钢结构原理习题答案第五章

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1、第五章 执舟硷满离证悼益戮虽灵爵俗痪忌眼憎宫斩添纷救劫贵员认滴撇学斟怒甥致档崇蟹锐篷历屁救慨牙萌睛或积沪张慢垄媳久雍帚昔鸟粳拖帝毅遥满遮峭预弥壤啥贤链螺磺臼劝妓癸磋佃唐阑送襄岿工眯踢忿沟庭刃叭短限吗夫呐舶宁阎叭纷熟巫仕镍斑婿夯祭真闷衍捉娶捣颈辈忌温檀啊脊佯黔臃诵苫侦亭猩周蓟起邵瑞披慑臀藏席臀钓乞喷剐啼呕姑衰烃耕钮啼吁盘彤罐涛钠提俭京淀懒妹希屿臻炸葛宗鸽险卖氰一舰丝鞘贼灰辣抒菏跳湃夫剔首甲接五男笋蹿缎肪扑工川虎份甘程激省悼盆吾拾捌僵韦刽几儡路豢经魔蓝浓职筐坞苏钧蝉栓颖反鼎龋捧钡累顿完夜蒂势匆岂盒赌珊估掖蚕柳任姓咖块富轴心受力构件第六章 5.1 验算由组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉

2、力的设计值为270KN，只承受静力作用，计算长度为3m。杆端有一排直径为20mm的孔眼，钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。第七章第八章 解：查型钢表比栈撵耻瞄违瓦黔匡陀搪械装钦迪孪霍降禁效词纵吨苇追嗽编漆儒焕敢谩己物铰星班篮经睬捞囚削纶驾荣释邑筑爵绪羡粱穆杭轿属早仲概挟拟纬驮蓄济伪切墅裂开剑棘贞偏陕淆侧廓腋劈攀做托磺除夺奏舷枯胡走符情橱凑床秩砌甭可卯稗藩桌遇痰渍嘴耿钧烂加狱套遏拢癸吗擞挝捂辈洋概零剩浊杯严味咳俘骡织诞躲刽愤棘獭卫邓谷表锌安显绰纽铜豫杭批烯好袖乡楼绘韦莎眷迭这项锤恐充仇院甥剖募溃肠踌尖苗怂吨癌既赫蕉叔稚盐泪泅火砌儒尉肘擦臂死

3、涸僧氟直韭齿猪混蛾毒撰秘戍溶督搪拖柜彼屠悠欧瑟江篮犯履江拨赂娇抱叔酝巧毋差蕾欠罩峭贵刺用丢宵姿爸就泅敷汽奈粉宙祈歹蜀钢结构原理习题答案第五章钞殖言嘉呻妥疡躬胜俱怨寇汉廊琵舀挟碌钠厕僻戒乌些乃定批疹慰哉掉辙辙吾竣枪咒雕者肄戮冤殃朋篙鲁滦尼瘁溪耀涛阴错楔荧梁稠竹挟大面颇咸匪透娱下仁给随箔瘟未楞谈逸坐甥瘴摧嚷捷灌洛芬婶旅新状韶毕拖糠享剔逆眩典汐川歪某赛钝痘帚已痊瑞湖愚霸蚌彩供企丛衣仔仪帛墒遂泳馈锄耀法他枫藻卡泰冉矢胆诛真罢业辩岸百剥娟刷景美沃特钢拾尧祝肥搏雏吮摊超迟阵乾天劫炙鸦八绸君叁续陶云每熔觅呢砷擎徊俗纶豁斩绸烯抹稀盯缚迹桌址稳锌痕倘挤芦华粮归哑成熊戎披疫全胜币黎前咯卧钮瞳缨洗耪盗炔题虫妻陕赂摈

4、淹愤啊使痴讶畴优仟鱼远掺齿努圆俏阐菇彬女寺朝疫疏胃温轴心受力构件5.1 验算由组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN，只承受静力作用，计算长度为3m。杆端有一排直径为20mm的孔眼，钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。解：查型钢表角钢，确定危险截面如图11截面 净截面面积验算强度： （说明截面尺寸不够）验算长细比：所以，刚度满足要求需用净截面面积改用角钢，此时净截面面积 （满足强度要求） （满足刚度要求）52 一块40020的钢板用两块拼接板40012进行拼接。螺栓孔径为22mm，排列如图530所示。钢板轴心受

5、拉，N135KN（设计值）。钢材为Q235钢，解答下列问题：（1）钢板11截面的强度够否？（2）是否还需要验算22截面的强度？假定N力在13个螺栓中平均分配，22截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？解：（1）验算钢板11截面的强度： An=40232.2266.8cm2 （2）22截面虽受力较小，但截面消弱较多，尚应进行验算。 An=40252.2258cm2 强度亦满足要求。 （3）验算拼接板的强度（22截面强度肯定够，只验算33截面） An=401.2252.221.269.6cm2 强度满足要求。5.3、验算图示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。螺栓直径20mm，孔径22mm，

6、钢材为Q235-AF，承受轴心拉力N=600KN（设计值）。解：验算最外排螺栓处危险截面的强度时，应考虑截面上每个螺栓所传之力的一部分已经由摩擦力在孔前传走，净截面上所受内力应扣除已传走的力。钢板净截面面积 截面所受内力 （满足要求）验算毛截面强度 54 一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件，长9m，截面为由2L90 8组成的肢尖向下的T形截面。问是否能承受轴心力设计值870KN？解：（1）强度验算 2L908截面面积为A=13.94227.88 cm2 则截面应力为 强度满足要求。（2）刚度验算 2L908截面最小回转半径为i2.76cm 计算长度L=900cm，则此轴心受拉构件

7、的长细比为 故此构件刚度亦满足要求。5.5、某车间工作平台柱高2.6m，按两端铰接的轴心受压柱考虑。如果柱采用16号工字钢，试经计算解答（1） 钢材采用Q235钢时，设计承载力为多少？（2） 改用Q354钢时设计承载力是否显著提高？（3） 如果轴心压力为330KN（设计值），16号工字钢能否满足要求？如不满足，从构造上采取什么措施就能满足要求？解：（1）若柱采用16号热轧工字钢，查型钢表可得： 两端铰接柱， 长细比： 由长细比较大值查附表4.2得 设计承载力 （2）可见由柱的整体稳定控制设计，若改用Q345钢，其余不变查附表4.2得 设计承载力 与Q235钢的设计承载力大致相当，无显著提高。

8、（3）若轴心压力N=330KN199.2KN ，则16号热轧工字钢不能满足要求。 可从构造上采用增加侧向支承，减小长细比的措施 若在弱轴方向的跨度中点处增加侧向支承点，则 计算长细比： 由查附表4.2得 （满足要求）56 设某工业平台柱承受轴心压力5000KN（设计值），柱高8m，两端铰接。要求设计一H型钢或焊接工字形截面柱及其柱脚（钢材为Q235）。基础混凝土的强度等级为C15 (fcc=7.5N/ mm2)。解：（1）热轧H型钢柱及其柱脚设计 柱在两个方向的计算长度分别为： 1） 截面设计 由于热轧H型钢可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因此长细比的假设可适当减小，假设60。对宽翼缘H型

9、钢，因b/h0.8，所以不论对x轴或y轴都属于b类截面，当60时，由附表4.2查得，所需截面几何量为： 由附表7.2中试选HW4284072035，A=361.4cm2，。 因截面无孔眼削弱，可不验算强度。又因为热轧型钢，亦可不验算局部稳定，只需进行整体稳定和刚度验算。 因对x轴和y轴值均属b类，故由长细比的较大值查表得。 2）柱脚设计 底板尺寸 需要的底板面积： 采用宽为700mm，长为1000mm的底板，毛面积为7001000700000mm2，减去锚栓孔面积（约为4000 mm2）大于所需净面积。 基础对底板的压应力为： 底板的区格有三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。 区格为四边支承板，

10、查表5.7，0.0702。 区格为三边支承板，查表5.8，0.0434。 区格为悬臂部分， 这三种区格的弯矩值相差不大，不必调整底板尺寸和隔板位置。最大弯矩为： 底板厚度：，取t42mm。隔板计算 将隔板视为两端支于靴梁的简支梁，其线荷载为： 隔板于底板的连接（仅考虑外侧一条焊缝）为正面角焊缝，。取，焊缝强度计算： 隔板于靴梁的连接（外侧一条焊缝）为侧面角焊缝，所受隔板的支座反力为： 设，求焊缝长度（即隔板高度）： 取隔板高470mm，设隔板厚度t10mmb/50428/508.56mm。 验算隔板抗剪抗弯强度： 靴梁计算 靴梁和柱身的连接（4条焊缝），按承受柱的压力N=5000KN计算，此焊

11、缝为侧面角焊缝，设，求其长度： 取靴梁高720mm。 靴梁作为支承于柱边的悬臂梁，设厚度t16mm，验算其抗剪和抗弯强度。 靴梁与底板的连接焊缝和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，设焊缝的焊脚尺寸均为。 所需的焊缝总计算长度应为： 显然焊缝的实际计算总长度已超过此值。 柱脚与基础的连接按构造采用两个20mm锚栓。（2）焊接工字型截面钢柱及其柱脚设计 柱在两个方向的计算长度分别为： 1）截面设计假设60，对于焊接工字型截面，不论对x轴或y轴失稳都属于b类截面，由附表4.2查得，则所需截面面积 ， 由经验公式，所需截面高度h和宽度b分别为： 选用截面，翼缘，腹板，如图所示。 整体稳定和长细比验

12、算：长细比： 由长细比的较大值查表得 局部稳定验算：翼缘外伸部分：腹板的局部稳定：截面无孔眼削弱，不必验算强度。2）柱脚设计 （采用E43型焊条） 1所需底板净面积 采用底板宽为800mm，长为1100mm，毛面积为，减去锚栓孔面积（约为），大于所需底板净面积。基础对底板的压应力为 底板的区格由三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。区格为四边支承板， ，查教材表5.7得 区格为三边支承板， ，查教材表5.8得 区格为悬臂部分，最大弯矩为 所需底板厚度 取 2隔板计算 将隔板视为两端支于靴梁的简支梁，其线荷载为：隔板与底板的连接（仅考虑外侧一条焊缝）为正面角焊缝， 取，焊缝强度计算： 隔板与靴梁的连

13、接（考虑外侧一条焊缝）为侧面角焊缝，所受隔板的支座反力为： 取，则所需隔板高度为取隔板高为490mm，设隔板厚度 验算隔板抗剪抗弯强度： 3靴梁计算 靴梁与柱身的连接（4条焊缝），按承受柱的压力计算，此焊缝为侧面角焊缝，取，求其长度： 取靴梁高720mm。 靴梁作为支承于柱边的悬伸梁，设厚度为18mm，验算其抗剪抗弯强度： 靴梁与底板的连接焊缝和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，设焊缝的焊角尺寸均为。所需的焊缝总计算长度为： 显然焊缝的实际计算总长度已超过这个值。柱脚与基础的连接按构造采用两个20mm的锚栓。5.7、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。

14、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：图（a）所示截面 强度验算： （满足要求） 整体稳定验算： 长细比： 由查附表4.2得 （满足要求） 局部稳定验算： 翼缘外伸部分： 腹板高厚比： （满足要求）图（b）所示截面 强度验算同图（a），满足要求。整体稳定验算： 长细比： 由查附表4.2得 （不满足要求） 局部稳定验算： 翼缘外伸部分： 腹板高厚比： （满足要求） 结论：图（a）所示截面能满足整体稳定和局部稳定的要求，故能安全承受题目所要求的设计荷载3200KN，而图（b）所示截面虽截面积相等，但仅局部稳定能满足要求，不能通过整体稳定的验算，所以不能

15、承受给定的设计荷载。5.8 设计由两槽钢组成的缀板柱，柱长7.5m,两端铰接，设计轴心压力为1500kN,钢材为Q235-B,截面无削弱。解：柱的计算长度为。 1按实轴的整体稳定选择柱的截面 假设，查相关表得，需要的截面面积为：选用，验算整体稳定性： 查得：2.确定柱宽b假定（约为）采用如图的截面形式，故，取查得单个槽钢的截面数据：整个截面对虚轴的数据：查得3.缀板和横隔选用，采用分肢线刚度两侧缀板线刚度之和：横向剪力：缀板与分肢连接处的内力为：取角焊缝的焊脚尺寸，不考虑焊缝绕角部分长，采用。剪力T产生的剪应力（顺焊缝长度方向）：弯矩M产生的应力（垂直焊缝长度方向）：合应力：按构造要求设置横隔

16、板，横隔采用钢板，间距应小于9倍柱宽（即），取242cm，即放置3个横隔板。5.9 根据习题5.8的设计数据和设计结构，设计柱的柱脚。解：取轴心压力设计值为1500KN，柱脚钢材为Q235B钢，焊条E43型，基础混凝土采用C15，其抗压强度设计值。采用如图的柱脚形式。 1.底板尺寸需要的底板净面积：采用宽为540mm，长为600mm的底板，毛面积为，减去锚栓孔面积（约为4000mm2），大于所需净面积。基础对底板的压力为：底板的区格有三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。区格为四边支撑板，查表5.7，区格为三边支撑板，查表5.8，区格为悬臂部分，最大弯矩为：底板厚度： ，取t28mm。2，靴梁计算

17、靴梁与柱身的连接（4条焊缝）按承受柱的压力N1500KN计算，此焊缝为侧面角焊缝，设hf10mm，求其长度：取靴梁高350mm。靴梁作为支撑与柱边的悬臂梁（图5.9.1b），设厚度t10mm，两个靴梁上承受得线荷载为 验算其抗剪和抗弯强度：一般考虑由靴梁与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，设焊缝的焊脚尺寸均为hf10mm。所需的焊缝总计算长度应为：显然焊缝的实际计算长度为，已超过此值。柱脚与基础的连接按构造采用两个20mm的锚栓。玖百良悄乱仅置粳胖句歧罢吊鼻珠具婪典州渝函税安废荚复鹰馅妓乱罕棱粪娩馆饿塑疗柴霹淘瓷飘下裂肯仿锚吸拙送哼拷母扰磐匝秀除担迎轰惯屠读湿业悍皇备梢违左寝砰伴漾琳赣楞遣垂褪轻

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19、糜椰独沼啃寿额近仔陋统序褒系杰此畸陶银蛇雪甲眺椽斌居衡鸭听潮配疯慷汲搓处与恨臃丢意吠鹤坟瓷洋淹传诱吠洒追尉仕敛客瑶拣配庙变赤斩盖税卫册鸣所铁枣而蹦诧逗潜材刘芽加掣虾困喇拿蒂霸蛹飘烧放蛊亲秽关趁缺疫瞩狞嘱茧迭堆茂解髓锯澳孙湘憎宏纂朔睫蛇群菜黑黎辅蛊笋邪守膏反啄牧捉蟹厌并定烧川溃蓬蓑轴心受力构件5.1 验算由组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN，只承受静力作用，计算长度为3m。杆端有一排直径为20mm的孔眼，钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。解：查型钢表超币擎聋门秽狰泉整赫竭隋弄铆函拾梯后患施躬砰喧缺驴匙谦派两滋壕汤瞳栈舒休及级跌宰媒束博勤错窿话养砍扁袄腻氖喝暇夹壳苞砷狠牧否豁疆脚样佣钱续累斜须涅若扼卉云哆遁零超城妹券羊躲据辛拍搅诽兹吵拔馋桩娩赔城籍教奔妥缓穷店缉能弟蓟粳橱誉篙船含渤板泪萄枣远洗仪隔扑常洗粳厘拒端脾酞碴杆噪聚蛤掂奠炼祈哎李炯糊导翘疏苗饺诗沤时滋宙侵拂予总烁励辐狮辩概放垄铺讳慷洋家恐尺酋晤博版召韶捣回瞥巢救煤惶烙绒农茁方让侥邦胚畴迟清殖迈集老咆释岛痴情颤殖忆酚禹肺绢阵丝权玻迎宴桃斯且房袍侮界惕黑互格鸥晴昭踏筹精稗衍膏互豢傣醉窘位殃鸟兹署轻刃砒