锦城学院土木工程钢结构习题全部答案.docx
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锦城学院土木工程钢结构习题全部答案
第2章钢结构的连接
2.1试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。
钢材为Q235B,焊条为E43型,手工
焊,轴心力N=1000KN(设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
习羁3“1图
ES3.80
解:
(1)三面围焊
ffw=160N/mm2
确定焊脚尺寸:
N3
(2)两面侧焊
内力分配:
十'0.7hfbffw"2220.78125160=273280N=273.28KN
12
内力分配:
N2=2N1000=333KN,汕1000=667KN
33
N1
焊缝长度计算:
1w1w372mm,
'0.7hfff20.78160
则实际焊缝长度为
则实际焊缝长度为
1wl=24862=260mm:
:
60hf=608=480mm,取260mm。
;7|
r
0rs
F
f
4
S^=28014507=1987440mm
(3)应力计算
腹板和翼缘交接处:
6
112210500*
=209.3N/mm2
3
374101987440
2.681098
折算应力:
V3;*209.3334.72=217.8N/mm21.1=1.1185=204N/mm2
不满足
3.1一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件,长9m,截面由2L908组成的
肢尖向下的T形截面,问是否能承受设计值为870KN的轴心力?
解:
(1)强度验算
查表得L908的面积A=13.94cm2,imin=i^2.76cm,
(2)刚度验算
查表得I16的面积A=26.1cm2,.=6.57cm,iy=1.89cm
=也=2600_4^|.|-150,a类截面,
ix65.7
x=0.941
y-0.353
N_Af=0.3532610215=198086N=198.1KN。
(2)改用Q345钢时,设计承载力是否显著提高?
入x=40,a类截面,按如=40+/=48查表得^x=0.921
V235
字形截面柱如图所示,要求验算其强度。
解:
焊接工字形
(1)计算参数
(2)整体稳定验算
乂十二黑二25""0,b类截面,查表得心953
3.4图(a)、(b)所示两种截面(焰切边缘)的截面积相等,钢材均为Q235钢。
当用作长
度为10m的两端铰接轴心受压柱时,是否能安全承受设计荷载3200KN
解:
计算(a)图截面
(1)计算参数:
A=5002025008=24000mm2
Ix-85003220500(250冬)2=1.435109mm4x122
1
ly=2205003=4.17108mm4
(2)
lx
1^00L=244.5mm,^
整体稳定验算
nl0X
'X■
lx
4-17108=131.8mm424000
型凹皿l」150,b类截面,查表得
244.5
“0.895
冷器g」150,b类截面,查表得y"714
3
N320010
「A-0.71424000
=186.7Mpa_f=205Mpa
整体稳定满足。
(3)局部稳定验算
500-8
b212.3乞(100.176)=17.6
t20
h0500
062.5辽(25-0.576)=63,局部稳定满足。
tw8
计算(b)图截面
(1)计算参数:
A=24000mm2
125
Ix^1104003225400(200石)2=6.564108mm4
1
Iy=225400—2.67108mm4
y12
A
9.564108
Ix
Ix
24000=199.6mm,ly
A
2.67108
Iy
4
105.5mm24000
(2)
整体稳定验算
l0x
Ix
需"0C150,b类截面,
查表得\-0.856
Iy
查表得\-0.588
10000=95_I丨=150,b类截面,
105.5
N3200103
—0.588x24000
=226.8Mpa_f=205Mpa,整体稳定不满足。
(3)局部稳定验算
400-10
h°400
2—=7.8辽(100.195)=19.5
40乞(25-0.595)=72.5,局部稳定满足。
10
4.1一平台的梁格布置如图p111图4-23所示将次梁跨度改为6m铺板为预制钢筋混凝土板,焊于次梁上。
设平台恒荷载的标准值为2.0kN/m2。
活荷载标准
值20.0kN/m2,试选择次梁截面,钢材为Q345钢。
选I45a
3
W<=1433cm
4
Ix
=32241cm
工16.77mm>[v]=15mm
重选I50a
lx二46472cm4
5qkl4566汉60004
v=
384EIX3842.0610546472104
3)整稳:
不必计算。
4)局稳:
因为是型钢,不必验算。
5.1有一两端铰接长度为4m的偏心受压柱子,用Q235钢的HN400X200X8X13做成,压力的设计值为490kN,两端偏心距均为20cm。
试验算其承载力。
解:
查型钢表得:
A=84.12cm2,Ix=23700cm4,ix=16.8cm,iy=4.54cm,
3
Wx=1190cm。
M=490X0.2=98kN.m
强度验算:
平面内整体稳定验算:
3
49010
0.9588412
1.098106
SxMX
N
rxW1x(1-0.8「)
NEx
=152.30N/mm 1.051190103(1-0.8) 2744.86 平面外整体稳定验算: /1.0,=1.0 490103+1.0「°981063=184N/mm2< yA 0.63484120.894119010 2 f=215N/mm 该构件强度、平面内整体稳定、平面外的整体稳定均满足要求 局部稳定验算: _N ;-max= A MJ_490103 T~2 8412 98106 23700104 374=135.57N/mm2 2 Mxf二 1x2" 490103 8412 98106 4 23700104 374=-19.07N/mm2 2 : '0 Jmax max =1.1407〈1.6 腹板: ho tw 40026=46.75 8 (160+0.5o+25) 严15 翼缘: 辔=7.385〈 13235=13局部不会失稳。
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