鋼結構基本原理第二版習題參考解答第六章

2021-03-04 09:54:51 字數 1404 閱讀 5818

6.1 工字形焊接組合截面簡支梁,其上密鋪剛性板可以阻止彎曲平面外變形。梁上均布荷載(包括梁自重),跨中已有一集中荷載,現需在距右端4處設一集中荷載。

問根據邊緣屈服準則,最大可達多少。設各集中荷載的作用位置距梁頂面為120mm,分布長度為120mm。鋼材的設計強度取為。

另在所有的已知荷載和所有未知荷載中,都已包含有關荷載的分項係數。

圖6-34 題6.1

解:(1)計算截面特性

(2)計算、兩集中力對應截面彎矩

令,則當,使彎矩最大值出現在作用截面。

(3)梁截面能承受的最大彎矩

令得:;令得:

故可假定在作用截面處達到最大彎矩。

(4)a.彎曲正應力

①b.剪應力

作用截面處的剪力

②c.區域性承壓應力

在右側支座處: ③

集中力作用處: ④

d.折算應力

作用截面右側處存在很大的彎矩,剪力和區域性承壓應力,計算腹板與翼緣交界處的分享應力與折算應力。

正應力:

剪應力:

區域性承壓應力:

折算應力: ⑤

聯立①-⑤解得:

故可知,並且在作用截面處的彎矩達到最大值。

6.2 同上題,僅梁的截面為如圖6-35所示。

6.3 一捲邊z形冷彎薄壁型鋼,截面規格,用於屋面檁條,跨度6m。作用於其上的均布荷載垂直於地面,。

設檁條在給定荷載下不會發生整體失穩,按邊緣屈服準則作強度計算。所給荷載條件中已包含分項係數。鋼材強度設計值取為。

6.4 一雙軸對稱工字形截面構件,一端固定,一端外挑4.0m,沿構件長度無側向支承,懸挑端部下掛一過載。若不計構件自重,最大值為多少。鋼材強度設計值取為。

圖6-37 題6.4

解:(1)截面特性計算

(2)計算彎曲整體穩定係數

按《鋼結構設計規範》附錄b公式b.1-1計算梁的整體穩定係數

查表b.4,由於荷載作用在形心處,按**上下翼緣的平均值取值:

截面為雙軸對稱截面,

則取(3)f最大值計算

由,解得。

6.5 一雙軸對稱工字形截面構件,兩端簡支,除兩端外無側向支承,跨中作用一集中荷載,如以保證構件的整體穩定為控制條件,構件的最大長度的上限是多少。設鋼材的屈服點為(計算本題時不考慮各種分項係數)。

圖6-38 題6.5

解:依題意,當時,整體穩定不控制設計,故長度需滿足。

(1)截面特性計算

(2)整體穩定計算

按《鋼結構設計規範》附錄b公式b.5-1近似計算梁的整體穩定係數:

①又有 ②

由整體穩定有,即 ③

聯立①-③解得: 故可取。

(注:嚴格應假定長度,再按《鋼結構設計規範》附錄b公式b.1-1計算梁的整體穩定係數,然後驗算③式,通過不斷迭代,最終求得的長度為所求)

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