截面對(duì)b)截面

N Af 0.604240002052971.68kN 3000kN 不滿(mǎn)足crd d 。N 0.489240002052405.88kN 3000kN 不滿(mǎn)足crd 。xl 8m l 4mx一軸心受壓實(shí)腹,截面見(jiàn)圖5-27.求軸心壓力設(shè)計(jì).計(jì)算長(zhǎng)度0x ,0y ( 軸為強(qiáng)軸截面采用焊接組合工字形翼緣采用I28a型鋼鋼材為Q345,強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fd310N/mm2.,,如圖5-28所示..計(jì)算長(zhǎng)度xl 30ml 15mx0x ,0y ( ),材料為

f 205N/mm2.d.圖5-28 題5.7解答:截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算:A286.07172.14cm2I40a單肢慣性矩:

I 659.9cm41

110繞虛軸慣性矩:

I 2[659.986.07( )2]522043.3cm4x 2I 221714繞實(shí)軸慣性: yi 回轉(zhuǎn)半: x

55.07cm i 15.88cmIxAIxA522043.3172.14l oxl

300054.48

l oy

150094.46x長(zhǎng)細(xì)比:

i 55.07x

y i 15.88y1綴條用L756,前后兩平面綴條總面積Ax1

28.79717.594cm2227Ax227AxA1x54.48227172.1417.594ox由P1115-5得：

56.85,因

y,只需計(jì)算y:fyyEfyyEy

94.46

1.0142352.06105查P1062352.061050.9650.0.9650.224222

0.9650.32

0.591235f235fyy(或計(jì)算

,4-4

0.591)N Af 0.591172.141022052085.6kN故軸的壓力設(shè)計(jì)值為crd d驗(yàn)算一軸心受壓綴板柱柱肢采用工字型鋼,如圖5-29所示.已知軸心壓力設(shè)計(jì)值Nl N(包括自重),計(jì)算長(zhǎng)度0x ,0y ( 軸為虛軸),材料為Q235,f 205N/mmd

f 125N/mm2,.vd,. 圖5-29 題5.8解答:一、整體穩(wěn)定驗(yàn)算截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算::A286.07172.14cm2I40a單肢慣性矩:

I 659.9cm41

110繞虛軸慣性矩:

I 2[659.986.07( )2]522043.3cm4x 2I 221714繞實(shí)軸慣性: yi 回轉(zhuǎn)半: x

55.07cm i 15.88cmIxAIxA522043.3172.14l 2000

l 1000長(zhǎng)細(xì)比:

x ix

55.07

y iy

15.88

62.9736.32228.882綴板采用3030036.32228.8821計(jì)算知Kb/K1

6 222x 1

46.40(其中1

80 28.882.77 ) 構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)細(xì): 因fyfyyE2352.06105

y,只需計(jì)算y: y

0.6770.9650.0.9650.22421

22235f235fyy

0.9650.32 62.97

0.791

0.791(或計(jì)算 ,再由附表4-4查得 )N Af 0.791172.141022052791.34故crd d二、局部穩(wěn)定驗(yàn)算:單肢截面板件的局部穩(wěn)定單肢采用型鋼,板件不會(huì)發(fā)生局部失穩(wěn).受壓構(gòu)件單肢自身穩(wěn)定

，滿(mǎn)足。單肢回轉(zhuǎn)半徑

i2.77cm1a01 i長(zhǎng)細(xì)比滿(mǎn)足： 1

802.77

28.880.5max

0.562.97

40,且滿(mǎn)足1故單肢自身穩(wěn)定滿(mǎn)足要求.綴板的穩(wěn)定軸心受壓構(gòu)件的最大剪力:

V max

172.14102205 41516NAffy85Affy85d235235235 T V 20758N綴板剪力:

1c 2 1100綴板彎矩:

MV1

a 41516 1100 1.142 107N 2 2 2t 30

1100

27.5mm綴板厚度滿(mǎn):

40 :M 1.142107 25.4N/mm2

205N/mm2W 303002 d61.5

T 20758 1.5 3.5N

125N/mm2bt 30030 b故由以上整體穩(wěn)定驗(yàn)算和局部穩(wěn)定驗(yàn)算可知,該綴板柱滿(mǎn)足要求.d,采用Q235鋼,f215N/mm2,5-30設(shè)考慮起吊物時(shí)的動(dòng)力作用等,應(yīng)將起重量乘以1.25,并設(shè)平面內(nèi)、外計(jì)算長(zhǎng)度相等.問(wèn)時(shí)?d第六章6.1工字形焊接組合截面簡(jiǎn)支梁，其上密鋪剛性板可以阻止彎曲平面外變形。梁上均布荷載（包括梁自重）q4kN/m，跨中已有一集中荷載F0

90kN，現(xiàn)需在距右端4m處設(shè)一F

最大可達(dá)多少。設(shè)各集中荷載的作用位置距梁頂面1 1為120mm。鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取為300N/mm2和所有未知荷載中，都已包含有關(guān)荷載的分項(xiàng)系數(shù)。 解：計(jì)算截面特性A250122800812400mm2

圖6-34 題6.11I 2501(2508)1.33109mm41x 12 12W Ix3.229106mm3x h21S 2501240640082001858000mm3 S1m

250124061218000mm3F0

、F兩集中力對(duì)應(yīng)截面彎矩1M 141221901263422F

m0 8 4 3 1M 24848819012282448F

m1 2 4 3 3 3 11M1M0147kN，使彎矩最大值出現(xiàn)在F作用截面。1梁截面能承受的最大彎矩MW f3.229106300968.7kNmxMM0313.35kNMM1271.76kN故可假定在F1作用截面處達(dá)到最大彎矩。彎曲正應(yīng)力(2448F)106 Mx 3 1 300 ①max Wx

3.229106剪應(yīng)力F作用截面處的剪力V

1412441902F532F(kN)2 1 1 2 3 1 3 12 532F1031858000VS 3 1

3003 1m ②3max

Ixt

1.331098

24452

1033131在右側(cè)支座處：

300 ③c 85122120 集中力作用處：

F10385122120

300 ④折算應(yīng)力F1作用截面右側(cè)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。M1正應(yīng)力： M1W

400412x532F1031218000VS 3 1剪應(yīng)力：

11 x1 It 1.331098x局部承壓應(yīng)力：c

F110385122120折算應(yīng)力：折算應(yīng)力：zs 22 23001c1 c1⑤聯(lián)立①-⑤解得：F1271.76kN故可知F1max271.76kN，并且在F1作用截面處的彎矩達(dá)到最大值。6-35所示。一卷邊Z16060202.5，用于屋面檁條，跨度。作1.4kN/m按邊緣屈服準(zhǔn)則作強(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。4.0m，沿構(gòu)件長(zhǎng)度無(wú)側(cè)向支承，懸挑F215N/mm2解：截面特性計(jì)算A20010225065500mm2

圖6-37題6.41 1I 200 20067.54107mm4x 12 12I 2

110

1250631.33107mm4IyAy 12IyAIxAi IxAx

49.24計(jì)算彎曲整體穩(wěn)定系數(shù)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄B公式B.1-1計(jì)算梁的整體穩(wěn)定系數(shù)l1t1

400010

0.74200270查表B.4，由于荷載作用在形心處，按表格上下翼緣的平均值取值： 10.210.670.742.940.650.741.58b 2 4000y 49.24

81.2截面為雙軸對(duì)稱(chēng)截面，b011t24.4hy1則 b b

2 Wy x

]b fy14.414.427081.21021.58

4320

2 [

0]2353.3331.081.22

7.54

107 235取 '1.070.2820.985b 3.333（3）F最大值計(jì)算Mh由 2,I

4000Fh2fF30.02kN。,Ibx bx一雙軸對(duì)稱(chēng)工字形截面構(gòu)件，兩端簡(jiǎn)支，除兩端外無(wú)側(cè)向支承，跨中作用一集中荷載Fl鋼材的屈服點(diǎn)為235N/mm2（計(jì)算本題時(shí)不考慮各種分項(xiàng)系數(shù)。

圖6-38題6.5l1b1l1b1l13.0400。截面特性計(jì)算A40020212001230400mm2I 1400124031388120037.68109mm4x 12 12I 2

120

112001232.13108mm4IyAy 12IyAIxAi IxAx

83.7整體穩(wěn)定計(jì)算按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄B公式B.5-1近似計(jì)算梁的整體穩(wěn)定系數(shù)：y1.07 2y

fy ①b又有y

44000 235l ②liy由整體穩(wěn)定有

Mh2f，即

1FlhI f ③ Ib x

4 2 bx聯(lián)立①-③解得：l故可取

12.28mm（注：嚴(yán)格應(yīng)假定長(zhǎng)度l，再按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄B公式B.1-1計(jì)算梁的整體穩(wěn)定系數(shù)，然后驗(yàn)算③式，通過(guò)不斷迭代，最終求得的長(zhǎng)度為所求）第七章壓彎構(gòu)件7.115mN央截面有集中力F15kN（圖7-2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：選定截面如下圖示：圖1工字形截面尺寸下面進(jìn)行截面驗(yàn)算：截面特性計(jì)算A3002026502021420540mm21I 300

128661031.45109mm4x 12 12WxIx/3254.48106mm31I 2

20

16101439.01107mm4y 12 12W I /1506.01105mm3y yIxAIyAi IxAIyAx y

66.2mm截面強(qiáng)度驗(yàn)算NMx

1000103562.5106172.3N/mm2

f310N/mm2

滿(mǎn)足。A W 20540 4.48106fyfy235345235長(zhǎng)細(xì)比x

15000266.2

56.3 按b類(lèi)構(gòu)件查附表4-4

56.3 68.2，查得 0.761。xN'EX

2EA1.12x

22.06105205401.20107N1.156.32彎矩作用平面內(nèi)無(wú)端彎矩但有一個(gè)跨中集中荷載作用： 1.00.2mx

NNEX

1.00.2

10001031.201071.1

，取截面塑性發(fā)展系數(shù)x

1.05N mxMx

1000103 0.98562.5106xA W 10.8

0.761

1.054.4810610.81000103x 1x

N'

1.20107 EX 189.54N/mm2f310N/mm2 ，滿(mǎn)足。fyfy235345235長(zhǎng)細(xì)比y

500066.275.5，按b類(lèi)構(gòu)件查附表4-4，

75.5 91.5，查得 0.611。x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 1.0。tx彎矩整體穩(wěn)定系數(shù)近似取

21.07 y

f

75.52 3451.07 0.88，取截面影響系數(shù)1.0

b 44000 235 44000 235MN Mtx x

1000103 1.01.0562.5106

222.4N/

f310N/mm2A

0.61120540 4.481060.88y b 1x滿(mǎn)足。局部穩(wěn)定a.b

1507

7.15

235

10.7（考慮有限塑性發(fā)展，滿(mǎn)足要求。b.腹板

t 20 fy腹板最大壓應(yīng)力：

N

Mh0

1000103

562.5106610166.6N/mm2max

A W h 20540x

4.48106

650腹板最小壓應(yīng)力：

N

Mh0

1000103

562.510661069.2N/mm2xminx

A W h 20540 4.48106 650系數(shù)0

max max

166.669.2166.6wh 61043.6wt 14 w

0.5

235fy

1.420.556.3

235345

62.6，滿(mǎn)足。由以上驗(yàn)算可知，該截面能滿(mǎn)足要求。在上題的條件中，將橫向力F10m7-22，試設(shè)計(jì)截面尺寸。一壓彎構(gòu)件的受力支承及截面如圖7-23（平面內(nèi)為兩端鉸支支承Q235（f 23N/m2，計(jì)算其截面強(qiáng)度和彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性。y解：截面特性計(jì)算A3001223761010960mm2I 130012903.15108mm4IxAIxAW Ix x

/2001.58106mm3 i x

169.6mm截面強(qiáng)度驗(yàn)算NMx

800103

120106

148.9N/mm2

f215N/mm2，滿(mǎn)足。A W 10960 1.58106彎矩作用平面外的穩(wěn)定驗(yàn)算長(zhǎng)細(xì)比x

1200070.8，按b類(lèi)構(gòu)件查附表4-4，169.6

70.8 70.8，查得fy235235235 fy235235235xN'EX

2EA1.12x

22.06105109604.04106N1.170.82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，?。?0.650.35M20.650.35800.417mx M1 120取截面塑性發(fā)展系數(shù)x1.05，N mxMx

800103 0.417120106xA W

10.8N 0.74610960

1.051.5810610.8

800103x 1x

N'

4.04106 EX 133.6N/mm2f215N/mm2，滿(mǎn)足。故可知，該截面強(qiáng)度和平面內(nèi)穩(wěn)定均得到滿(mǎn)足。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(zhǎng)度l 29.3m，0xl 18.2m。已知軸壓力（含自重）NM為多0y x少。設(shè)鋼材牌號(hào)為Q235NMx解：截面特性計(jì)算

均為設(shè)計(jì)值，鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取205N/mm2。yI63a15459mm2I 9.40108mm41.70107mm4264.6mm33.2mmyx y xL 125 10AL min

24.6mm格構(gòu)截面：A21545930918mm2 I 21.70107154599002 2.511010mm4xW Ix x

/9002.79107mm3 i x

901.0mmIxIxA平面內(nèi)整體穩(wěn)定虛軸方向長(zhǎng)細(xì)比x

oxlilx

2930032.5901.0227Ax227Axx32.522715459243.73ox

52.6按b類(lèi)構(gòu)件查附表4-4，查得 0.845，取彎矩等效系數(shù) 1.0。x mxN'EX

2EA1.12x

22.06105309182.07107N1.152.62根據(jù)平面內(nèi)整體穩(wěn)定計(jì)算公式有：N

Mmx

f ①1 xA W 11 x x單肢穩(wěn)定

NMx ②

N'EXmax

2 1800最大受壓分肢彎矩平面內(nèi)長(zhǎng)細(xì)比：1x最大受壓分肢彎矩平面外長(zhǎng)細(xì)比：1y

180054.233.21820073.8246.6 1y 1x

4-4得穩(wěn)定系數(shù)1y

0.728根據(jù)軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定計(jì)算公式：Nmaxf ③1yA(4)綴條穩(wěn)定由綴條穩(wěn)定計(jì)算公式看出，斜綴條的受力與所求M 無(wú)關(guān)，這里不作考慮x因此由①計(jì)算得M 2741kNm由②③計(jì)算得M 1902kNm取M 1902kNm。x x x第八章連接的構(gòu)造與計(jì)算8.1、下圖中I32a牛腿用對(duì)接焊縫與柱連接。鋼材為Q235鋼，焊條為E43型，手工焊，用fw215N/mm2II級(jí)焊縫的檢驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)接焊縫的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f ，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)v 值fw125N/mm2。已知：I32a的截面面積A67.12cm2；截面模量W 692.2cm3v wAw

25.4cm

。試求連接部位能承受的外力F的最大值（施焊時(shí)加引弧板。1

45°I32aI32a39.5圖牛腿連接示意圖解：V0.707T，N0.707TM0.707200T141.4T(Nmm)

0.707TN 1 125TN(1)

A 25.4102 mm2w1T12525.41020.7074.49105(N)1V

0.707T1

125N(或：

A 320.95102 mm2wT5.37105N10.707T

N

2

215A

mm2( 0.707 67.12102

141.4 692.2103

215N

mm2 T2

6.94105(N)折算應(yīng)力（在頂部中點(diǎn)亦可） 3

141.4T T

0.000276T1 67.12102 692.2103

160 3 0.707

T 0.000278T 或

0.707

T )1 25.4102

3 3

30.4102 3 3221 1 0.0002762221 13

0.000555T3

1.1

w1.1215fT得：3

426.1(KN)

或0.000488T（

1.1f f

T 484.3KN3 ）1 2 由T、T、T中取最小值，得T＝426.1（KN1 2 、有一支托角鋼，兩邊用角焊縫與柱連接（如圖N400KNQ345鋼，焊fw200N/mm2條為E50型，手工焊，f 。試確定焊縫厚度。圖支托連接示意圖lw圖支托連接示意圖lw200A 2002h 0.7280hf f fW h20.720029333.3hM10mm

4105

4KNmV4105N M f Wf

41069333.3hf

428.6hf 1.22 f ，

V Af

4105280hf

1428.6hf(f) 22f(f) 22ff(428.6)2(1428.6)21.22hhf fhfh 7.4mm h 8mmf ，取f .、Q235E43型，手工焊，角焊Tfw160NT縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f 。 ，驗(yàn)算焊縫的受力。簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化圖牛腿角焊縫示意圖解：焊縫所受內(nèi)力為：N，V，Mm焊縫有效厚度：821I (114315.23102.8292.83)8.245107mm412W I315523516mm32 2 A211411.2292.811.25833mm2上翼緣最外側(cè)焊縫：247450494900005833 523516上翼緣與腹板交界處：

42.4294.53136.95

mm2

fwt

160

mm2 24745042.42N 5833

mm2 94.53292.8M 315.2

87.81

mm2 V11.2

75.45

mm2折算應(yīng)力：N NN1.22MN1.22M22zs

mm2

fwt

mm2牛腿角焊縫滿(mǎn)足要求。計(jì)算如圖所示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，

fw200N/mm2 Ff ， f ， （2）確定翼緣圖簡(jiǎn)支梁拼接示意圖解：VA

200KN，R600KNM 6005200120032200KNmA設(shè)腹板受彎、剪，翼緣僅受彎。分配彎矩，按腹板剛度與整體剛度之比：腹板：M M If

1.21423112 1

286329Mw A

1(45146343.8142312

A 1219509 A0.235MA

516.5KNm(2) Mf22001683.5KNm強(qiáng)度計(jì)算：翼緣強(qiáng)度計(jì)算：1683.5103Nm 2001.46m(24024001.22)0.7h由 f

mm2h 10mm設(shè)f1701.7200h

h

h 10mm即 f ，得：f ，取f腹板連接強(qiáng)度也可直接略去中間段豎焊縫，按下面方法計(jì)算：X X 016280.781216280.72480832.6mmI y2120.78162321620.7848.4248080.732.62f1.108107mm4I 0.7826502 (130038203)]1fX121.535109mm4J 1.5351090.011081091.546109mm4fM' 516.5KNm2000.1374543.9KNmWMW引起的：Mfy543.9106137.424.34N21.535109mm2(兩側(cè)有板)M543.9106650115.2Nfx21.535109mm2V V 200103 20010322.2NVyf lhy由V引起： w

22480)0.78 9005

mm2(22.2(22.224.3)2115.221.22

mm2

200

mm2，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。、驗(yàn)算如圖所示桁架節(jié)點(diǎn)焊縫“A”是否滿(mǎn)足要求，確定焊縫“BC”的長(zhǎng)度。已知焊縫A的角焊縫hf10mm，焊縫C的角焊縫hf6mm。鋼材為Q235B鋼。焊條用E43ffw160N/N1150kN，N 489.41kN N 230kN N N 250kN2 ，3 ，4 ，5 。圖桁架受力示意圖（1）焊縫A的受力：V 489.41150339.41KNXM339.410.225m76.367KNmA 100.758028120mm2f2W 100.75802f 6

784933mm3 76.367106

97.29Nf 7.8493105 mm2 339.41103f 8120

41.80(97.29)241.8021.22(97.29)241.8021.22

mm2f

160Nmm2 f2）等邊角鋼雙面焊。

mm2焊縫B：肢背

0.7

0.7230103l ＝ 1132mm，B背 0.761602肢尖0.3

0.3230103l ＝ 164mm，B尖 0.7616020.7250103l ＝ 焊縫C：肢背，

C背 0.7616020.3250103l ＝ 肢尖，C尖

0.761602、Mm，VQ235CV由支托承受，焊條用E43型，角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值托厚20mm。h”的f。

fw160N/f 彎矩

由螺栓承受，4.8級(jí)螺栓M24，驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度。

fb170N/mm2t 。圖梁柱連接示意圖h 28016026105N解：(1) f6105h 9.57mmf 0.72801602 10mmN M600 100106600(2)

max (10022002300250026002)2 492536)2100240KN170N 10.59259.895KNmm2螺栓強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。A級(jí)螺栓連接中的力FM20，NQ235B，fb320N/mm2 fb405N/mm2厚度為t=10m，螺栓材料為45號(hào)鋼8.8級(jí)，v ，c 。圖螺栓連接示意圖解：抗剪：fb10212 (250103)2F2v 1F908.7103N1承壓：fb102012Fc 2F 400102012960KN2103F03(3)凈截面：12 3

[(200320.5)10215];F0

668.2103N

（后線）F'(300220.5)10215556.9103N3

（前線）F''(402301.414420.55)10215316.4103N3最終取F556.9KN

（折線）、如圖所示的螺栓連接采用45 號(hào)鋼，A 級(jí)8.8 級(jí)螺栓，直徑d16mm，fvb320N/mm2fcb405N/mm2Q23512mm，抗拉強(qiáng)度設(shè)max計(jì)值f215N/mm2。求此連接能承受的F 值。max圖螺栓連接示意圖1解：(1)F1

1021323202612103N

2020134052106103N23F23

215(32061.5)201112103NF選用max

1112KN若用M16替M20，則：F821322501.306106N1F 2016134001.664106N2F 215(32049.5)201.163106N3選用1163KN。、鋼材為10.9級(jí)，梁的鋼板用Q235B，螺栓M20fvb310N/mm2fcb470N/mm2。確定翼緣接頭處螺栓數(shù)目和連接板尺寸；驗(yàn)算腹板拼接螺栓是否滿(mǎn)足要求。圖梁拼接示意圖A 解：V 200KN，M 2200KNA M 516.5KNm M 1683.5KNm腹板 W ，翼緣 f1683.5N計(jì)算翼緣連接：

1.46m

1153KNM20，

Nb0.9nPv f

0.45 P155

（查表）

Nb0.90.