钢结构作业3.doc

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1、图示为一两端铰支焊接工字形截面压弯杆件，双轴对称截面，截面高度664mm，杆长l=15m。

钢材Q235B，f=215N/mm2，E=206×103N/mm2。

压杆平面外有跨中内设一个侧向支撑点见图。

试计算弯矩作用平面外的整体稳定性。

已知截面Ix=1.3475cm4，A=140.8cm2，βtx=1.0，η=1，

x

x

-320×12

-640×10

F=100kN

N=900kN

N=900kN

500050005000

解：

（1）焊接工字形梁截面翼缘2—320*12，腹板1—640*10，则：

A=2*320*12+640*10=14080mm2

Ix=1/12*（320*6643-310*6403）=1.0375*109mm4

Iy=2*1/12*12*3203+1/12*640*103=6.55893*107mm4

（2）计算梁自重产生的均布荷载q

梁自重

q=G/l=16.2476/15=1.083kN/m

（3）计算Mx

（4）确定

跨中有一支撑：

（4）验算平面外整体稳定性

即：

故，不满足。

（5）验证平面内整体稳定性

2、柱网布置应满足哪些要求？

答：

柱网布置应满足下列要求：

（1）应满足生产工艺要求；

（2）应满足结构上的要求；（3）应符合经济合理的原则。

3、柱间支撑的作用是什么？

答：

柱间支撑与厂房钢结构框架柱相连，其作用为：

（1）组成坚强的纵向构架，保证单层厂房钢结构的纵向刚度。

（2）承受单层产房钢结构端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力，在地震区尚应承受纵向地震作用，并将这些力和作用传至基础。

（3）可作为框架柱在框架平面外的交点，减少柱在平面外的计算长度。

4、屋盖支撑系统包括哪些？

答：

屋盖支撑系统包括：

上弦横向水平支撑；下弦横向水平支撑；下弦纵向水平支撑；垂直支撑；系杆。

5、怎样保证构件的局部稳定？

答：

无论是实腹式或格构式的轴心拉压构件、压弯构件都是通过限制相关翼缘宽厚比、腹板高厚比来保证其局部稳定。

（1）翼缘的宽厚比

压弯构件的受压翼缘板，其应力情况与受弯构件的受压翼缘基本相同，因此其外伸宽度与厚度之比以及箱形截面翼缘在腹板之间的宽厚比均与受弯构件的宽厚比限值相同。

（2）腹板的宽厚比

1）工字形截面的腹板

腹板高厚比/与应力梯度之间的关系可近似地用直线式表示：

当0≤≤1.6时 （6-11a）

当1.6＜≤2.0时 （6-11b）

式中：

——腹板计算高度边缘的最大压应力，计算时不考虑构件的稳定系数和截面塑性

发展系数；

——腹板计算高度另一边缘相应的应力，压应力为正，拉应力为负；

——构件在弯矩作用平面内的长细比，当时，取，当时，取

。

当＝0时，式（6-11）与轴心受压构件腹板高厚比的要求相一致，当＝2时，式（6-11）与受弯构件中考虑了弯矩和剪力联合作用的腹板高厚比的要求相一致。

2）T形截面的腹板

当（弯矩较小）时，T形截面腹板中压应力分布不均的有利影响不大，其宽厚比限值采用与翼缘板相同；当＞1.0（弯矩较大）时，此有利影响较大，故提高20％。

a.弯矩使腹板自由边受压

当时 （6-12a）

当时 （6-12b）

b.弯矩使腹板自由边受拉

热轧剖分T形钢 （6-13a）

焊接T形钢 （6-13b）

3）箱形截面的腹板

考虑两腹板受力可能不一致，且通常翼缘与腹板的连接采用单侧角焊缝，因此翼缘与腹板的约束也不如工字形截面，因而箱形截面的宽厚比限值取为工字形截面腹板的0.8倍，即

当0≤≤1.6时 （6-14a）

当1.6＜≤2.0时 （6-14b）

当式（6-14）右侧计算值小于，取。

4）圆管截面一般圆管截面构件的弯矩不大，故其直径与厚度之比的限值与轴心受压构件的规定相同