钢结构-习题.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,习题,5.2,梁两端简支，跨度,6m,，采用型号工,56b,的工字钢制作，钢材为,Q345,。该梁承受均布荷载，荷载为间接动力荷载。若工作平台梁的铺板没与钢梁连牢，试求该梁能承担的最大设计荷载。,（通过对梁的截面验算反求设计荷载的问题）,梁的验算：强度、刚度、整体稳定、局部稳定（,组合梁,）,1,第五章 梁的设计,钢结构设计原理,Design Principles of Steel Structure,5.2.2,截面验算,1.,强度验算：,设计荷载下,梁截面的,正应力、剪应力、局部压应力,验算，对,组合梁,还要验算翼缘与腹板交界处的,折算应力,。,(1),正应力,(2),剪应力,（,4.2.4,）,(3),局部压应力,（,4.2.7,）,(4),折算应力,（,4.2.10,）,（,4.2.2,）,2,第五章 梁的设计,钢结构设计原理,Design Principles of Steel Structure,2.,刚度验算：,均布荷载下等截面简支梁,跨中单个集中荷载下等截面简支梁,（,4.2.12,）,标准荷载,下梁的最大挠度,受弯构件的挠度限值，按附表,2.1,规定采用,梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。,多个沿梁长方向分布的集中力,3,第五章 梁的设计,钢结构设计原理,Design Principles of Steel Structure,3.,整体稳定验算：,(1),判断梁是否需要进行整体稳定验算（参照,4.4.6,节）。,(2),如需要则按照梁的截面类型选择适当的计算公式计算整体稳定系数。,整体稳定系数,b,通用计算公式,：,（,4.4.25,）,4,第五章 梁的设计,钢结构设计原理,Design Principles of Steel Structure,(3),不论哪种情况算得的稳定系数大于,0.6,，都应采用修正公式进行修正。,（,4.4.22,）,(4),采用公式验算,设计荷载下,整体稳定承载力是否满足要求。,（,4.4.27,）,轧制槽钢,（,4.4.26,）,轧制普通工字钢 查附表,3.2,5,第五章 梁的设计,钢结构设计原理,Design Principles of Steel Structure,4.,局部稳定验算：,(1),型钢梁的局部稳定都已经满足要求不必再验算。,(2),对于焊接组合梁，翼缘可以通过限制板件,宽厚比,保证其不发生局部失稳。,(3),腹板则较为复杂，一种方法是通过设置加劲肋的方法保证其不发生局部失稳；另一种方法是允许腹板发生局部失稳，利用其屈曲后承载力。,6,（,1,）强度验算,钢梁采用工,56b,型钢，钢材,Q345,，查表得：,由：,得：梁跨中最大弯矩设计值,因此，该梁在满足正应力强度验算条件下，所能承受的最大设计荷载,解：,正应力（抗弯强度验算）,7,剪应力（抗剪强度验算）,由：,得：梁端最大剪力设计值,因此，该梁在满足剪应力强度验算条件下，所能承受的最大设计荷载,（,2,）刚度验算,由：,得：梁中允许最大挠度,由：均布荷载下,得：梁所能承受的最大荷载标准值,8,考虑梁的自重,所以，最大可变荷载标准值,因此，该梁在满足刚度验算条件下，所能承受的最大设计荷载,（,3,）整体稳定验算,轧制普通工字钢，稳定系数直接查表得,由：,得：梁跨中最大弯矩设计值,因此，该梁在满足整体稳定验算条件下，所能承受的最大设计荷载,综上，该梁在满足强度要求，刚度要求和整体稳定要求的前提下，,所能承受的最大设计荷载为,94.6kN/m.,9,第五章 梁的设计,钢结构设计原理,Design Principles of Steel Structure,局部压应力验算,在支座处有局部压应力。支座构造被设计如图，不设支承加劲肋。需验算局部压应力。,l,z,=,a,+2.5,h,y,=80+2.5,20.4=131mm,F,=,ql,/2=43.53/2=65.3kN,由式（,4.2.7,）,l,z,t,w,=,7,a=,80,20.4,F,20,a,10,习题,5.3,某焊接工字形等截面简支梁，跨度,10m,，在跨中作用有 一静力集中荷载，该荷载由两部分组成，一部分为恒载，标准值为,200kN,另一部分为活载，标准值为,300kN,。荷载沿梁的跨度方向支承长度为,150mm,。该梁在支座处设有支承加劲肋。若该梁采用,Q235B,级钢制作，试验算该梁的强度、刚度是否满足要求。,11,解,:,(1),强度验算,设计荷载：,F=1.2,200kN+1.4300kN=660kN,正应力验算（抗弯强度验算）,其中,，,所以，,该梁抗弯强度满足要求。,12,剪应力验算（抗剪强度验算）,其中,，,所以，,该梁抗剪强度满足要求。,13,局部压应力验算,其中,，,所以,，,该梁局部压应力不满足要求。,其中，,折算应力验算,14,所以,，,该梁腹板计算高度边缘处折算应力不满足要求。,（,2,）刚度验算,标准荷载：,F=200kN+300kN=500kN,综上，该梁强度不满足要求。,所以,，,该梁刚度满足要求。,因该梁在支座处设有支承加劲肋,，可不验算支座处的折算应力。,15,习题,5.4,如图习题,5.3,中梁仅在支座处设有侧向支承，该梁整体稳定能否满足要求？如不能，采取何种措施？,解：整体稳定验算,其中,，,查附表,3.1,代入得,16,所以,，,该梁不满足整体稳定性要求。,措施：在跨中设置一道侧向支承。,整体稳定验算,其中,，,（查附表,3.1,），,代入得,17,对 进行修正,所以，,在梁跨中设置一道侧向支承时，该梁满足整体稳定性要求。,18,习题,6.1,试选择习题,6.1,图所示，一般桁架的轴心拉杆双角钢截面。轴心拉力设计值为,250kN,计算长度为,3m,。螺杆直径为,20mm,，钢材为,Q235,，计算时可忽略连接偏心和杆件自重的影响。,(,有孔洞削弱的轴心受拉构件的设计,),19,钢结构设计原理,Design Principles of Steel Structure,第六章 轴心受力构件,轴心受力构件,轴心受拉构件,轴心受压构件,强度 （,承载能力极限状态,）,刚度 （,正常使用极限状态,）,强度,刚度 （,正常使用极限状态,）,稳定,（,承载能力极限状态,）,轴心受力构件的设计,20,钢结构设计原理,Design Principles of Steel Structure,第六章 轴心受力构件,6.2,轴心受力构件的强度和刚度,（,6.2.1,）,轴心受力构件的强度计算,1.,截面无削弱,2.,有孔洞等削弱,（,6.2.2,）,轴心受力构件采用螺栓连接时最危险净截面的计算,轴心受力构件的刚度计算（正常使用极限状态）,（,6.2.4,）,21,查附表,8.3,试选热轧等边角钢组合,2L70,5,，,a=8mm,，截面面积,A=13.75cm,2,，,所以，净截面面积,A,n,=13.75cm,2,-2,5mm20mm=11.75cm,2,11.63,cm,2,，满足强度要求,。,查附表,8.3,试选热轧等边角钢组合,2L705,，,a=8mm,，,i,y,=,3.16,cm,所以，长细比,=,l,oy,/,i,y,=3m/3.16cm=94.940.8,翼缘为焰切边，,查表,6.4.1,，截面对,x,轴和,y,轴均属,b,类截面。,查附表,4.2,得,焊接工字形钢，截面,b/h,0.8,翼缘为焰切边，,查表,6.4.1,，截面对,x,轴和,y,轴均属,b,类截面。,所以，,30,查附表,4.2,得,所以,，,刚度验算,第一类构件,第二类构件,满足刚度要求。,满足刚度要求。,综上，第一类构件轴心压力设计值,第二类构件轴心压力设计值,31,