钢结构第4章作业参考答案

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1、钢结构第4章作业参考答案4.1验算由2L63×5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（图4.37），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：查表有孔洞，危险截面是孔洞所在的正截面此截面能承受的最大轴力为：不满足要求改用Q235，2L63×6，查得A=14.58cm2，长细比：满足要求。4.2一块━400×20的钢板用两块拼接板━400×12进行拼接。螺栓孔径为22mm，排列如图4.38所示。钢板轴心受拉，N=1350KN（设计

2、值）。钢材为Q235钢，解答下列问题：（1）钢板1-1截面的强度够否？（2）是否还需要验算2-2截面的强度？假定N力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？解：查表得t=20钢板,t=12钢板(1)在1-1截面，20厚钢板12厚拼接板所以，1-1截面强度满足设计要求。（2）因2-2截面螺栓较1-1截面多，截面削弱较大，所以需要验算，方法同上。20厚钢板所以在2-2截面处亦满足要求（3）验算拼接板的强度(靠近中心处的螺栓截面)因，12厚拼接板4.3验算图4.39所示和摩擦型高强螺栓连接的钢板净截面强度。螺栓直径20mm，孔径22mm，钢材为Q23

3、5AF，承受轴心拉力N=600KN（设计值）。解：查表得，且因螺栓对称布置因两块拼接板厚度之和大于受力板，所以只须验算受力板的强度验算净截面验算毛截面所以，满足要求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2L90×8组成的肢尖向下的T形截面，问是否能承受设计值为870KN的轴心解：查表得2L90×8的，按一般建筑桁架杆件考虑，（1）强度验算（2）刚度验算对x轴对y轴所以，对整体而言，刚度满足要求，强度略有不足，可选用2L90×104.5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I16（16号热轧工字钢），试经计算解答：

4、（1）钢材采用Q235钢时，设计承载力为多少？（2）改用Q345钢时，设计承载力是否显著提高？（3）如果轴心压力为330KN（设计值），I16能否满足要求？如果不满足，从构造上采取什么措施就能满足要求？解：查表得I16工字钢的（1）当采用Q235钢时，对轧制工字钢，若对x轴失稳属于a类截面，对y轴失稳属于b类，因，分别查表得：，所以最大承载力为：解得，（2）若改为Q345，则因，查表得，，所以最大承载力和Q235钢的相比提高不多。（1）当N=330KN，时用Q235钢时用Q345钢时所以均不满足要求，可以在中间加剪刀撑，使计算长度此时：对Q235钢而言：，查表得，，对Q34

5、5钢而言：，查表得，，所以，用Q235钢时用Q345钢时所以均满足要求。4.6、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角（钢材为Q235）。基础混凝土强度等级为C15（)。解：①、查表：，初步假定其长细比为λ=75，选择截面尺寸：选用HW型钢，b类，查得选用HW400×400×20×35，、、、、、其截面如下图所示，验算其刚度及稳定性：查表得：故此柱满足要求②、设计此柱柱脚⑴、底板尺寸初步选用宽800mm，长950mm钢板，设锚栓孔面积为则，大于所求截面积。基础对底板压应力为：⑵、计算底板厚度，其布置如

6、下图所示：计算单位宽度底板内的弯矩：区格①（四边支承）：428/325=1.32，查表得：α=0.0691区格②（三边支承）：150/428=0.35，查表得：β=0.034区格③、④（三边支承）：171/325=0.526，查表得：β=0.060取，计算板厚：，取⑶、进行隔板的计算。作用在隔板上的线荷载：隔板的高度应由焊缝尺寸决定，取，隔板所受的剪力则焊缝的长度，取隔板高进行隔板厚度计算：、作用在隔板上的弯矩根据：，取，满足构造要求隔板承受的剪应力故满足抗剪承载力要求⑷、进行靴梁计算取靴梁与柱的连接角焊缝宽度，靴梁高度应由连接角焊缝确定：故此焊缝不满足要求，应增大焊缝取值

7、，取，进行计算：经复算，焊缝尺寸满足要求，取靴梁高计算靴梁的厚度t，初拟其厚度，现进行验算，将其受力图绘于下方：故此靴梁满足承载能力要求。⑸、校核所需焊缝总尺寸，取，显然满足此要求。⑹、由于在底板外侧增加了3个加劲肋，故安装螺栓可在区格③、④布置。4.7、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，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？⑴、先验算a图构件承载力：①，计算回转半径、及长细比、；②、验算整体稳定，此工字钢截面为b类，查表：、故该柱强度