钢结构原理第六章答案.doc

1、16.1 一平台的梁格布置如图 6.49 所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为 2.0kN/。活荷载的标准值为 20kN/。试选择次梁截面，钢材为 Q345 钢。图 6.49 习题 6.1 图解：由于铺板为预制钢筋混凝土板，且焊于次梁上，故不必计算该次梁的整体稳定。(一)、 考虑次梁采用 H 型钢，假设梁自重为 0.5kN/m，则次梁承受线荷载标准值为：qk=(2.03+0.5)+203=6.5+60=66.5 kN/m=66.5N/mm荷载设计值为（按可变荷载效应控制组合，同时考虑到平台活荷载大于4.0 kN/，故恒荷载分项系数取为 1.2，活荷载

2、分项系数取为 1.3）：q1.2(2.03+0.5)+1.3(203)=85.8 KN/m假设次梁简支于主梁上，则跨中最大弯矩设计值为：= = 85.8 =386.1xM812l26mKN21、 截面选择根据抗弯强度选择截面，需要的截面模量为： nxWfMx3105.86386m3186c选用 HN400200813,其几何特征为： ， ，自重：66 kg/m=0.66 kN/m，稍大于假设自xI42370cmx39c重。2、 截面验算： 抗弯强度：跨中截面无孔眼削弱，此 大于需要的 ，梁的xW3186cm抗弯强度已足够。 抗剪强度：由于型钢梁腹板较厚，一般不必验算抗剪强度。 局部承压强度：考

3、虑将次梁连接于主梁加劲肋上，故不必验算次梁支座处的局部承压强度； 局部稳定：型钢梁翼缘和腹板厚度较大,不必验算； 验算挠度：在全部荷载标准值作用下：qk=(2.03+0.66)+203=6.66+60=66.66 kN/m=66.66N/mm250126012370106.2.38453845 45 lEIll TxkT 在可变荷载标准值作用下：302896.021ll QQ故需要重新选取截面为 HN446199812其截面特性： ， ,自重：66.7 kg/m=0.667 kN/m, xI40cmxW31c3此处只需重新验算挠度：在全部荷载标准值作用下：qk=(2.03+0.667)+203

4、=6.667+60=66.667 kN/m=66.7N/mm2501319029106.7.3845453 lEIll TxkT 在可变荷载标准值作用下：满足要求。305467.20319ll QQ（二） 、 若考虑次梁采用普通工字钢，同样假设梁自重为 0.5kN/m，则次梁承受线荷载标准值为：qk=(2.03+0.5)+203=6.5+60=66.5 kN/m=66.5N/mm荷载设计值为（按可变荷载效应控制组合，同时考虑到平台活荷载大于4.0 kN/，故恒荷载分项系数为 1.2，活荷载分项系数为 1.3）q1.2(2.03+0.5)+1.3(203)=85.8 kN/m假设次梁简支于主梁上

5、，则跨中最大弯矩设计值为： mkNlMx 1.386.58122截面选择根据抗弯强度选择截面，需要的截面模量为： nxWfX3105.86386m3186c选用 I45a 普通工字钢,其几何特征为： ， ，xI42mxW31c自重：80.4 kg/m=0.804 kN/m，大于假设梁自重。1、 截面验算：a) 抗弯强度：考虑梁自重后的荷载为4q1.2(2.03+0.804)+1.3(203)=86.2 kN/mmkNlMx 9.38762.812 223 /310/.5045. mNfWnx b) 抗剪强度：由于型钢梁腹板较厚，一般不必验算抗剪强度；c) 局部承压强度：若将次梁连接于主梁加劲肋

6、上，也不必验算次梁支座处的局部承压强度；d) 局部稳定：型钢梁翼缘和腹板厚度较大,不必验算；e) 验算挠度：在全部荷载标准值作用下：qk=(2.0x3+0.804)+20x3=6.804+60=66.804 KN/m=66.804N/mm25013510324106.2838455 lEIll TxkT 在可变荷载标准值作用下：30391804.6351ll QQ（选用普通工字钢比选用 H 型钢重 20.5）62 选择一悬挂电动葫芦的简支轨道梁的截面。跨度为 6m；电动葫芦的自重为 6kN，起重能力为 30kN（均为标准值） 。钢材用 Q235-B 钢。注：悬吊重和葫芦自重可以作为集中荷载考虑

7、。另外，考虑葫芦轮子对轨道梁下翼缘的磨损，梁截面模量和惯性矩应乘以折减系数 0.9。解：假设梁自重为 0.6kN/m，该梁承受的荷载标准值为：5集中力： Qk=6+30=36 kN均布荷载： qk= 0.6 kN/m荷载设计值为：集中力： Q=1.2x6+1.4x30=49.2 kN均布荷载： q=1.2 x 0.6=0.72 kN/m当集中荷载在跨中时为荷载的最不利位置（见上图） ，此时跨中最大弯矩设计值为：M X= Ql+ ql2= 77.04kNm4181) 、截面选择根据整体稳定选择梁截面，考虑采用普通工字钢，假定需要的截面在I22I40 之间，查附 表 3.2，可得： ，用 代替 ,

8、6.07.1bbb806.7.120.28.07.1bb则需要的截面模量为（考虑葫芦轮子对轨道梁下翼缘的磨损系数0.9）：= =493969.6 =494fWbxx9.0M215806.9743m3c选择普通工字钢 I28a。其截面参数如下：I x =7115 ，W x=508 ，自重为 43.5kg/m=0.435kN/m 。4cm3c2) 、截面验算6a) 抗弯强度：跨中截面无孔眼削弱，不必验算；b) 抗剪强度：由于型钢梁腹板较厚，一般也不必验算；c) 局部稳定：型钢梁翼缘和腹板厚度较大,不必验算；d) 整体稳定验算：所选截面 W x大于需要值 494 ，且其自重小于假3cm设梁自重，故整

9、体稳定已满足要求。e) 挠度验算 401571206384.51752064833548 322 xkxkTEIlqIlQlv所以满足设计要求。6.3 图 6.50（a）所示的简支梁，其截面为不对称工字形图 6.50（b），材料为 Q235-B 钢；梁的中点和两端均有侧向支承；在集中荷载（未包括梁自重）F160kN（设计值）的作用下，梁能否保证其整体稳定性？图 6.50 习题 6.3 图解：梁的受压翼缘自由长度 l1与其宽度 b1之比为：7 =16，故需要验算梁的整体稳定。20361bl yf3516由附表 3.1（b）加强受压翼缘的单轴对称工字形截面确定焊接工字形截面简支梁的整体稳定系数 ：

10、bybyxyb fhtWA2354.1432021由于跨度中点有一个侧向支承点，且作用有集中荷载，故 ，75.1b, h=820mm,21048013mA, ,73125.2I 530.81I,964.01.80.5721Ib72.28.0bb,my 9.48710510801345 3232 101.09.2 ）（xI2.40813.9m 333 8012022yI470.， mAIiy .713. 6.124.701yil3681109.49yIWxybyxyb fhtA25.3201823574.0824.16109.8246.12375. 6 .75.8.0. ，96.0.3280.1

11、7.1bb焊接工字形梁的自重设计值：，mkNg /98.017851042.6梁跨中最大弯矩为： kMx /64.729.864验算整体稳定：，226 /15/.109.1.04 mNfNWxb 故该梁的整体稳定性不满足要求。6.4 设计习题 6.1 的中间主梁（焊接组合梁） ，包括选择截面，计算翼缘焊缝，确定腹板加劲肋的间距。钢材为 Q345 钢，E50 型焊条（手工焊） 。解：根据经验假设此梁自重标准值为 5kN/m，设计值为 1.2x5 = 6kN/m；考虑 6.1 题中次梁截面选择 HN446199812，可得由次梁传递给主梁的荷载为：，kNFk2.4067.9kNF 0.516.86

12、320.167.03.21 支座处最大剪力为： glFV .348255max 跨中最大弯矩： M X = 1344x9 516x（6+3）1/2x6x9 2=7209kNM；采用焊接组合梁，估计翼缘板厚度 故钢材强度设计值取,16mtff=295N/mm2。（1）试选截面按刚度条件，梁最小高度为；mVlfhT 1580413.2951034. 626min 梁的经济高度： 327950.7cfMWxhxs .61)243(24.34.0 取梁的腹板高度： ；mhw80按抗剪强度求腹板厚度：mm0.518342.13maxvwfhVt按经验公式求腹板厚度： tw1.25.380.考虑腹板屈曲后

13、强度，取腹板厚度 10mm ；wt每个翼缘所需截面积：；239306180182746mhtWAwxf 翼缘宽度：101800/51800/3 = 360 600mm 取 bf = 450mm ；35hbf翼缘厚度：取 25mm；mbAtff 1.24509ft翼缘板外伸宽度与厚度之比： ，满足局部稳定要求；7.10/23518.251 yft此组合梁跨度并不是很大，为施工方便，不沿梁长度改变截面。（2）强度验算梁的截面几何常数（如图 1）：433259804152cmIx ,A=405 cm2 ，9/cmhWx 3146505.1450cS梁自重： gk = 3.2kN/m，考虑腹板加劲肋等增加的重量，原假设梁自重 5kN/m 稍大。验算抗弯强度： 2236 /95/1.90250.197 mNfNWMnx 验算抗剪强度： 22343max /180/5.810160259 ftISV vw 主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，不必验算局部承压强度。 （3）梁整体稳定验算图 1