轴心受力构件习题指导.doc

第四章习题指导41 验算由2L 635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270 kN，只承受瞥力作用，计算长度为3m。杆端有一排直径为20 mm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置的影响。解：查型钢表附表7.5，角钢，A=26.14=12.28cm2，假设a=6mm， ，角钢的厚度为，显然其危险截面在杆端， 最大长细比净截面面积为：此拉杆的强度：不满足增大截面，改用， A=26.88=13.76cm2此时：，满足。4.2 一块40020的钢板用两块拼接板40012进行拼接螺栓孔径为22mm，排列如图所示钢板轴心受拉，N1350 kN(设计值)。钢材为Q535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）钢板截面的强度。净截面面积其强度为，满足。解：（2）需要验算2-2截面的强度。2-2截面所承受的拉力：其强度为解：（3）拼接板的强度满足。拼接板的厚度为，故其截面强度满足要求不用验算。4.3 验算图示用摩擦四高强度螺栓连接的钢板净截面强度。螺栓直径20 mm，孔径22mm，钢材为四35AF承受轴心拉力N600 kN(设计值)。解：验算最外列螺栓处危险截面的强度：，满足。 4.4 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2L 908组成的肢尖向下的T形截面，问是否能承受设计值为870 kN的轴心力?解：查型钢表附表7.5：角钢，假设a=6mm，可以。，可以。4.5 某车间工作平台柱高2.6m，按两瑞铰接的轴心受压柱考虑。如果柱采用16号热轧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Q345钢时设计承裁力是否显著提高?(3)如果轴心压力为330 kN(设计值)16号热轧工字钢能否满足要求？如不满足，从构造上果取什么措施就熊满足要求?解：(1) 查附表7.1：16号热轧工字钢截面数据为，计算平台柱长细比：；查表4.3，平台柱的截面类别，x轴为a类，y轴为b类根据，查附表4.1，表4.2得，截面无削弱，强度不计算；热轧截面，局部稳定不计算。解：(2) 查附表7.1：16号热轧工字钢截面数据为，,计算平台柱长细比：；查表4.3，平台柱的截面类别，x轴为a类，y轴为b类根据，查附表4.1，表4.2得，由于无显著提高。解：(3)若轴心压力为，不能满足。应沿x方向在柱中间设侧向支撑，设置侧向支撑后，平台柱对y轴的计算长度为，长细比为，（b类），所以：，可以满足4.6 设某工业平台柱承受轴心压力5000 kN(设计值)，柱高8m两瑞铰接。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()。解：采用热轧H型钢，焊接组合截面工字钢见例题(1) 试选截面 由于热轧H型可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因此长细比的假设值可适当减小。假设。对宽翼缘H型钢，因。所以无论对x轴或对y轴都属于b类截面。在柱中间沿x方向设置侧向支撑，。时，由附表4.2查的。截面所需面积回转半径由附表7.2中试选，记录相关数据，。(2) 截面验算因截面无孔眼削弱，可不验算强度。又因为型钢，亦可不验算局部稳定，只需要进行整体稳定和刚度验算。因对x轴或对y轴都属于b类，故由长细比较大值，查表取稳定系数，查附表4.14.7 图示两种焊接组合截面(焰切边缘)的截面积相等，钢材均为Q235钢当用作长度为10 m的两瑞铰接轴心受压柱时，是否能安全承受设计荷载3200 kN?解：验收截面(a)计算截面几何特性惯性矩 截面面积回转半径：计算长度，长细比： 由已知条件，查表4.3对于x、y轴均为b类截面，由于，则由，查附表4.2得稳定系数验算整体稳定：需要计算局部稳定：翼缘 腹板截面无削弱，强度可以不计算。同理可验证截面(b)。4.8 设计由两槽钢组成的缀板柱，柱长7.5m，两瑞铰接，设计轴心压力为1500 kN，钢材为Q335B，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，钢材为Q335B，查表4.3对x、y轴均为b类截面，查附表4.2得，需要的截面面积为查型钢表，选用228C,记录相关数据验算实轴刚度：查附表4.2得稳定系数验算实轴整体稳定性：2.按等稳定条件确定分肢间距 根据分肢不先于整体失稳，有，则分肢轴线间距单个槽钢的截面数据（图1）整个截面对虚轴的数据：有对虚轴的换算长细