钢结构设计原理复习题参考答案(3)

验算折算应力

22?w?3?w?215.4N/mm2?1.1?215?236N/mm2

满足要求 5.

一)确定对接焊缝计算截面的几何特性

1)计算中和轴的位置（对水平焊缝的形心位置取矩）：

ya?9.9cm yb?21.1cm

2)焊缝计算截面的几何特性

全部焊缝计算截面的惯性矩：Iw?4790cm4

b全部焊缝计算截面的抵抗矩：Wwa?484cm3 Ww?227cm3

腹板焊缝计算截面的面积： 二)验算焊缝强度

wAw?(30?1)?1?29cm2

1)a点：?a?90.9N/mm2?ffw?185N/mm2(满足）

2)b点：?b?193.8N/mm2?ffw?185N/mm2(满足）??75.9N/mm2 折算应力：

6.

(1)采用两边绕角焊，肢背、肢尖的受力为

N1?210kN N2?90kN 焊脚高度为

hf1?8mm hf2?6mm

Lw1?122mm

?2?3?2?234.2N/mm2?1.1fcw?236.5N/mm2

计算肢背、肢尖所需焊缝长度为

Lw2?72mm

构件端部按要求做成2hf绕角焊，故不再加5mm (2)N分解为水平拉力N1?180kN，竖向剪力V1?240kN

计算焊缝强度：?N?32.8N/mm2 ?V验算合应力：

7.

??N????f????V??2?43.7N/mm2

??2?51.3N/mm2?160N/mm2（满足）

a)?Nvb??81.7kN ?Ncb??109.8kN ?Nb?min?81.7kN b)n?5.5kN，取6个

c)排列：中距3d0?64.5，取80；端距3d0?64.5，取50；边距3d0?64.5，取40

d)净截面验算：An?2106mm2 ??21.37N/mm2?21 5e)拼接板长：l?530mm 8.

一)螺栓所能承受的最大轴心力设计值

b单个螺栓受剪承载力设计值Nvb?81.6kN(Nmin)

单个螺栓承压承载力设计值Ncb?85.4kN

连接螺栓所能承受的最大轴心力设计值N?734.4kN 二)构件所能承受的最大轴心力设计值

I-I截面净截面面积为 Ⅱ-Ⅱ截面净截面面积为

IAn?32cm2

IIAn?29.46cm2

Ⅲ-Ⅲ截面净截面面积为

IIIAn?28.98cm2

三个截面的承载设计值分别为 Ⅰ-Ⅰ截面：N?688kN Ⅱ-Ⅱ截面：N?633.4kN

Ⅲ-Ⅲ截面：因前面Ⅰ-Ⅰ截面已有n1个螺栓传走了（n1/n）N的力,故有

(1?n1)N?AnIIfN?701kNn

构件所能承受的最大轴心力设计值按Ⅱ－Ⅱ截面N?633.4kN 连接盖板所能承受的轴心力设计值（按V-V截面确定）

vAn?29.68cm2N?638.1kN

通过比较可见，接头所能承受的最大轴心力设计值应按构件Ⅱ－Ⅱ截面的承载能力取值，即Nmax?633.4kN。 9.

一)验算在弯矩作用平面内的稳定：

NEx?3218kN ?mx?1.0（按无端弯矩但有横向荷?x?0.842(按a类截面）载作用时）

?mxMxMx?78kN?m N??20M2Pa?f?21M5P(a满足 ）?xA?xW1x(1?0.8N/NEX)二)验算在弯矩作用平面外的稳定 如不设支承点：?y?372?[?]?150(刚度不满足）

现增设四个侧向支承点，loy?1000/5?200cm，并取中间段柱验算： ?y?74.3?[?]?150(刚度满足）??y?0.725(b类截面）?b?0.94

?tx?1.0（按所考虑构件段内有端弯矩和横向荷载同时作用

时）

?MN ?txx?212MPa?f?215MPa(满足）?yA?bW1x计算结果表明，设四个侧向支承点，该柱在两个方向基本上可达到等稳定性。

10.

（1）验算整体稳定：

A=62（cm2）

Ix=5912.5 (cm4 ) Iy=2604.2 (cm4 ) ix=9.77 (cm) iy=6.48 (cm)

x=9.21

y=92.6 x=0.607 y=0.604

N?267.04?f?205(N/mm2)，不满足整体稳定。 ?A（2）验算局部稳定： 翼缘宽厚比：

b1235?12.2?(10?0.1?max)?19.2 tfy 翼缘满足局部稳定。

腹板高厚比：

hw235?33.3?(25?0.5?max)?71.3 twfy 腹板满足局部稳定。

11.

一)第一截面： 1)截面几何特征：

A?21600mm2

iy?5.77cm

Ix?4.99?109mm4

Iy?7.2?107mm4 Wx?8100cm3

?y?20 82)梁的稳定系数：?b?0.76 ?b?0.29

二)第二截面： 1)截面几何特征：

A?21600mm2

Ix?5.0?109mm4

Iy?4.6?107mm4 Wx?8100cm3

iy?46mm?y?261

2)梁的稳定系数：?b 3?0.79 ?b=0.2经比较可知，第一截面的稳定性比第二截面的稳定性好。

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