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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