土木工程第三次作业1-6..

1、综合分析题1、设计资料：屋面材料为石棉水泥波形瓦，干铺油毡一层，20厚木望板，屋面坡度1/2.5, 檩条跨度6m,于跨中设一道拉条，水平檩距 0.75m，沿坡向斜距0.808m。钢材 Q235。永久荷载标准值：石棉瓦（含防水及木基层）0.37kN/m2，檩条（包括拉条、支撑）自重设为0.1kN/m。可变荷载：屋面雪荷载为 0.4 kN/m2,均布荷载 为0.5 kN/m2，风荷载较小不考虑，由于检修集中荷载 1.0 kN的等效均布荷载为 2X1/ （0.75 6） =0.444 kN/m2,小于屋面均布活荷载，故可变荷载采用0.5 kN/m2。 要求：根据以上条件进行檩条设计。解：（1）内力计

2、算：檩条线荷载：Pk=0.37 X.808+0.1+0.50 0X5=0.774 kN/mP=1.2 6.37+0.808+0.1）+1.4 0.5X 0.75=1.004 kN/mPx=psi n21.8C=0.373 kN/mPy=pcos21.8C=0.932 kN/m弯矩设计值：Mx=pyl2/8=0.932 X/8=4.19kN.m My=pxl2/32=0.373 X/32=0.42kN.m（2）截面选择及强度验算选择轻型槽钢10 ， 如图所示。Wx=34.8cm3 ，Wymax=14.2cm3,Wymin=6.5cm3,lx=173.9cm4，ix=3.99cm，iy=1.37c

3、m。计算截面有孔洞削弱， 考虑0.9的折减系数，则净截面模量为：Wnx=0.9 X4.8=31.30 cm3，33Wnymax=0.9 X4.2=12.78 cm，Wnymin=0.9 X.5=5.85 cm。屋面能阻止檩条失稳和扭2 2=187.2N/mm 215 N/mm(T b=M/ xVnx+My/ yWnymax=4.19 X0/(1.05 36.32 X0 )+0.42 X0 /(1.05 1X.78 X0 )2 2=158.7N/mm 215 N/mm(3)挠度计算0434u y=5/3840.774 Eos21.8 X6000 )/(2060 %73.9 10)=33.85mm

4、l/150=40mm (无积灰)(4)构造要求入 x=600/3.99=150.4200故此檩条不可兼作屋面平面内的支撑竖杆或刚性系杆，只可兼作柔性系杆。2、条件：下图所示超静定桁架、两斜杆截面相同，承受竖向荷载P, 因竖杆压缩而在两斜杆中产生压力250kN。桁架的水平荷载则使两斜 杆分别产生拉力和压力150kN o1）两斜杆在交叉点均不中断。当仅承受竖向荷载时，确定斜杆AD 在桁架平面外的计算长度（m） ?2）两斜杆在交叉点均不中断。当仅承受水平荷载时，确定斜杆AD 在桁架平面外的计算长度（m） ?3）两斜杆在交叉点均不中断。同时作用有竖向荷载和水平荷载时， 确定斜杆AD在桁架平面外的计算长

5、度（m） ?解：1/2 1/21) 解：卩=0.5(1+N 0/N)=0.5(1+250/250)=1.01=2.828,则平面外：l0=yl=2.828m1/21/22) 解：卩=0.5(1 -3N 0/4N)=0.5(1-3 150/4 X150)=0.35 V 0.5取 卩=0.5，丨0=讪=0.5 X828=1.414m3) 解：斜杆BC :承受250-150=100 kN 压力斜杆AD :承受250+150=400 kN 压力1/2 1/2卩=0.5(1+N 0/N)=0.5(1+100/400)=0.79110=讪=0.791 X828=2.236m3、设计由两槽钢组成的缀板柱，柱

6、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：(1)肢件的选择设 入 y=60查表 y=0.807则 AN/ f=1500000/0.807 X215=8645mm选 236a 查表得 A=47.8cm2 h=2.73cm iy=13.96cm h=455cm4验算：刚度 =l0y/iy=7500/139.6=53.7455+47.8 (32/2)2=25383.6cm40 50 5ix=(Ix/A) . =25383.6/(2 48) . =16.3cml0x/ix=75000/163=462 2 |0.5220.5 t?0x= fx+ 入 1 =4

7、6 +26.85 =53.3查表 x=0.8412 2N/ & A=1500000/(0.841 47.8 00)=186.6N/mm vf=205N/mm(3) 缀板设计|01=?1 i1=26.85 7.3=73.3mmd2a/3=213mm 取 d=220mmt a/40=8mm,取 t=10mm 即采用缀板为-220 0L1=220+733=953mm3343Kb=2 X1/12 0 2203/320=55458.3mm3611/11 =6 455 04/953=28620mm3 缀板与肢件的连接焊缝设计：v =-9Svft 23056j5x!B32x320=343316#_ a vi

8、 230566x953-M = Tx = = 549321 l_125(iV- mm)244取 hf=8mm lw=200mm34332.62= 30.65X/mm0.7x8x200坊=493211 爭=U7N/mni0.7x8x 200*+()2 =124.4N/mffPfiw =lG0N/m综上缀板式格构截面肢件为236a,缀板为-320 X20X0。4、如图所示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。设计该缀板柱柱脚。2Bo(1 )计算底面尺寸:1500xl(P9.6156250mm1故采用350x500的钢板，设锚栓的直

9、径为 24mm，则螺栓孔的直径为26mrn螺栓构造如下图所示。4 = 350x 500- 2122_8=172877JW41728772(2 )确定底板厚度： 区格：M 二列=0_0422x8_68x203 =28717XWm区格:缪歸1朋7 TUMS3M=aP=00483x8 68x2703 = 305625# mmM = -x88x355 二第 MLSMmm3区格：2板厚:= 30bnm，故取 / 30nun(3)靴梁设计:取叮- XNlrnm亠=1500曲现F O.7fcz/7 0.7x8x160i1674 44J =+2*. = +2x8 = 434j53ww故每条焊缝的长度：故靴梁高

10、度取450mm。(4)验算靴梁抗弯抗剪承载力：人二门5川曲f二25川品区格所受的力与其范围内的力近似由靴梁承受?=8.68x(115+10+25)=1302#/mm忆=115x1302=149730#=149730x= 8O!M75#(2th 10x450=/； = 25W/mm26x86094758X4502A= 31-89iV/mw2 = 59 06x10*on4；12 122、改变后截面几何特征：4= 2x15x2+1x120 =仝空一空竺=3673x10*12 12陷=厶 /(fc / 2)=5S2W；=15x2x61=1 S30cm（二）确定截面理论断点位置 1/ 在离支座z处（图a

11、）截面的弯矩设计值为：*14?*-1（122+1. Y = 666 5豊F2 2按抗弯强度条件，截面改变后所能抵抗的弯矩设计值Alt为：Ma =71JV=1-O5x5924xW5x2O5 =1275xlOJV mm由见239m=z=9.lmI-取z lAm或9_bn；为了避免因翼圆截面的突然改变而引起该处较大的应力集中，应缝位置到梁端的距离分别在宽度方向两侧做成坡度不大于1 : 2.5的斜面（图c），因而时间边截面拼接的对接焊二为：03-015可二x4二2加C）。梁截面理论变截面和实际变截面位置及形状如图（三）在z 2Am处改变梁翼缘截面后的补充验算：i在z lAm处腹板计算高度边缘处折算应力

12、验算：在e 1处截面的弯矩设计值伽在2 2_ljn处截面的剪力设计值K =-t(1卫轨 +l_4gt = 399_6iiV腹板计算高度边缘处的弯曲正应力 0为：一 /伸2）- 367280x10*2腹板计算高度边缘处的剪应力为：签严如1严切一J 367280x104x10梁的翼缘改变后;2 Im折算应力为：心* 沪二 211M/材 u Af 二 11x215 二 2365川材2、翼缘截面改变后梁的整体稳定性验算由于在本题中，梁整体稳定性有保证，所以不需要计算截面改变后梁的整体稳定性。3、翼缘截面改变后梁的刚度验算对于改变翼缘截面的简支梁，在均布荷载或多个集中荷载作用下，其挠度可采用如下近 似计

13、算公式:u=WEIXI 25 打丿=10mm =355kN,起重机轨道高度 hR=150mm每台起重机的轮压分布如图a所示。起重机梁为焊接工字形截面如图b所示，采用Q345C钢制作，焊条采用E50型。图中长度单位为 mm1400p7Q034001700 11400325 32596000)毛載首1炉8504泊5卅 MS Wh=7829x10W 栩 WK=5658dOWb)在竖向平面内，起重机梁的最大弯矩设计值Mmax=14442.5kN.m。试问,强度计算中，仅考虑Mmax作用时起重机梁下翼缘的最大拉应力设计值。解：梁需考虑疲劳，丫 x取1.0。642Mx/ 丫 xWnx=14442.5 10

14、/(1.0 5858X0)=246.5N/mm(2) 在计算起重机梁的强度、稳定性及连接强度时，应考虑由起重机摆动引 起的横向水平力。试问，作用在每个起重机轮处由起重机摆动引起的横向水平力 标准值Hk(kN)。解: Hk= a Pkma=0.1 X355=35.5kN(3) 在起重机最大轮压作用下，试问，起重机梁在腹板计算高度上边缘的局部压应力设 计值。解：动力系数取1.1，分项系数为1.4.33F=1.1 X1.4 355X10 N=546.7 X0 Nlz=a+5hy+2hR=50+5 45+2 Xl50=575mm32(T c= F/twlz=1.35 X46.7 X03/(18 575)=71.3 N/mm2(4) 假定起重机梁采用突缘支座，支座端板与起重机梁腹板采用双面角焊缝连接， 焊缝高度hf=10mm。支座剪力设计值 V=3141.7kN。试问，该角焊缝的剪应力设 计值为多少？解：lw=2425-2 X0=2405mm32t f=V/(2hf X0.7lw)=304