钢结构基础第三章课后习题答案2555

第三章3.7一两端铰接的热轧型钢I20a轴心受压柱，截面如图所示，杆长为6米，设计荷载N=450KN，钢材为Q235钢，试验算该柱的强度是否满足？解：查的I20a净截面面积A为3550mm,所以构件的净截面面积2A35502d*21.535502721.53249mm2nN450000138.5N/mm2f215N/mm2A3249n所以该柱强度满足要求。00063.8一简支梁跨长为5.5米，包括梁自重)，活荷载标准值25KN/m，假定梁的受压容许挠度为l/250,试选择最经济的及H型钢梁截面，并进行比较。在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值10.2KN/m(不翼缘有可靠的侧向支撑，钢材为Q235，梁的工字型解：如上图示，为钢梁的受力图值q1.210.21.42547.24KN/m荷载设计跨中最大弯矩M1ql2147.245.52178.63KNm88maxMwMfwx178.63106/(1.05215)7.91105mm3f所以xxx查型钢表选择I36a，质量为59.9kg/m,Wx为875000mm恒载标注值59.99.810000.58702KN/m，可见对强度影响很梁自重引起的3，所以钢即可：荷载标准值q0.5870210.22535.79KN/m挠度小，验算k535.795.54101213.13mm<[l/250]=22mm3842.06101.5761085ql4挠度k384EI5xI36a满足挠度要求。查型钢表选择HN400x200x8x13，质量为66kg/m,Wx为1190000mm3钢梁自重引起的恒载标注值669.810000.6468KN/m，可见对强度即可：荷载标准值q0.646810.22535.85KN/m影响很小，验算挠度k535.855.5410125ql4挠度8.7mm<[l/250]=22mm3842.061023700104k384EI5xHN400x200x8x13满足挠度要求。从经济角度来看，I36a横截面面积为76.3cm2，而HN400x200x8x13横截面面积为84.12cm2，所以选择I36a更好。3.9图为一两端铰接的焊接工字型等截面钢梁，钢材为Q235。钢梁上作用两个集中荷载P=300KN(设计值)，集中力沿梁跨方向的支撑长度为100mm。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。习题3.9解：做出结构弯矩，剪力图如下,(N/mm2)I1880032102804052128021031.26109mm41212x梁受压翼缘的宽厚比为（140-4）/10=13.6>13235/f=13所以截面塑性发展系数为1.0yMy600410106max1.01.26109195.2N/mm2f215N/mm2（验算点为A）IxxC点为剪力最大值：300103(400820028010405)52.8N/mmf125N/mm2FS2stI81.26109maxvwxB点处受局部压应力计算：P1.0300103250N/mm2f215N/mm2tl8150cwzla5h2h1005100150mm，集中应力增大系数1.0zyR所以局部压应力不满足要求。在集中应力处加支撑加劲肋，并考虑弯矩和剪力的组合效应：3190.5202333.752190.50199.3N/mm2c222cf1.1215236.5N/mm21My600400106的拉力2190.5N/mmf215N/mm2B点处1.01.26109Ixx3001032801040533.75N/mmf125N/mmFS22剪力stI81.26109vwx3.10一焊接工字型截面简支梁，跨中承受集中荷载P=1500KN（不包括自重），钢材为Q235，梁的跨度及几何尺寸如图所示，试按强度要求确定梁截面。习题3.10解：做出结构弯矩，剪力图如下300010671.3310mm4f1.05215MW一,初选截面：nxxxl8000533mm1515梁的最小高度按正常使用状态下容许挠度决定，相应的hminh7e3W3001358mm，所以可取腹板高度h1400mm。经济高度xwV1.27500005.1mm1400125厚t据抗剪能力确定腹板whfwv140011.28mm，所以取tmmh性确定腹板w12w据腹板局部稳定厚tw1111Wthw6700mm2确定按计算公式bt翼缘截面bt,试取t=18mm,b=400mmxw6hw2006b1t10.8<13235/f=13，满足局部稳定性要求。y考虑翼缘处塑性发展18二，验算截面I1th32bt(thw)21121400321840070929.98109mm4122212xww截面面积A=1400x12+2x400x18=31200mm²梁自重qg312009.87.851061.22.88KN/m，其中1.2为考虑加劲肋对钢梁中的放大系数1qlg21.212.88821.227.65KNm自重引起的弯矩设计值M88gMy3027.65716106max206.9N/mm2f215N/mm21.059.98109Ixxqlg2剪力值F7501.2s763.83KN763.83103(4001871870012350)51.7N/mmf125N/mm2FSmax2stI129.98109vwx验算腹板顶端组合应力：My3027.65700106I212.4N/mm2f215N/mm21.09.98109xx7633831034001870948.8N/mmf125N/mmFSstI22129.98109vwx32212.42348.82228.6N/mm2f1.1215236.5N/mm221所以个强度满足要求，所以最终选择的截面形式如下图示3.11某两端铰接的拉弯构件，截面为I45a轧制工字型钢，钢材为Q235。作用力如图所示，截面无削弱，要求确定构件所承受的最大轴线拉力。习题3.11解：做出结构弯矩剪力图如下:查型钢表得I45a得横截面面积A=102cm²,净截面模量Wnx