第三版钢结构课后题答案第五章..doc

5.1一平台的梁格布置如图5.53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/m2，活荷载的标准值为20kN/m2。试选择次梁截面，钢材为Q345钢。 解：平台板与次梁连牢，所以不必计算整体稳定。 假设次梁自重为，次梁间距为3m，故次梁承受的线荷载标准值为： 线荷载设计值为：[可以判定是活载起控制作用，故恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.3]： 最大弯矩设计值： 根据抗弯强度选择截面，需要的截面模量为： 选用HN， 验算强度： 跨中无孔眼削弱，此大于。由于型钢的腹板较厚，一般不必验算抗剪强度；若将次梁连于主梁的加劲肋上也不必验算次梁支座处的局部承压强度。 其他截面特性：，自重㎏/m=，小于假设自重，不必重新计算抗弯强度。 由附表2，验算刚度： 在全部荷载标准值作用下： 在可变荷载标准值作用下： 5.3 图5.54(a)所示的简支梁，其截面为不对称工字型[图5.54(b)]，材料为Q235-B钢；梁的中点和两端均有侧向支撑；在集中荷载（未包括梁自重）F=160kN（设计值）的作用下，梁能否保证稳定性？ 解：该简支梁的稳定性系数应按附3.1计算 该梁的跨度中点有侧向支撑，且主要承受集中荷载的作用，查附表3.1，得； 截面不对称影响系数（加强受压翼缘） 求形心，设形心到上翼缘外边缘的距离为d，则： 上翼缘： 下翼缘： 梁单位长度自重标准值（钢材重量集度为 77kN/m3）： 故梁可以保证其整体稳定性。 讨论： 本题只要求验算整体稳定性，但由于是加强受压翼缘，从截面强度方面考虑，有可能在整体失稳前受拉翼缘先拉屈服，故还应计算受拉翼缘的拉应力： 故截面强度不满足要求。 5.4 设计习题5.1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焊条（手工焊）。 解：次梁所传的集中荷载标准值为 设计值为： 假设主梁自重标准值为，则设计值为 支座边缘处最大剪力为： 跨中最大弯矩： 采用焊接组合梁，估计翼缘板厚度，故抗弯强度设计值为 需要的截面模量为： （1）试选截面： 按刚度条件，梁的最小高度（）： 梁的经济高度： 取梁的腹板高度： 按抗剪要求的腹板厚度： 抗剪强度设计值为 按经验公式 考虑腹板屈曲后强度，取腹板厚度，每个翼缘所需截面积： 翼缘宽度： 取 翼缘厚度： 取 翼缘外伸宽度与厚度之比： 满足局部稳定要求且可以考虑截面塑性发展。 截面如图： 为施工方便，不沿梁长改变截面。 （2）强度计算： 由钢材质量密度为7850，重量密度为77，得梁的自重： 考虑腹板加劲肋增加的质量，原假设的梁自重3.5kN比较合适。 验算抗弯强度（无孔眼）： 验算抗剪强度： 主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，故不验算局部承压强度 验算跨中截面翼缘与腹板交界处的折算应力： (3)梁的整体稳定验算： 次梁可视为受压翼缘的侧向支承，主梁受压翼缘的自由长度与宽度之比： 不需要验算主梁的整体稳定性 （4）刚度验算： 由附表2.1，挠度容许值（全部荷载标准值作用）或（仅有可变荷载标准值作用）。 全部荷载标准值在梁跨中产生的最大弯矩： 可变荷载标准值在梁跨中产生的最大弯矩： (5)翼缘和腹板的连接焊缝计算：翼缘和腹板之间采用焊缝连接 取 (6)主梁加劲肋设计： 1）各板段强度验算 该腹板考虑屈曲后强度，应在支座处和每个次梁处（5个固定集中荷载处）设置支承加劲肋，端部板段采用如下图构造，另加横向加劲肋，使。 因 故若，即板段范围内不会屈曲，支座加劲肋就不会受到水平的作用。 对板段I ： 左侧截面剪力： 相应弯矩： 因 故用验算， ： 满足要求。 右侧截面剪力： 相应弯矩： 因， 且，满足要求。 对板段III，验算右侧截面： 故用验算： 但相差：（7136-6996.8）/7136=1.95%，基本满足。 对板II可不进行验算。 2）加劲肋计算 横向加劲肋的截面 宽度： 取 厚度： 取 中部承受次梁支座反力的支承加劲肋的截面验算： 由上可知： 故该加劲肋所承受轴心力为： 以轴心受压计算支承加劲肋以及每侧各 故截面面积： 查b类： 验算腹板平面外稳定： 因为采用次梁连于主梁加劲肋的构造可不验算加劲端部的承压强度。 靠近支座加劲肋也用—截面，不必验算。 支座加劲肋的验算：支反力，还应加上边部次梁直接传给主梁的支反力： 采用板，主梁的支承长度为250mm，