軸心受力構(gòu)件習(xí)題指導(dǎo)

1、第四章習(xí)題指導(dǎo)41 驗(yàn)算由2L 63×5組成的水平放置的軸心拉桿的強(qiáng)度和長(zhǎng)細(xì)比。軸心拉力的設(shè)計(jì)值為270 kN，只承受瞥力作用，計(jì)算長(zhǎng)度為3m。桿端有一排直徑為20 mm的孔眼，鋼材為Q235鋼。如截面尺寸不夠應(yīng)改用什么角鋼? 注：計(jì)算時(shí)忽略連接偏心和桿件自置的影響。解：查型鋼表附表7.5，角鋼，A=2×6.14=12.28cm2，假設(shè)a=6mm， ，角鋼的厚度為，顯然其危險(xiǎn)截面在桿端， 最大長(zhǎng)細(xì)比凈截面面積為：此拉桿的強(qiáng)度：不滿足增大截面，改用， A=2×6.88=13.76cm2此時(shí)：，滿足。4.2 一塊400×20的鋼板用兩塊拼接板400×

2、;12進(jìn)行拼接螺栓孔徑為22mm，排列如圖所示鋼板軸心受拉，N1350 kN(設(shè)計(jì)值)。鋼材為Q535鋼，解答下列問題：(1)鋼板11截面的強(qiáng)度夠否?(2)是否還需要驗(yàn)算22截面的強(qiáng)度？假定N力在13個(gè)螺栓中平均分配，22截面應(yīng)如何驗(yàn)算?(3)拼接板的強(qiáng)度夠否，解：（1）鋼板截面的強(qiáng)度。凈截面面積其強(qiáng)度為，滿足。解：（2）需要驗(yàn)算2-2截面的強(qiáng)度。2-2截面所承受的拉力：其強(qiáng)度為解：（3）拼接板的強(qiáng)度滿足。拼接板的厚度為，故其截面強(qiáng)度滿足要求不用驗(yàn)算。4.3 驗(yàn)算圖示用摩擦四高強(qiáng)度螺栓連接的鋼板凈截面強(qiáng)度。螺栓直徑20 mm，孔徑22mm，鋼材為四35AF承受軸心拉力N600 kN(設(shè)計(jì)值)。

3、解：驗(yàn)算最外列螺栓處危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度：，滿足。 4.4 一水平放置兩端鉸接的Q345鋼做成的軸心受拉構(gòu)件，長(zhǎng)9m，截面為由2L 90×8組成的肢尖向下的T形截面，問是否能承受設(shè)計(jì)值為870 kN的軸心力?解：查型鋼表附表7.5：角鋼，假設(shè)a=6mm，可以。，可以。4.5 某車間工作平臺(tái)柱高2.6m，按兩瑞鉸接的軸心受壓柱考慮。如果柱采用16號(hào)熱軋工字鋼試經(jīng)計(jì)算解答：(1)鋼材采用Q235鋼時(shí)，設(shè)計(jì)承載力為多少?(2)改用Q345鋼時(shí)設(shè)計(jì)承裁力是否顯著提高?(3)如果軸心壓力為330 kN(設(shè)計(jì)值)16號(hào)熱軋工字鋼能否滿足要求？如不滿足，從構(gòu)造上果取什么措施就熊滿足要求?解：(1) 查附

4、表7.1：16號(hào)熱軋工字鋼截面數(shù)據(jù)為，計(jì)算平臺(tái)柱長(zhǎng)細(xì)比：；查表4.3，平臺(tái)柱的截面類別，x軸為a類，y軸為b類根據(jù)，查附表4.1，表4.2得，截面無削弱，強(qiáng)度不計(jì)算；熱軋截面，局部穩(wěn)定不計(jì)算。解：(2) 查附表7.1：16號(hào)熱軋工字鋼截面數(shù)據(jù)為，,計(jì)算平臺(tái)柱長(zhǎng)細(xì)比：；查表4.3，平臺(tái)柱的截面類別，x軸為a類，y軸為b類根據(jù)，查附表4.1，表4.2得，由于無顯著提高。解：(3)若軸心壓力為，不能滿足。應(yīng)沿x方向在柱中間設(shè)側(cè)向支撐，設(shè)置側(cè)向支撐后，平臺(tái)柱對(duì)y軸的計(jì)算長(zhǎng)度為，長(zhǎng)細(xì)比為，（b類），所以：，可以滿足4.6 設(shè)某工業(yè)平臺(tái)柱承受軸心壓力5000 kN(設(shè)計(jì)值)，柱高8m兩瑞鉸接。要求設(shè)計(jì)一H

5、型鋼或焊接工字形截面柱及其柱腳(鋼材為Q235)?；A(chǔ)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C15()。解：采用熱軋H型鋼，焊接組合截面工字鋼見例題(1) 試選截面 由于熱軋H型可以選用寬翼緣的形式，截面寬度較大，因此長(zhǎng)細(xì)比的假設(shè)值可適當(dāng)減小。假設(shè)。對(duì)寬翼緣H型鋼，因。所以無論對(duì)x軸或?qū)軸都屬于b類截面。在柱中間沿x方向設(shè)置側(cè)向支撐，。時(shí)，由附表4.2查的。截面所需面積回轉(zhuǎn)半徑由附表7.2中試選，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，。(2) 截面驗(yàn)算因截面無孔眼削弱，可不驗(yàn)算強(qiáng)度。又因?yàn)樾弯?，亦可不?yàn)算局部穩(wěn)定，只需要進(jìn)行整體穩(wěn)定和剛度驗(yàn)算。因?qū)軸或?qū)軸都屬于b類，故由長(zhǎng)細(xì)比較大值，查表取穩(wěn)定系數(shù)，查附表4.14.7 圖示兩種焊

6、接組合截面(焰切邊緣)的截面積相等，鋼材均為Q235鋼當(dāng)用作長(zhǎng)度為10 m的兩瑞鉸接軸心受壓柱時(shí)，是否能安全承受設(shè)計(jì)荷載3200 kN?解：驗(yàn)收截面(a)計(jì)算截面幾何特性慣性矩 截面面積回轉(zhuǎn)半徑：計(jì)算長(zhǎng)度，長(zhǎng)細(xì)比： 由已知條件，查表4.3對(duì)于x、y軸均為b類截面，由于，則由，查附表4.2得穩(wěn)定系數(shù)驗(yàn)算整體穩(wěn)定：需要計(jì)算局部穩(wěn)定：翼緣 腹板截面無削弱，強(qiáng)度可以不計(jì)算。同理可驗(yàn)證截面(b)。4.8 設(shè)計(jì)由兩槽鋼組成的綴板柱，柱長(zhǎng)7.5m，兩瑞鉸接，設(shè)計(jì)軸心壓力為1500 kN，鋼材為Q335B，截面無削弱。解：柱的計(jì)算長(zhǎng)度為1 按實(shí)軸的整體穩(wěn)定選擇柱的截面假設(shè)，鋼材為Q335B，查表4.3對(duì)x、y軸均為b類截面，查附表4.2得，需要的截面面積為查型鋼表，選用228C,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)驗(yàn)算實(shí)軸剛度：查附表4.2得穩(wěn)定系數(shù)驗(yàn)算實(shí)軸整體穩(wěn)定性：2.按等穩(wěn)定條件確定分肢間距 根據(jù)分肢不先于整體失穩(wěn)，有，則分肢軸線間距單個(gè)槽鋼的截面數(shù)據(jù)（圖1）整個(gè)截面對(duì)虛軸的數(shù)據(jù)：有對(duì)虛軸的換算長(zhǎng)