钢结构第三章答案.doc

所有习题中为计算方便，仅3.10考虑了重力，大家做题时根据实际情况判断是否考虑重力。第三章3.9图为一两端铰接的焊接工字形等截面钢梁，钢材为Q235。梁上作用有两个集中荷载P=300 kN（设计值），集中力沿梁跨度方向的支承长度为100mm。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。解：首先计算梁的截面模量，计算出梁在荷载作用下的弯矩和剪力，然后按照规定的计算公式，分别验算梁的抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力强度等。200060002000PP截面尺寸1-80082-28010BCAD12（1）计算截面模量V300kN600kNm600kNm300kNM（2）验算截面强度梁上剪力和弯矩图分布如图所示，由此确定危险点。弯曲正应力B、C两点间梁段弯矩最大，不考虑截面发展塑性剪应力A、B两点间梁段和C、D两点间的梁段上的剪力最大局部承压在集中力作用B、C两点处没有加劲肋，应验算局部承压应力。折算应力B左截面、C右截面处同时存在较大的弯矩、剪力和局部压应力，应计算腹板与翼缘交界处的折算应力。局部承压验算已不满足，此处不必验算折算应力。3.10一焊接工字形截面简支梁，跨中承受集中荷载P=1500kN（不包含自重），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。解：内力计算梁的支座反力（未计主梁自重）：跨中最大弯矩：初选截面梁所需要的净截面抵抗矩为：梁的高度在净空上无限制，按刚度要求，工作平台主梁的容许挠度为l/400，则梁容许的最小高度为：（参照均布荷载作用）按经验公式，可得梁的经济高度：参照以上数据，考虑到梁截面高度大一些，更有利于增加刚度，初选梁的腹板高度hw=150cm。腹板厚度按抗剪强度：考虑局部稳定和构造因素：取腹板t=14mm。根据近似公式计算所需翼缘板面积：翼缘板宽：b=(1/2.51/6)h=250600mm，取b=420mm。翼缘板厚：t=7131/420=16.9mm，取t=16mm。翼缘外伸宽度：b1=(420-14)/2=203mm。截面验算截面的实际几何性质：主梁自重估算：单位长度梁的质量为：344.4100785010-61.2324.4kg/m式中1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造用钢使自重增大的系数，则梁的自重为：g324.4kg/m9.83.18kN/m由梁自重产生的跨中最大弯矩：由梁自重产生的支座剪力：跨中最大弯矩：弯曲应力：，所选截面符合要求，截面尺寸如图所示。（也可重新选较大截面再进行验算）支座处最大剪应力：次梁处放置支承加劲肋，不需验算腹板的局部压应力。跨中左侧和右侧截面处的弯矩和剪应力均最大，故需验算腹板与翼缘交界处的折算应力：跨中截面腹板边缘正应力：跨中截面腹板边缘剪应力：跨中截面腹板边缘折算应力：MV16144201615003.11某两端铰接的拉弯构件，截面为I45a轧制工字形钢，钢材为Q235。作用力如图所示，截面无削弱，要求确定构件所能承受的最大轴线拉力。2000200020000.25P0.25PBCADPP解：由附表查得I45a型钢的截面特性：翼缘平均厚度18mm16mm，钢材的强度设计值f=205N/mm2。根据强度条件有：解得P475.6KN，所以该压弯构件所能承受的最大轴线拉力为475.6 KN（设计