4.1

鋼結(jié)構(gòu)第4作業(yè)參答案驗(yàn)算由2L63×5組成的水平放置的軸心拉桿的強(qiáng)度和長細(xì)比。軸心拉力的設(shè)計(jì)值為270KN，只承受靜力作用，計(jì)算長度為3m。桿端有一排直徑為20mm的孔眼〔圖4.37鋼材為Q235鋼。如截面尺寸不夠，應(yīng)改用什么角鋼？注：計(jì)算時(shí)忽略連接偏心和桿件自重的影響。解：查表f215N

2

,12.28

2有孔洞，危險(xiǎn)截面是孔洞所在的正截面A1028mm此截面能承受的最大軸力為：

[]A1028221.02KNn不滿足要求改用Q235，2L63×，i1.93i2.98xA

20

N270力f214.6fAn長細(xì)比：

2

x

l300155.4350i1.93x

l300100.7i2.98

350

滿足要求。4.2

一塊━400×20的鋼板用兩塊拼接板━400×12進(jìn)行拼接。螺栓孔徑為22mm排列如圖4.38所示。鋼板軸心受拉，N=1350KN〔設(shè)計(jì)值材為Q235鋼，解答以下題：〔1鋼板1-1面的強(qiáng)度夠否？〔2是否還需要驗(yàn)算2-2截面的強(qiáng)度？假定N在個(gè)螺栓中平均分配，截面應(yīng)如何驗(yàn)算？〔3拼接板的強(qiáng)度夠否？解：查表得t=20鋼板fNmm

,t=12鋼板fNmm

(1)在1-1截面，20厚鋼板A20

N13503202.1NmmA

Nmm

12厚拼接板A(40022)mm

N168.4Nmm2f215NmmA

所以，1-1面強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求?！?因2-2面螺栓較面多，截面削弱較大，所以需要驗(yàn)算，方法同上。20厚鋼板A

NAn

179

2

fNmm20

2所以在2-2面處亦滿足要求〔3驗(yàn)算拼接板的強(qiáng)度(靠近中心處的螺栓截面)因，12厚拼接板mm

N1350193.972f215NA

4.3驗(yàn)算圖4.39所示和摩擦型高強(qiáng)螺栓連接的鋼板凈截面強(qiáng)度。螺栓直徑20mm，孔徑22mm鋼材為Q235AF承受軸心拉力N=600KN〔設(shè)計(jì)值解：查表得N

，且因螺栓對稱布置外螺形處豎正面危截N

Nnn6009)500因兩塊拼接板厚度之和大于受力板，所以只須驗(yàn)算受力板的強(qiáng)度24033602,(240222436mm

驗(yàn)算凈截面

N'3205.3NmmA

215N

驗(yàn)算毛截面

N3178.6Nmm3360

fNmm

所以，滿足要求4.4一水平放置兩端鉸接的鋼做成的軸心受拉構(gòu)件，長9m，截面為由組的肢尖向下的T形截面，問是否能承受設(shè)計(jì)值為870KN軸心解查表得的A建筑桁架桿件考慮，[]

2

icmicmf310Nmm

2

按一般（1強(qiáng)度驗(yàn)算8703A27.88

2

Nmm

2

略310Nmm

2〔2剛度驗(yàn)算對x軸

l9000x326i2.76x

對y軸

lyi

900

所以，對整體而言，剛度滿足要求，強(qiáng)度略有不足，可選用2L90×10

xyy4.5某車間工作平臺柱高，按兩端鉸接的軸心受壓柱考慮。如果柱采用I16〔16號熱軋工字鋼試經(jīng)計(jì)算解答：xyy（1鋼材采用Q235鋼時(shí)，設(shè)計(jì)承載力為多少？（2改用Q345鋼時(shí)，設(shè)計(jì)承載力是否顯著提高？（3如果軸心壓力為330KN設(shè)計(jì)值能否滿足要求？如果不滿足，從構(gòu)造上采取什么措施就能滿足要求？解：查表得I16工字鋼的Acm2i6.57,icm,[y（1當(dāng)采用Q235鋼時(shí)，fN

2l260i6.57x

l260i1.89

150對軋制工字鋼，假設(shè)對x軸失穩(wěn)屬于a截面，對y軸失穩(wěn)屬于b類，因

x

fy

39.6，

y

fy

137.6分別查表得：

0.943，0.355cy所以最大承載力為：

N0.35526.1

2

fN

2解得，199.2（2假設(shè)改為Q345，則f310N

2因

x

fy

f48，

166.7查表得，

0.921，0.257cy

xyy所以最大承載力xyyNf0.2572207.9和Q235鋼的N199.2相比提高不多。（3當(dāng)N=330KN時(shí)用Q235鋼時(shí)

N330326.1

356.2NfNmm用Q345鋼時(shí)

N0.25726.1

Nmm

f310Nmm

所以均不滿足要求，可以在中間加剪刀撐，使計(jì)算長度l此時(shí)：l13019.8150i6.57x

l2

1.3m

l130i

150對Q235鋼而言：

x

fy

y

fy

查表得，

0.981，0.758cy對Q345鋼而言：

x

fy

，83.4查表得，

0.974，0.665cy所以，用Q235鋼時(shí)

N

Nmm2fmm用Q345鋼時(shí)

N0.665

190.1mm

f310Nmm

所以均滿足要求。4.6、某工業(yè)平臺承受軸心壓5000KN設(shè)計(jì)值柱高，兩端鉸接。求設(shè)計(jì)一H型鋼焊接工字形面柱及其柱角鋼材

n為Q235基礎(chǔ)混凝土度等級為n

fc

mm

2

)。

f205

mm

2

λ=75，選擇截面尺寸：b類，

0.720N5000A33875.34mm

2HW400×400×20×35，

A360652i18.31cm、il8000、lmm、

150

m

80001838000104.5

76.56

min

0.710

min

f

32.77

3

mm

2

3000

3000

p6.61

2

：428/325=1.32，查表得：M1

20.06912

：150/428=0.35，查表得：M

0.0346.62N：171/325=0.526，查表得：0.66.613

2

48171.3N

t

M48171.3f205

37.5t

2f2f

1

(150

325

)2065.632mm

2

hf

f

f

160

N

2

442044.82N

lw

0.7

fv

mm

2

f215

mm

2

M2065.63428

W

ft

47298795.7420

0.21mm

428取tmm，滿50

442044.8112.8f14420mmv

hmmf

l

Nmmh72040.7w40.7ff

mm2)f

lw

f

wf

5000

mm60840mmf

mmt，初擬其厚度

t16mm

P

442044N

q2359.77

mm

N271.52NN271.52N

2359.77271.51082721.6N

t

N

f125mmvmm

2M

2359.77N

M6max16/

74.8fmm2mm2取f

lw

1.2

3100.2mm

4.7〔a)(b)示兩種截焰切邊緣截面積相等材均

為Q235鋼當(dāng)用作度為10m的兩端鉸接軸心受壓時(shí)，是否能安全承受設(shè)荷載3200KN？圖：

i

i

24000mmab

xx500xxI12Iyi

82)912I4.167131.77Ai

IA

1.449lox78.89i131.77xy

loyiy

10000150244.97b

min

、f

320030.7147

f205mm

12.3(10t

)fy500235o0.5)tf

45.413200KN的荷b

xxoyy34003xxoyyI84Iy

332)mm412ix

Ix8105.42Aiy

Iy

9.575

24000mmlox94.86i105.42xl50.07150iy

min

24000

f205mm2

4.8試計(jì)由兩槽鋼成的綴板柱柱長計(jì)軸心壓為1500KN，鋼材為截面無削弱

loxoy

f

設(shè)

80

0.68815003

22[28c，

A51cm2，i10.35cm，i2.271x

NNy

loyix

750

0.7358

N15000.7358

199.0

N

fmm

2b，假定22xy

i

l

i0.44b

b

i11.53mm0.440.44

270

Icm

4

Z1.99ox軸的I264.151.2214075.89x

i

14075.8951.22

11.72cmlox63.99i11.72

0.786150030.786

f215mm

1by2l1by21

2.27l1

76.24

,

lcm1

IK1cml931

3

123

3

K1

Af85

f235

2

25911.29N

22

NV12955.65T1a

52385.89Na2

6024308.35N

hf

fwf

N

f

0.7200

f

6024308.35200

161.37

161.37()46.77

f

1000mm,滿

n2n

)。f

3

156250mm

2用35003，Amm

N3A

N

mm

f

：115/280=0.411，查：

0.0422Mpa280228849：280/270=1.037，查

M

8.72270

M8.72

N

M