《金属结构》作业参考答案

金属结构作业参考答案沈孝芹工程机械教研室机电工程学院金属结构第4章作业参考答案42某轴心受压构件附图42计算长度，受轴心压力05LMN3000KN，采用Q345，已知工字型的截面尺寸如图所示，试验算其强度、刚度及整体稳定性。解已知150,30,450KNML1截面几何特性AA1A2321223521784CM24233378165251CMIX490CMY2许用应力查表22，16T得235/SN按载荷组合B考虑，查表311得安全系数N13423457/SMN3、刚度校核由于YXL0，而YXR，故截面仅需对Y轴作刚度和稳定控制。CAIRY9584172所以刚度满足。10360YXRL4、整体稳定性校核由查表42截面属于B类，查附录四附表42的稳定系数Y0762285/34YMPAPAANY257720147603构件整体稳定性满足要求。由于构件没有截面削弱，强度必然满足要求。5、结论构件的强度、刚度及整体稳定性满足要求。32020203501243已知两端铰支的双肢缀板式轴心压杆附图43。杆长。06LM材料Q235，焊条E43型，承受轴心压力KN450，已知截面尺寸如图所示，试验算其整体稳定性。解已知,KN45006LM1截面特性从型钢表中查得16A数据H160MM,B65MM,A21962CM2,Z0180CM,IX8662CM4,WX1083CM3,RX628CMIY1733CM4,WY11630CM3,RY1183CM592860XRL221183549621371CMIY）（CMARY4692835460YRL93817509382212XH2、许用应力查表22，6T得25/SNM查表311载荷组合B得安全系数N1342/173425NS3稳定性校核由于，故只需按HY计算整体稳定性XHY查表42截面属于B类，查附表42得，Y0549,所以MPAPAANY1751872965403故构件整体稳定性不满足，需重新进行设计。45解已知L6M,P30KN,G6KN,FL/400,170MPA,100MPA查表工字钢I28A，则D85MM,T137MM,R105MM,Q435KG/M426N/M,IX7110CM4,WX508CM3,（1）整体稳定性判断是否需要稳定性校核L60PG梁的跨内无支承，不需要整体稳定性校核的最大数值为。1/BL13/253S该结构自由计算长度与梁宽比6000/122492大于13，所以必须进行整体稳定校核。1/BL考虑自重，跨中最大弯矩为MNQLGPM422MAX1059684316034841）（许用应力查表22，6T得25/SNM由于没有考虑风载荷，按载荷组合A考虑，查表311载荷组合A得安全系数N148235184SMPANMPA791385查表46（P72）得，B072PAWXB851705089721904所以，整体稳定性不满足。（2）强度验算最大正应力（移动集中载荷位于跨中时，在跨中截面翼缘边缘处）满足MPAPAMX81521058904MAX最大剪应力（移动集中载荷位于端部时，在端部截面中性轴处）329058672310837123723712850CMSMPAPAISQLGPIQ710590964694MAX满足局部挤压应力满足MPAPAHAGPYJ815435107325862折算应力移动集中载荷位于跨中截面时，QPG/218KN，假定剪力全部由腹板承受MPA487132805在翼缘和腹板相交处存在正应力、剪应力和局部挤压应力3）刚度验算跨中最大刚度所以，刚度满足。46附图46所示为长5M的悬臂梁，梁端下翼缘悬挂一重物P100KN。梁截面及尺寸如图，材料Q345。试验算梁的整体稳定性，不计梁自重。P506182解1最大弯矩为MKNKPLM5MAX1012截面特性A8006212088CM2MLMIEQLILGPFXX154061253010740923867948608455333AAJJZS8151974832807143280711322224232030912065054102860112CMTHBIX43CMY325892HIWX3许用应力查表22，16T得2345/SNM按载荷组合B考虑，查表311得安全系数N13423457/SN4、校核整体稳定性SYXYBHTMKWAH2354102跨中无侧向支承，集中载荷作用在下翼缘，B223028223308251HBTL028032146双轴对称为M05，K1。CMAIRY89314悬臂梁L052025789310YRL604521825743162B验算整体稳定性MPAPAWMW2570125603MAX所以，整体稳定性不满足。48已知345,14,312,50,60,2000QMLLMKNKNKNYXHYHX材料解1截面几何特征2180621CA423139680461201CMIX72CY34126392HIWX34850172CMBIWY,CMAIRX718CAIRY39186，刚度满足。15024300XRL150425390XYRL2、许用应力查表22，16T得23/SNM按载荷组合B考虑，查表311得安全系数N13423457/SN3整体稳定性验算YEXEWMNAN1因为，由查表42，截面属于B类，查附录四附表42，得0877XY245XKANXE190801222KNEAY2105438122代入求出稳定应力MPAPA2572085913721068521041609183363构件的整体稳定性满足。金属结构第5章作业参考答案52附图52所示对接焊缝，施焊时不用引弧板。钢材为Q345钢，焊条为E50型。手工焊，用精确方法检查。试计算P100KN时，在三种受力情况下焊缝的强度能否满足。52解解求许用应力查表51得焊缝抗拉和抗压许用应力，焊缝抗剪许用应力H2H按载荷组合B，查表311得安全系数N134234527/1SNMN焊缝抗拉和抗压许用应力257/HNM焊缝抗剪许用应力218/2H（A）由焊缝强度满足MPAPALPHF2575681043）（B）焊缝受到轴心力KNQKNN704SIN1,70COS剪力AALHF25248210473）（焊缝强度满足MPPLPHF183）（C）焊缝受到轴心力KNQKNN7045SIN,7045COS10剪力弯矩MQM7125IN104104由（B）知，MPAPALPHF257248210473）（在弯矩M作用下，HMWM1469076232MAX最大正应力2点由PAPAHN5714最大剪应力1点4331208,058CMICSMPAPAIQH6147331MAX折算应力1点PAMPANZS283571123632432焊缝强度满足。53在上题连接中，若改用双面贴角焊缝附图53，在各承受同样的力情况下，确定焊缝厚度。解求许用应力查表51得焊缝抗剪许用应力2H按载荷组合B，查表311得安全系数N134234527/1SNMN焊缝抗剪许用应力218/2HNMA角焊缝受到轴心力P100KN焊缝强度满MPAPALHPHFFN182546282087170足。（B）角焊缝受到轴心力KNQKNN7045SIN,745COS1剪力在N作用下，PALHFF32801703在Q作用下MLFFQ2873MPAHTN1702焊缝强度满足。C角焊缝受到轴心力KNQKNN7045SIN1,7045COS10剪力弯矩MQM725IN在N作用下，MPALHNFF328071703在M作用下，MPAWM1032698703在2点，HN82312在Q作用下433012907,6584907CMICMSMPAIHQ897160433在1点，AHTQN1821046222焊缝强度满足。57计算附图57所示螺栓连接件能承受的最大力P。钢材Q345，精制螺栓Q235，直径A20MM，孔径MD320I类孔，性能等级为48。57解1求许用应力查表55得螺栓双面受剪的剪切许用应力为08/SPN，被连接构件承压许用应力为，182310/SPNM按载荷组合B，查表311得安全系数N1342/1853408MNNSPL2/61SLC2螺栓连接的验算一个螺栓的抗剪许用承载力为1680N5420421LJLJDNN一个螺栓的承压许用承载力为93LCLC可见，较小承载力为NL1680MIN接头所有螺栓能承受的拉力N为800KNKNPL8160IN可见，螺栓连接强度足够。3构件净截面强度验算构件净截面面积214179203514084MDNAJ构件净截面强度验算为MPANMPAPSJ3419470834结论此连接的螺栓和构件的强度均满足要求。59若将附图57中的螺栓改为高强螺栓，材料为40硼钢，直径D20MM，孔径MD521，性能等级为109。连