习题轴力构件

轴力构件习题课题1：如图1所示，一焊接工形轴压柱，承受轴压力设计值N=4500kN(包括柱的自重)，计算长度lox=7m，loy=3.5m。翼缘为剪切边，每块翼缘上设有两个直径d0=24mm的螺栓孔。钢板为Q235-B.F钢。试验算此柱截面。图1：焊接工字形柱截面解：翼缘厚20mm，f=205N/mm2，fy=225N/mm2；腹板f=215N/mm2，fy=235N/mm2。柱截面的几何特性毛截面：A=250cm2；净截面积：An=A-4d0t=230.8cm2；毛截面惯性矩：Ix=145683cm4；Iy=41667cm4回转半径：ix=24.14cm；iy=12.91cm截面验算强度刚度和整体稳定性截面对x轴屈曲属b类，对y轴屈曲属c类，查得：局部稳定性因；取30。翼缘板：；可以腹板：；可取腹板有效截面两端各20tw=200mm，有效毛截面积Ae=240cm2，有效净截面积Aen=Ae-4d0t=220.8cm2；强度验算：N/Aen=203.8N/mm2<f=205N/mm2害整体稳定客性验算：赠可以，因况此不必增欣厚腹板或窃设置纵向劲加劲肋。盲题普2舟：站设计某轴旅压柱的焊庭接箱形截撑面尺寸，盖柱截面无炕削弱。已执知柱然高爬6尊m评，两端铰座接，承受吃轴压力设炸计锈值添N=60蚀00k赤N捕（包括柱省身等构造赤自重），另钢材忌用脾Q235棉-B.槐F辽钢。摸解荒：魔f=21铲5N/m么m天2庙；阴f忽y宾=235夏N/mm层2砌；计算长像度云l想0x诵=l都0y买=6补m掠；截面屈箱曲法属筒b渗类。初选截面悄假设长细附比惰=3圾0略，查得塘需要国；垮i慢x杨=i喂y哀>冶20c售m驼；摸i裙x屡=0.3松9聋h战；爷i资y欠=0.3拴9b男得蹄：视b=51遥3m邻m贩；肌取邀b=50记0m震m筝；贝；肿取锅t=16揪m挺m岗。乳h=51矮3m终m椒；湿取床h=46于0m泄m挪；咱t推w超=(A-倾2bt)浙/2/h咱w练=15.牢0m栗m窃；果取祖h垃w腹=16m道m良。装犯备草选用截面去尺寸如域图碍2盗所示：面图铅2粉：箱形截瞧面尺寸赛面积千：废A=30狭7.2c怕m检2衬；惯性矩咳：循I键x钟=116远621c牲m张4茎；罢I用y抢=119芬571c失m啦4浇；榴回转半径女：灭i托x狸=19.腔48c贪m毛；窜i疤y禁=19.卸73cm鹅截面验算境刚度和整聋体稳定性协截面捧对缝x脏轴州、访y涨轴屈曲均园属叮b屋类童，基x透轴控制；匀查得：夺局部稳定捉性棍塞酬治腹板与翼四缘只能采幕用从外面虹施焊鞋的素V钉形对接焊票缝，验算购翼缘板的晒宽厚比时煎，宽度取夏两腹板的栋中心距离抚。阅翼缘板：须；可以艇腹板：跑；可以。霜思考：若巴钢材选萍用睁16M臣n扶钢林，调f=31港5N/m珠m幕2柏，载；苹馆蠢资比采武用搅Q23贴5名钢时承载扩能力提高彩了抽42.葵7振％，与钢贫材强度的恩提高幅鸭度你46.贯5榜％差不多掠，这是因奉为此柱长帽细比较小拉，提高材骄料强度比楼较有效。茄题魄3腿：前屋盖桁架壁轴压杆件尖的设计：同上弦杆承己受轴压力村设计战值株N=10傍34k味N馋，计算长忽度娃l繁0x误=150尝.9c殊m络，志l恳0y灿=301弄.8c炮m小，节点板炭厚之14m鼠m住，钢材衣为秃Q235蒜-B.劲F肢钢。采用锤双角钢截墨面，截面许外伸肢上糕有两个直耽径阻d诵0主=21.喝5m棉m旷的螺栓孔春，其位置斤在节点板帜外。试选桶择此截面塔。鞠解添：拉l参0y将/l挨0x笨=参2绒，可选用轮不等边双毯角钢短边待相连，也岂可选用等昨边双角钢此。劈选用不等阅边双角钢勉短边相连毒设侵=5骂5颤；拨；疾选摄用腐2L16耕0×10贺0×1杰2皱，短边相份连（犹图嫁3气）扔。步A=60效.11c底m港2约，齐i仍x拖=2.8丝2c详m愈，添i饱y捧=7.9祝0c槐m枪，蠢r=13浴m晴m致。仰图执3悲：不等边晕角钢短边宇相碑连顶奏控老煌合素图坊4到：两块钢竹板焊接唱的姨T手形截面雨验算尝：粪1牺、强度搬：专A茄n搭=60.叶11-2棋×2.1牛5×1.毯2=54善.94c巩m戒2克；争=188脚.2N/淡mm谜2逆<f=2阵15N/楚mm兄2横2盼、刚度和些整体稳定撕性：章由拾，查得补；郊3跟、局部稳灾定性：只斯需验算角靠钢长肢析：凶b躬’沿/t=(瞒160-支12-1窜3)/1欺2=11趋.3<(插10+0城.1×5替3.5)是以上均满惠足。（若罪选欺用岛2L18炕0×11桂0×1摆0狐短边相连钉的双角钢除，能满足坐强度、刚趋度、整体妥稳定性，居但不满足惑局部稳定恨性）服选用等边昂双角钢盖假设歼=5小5肝；气；钢选昼用舟2L14隔0×1存0费。括A=54霞.75c贫m急2扮，旨i躁x皆=4.3开4c胖m泥，平i哑y酒=6.2盏7c狡m科，耕r=14村m笔m往。循验算抄：咏1下、强度琴：委A购n如=54.膊75-2疑×2.1泛5×1.置0=50颈.45c繁m冈2网；愈=205掉.0N/误mm洗2芝<f=2愧15N/谨mm宜2识2帐、刚度和倦整体稳定屠性：肤由骂，查得童；怨3戚、局部稳须定性：只宿需验算角芦钢长肢成：谦b耻’枕/t=(箱140-跪10-1撑4)/1高0=11婆.6<(回10+0元.1×4骡8.1)剂，可以。恼比较选用休等边双角晕钢誉2L14祝0×1弄0椅比不等边姨双角钢短对边相寸连础2L16业0×10哀0×1孤2孟节省钢泡材钩8.9岗%证。一般情闯况下宜选列用不等边搞双角钢短傲边相连，础当节点板烛较厚时，展宜与选用劝等边双角肢钢的结果证相比较，誓最后确定佳选用的截女面。因为著当节点板计较厚时，哪，再考虑惠局部稳定喷和角钢规哗格，可能辣选用等边倍双角钢。德改为两块换钢板焊接倚的引T用形截面。翻截面捷对坡x取轴屈曲络属烧b熔类，病对钩y旬轴屈曲亭属醋c课类。设：；；粒利用差：难i能x扬=0.2仇6规h悟，糟i淘y扫=0.2鼓4哭b盖，得晶：垂b=33降1m秤m恰。巴取咏b=34肿0mm蹄t=(0屿.7~0深.75)抬A/b=迟11.6哄~12.专5m导m岁，躲取瓶t=12点m万m浙；级h=11疯4m英m库，烘取添t月w容=t=1到2m魄m杀，戒h许w垫=(A-怒bt)/咽t遇w走=130撇.4mm赖>114罪m荣m蹦，轻取正h醉w逗=130码m缝m盼。严选用截面串尺寸见眨图匠4厨；阻A=56强.4cm补2围，老A等n国=51.皆24cm炭2理。毛截面骨形游心蒸y揉0滑=1.9伸6cm塞惯性搭矩湖I奴x浓=789行cm姜4瓦，便I衬y愚=393叠0cm雁4掘，好i决x愉=3.7嫁4c袋m录，咐i若y缝=8.3振5c赴m幕。醉验算纪：饱1育、强度：渔=201滔.8N/卵mm寻2急<f=2合15N/庆mm滔2搭2每、刚度和共整体稳定须性：怠由嗽，狸；亭，骄；羞3变、局部稳屋定性：只呆需验算角柿钢长肢降：师b竟’抬/t=(顶340-书12)/斜12=1垮3.7<疼(10+秆0.1×练40.3漂)剑，可以。谷与双角辟钢臂2L14面0×1谁0饺比较，用服钢量基本翠相等，但层可不必另嫌加填板。等题大4击：目某工作平译台的轴心济受压柱，麻承受的轴奋压力设计窄值为枯：洗N=28烤00k谨N绵（包括柱届身等构造母重），计透算长臭度鸽l睡ox行=l攻oy广=7.2被m且。钢材稍为战Q235末-B.帅F掉钢，焊条冰用温E4娇3当型，手工商焊。柱截连面无任何京削弱。要妻求设计成谣两个热轧她工字形钢顿组成的双篮肢缀条柱闸。停解：采用尾单缀条体嫌系，缀条歼试选用等嘴边角傅钢言1L45凑×坊4趴，面盘积剩A关t我=3.4歼9cm截2涂，最小回奸转半荐径纵i伸v执=0.8右9c仗m吩。贸按绕实轴遮的整体稳茂定性选择麻分肢截面王尺寸森设榴（炊b川类截面）蚊需要霸；鸭选福用泰2I36循a筑：涝A=2×帮76.4暖4=15拖2.88阴cm突2疫，上i朵y穗=14.泥38c裙m临，分肢对依最小刚度得轴鲁1-寨1廉轴的惯性辜矩吨I座1境=554此.9cm返4刑，回转半壶径还i卷1援=2.6闭9c及m愧，翼缘宽忙度确b转1卡=136孔m久m派，翼缘厚虹度她t=15评.8mm鹿<16m呜m统，融f=21锅5N/m味m侮2涝。验算；；塌按虚轴与芦实轴的等台稳定条件册确定分肢置间距由，得求；要求两古分肢之间离的距离救，题取涌b禽0记=32c诊m撕b=b画0辫+b坝1孤=45.脾6c佣m眯；两工字饰钢翼缘内践趾净往距梳b锦0塔-b凡1无=18.姑4c奔m坦，可进行薯内部油漆旺。锦柱截面的死惯性趴矩科I捧x号=402疲47cm吧4柔，回转半属径泰i斩x斩=16.蛾23c召m糟（见连图作5舱）猪图涝5咱：缀条式炸格构湿柱给沫谨订缘询图抄6奴：缀条布配置简图猜柱截面验沉算且刚度和整崖体稳定性，吐查得环；具，满足。衬分肢稳定容性内取缀条与饺分肢间的逼夹角显为远45瘦0周，分肢富对泳1-港1惕轴的计算写长度帅为聪l取01晋=b射0宿/tg4误5御0瑞=32c抹m帝，分肢稳障定性满足罗。贤四、缀条非计算植轴压杆件刚的计算剪胞力匹，每个缀栽条承担的煤剪力梦为管V商1腊=0.5托V=19学.34k懂N装斜缀条内慕力敌N邻t炊=V木1聚/sin钥45辛0慎=27.照35k恳N宁，斜缀条该的计算长勒度输l担t柄=b雕0语/sin炕45荷0待=45.辩3cm菌则：尺，得孤；单面连忠接角钢按免轴压杆计狠算整体稳成定时的强脾度设计值刮折减系数我为日；斜缀条酱截面满足穿条件。横岸缀条采用墨与斜缀条药相同的截凡面，不必锄计算。怨连接焊缝渗计算：采哈用三面围对焊，取焊甲脚尺债寸辈h乌f正=4m袋m辆，为方便悉计算，取冬。由，得配按构造满物焊即可。吗五、横隔窑设置公横隔用厚蹲度若为党8m锁m担的钢板制舌作。横隔色间距然柱中间三触分点处设甘置两道横辨隔。孩题暂5漠：懒某轴压柱叨承受轴压谊力设计啄值享N=80俘0k芬N哲，计算长服度污l剩ox虚=l肃oy挂=10.亦0纱m翠。钢材助为讲Q235粮-B.垄F援钢，焊条际用浑E4地3宅型，手工贸焊。采用更缀条连接勉的四肢格咱构式柱。孩试求此柱炼的截面。干解：一、耗截面设计喂假设望，则：凤；四b=h=油i撇x颠/0.4爸3=38睬.8c秤m脆，刻取摇b=h=况40cm还.乎截面高度购与构件高悠度之比扩为削h/l=脏1/25因为么试取巾，查得竭，需要：玻选敲用竭4L10维0×钞6磁：勒A=4×范11.9四3=47凤.42c疤m匀2甚。仓x溜0谁=y永0油=2.6堤7c铺m姜，逐I浪x1淘=I抚y1罢=114裙.95c龟m阿4嫁；阴i湿1袍=2.0姐0c虏m灶，裹r=12流m鸡m他，整个构抹件截面的哨惯性矩小为玩I阶x右=I开y框=147滥91cm本4蜜，回转半球径疼i穴x按=i殖y攻=17.碑61c衬m暑。日图品5链：四肢格持构式柱截马面脆二、截面塔验算母采用单缀蜘条体系，晋缀条取等薯边角惩钢同1L