《钢结构》——期末复习题及答案_19291460083799109(4)

2018-11-19 22:36

解:螺栓群受到剪力和弯矩的联合作用:

V?100kN,M?100??0.15?0.016??16.6kN?m

P?155kN,??0.45

My116.6?103?120bNt1???31.1kN?N?0.8P?124kNt2224?(120?40)?yi

Nt2?Nt1?10.4kN3

?Nbti?2?31.1?10.4??83kN

NV?0.9nf?(nP?1.25?Nti)?0.9?1?0.45?(8?155?1.25?83)?460kN?100kN 图示摩擦型高强螺栓群连接节点的强度符合要求。

■某实腹式实际轴心受压柱截面如图所示,承受轴向压力设计值为

l?5000mm3500kN,该柱计算长度lox?10000mm,oy,截面为焊接组合工字型截面,翼缘边为剪切边,钢材采用Q235钢,试验算该实腹式轴心受压柱的整体稳定与局部稳定是否满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)要求。

解:(1)验算整体稳定性

A?400?20?2?400?10?2?104mm2

11Ix?(?400?203?400?20?2102)?2??10?4003?7.595?108mm41212 11Iy??20?4003?2??400?103?2.134?108mm41212

8Iix?x?7.595?10?194.87mmA2?104

iy?IyA8?2.134?102?104?103.30mm

?x?l0x?51.32?????150ix l0yiy?48.40?????150

?y?对x轴B类截面,对y轴为C类截面,查表得:

?x?0.850,?y?0.785

N3500?103??222.9N/mm2?f?205N/mm24?A0.785?2?10 整体稳定不满足要求。 (2)验算局部稳定

翼缘:b200?5235??9.75?(10?0.1?)?10?0.1?51.32?15.13t2fyh0400235??40?(25?0.5?)?25?0.5?51.32?50.66tw10fy腹板:

局部稳定满足要求。

■如图示某简支梁,不计自重,Q235钢,密铺板牢固连接于上翼缘,均布荷载设计值为50kN/m。问该梁的抗弯强度及刚度是否满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)要求。

解:1.正应力强度验算 梁的跨中最大弯矩为:

M?ql2/8?50?62/8?225kN?m

Ix?2?15?1?25.52?0.8?503/12?27841cm4

Wx?2?Ix/h?1071cm3

?max?分)

M?225?103?103/1.05?1071?103?200.08N/mm2?215N/mm2?xWx(2

所以正应力强度满足要求。 2.刚度验算

w?5qkl4/384EIx?5?(50/1.3)?60004/(384?2.06?105?27841?104)?11.3mm

??w??l/250?24mm

刚度满足要求

■某连接接头两块被连接钢板截面为18×400,上下采用盖板连接,钢材Q235,承受轴心力设计值N=1181kN,采用M22普通C级螺柱连接,d0=23.5mm,按下图连接。试验算该连接节点是否满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)要求。

图2 某盖板连接接头 解:(1)螺栓强度验算 单个螺栓抗剪承载力设计值

N?nvbv?d23.14?222f?2??140?106.4kN44

bv单个螺栓抗压承载力设计值

Ncb?d?tfcb?22?18?305?120.8kN

bN?106.4kN。 min故取

每侧12个螺栓,承载力为

12?106.4?1276.8kN?N?1181kN

(2)验算被连接钢板的净截面强度

An?A?n1d0t?40?1.8?4?2.35?1.8?55.08cm2 N1181?10322????214.4N/mm?f?215N/mmAn55.08?102 节点安全

■如图所示为工字形轴心受压柱截面,柱的轴心压力设计值N=4000kN,计算长度Lox=7m, Loy=3.5m,A=275Cm2,Ix=150892Cm4,Iy=41667Cm4,钢材为Q235-BF,f=215N/mm2。试验算该柱的刚度和整体稳定性是否满足设计要求。

λ φ

解:截面模量已知

10 20 30 40 50 60 0.992 0.970 0.936 0.899 0.856 0.807 A?275cm2,Ix?150892cm4,Iy?41667cm4

计算如下:

ix?Ix150892??23.4cmA275

iy?IyA?41667?12.3cm275

长细比

?x?lox700??29.9?????150ix23.4

?y?loyiy?350?28.46?????15012.3

均满足要求

因对x,y轴?均属于B类,故长细比的较大值,查的??0.936

N4000?103N??155.4N2?f?2152mmmm2?A0.936?275?10得: 满足要求

■如图所示一焊接组合截面板梁,截面尺寸为:翼缘板宽度B=340mm,厚度为t=12mm,腹板高度为h0=450mm,厚度为tw=10mm,Q235钢材。梁的两端简支,跨度为6m,跨中受一集中荷载作用,荷载标准值为:恒载90KN,活载140KN(静力荷载)。试对整体稳定性和挠度进行验算。 (f=215N/mm2,fy=235N/mm2,)

注意,为降低计算量,这里已给出构件截面部分几何特性参数: A=126.6Cm2

Ix=51146Cm4, Iy=7861Cm4, Wx=2158Cm4,

Sx=1196Cm3,Sx1=942Cm3

参考公式

2????yt1?4320Ah?235??b??b?2?1??????b?fy?yWx?4.4h?b?N?0.9nf?P??1.75??0??b,b,v,

??f????f?3Mx??Pl????2?fkT??ff???'?48EIl, ?bWX, l (15分)

2解:梁的荷载标准值为:F?90?140?230KN 荷载设计值为:F?1.2?90?1.4?140?304KN

Mx?11PL??304?6?456KN?m44

最大弯矩设计值为:

?b? 0已知?b?1.75,ix?IIx511467861??20.1cmiy?y??7.9cmA126.6A126.4

长细比

?x?loy600lox600??75.95??29.85?y?iy7.9ix20.1,

2???t??4320Ah?235y1?b??b?2?1?????b???fy?yWx??4.4h???24320126.6?47.6?75.95?1.2????1???1.75????22158??4.4?474???75.95????3.977?'?1.07?b0.282?b?1.07?0.282?0.9993.977

验算整体稳定性:

Mx456?106N??211.52N2?f?215'3mmmm2?bWX0.999?2158?10 (2分) 挠度验算

Pkl3????1230?103?600021????l48EI48?206?103?51146?104610.79l400

?T满足要求

?T??5qkl35?qk?100003?1????l384EI384?1.3?206?103?67200.67?104l250

m

m

qmax2?552.84KN故最小值为

qmax1?449.6KN


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