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四、计算题(每题14分,共42分)
1试验算焊接工字形截面柱(翼缘为焰切边),轴心压力设计值为N =4500KN,柱的计算长度,Q235钢材,截面无削弱。
已知:
b类截面
44 45 46 47 48 49 50 0..882 0.878 0.874 0.870 0.865 0.861 0.856 解:其截面参数为:
②整体稳定和刚度验算
刚度验算:
整体稳定性验算:
按长细比较大值,查附表得
③局部稳定性验算
自由外伸翼缘:
满足
腹板部分: 满足
④强度验算:因截面无削弱,不必验算。
2. 一两端铰接的拉弯杆。截面为I45a轧制工字钢,材料用Q235钢,截面无削弱,静态荷载。试确定作用于杆的最大轴心拉力的设计值。已知I45a的截面特征和质量为: , ,,=1.05
解
1)内力计算
轴力为(最大弯矩不计杆自重)
2)截面强度
上翼缘
≤215 解得:N=500KN
下翼缘
解得:N=913KN
所以最大轴心拉力设计值为500KN。
3.已知一简支梁如图所示,焊接截面H828×300×10×14,跨中截面有静荷载设计值产生的,支座截面有静荷载设计值产生的。梁与铺板为刚性连接,能保证梁的整体稳定。钢材选用Q345B,钢材强度,(支座处沿跨度方向的支承长度为a=50mm)。
要求:验算钢梁截面的强度。
解:(1)跨中最大弯矩为
支座处最小剪力为 v=500
(2)几何特性
=2bt ()+=2*30*1.4()+1/12*80*1=1.8181183*(cm)
W==4393.26529(cm);
S=30x1.4x()+80x1x()=30x1.4x40.7+80x40=1709.4+3200=4909.4
(3)应力分析
跨中最大弯曲正应力为=0.173f=310
支座出最大剪力为=136.5f=180
分布长度:=a+2.5+=50+2.5*1.4+100=185
局部压应力:===270.27f=310
跨中折算应力:=
=
4、试验算图示压弯构件平面外的稳定性,钢材为Q235,,,,,跨中有一侧向支撑,,,,
解:
查表
5、图示焊接工字钢梁,均布荷载作用在上翼缘,Q235钢,验算该梁的整体稳定。已知:,,,,,,。
解:
,
==
满足要求
6、已知某轴心受压实腹柱AB, AB长L=5m,中点L/2处有侧向支撑。采用三块钢板焊成的工字型柱截面,翼缘尺寸为300mm×12mm,腹板尺寸为200mm×6mm。钢材为Q235 ,。求最大承载力 局稳是否合格?
Q235钢b类截面轴心受压构件稳定系数
λ 30 35 40 45 50 55 60 φ 0.936 0.918 0.899 0.878 0.856 0.833 0.807
解:截面积:
惯性距:
回转半径:
长细比: ,
稳定系数:类截面,由最大长细比查附表得:
整体稳定验算:
局部稳定验算:
腹板的高厚比:(可以)
翼缘的宽厚比:
(可以)
8、某缀板式轴压柱由2[28a组成,Q235AF,,外压力,验算该柱虚轴稳定承载力。已知:,,,, 。
解:
; 查表
满足要求
9、试验算图示压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定性,钢材为Q235,,(设计值),偏心距,,,,跨中有一侧向支撑,,,对x轴和y轴均为b类截面。
解:
查表
10、试验算图示简支梁的抗弯强度和全部荷载标准值作用下的刚度。已知,荷载标准值为20 kN/m,设计值为30KN/m。 钢材Q235-BF,f=215N/mm2, , 容许相对挠度 , 截面无削弱。截面几何特性:,,翼缘宽,翼缘厚,腹板厚。
解:受压翼缘宽厚比
塑性发展系数
抗弯强度 :
刚度:
?
11.计算图示两侧焊连接的焊缝长度。已知N=900kN(静力荷载设计值),手工焊,焊条E43型,,=160N/mm2 ,K1=0.65,K2=0.35。
解 : 简要计算过程如下
肢背:
肢尖:
肢背焊缝计算长度:
肢尖焊缝计算长度:
肢背焊缝实际长度: 取
肢尖焊缝实际长度: 取
12、某轴心受拉杆由()组成,每只角钢与厚为12mm的节点板用两条侧面角焊缝相连,如图,,钢材为Q235-B,,拉杆承受静力荷载作用,最大荷载设计值。验算此轴心受拉杆及其连接焊缝是否安全。
解:载荷计算值作下静力强度:
构件强度
,合格;
角钢背的焊缝强度
合格
角钢肢的角焊缝强度
合格
13.?如图所示焊接连接,采用三面围焊,承受
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