钢结构第6章(带答案)

第三版钢结构课后题答案第六章

6.1 有一两端铰接长度为4m 的偏心受压柱，用Q235的HN400×200×8×13做成，压力设计值为490kN ，两端偏心距相同，皆为20cm 。

试验算其承载力。

解（1）截面的几何特征：查附表7.2 （2）强度验算：（3）验算弯矩作用平面内的稳定： b /h =200/400=0.5<0.8，查表4.3得：对x 轴为a 类，y 轴为b 类。

查附表4.1得：x 0.9736ϕ=构件为两端支撑，有端弯矩且端弯矩相等而无横向荷载，故mx 1.0β=（4）验算弯矩作用平面外的稳定：查附表4.2得：y 0.6368ϕ=对y 轴，支撑与荷载条件等与对x 轴相同故：由以上计算知，此压弯构件是由弯矩作用平面外的稳定控制设计的。

轧制型钢可不验算局部稳定。

6.2 图6.25所示悬臂柱，承受偏心距为25cm 的设计压力1600kN 。

在弯矩作用平面外有支撑体系对柱上端形成支点[图6.25(b)]，要求选定热轧H 型钢或焊接工字型截面，材料为Q235（注：当选用焊接工字型截面时，可试用翼缘2—400×20，焰切边，腹板—460×12）。

解：设采用焊接工字型截面，翼缘204002⨯-焰切边，腹板—460×12，（1）截面的几何特征，（2）验算强度：因为：20069.720b t -==<，故可以考虑截面塑性发展。

（3）验算弯矩作用平面内的稳定：查表4.3得：对x 、y 轴均为b 类。

查附表4.2得：784.0x =ϕ()222EX 22x 206000215.2101.1 1.164.39611kNEA N ππλ⨯⨯⨯'==⨯=对x 轴为悬臂构件，故0.1mx =β；(4)弯矩作用平面外的稳定验算：查附表4.2，749.0y =ϕ()958.0440003.7007.1235.4400007.12y2yb =-=-=f λϕ构件对y 轴为两端支撑，有端弯矩且端弯矩相等而无横向荷载，故取0.1,0.1tx ==ηβtx xy b 1x362322160010 1.0 1.0400100.749215.2100.958407810N 201.5N mm 205mmN M A W f βηϕϕ+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯⨯=<=∴此压弯构件是由弯矩作用平面内的稳定控制设计的。

钢结构习题5-6章参考答案

第5章受弯构件14. 一简支梁，梁跨为7m,焊接组合工字形对称截面150mm 450mm 18mm 12mm ×××（图5-57），梁上作用有均布恒载（标准值，未含梁自重）17.1kN/m ，均布活荷载6.8kN/m ，距梁端2.5m 处，尚有集中恒荷载标准值60kN ，支承长度200mm ，荷载作用面距离钢梁顶面为120mm ，钢材抗拉强度设计值为2215N/mm ，抗剪强度设计值为2125N/mm ，荷载分项系数对恒载取1.2，对活载取1.4。

试验算钢梁截面是否满足强度要求（不考虑疲劳）。

解：截面积2A=1501824141210368mm ××+×=334150450138414323046144mm 1212××=−=x I3x W 1440000mm 2==xI h梁自重 32-67850kg/m 10368mm 10=81.4kg/m=0.814kN/m ××简支梁承受的均布恒载荷载标准值k (0.814+17.1)kN/m=17.9kN/m q =均布线荷载设计值y 1.217.9+1.4 6.8=31kN/m q =××集中荷载设计值y 1.26072kN p =×=（1）验算该简支梁的抗弯强度按y xx nx y ny+γW γW M M f ≤计算，取y 0M =。

集中恒荷载作用处有2x 317 4.512.572 2.531 2.5290.1kN m 272M ×=×+××−××=⋅ 跨中处2x 317 4.513.572 3.531 3.5721279.9kN m 272M ×=×+××−××−×=⋅受压翼缘的宽厚比：w 1b-t b 15012= 3.8t 2t 36−==取x 1.05γ=截面模量6y 22xx nx y ny 290.110+192.3N/mm 215N/mm 1.051440000γγ×==<=×M M f W W （满足）（2）验算抗剪强度支座处剪力最大且317 4.572108.546.3154.8kN 27V ×=+×=+= 320715018(2079)20712840294mm 2S =××++××=322v w 154.810840294=33.5N/mm 125N/mm 32304614412VS f It τ××==<=×（满足）（3）局部承压强度集中力沿腹板平面作用于梁上翼缘，该荷载作用处未加加劲肋，应验算该处腹板计算高度上边缘的局部承压强度。

第06章碳素钢

• 6.2.1.3 按钢的用途分类 • (1) 碳素结构钢: 用于制造工程构件和机器零件的钢。
工程用钢主要用于建筑、桥梁、船舶和车辆等；机器零件用钢包括渗碳钢、调质钢、轴承钢和弹簧钢等。这类钢一般属于低碳钢和中碳钢。 • (2) 碳素工具钢: 用于制造各种工具的钢。包括刃具钢、量具钢、模具钢。这类钢一般属于高碳钢。 • (3) 特殊性能钢: 具有某种特殊性能的钢。包括不锈钢、耐热钢和耐磨钢等。
• 工程用铸钢牌号首位冠以“ZG”(“铸钢”二字汉语拼音字首)。根据GB/T5613—1995规定, 在“ZG”后面有两组数字, 第一组数字表示该牌号钢屈服点的最低值, 第二组数字表示其抗拉强度的最低值。
6.2.3 钢铁及合金统一数字代号体系
• 我国国家标准GB/T176156—1998对钢铁及合金产品牌号规定了统一数字代号, 与现行的GB/T22—2000
• 6.1.6 氢的影响 • 氢在钢中能产生白点，使钢的脆性加大，其他力学性能也明显降低，因此，氢
是钢中的有害元素，必须控制在牌号规定的范围内。
• 钢中杂质除上述6种以外还有很多种，在此不再过多介绍。生产中常需检验的元素有: 碳、硅、锰、硫、磷5种元素。
6.2 碳钢的分类、编号、性能和用途
• 6.2.1 碳钢的分类
0.37%以内。由于含量不多, 在碳钢中仅作
为少量杂质存在时, 它对• 锰也是作为脱氧剂加入钢中的。锰有较强的脱氧能力, 消除氧对钢的不利影响；锰和硫结合形成MnS, 可减轻硫在钢中的有害作用；锰大部分溶于铁素体中, 形成置换固溶体, 并使铁素体强化, 从而提高钢的强度；一部分锰能溶于渗碳体中形成合金渗碳体, 从而提高硬度和耐磨性。所以锰也是钢中的有益元素。
• 氧与铁化合生成氧化铁, 氧化铁与硫化物结合可形成熔点为950℃的共晶体 (FeO+FeS), 使钢在950～1 100℃热加工时引起脆裂, 即“热脆”性。增加钢中的含氧量, 还降低了钢的塑性、韧性、疲劳强度, 且使钢的冲压和切削等工艺性能和磁性变坏。

钢结构习题答案第6章

钢结构习题答案第6章第6章钢结构习题答案钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构材料。

它具有高强度、耐腐蚀、抗震等优点，因此被广泛应用于大型建筑、桥梁、塔楼等工程中。

然而，钢结构的设计和施工并不简单，需要经过严格的计算和分析。

本文将针对钢结构的第6章习题提供详细的解答，帮助读者更好地理解和掌握钢结构的相关知识。

1. 问题：一根长度为10m的钢梁，截面为矩形，宽度为200mm，高度为400mm。

如果梁的材料为Q345B，弹性模量为200GPa，计算梁的弯矩和最大应力。

解答：首先计算梁的惯性矩I，根据矩形截面的公式I=(1/12)bh^3，代入宽度和高度的数值，得到I=(1/12)×0.2×0.4^3=0.00533m^4。

然后计算梁的弯矩M，根据梁的长度和材料的弹性模量，使用弯矩公式M=EI/R，其中E为弹性模量，I为惯性矩，R为曲率半径。

曲率半径可以通过梁的长度和挠度计算得到，挠度可以通过梁的受力和材料的弹性模量计算得到。

假设梁的受力为F，根据受力平衡，可以得到F=mg，其中m为梁的质量，g为重力加速度。

将质量和重力加速度的数值代入，得到F=780N。

根据梁的受力和挠度的关系，可以得到挠度δ=F×L^3/(48EI)，将受力、长度、弹性模量和惯性矩的数值代入，得到挠度δ=0.00026m。

最后，根据挠度和曲率半径的关系，可以得到曲率半径R=δ/(2L^2)，将挠度和长度的数值代入，得到曲率半径R=0.0000013m。

将弹性模量、惯性矩和曲率半径的数值代入弯矩公式，可以得到弯矩M=200GPa×0.00533m^4/0.0000013m=820000N·m。

最大应力可以通过弯矩和截面惯性矩的关系计算得到，最大应力σ=M×h/2I，将弯矩、高度和惯性矩的数值代入，得到最大应力σ=820000N·m×0.4m/(2×0.00533m^4)=307MPa。

钢结构理论第6章(压弯构件总复习) 2

( yx11 , ) max 根据（ max,查表 x y）
如两肢件相同，只验算受压最大肢 3)弯矩作用平面外的稳定弯矩作用平面外的稳定 =构件绕 y 轴=单肢绕 y 轴既然单肢稳定已经保证，构件弯矩平面外的稳定不需验算。
N1 N2 f； f A1 A2
弯矩绕实轴作用
受力性能与实腹式完全相同，用实腹式公式，只是平面外稳定系数要用虚轴的换算长细比查表。
(一)、悬臂构件， β tx =1.0 （二）、弯矩作用平面外有支撑的构件 1.无横向荷载，有端弯矩
M1 β tx = 0.65 + 0.35 M2
同向曲率取同号，异向曲率取负号 1. 有横向荷载和端弯矩
tx =1.0 （同向曲率）； tx =0.85（异向曲率）
2. 有横向荷载，无端弯矩
tx =1.0
强度计算
• 边缘屈服准则：要验算疲劳、格构式、受压翼缘超限 • 全截面屈服准则 • 部分塑性准则：静力荷载、间接动载
强度计算
当 mx 、 β tx 较小或截面削弱时，强度控制，并考虑截面部分塑性（静载、间接动力）
N MX ± ≤f An γ X W nX
取两项应力代数和的绝对值最大点验算
结谢
束谢!
N β mx M X f ' A γ X W 2X (1 -1.25 N N EX )
W2 X ——较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩
W2X-----无翼缘端毛截面模量
实腹式构件弯矩作用平面外稳定计算
产生条件：（1）Ix >> Iy
无（2）足够的侧向支撑
一般 M 作用在弱轴平面，截面绕强轴受弯；如 M 作用在强轴平面，使截面绕弱轴受弯，则压弯杆不可能产生弯矩作用平面外失稳，只需验算弯矩作用平面内的稳定。

水工钢结构第六章钢桁架讲解

单斜杆与弦杆的连接
2、结点板的形状及其厚度结点板的作用主要是通过它将交汇于结点上的腹杆连接到弦杆上，并传递和平衡结点上各杆内力。
3、腹杆角钢的切割和腹杆长度的确定 4、腹杆的焊接
二、结点板的计算
由静力平衡条件有：
节点板只在弦杆与腹杆之间传力，不直接参与传递弦杆内力，弦杆若在节点板处断开，应设置拼接角钢在两弦杆间直接传力。
一、支撑
平面桁架在其本身平面内具有较大的刚度，但在垂直于桁架平面方向（桁架平面外）不能保持其几何不变，即使桁架上弦与檩条或屋面等铰接相连桁架仍会侧向倾倒。为了防止桁架侧向倾倒破坏和改善桁架工作性能，对于平面桁架体系，必须设置支撑系统（水工结构中也称为联结系）。
桁架间的支撑
桁架间的支撑
桁架支撑的作用主要是： (一)：桁架支撑的作用主要是：
2. 下弦横向水平支撑
布置原则：一般情况均应设置下弦横向水平支撑。只有当桁架跨度比较小（L≤18m），且没有悬挂式吊车，或虽有悬挂吊车但起重吨位不大，厂房内也无较大的振动设备时，可不设下弦横向水平支撑。布置位置：与上弦横向水平支撑布置在同一柱间，以形成空间稳定体。
• 3. 纵向水平支撑 • 布置位置：在屋架下弦（三角形屋架可在下弦或上弦）端
4、施工图设计分为施工设计和详图设计两个阶段，设计文件（图纸）的名称相应为施工图和施工详图，施工图是编制施工详图的依据，施工详图则是施工图的深化和补充。 5、随着国内钢结构生产企业技术能力的提高，向国际惯用做法靠拢，施工图由设计院完成，施工详图由生产企业的技术科完成。
（4）承受并传递水平荷载。（5）保证结构安装时的稳定且便于安装。
(二)：支撑的布置桁架的支撑按照布置方向分为横向支撑和纵向支撑。 1.上弦横向水平支撑

钢混组合结构第6章型钢混凝土柱

N
e
1
fcbx(h0
x) 2
f yAs(h0
as)
faAaf
(h0
aa )
M aw
e
ei
h 2
a
ei e0 ea
e0
M N
26
柱截面受拉边或较小受压边竖向钢筋的应力 s 和型钢翼缘应力 a ，分别不同情况，按下式计
算
1）大偏压柱
x bh0
s fy,a fa
b
1
1
fy fa
2 0.003Es
1. 型钢混凝土柱中的纵向受力钢筋宜采用HRB335、HRB400 热轧钢筋。
2. 纵向钢筋的直径不应小于16mm，净距不宜小于60mm，钢筋与型钢之间的净间距不应小于40mm，以便混凝土的浇灌。
3. 型钢混凝土柱中全部纵向受力钢筋的配筋率不宜小于0 .8％，以使型钢能在混凝土、纵向钢筋和箍筋的约束下发挥其强度和塑性性能。
期，型钢与混凝土能较好地共同工作，混凝土、型钢和钢筋变形是协调的。随着荷载的增加，沿着柱纵向产生裂缝。荷载继续增加，纵向裂缝逐渐贯通，把柱分成若干小柱而发生劈裂破坏。在合理配筋
15
情况下，型钢与纵向钢筋都能达到受压屈服。
与普通钢筋混凝土柱不同的是，当加荷到破坏荷载的80％以上时，型钢与混凝土粘结滑移明显。因此，一般在沿型钢翼缘处均有明显的纵向裂缝。尽管在高应力时粘结滑移现象是明显存在的，但在轴心受压型钢混凝土柱的试验中发现，在合理配钢情况下，当柱达到最大荷载时，混凝土的应力仍然能达到混凝土的轴心抗压强度。
长柱的承载力低于相同条件下的短柱承载力，可采用型钢混凝土柱的稳定系数来考虑这一因素。该稳定系数值随着长细比的增大而减小，可根据表6.3 .1确定。

薄板的屈曲

件的板，用平衡法很难求解；需用能量法或数值法求解。
✓理想薄板失稳属于稳定的分叉失稳。对于有刚强侧边支撑的板，会产生薄膜应力，提高钢板屈曲后的强度（屈曲后强度）。
✓按照小挠度理论分析只能得到板的分叉屈曲荷载，根据大挠度理论分析才能得到板的屈曲后强度和板的挠度。
第6章薄板的屈曲
➢ 小挠度理论板的弹性曲面微分方程
D 2
A2
m2
a2
2
m2 2b2
6a2
1
ab
px 12
A2
m2 2
a2
ab3
由势能驻值原理，有：A
Dm2
a
2b
m2 2b2
a2
1
px
m2 2b3
a
0
第6章薄板的屈曲
➢ 能量法计算板的弹性失稳荷载
✓瑞利-里兹法
A0
px
m2 2b2
a2
6
1
D b2
2D
b2
1
2
m2 2b2
a2
61
令 m 1，可得px的最小值：
2D px,cr k b2
k
2b2
a2
6 1
/
2
若取 0.3，则：
k
0.425
b2 a2
均匀受压三边简支一边自由
第6章薄板的屈曲
➢ 能量法计算板的弹性失稳荷载
✓迦辽金法
要求假定的挠曲面函数符合板的几何和自然边界条件。
假定挠曲面函数为：
a
0
a
0
L
w
sin
x a
sin
y a
dxdy
0
a
0
a
0

第六章。《钢结构工程》练习题

《钢结构工程》练习题1.下列哪一个不是钢结构的优点：（D ）A.结构轻B.精度高C.施工周期短D.耐火性能好2.熔点较高的金属宜采用的切割方法是（ D ）A.机械切割法B.气割法C砂轮切割 D.等离子切割3.下列哪一个不属于机械加工的内容（ D ）A.火焰矫正B.手工矫正C.机械矫正D.冷脆矫正4.钢结构拼装前的主要准备工作是：（ B ）A.检查剖口截面B.测量放线C.卡具、角钢的数量D.施工流向5.较厚的钢结构构件通常要开坡口，其目的不是：（ D ）A.提高焊接质量B.使根部能够焊透C.易于清楚熔渣D.减小焊接热影响范围6.下列哪一个不是钢结构工艺参数：（ C ）A.焊接电流B.焊接层数C.焊条类型D.电弧电压7.关于普通螺栓级别的说法正确的是（ A ）A.A级螺栓是精致螺栓B.C级螺栓是精致螺栓C.A、B级均为精致螺栓D.B级螺栓为半粗质螺栓8.下列哪一个不是高强螺栓的连接形式（ C ）A.承压连接B.张拉连接C.紧固连接D.摩擦连接9.高强螺栓与普通螺栓之间的主要区别是：（ A ）A.是否抗剪B.抗腐蚀性好C.耐火性好D.是否铆接10. 螺栓紧固时必须从中心开始施拧，同时还要求：（ B ）A.不对称施拧B.对称施拧C.先松后紧施拧D.强力一次施拧11.检查核对钢结构材料，在材料上划出切割、铣、刨、制孔等加工位置，打冲孔，标出零件编号等的操作是（ C ）。

A.放样B.制孔C.号料D.边缘加工12.钢结构焊缝缺陷通常分为六类，弧坑缩孔属于（A ）这一类缺陷。

A.孔穴B.固体夹渣C.未熔合、未焊透D.形状缺陷13.普通螺栓孔成孔的方法是（C ）。

A.气割扩孔B.气割成型C.钻孔成型D.气焊成型14.钢结构安装采用普通螺栓连接时，对于精制螺栓（A 、B 级螺栓），螺栓孔必须是( A ）。

A . 1 类孔B . II类孔 C.III类孔 D .IV类孔15.钢结构采用普通螺栓连接紧固时，紧固次序应（A ）。

钢结构习题答案第六章

最大弯矩设计值： M max =
1 1 ( g + q )l 2 = × 56.4 × 5.52 = 213.26KN ⋅ m 8 8
最大剪力设计值： Vmax =
1 1 ( g + q)l = × 56.4 × 5.5 = 155.1KN 2 2
①截面选择：由 Wnx ≥
（2）当采用工字型截面时：
4 2 5 g k l 4 ( 5n + 2n + 1) p k l 3 νT = + 384 EI x 384n3 EI x
③腹板局部承压计算：由于在支座反力作用处设置了支承加劲肋，因而不必验算腹板的局部承压强度。
④刚度：梁跨中的最大绕度为：
4
νQ
(5n =
(5 × 54 + 2 × 52 +1) 5 × 3.06 × 18000 + × 119.61× 103 × 180003 3 1 18000 5 = × = 22.3mm ≤ [ν T ] = = 45mm 3 4 384 206 × 10 × 1097352 × 10 400
《钢结构》第六章
习题答案
1 解：（1）荷载统计：图1 由板传给次梁的荷载（先不考虑工字梁的自重）：则：次梁上的线荷载标准值为：可变荷载效应控制的组合：
g k = 2.0 × 3 = 6KN / m, qk = 4.5 × 3 = 13.5KN / m
g k + q k = 6 + 13.5 = 19.5KN / m
主梁的自重： g k = 1.1× 7850 × 354 × 10 = 3.06KN/m （1.1 表示考虑加劲肋等的重量而采用的构造系数）
-6
1 M max = 2047.032 + 1.2 × × 3.06 × 182 = 2195.748KN ⋅ m 8 ；

钢结构第六章作业参考答案

习题 6.1 有一两端铰接长度为4m 的偏心受压柱，用Q235的HN400x200x8x13做成，压力的设计值为490KN ，两端偏心距相同，皆为20cm 。

试验算其承载力。

解：（1）截面的几何特性A = 84.12 cm 2 I X = 23700cm 4 I y = 1740cm 4 i x = 16.8cm i y = 4.54cm w x = 1190cm 3 (2) 验算强度 N= 490kN M= N x e 0 =490x0.2=98kN ∙mAnN+ X Mx r Wnx = 324901084.1210⨯⨯ + 6398101.05119010⨯⨯⨯ = 58.25+78.43=136.68N/mm 2 < f =215 N/mm 2 (3) 验算弯矩作用平面内的稳定 λx = x xl i =40016.8= 23.8< [λ] =150 查附表4.2（b 类截面） ϕx = 0.958'Ex N = 22X1.1EAπλ = 2220600084121.123.8π⨯⨯⨯ = 2744.86kN mx β=1.0 x ANϕ +mx X 1x 'Mxr W (10.8)ExNN β- =3490100.9588412⨯⨯+631.098104901.05119010(10.8)2744.86⨯⨯⨯⨯-=152.30N/mm 2 < f =215 N/mm 2可见平面内不失稳。

（4）验算弯矩作用平面外的稳定 λy = 4004.54=88.1 查附表4.2 （b 类截面） ϕy = 0.634ϕb = 1.07 -2y 44000λ = 1.07-288.144000=0.894 tx β=1.0 , η=1.0y A N ϕ + b 1tx x x M W βηϕ = 3490100.6348412⨯⨯ + 631.098101.00.894119010⨯⨯⨯⨯⨯ =184 N/ mm 2< f = 215 N/mm 2 平面外不失稳。

第六章受弯构件典型例题_钢结构

【题目】 Q235 钢简支梁如下图所示。自重标准值 0.9KN/m（荷载分项系数 1.2），跨中承受悬挂集中力标准值 100KN （荷载分项系数 1.4），集中力作用于上翼缘。 1．梁在跨中无侧向支承，验算截面的整体稳定性； 2．如改用 16Mn 钢，是否满足要求； 3．仍用 Q235,荷载悬挂于下翼缘，是否满足要求； 4．仍用 Q235,荷载作用位置不变，跨中增加一侧向支承点，整体稳定是否满足要求？ 5．验算梁翼缘和腹板的局部稳定性，并提出加强局部稳定的方法（不具体设置）。
３６０
３ｍ
３ｍ
３ｍ
３ｍ１０
Ｍ图（KN·m) １３９６１４４６４８３４６８．３Ｖ图（ KN) ４７４４６５．３１６３．８１５５．１１８６１．２１９１５．８１３９６１４４６
１５５．１１５５．１１６３．８４６５．３４７４
１５５．１
４６８．３４８３
【解答】分析：（1）选择工字形焊接组合梁截面的步骤是先确定腹板高度和厚度，即 h0 和 t w ；再确定翼缘板的宽度和厚度，即 b 和 t 。确定腹板高度时，除考虑经济要求外，还应注意满足刚度要求；满足局部稳定要求外，还应注意满足抗剪强度要求。（2）选择截面后，应进行强度、刚度和整体稳定的验算。强度验算时，应注意在集中力作用的跨中截面除进行抗弯强度验算外，还应进行腹板高度处折算应力的验算。抗剪强度和刚度，因在选择截面时已满足要求，可不再进行验算。整体稳定验算时应考虑梁跨中有侧向支承后，受压翼缘的自由长度是实际侧向支承点的距离。 1．内力计算跨中截面：
(200 − 8) b 96 2 (1) 翼缘: 1 = =截面满足局部稳定要求。
h0 800 = = 100 tw 8
80＜

(完整版)钢结构基础第六章答案

钢结构基础第六章答案6.1 工字形焊接组合截面简支梁，其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变形。

梁上均布荷载（包括梁自重），跨中已有一集中荷载，现需在距右端4处4/q kN m =090F kN =m 设一集中荷载。

问根据边缘屈服准则，最大可达多少。

设各集中荷载的作用位置距梁1F 1F 顶面为120mm ，分布长度为120mm 。

钢材的设计强度取为。

另在所有的已知2300/N mm 图6-34 题6.1解：（1）计算截面特性2250122800812400A mm =⨯⨯+⨯= 339411250824(2508)800 1.33101212x I mm =⨯⨯-⨯-⨯=⨯633.229102x x IW mm h ==⨯ 32501240640082001858000m S mm =⨯⨯+⨯⨯=31250124061218000S mm =⨯⨯=（2）计算、两集中力对应截面弯矩0F 1F ()210111412901263422843F M F kN m =⨯⨯+⨯⨯+⨯=+⋅()1118128248489012824424333F M F kN m =⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯=+⋅令，则当，使弯矩最大值出现在作用截面。

10M M >1147F kN >1F （3）梁截面能承受的最大弯矩63.22910300968.7x M W f kN m==⨯⨯=⋅令得：；令得：0M M =1313.35F kN =1M M =1271.76F kN =故可假定在作用截面处达到最大弯矩。

1F （4）a ．弯曲正应力①61max68(244)1033003.22910x x F M W σ+⨯==≤⨯b.剪应力作用截面处的剪力1F 1111122412449053()2233V F F kN ⎛⎫=⨯⨯-⨯+⨯+=+ ⎪⎝⎭ ②311max925310185800031.33108m x F V S I t τ⎛⎫+⨯⨯ ⎪⎝⎭==≤⨯⨯c.局部承压应力在右侧支座处： ③()312244510330081205122120c F σ⎛⎫++⨯⎪⎝⎭=≤⨯+⨯+⨯集中力作用处： ④1F ()311030081205122120c F σ⨯=≤⨯+⨯+⨯d.折算应力作用截面右侧处存在很大的弯矩，剪力和局部承压应力，计算腹板与翼缘交界处的分享1F 应力与折算应力。

钢结构第6章课后问答-

钢结构第6章课后问答1、钢结构第6章课后问答6.1轴心受力构件的强度的计算公式怎么确定的？答:P191是按净截面的平均应力o不超过材料的屈服强度fy来确定的。

6.2轴心受压构件整体失稳有几种形式？双轴对称界面的屈曲形式是怎么样的？答：P193有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲三种形式。

一般的双轴对称截面的轴心压杆，屈曲形式为弯曲屈曲、薄壁十字形截妞在确定的状况下发生扭转屈曲、单对称轴截面如角钢、槽钢和T形钢或双板T形，由于其截面只有一个对称轴，截面形心和剪心不重合，会产生弯扭屈曲。

6.3轴心受力构件整体稳定承载力与哪些因素有关？哪些因素被称为初始缺陷。

答:P196剩余应力初弯曲初偏心〔为初始缺陷〕、长细比X;p264小结〔4〕。

6.4提高轴心压杆钢材的抗压强度能否提高其稳定承载力？答:pl95?196不能2、，在弹性阶段稳定承载力和抗压强度无关〔欧拉公式〕；在弹塑性阶段，ocr不仅是X的函数，还是Et的函数，而Et与材料的抗压强度有关。

6.5轴心屈曲为什么要分为弹性屈曲和弹塑性屈曲？划分依据？答：同6.4;划分依裾：P195,对于瘦长杆，钢材长细比大于截面应力为比例极限时构件的长细比，即满足欧拉公式的适用条件；对于中长干，截面应力在屈曲前已经超过比例极限进入弹塑性阶段。

6.6怎样区分压杆稳定的第一类稳定问题和其次类稳定问题？答：抱负轴心受力构件/偏心受力构件6.7剩余应力、初弯曲、初偏心对轴心压杆承载力的主要影响有哪些？为什么剩余应力在截面的两个主轴方向对承载力的影响不同？答：6.8轴心受力构件的稳定系数I为什么要按截面分成4类？答：p203由于轴心受压构件稳定承载力和多种因素有关3、，依据常用的截妞形式，不同加工所产生的剩余应力，经过数理统计和牢靠度分析,依据截面形式、板厚、屈曲方向、和加工条件归纳为4种。

6.9局部稳定承载力计算屮，为什么要取较大的长细比？答：p208考虑板的局部失稳不先于杆件的整体失稳的原则oocr，杆件整体失稳计算中ocr=iDf,巾对应的是较大的长细比。

第6章-钢结构建筑抗震与设防1

1985年墨西哥城地震中钢结构和钢筋混凝土结构的破坏情况
钢结构建造年份倒塌 1957年以前 1957一1976年 7 3 严重破坏 1 1
钢筋混凝土结构倒塌 27 51 严重破坏 16 23
1976年以后
0
0
4
6
6.1.1
节点连接破坏

主要有两种节点连接破坏，一种是支撑连接破坏，另一种是梁柱连接破坏，从1978年日本宫城县远海地震(里氏7.4级) 所造成的钢结构建筑破坏情况看(表6-2)，支撑连接更易遭受地震破坏。
（5）巨型框架体系巨型框架体系是由柱距较大的立体桁架梁柱及立体桁架梁构成。
( a ）桁架型；
( b ）斜格型；
( c ）框筒型
钢结构房屋适用的最大高度(m)
结构体系框架框架一支撑(剪力墙板) 筒体(框筒、筒中筒、束筒)和巨型框架设防烈度 6、7 110 220 8 90 200 9 50 140
300
260
180
钢结构房屋适用的最大高宽比
烈度最大高宽比 6、7 7.5 8 7.0 9 5.5
6.2.2 结构平面布置多高层钢结构的平面布置应尽量满足下列要求:
1)建筑平面宜简单规则，并使结构各层的抗侧力
刚度中心与质量中心接近或重合，同时各层刚心与质
心接近在同一竖直线上。 2)建筑的开间、进深宜统一，其常用平面的尺寸关系应符合表6-6和图6-12的要求。当钢框筒结构采用矩形平面时，其长宽比不应大于1.5:1;不能满足此项要求时，宜采用多束筒结构。
梁柱焊接连接处的失效模式
“人工”裂缝
梁柱刚性连接裂缝或断裂破坏的原因有: 1)焊缝缺陷，如裂纹、欠焊、夹渣和气孔等。 2)三轴应力影响。分析表明，梁柱连接的焊缝变形由于受到梁和柱约束，施焊后焊缝残存三轴拉应力，使材料变脆。 3)构造缺陷。出于焊接工艺的要求，梁翼缘与柱连接处设有垫板，实际工程中垫板在焊接后就留在结构上，这样垫板与柱翼缘之间就形成一条“人工”裂缝，成为连接裂缝发展的起源。

钢结构原理与设计第六章作业

钢结构第6章于千秋 2009102021661习题6.2 某竖向支撑桁架如图6.60所示。

两斜腹杆均采用双角钢截面，节点板厚8mm ，钢材为Q235.承受荷载标准值P k =12.5kN ，全部由可变荷载所引起。

取拉杆和压杆的容许长细比分别为400和200.假设斜腹杆的计算长度为l 0x =l oy =l ，支座处两水平反力H 相等。

若杆件的最小截面规定为2∠45×5，试选用此两斜腹杆的截面。

解：⑴由题，荷载设计值N=1.4N Qk =1.4P k =1.4×12.5=17.5kN则N Ab=1.4x2P k=1.4x 2x12.5=12.5KN 需要构件截面面积为:A n =A ≥N/f=12.5x 312.510215×102-=0.58cm 2需要的截面回转半径为: 拉杆：i 1 ≥011l [λ]= =1.061 cm压杆：i 2 ≥021l [λ]= 200=2.12 cm 拉杆按最小截面选用2∠45x5压杆选用2∠75x50x56.6某轴心受压柱,承受轴心受压力标准值N k =1600kN ，其中永久荷载（包括柱自重）为30%，可变荷载为70%。

两端铰接，柱高l=8m 。

截面采用焊接工字形，翼缘板为剪切边。

沿截面强轴方向有一中间侧向支承点，取l ox =2l oy =l 。

Q235钢试选择此工字形截面，并进行整体稳定和局部稳定验算。

（1）设计资料l ox =l=8m l oy =l/2=4m柱子承受轴心压力设计值 N=1.2x30%N k +1.4x70% N k =2144KN （2）试选截面方案（一）假设取x λ=y λ=100b 类截面 x λ=100，φ=0.555c 类截面 y λ=100，φ=0.463 需要的回转半径和柱截面尺寸 i x ≥x oxλl =800/100=8cm i y ≥λyl oy =400/100=4cm 由近似回转半径关系得需要翼缘板宽度b ≥24.0i y=24.04=16.7cm 需要截面高度h ≥43.0i x =43.08=18.6cm试选方案（二）假设取x λ=y λ=50b 类截面φ=0.856c 类截面φ=0.775同理得到i x ≥16cm i y ≥8cm b ≥33.3cm h ≥37.2cm 取b=34cm 、 h=38cmA ≥φf N =215x 775.01021443⨯x 10-2=128.7 cm 2翼缘板2-14x340 A f =95.2 cm 2腹板 1-10x380 A w =38 cm 2 A=133.2＞128.7 cm 2 截面积A=2x1.4x34+1x38=133.2 cm 2惯性矩 I x =(1/12)x[34x40.83 -（34-1）x35.23]=72493cm 4 I y =2×1/12×1.4×343 =9171cm 4 回转半径 i x =AI x=23.3cm i y =AI y=8.3cm 长细比x λ=x ox i l =800/23.3=34.3 y λ=yoy i l=400/8.3=48.2＜[λ]=150截面验算：1）整体稳定性由x λ=34.3 查b 类截面得φ=0.785φA N =23102.133x 785.0102144⨯⨯=205 N/mm 2 ＜f=215N/mm 2 可； 2）强度不必验算 3）局部稳定性翼缘板外伸肢宽厚比 b/t=（340-10）/(2x14)=11.8＜（10+0.1λ）fy235=15.7，可；腹板宽厚比h 0 /t w =352/10=35.2＜（25+0.5λ）fy235=52.3，可；所选截面合适。

钢结构原理第六章答案.

6.1一平台的梁格布置如图6.49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 /㎡。

活荷载的标准值为20kN/㎡。

试选择次梁截面，钢材为Q345钢。

图6.49 习题6.1图解：由于铺板为预制钢筋混凝土板，且焊于次梁上，故不必计算该次梁的整体稳定。

(一)、考虑次梁采用H 型钢，假设梁自重为0.5kN/m ，则次梁承受线荷载标准值为：q k =(2.0×3+0.5)+20×3=6.5+60=66.5 kN/m=66.5N/mm荷载设计值为（按可变荷载效应控制组合，同时考虑到平台活荷载大于4.0 kN/㎡，故恒荷载分项系数取为1.2，活荷载分项系数取为1.3）：q ＝1.2×(2.0×3+0.5)+1.3×(20×3)=85.8 KN/m假设次梁简支于主梁上，则跨中最大弯矩设计值为：x M =812ql =81×85.8×26=386.1m KN1、截面选择根据抗弯强度选择截面，需要的截面模量为：nx W ＝fM x x γ＝31005.1101.3866⨯⨯＝3101186⨯3mm ＝31186cm 选用HN400×200×8×13,其几何特征为：x I ＝423700cm ，x W ＝31190cm ，自重：66 kg/m=0.66 kN/m ，稍大于假设自重。

2、截面验算：① 抗弯强度：跨中截面无孔眼削弱，此x W 大于需要的31186cm ，梁的抗弯强度已足够。

② 抗剪强度：由于型钢梁腹板较厚，一般不必验算抗剪强度。

③ 局部承压强度：考虑将次梁连接于主梁加劲肋上，故不必验算次梁支座处的局部承压强度；④ 局部稳定：型钢梁翼缘和腹板厚度较大,不必验算； ⑤ 验算挠度：在全部荷载标准值作用下：q k =(2.0×3+0.66)+20×3=6.66+60=66.66 kN/m=66.66N/mm[]2501260110237001006.2600066.66384538454533=<=⨯⨯⨯⨯⨯==l EI l q l T x k Tνν 在可变荷载标准值作用下：[]3001289166.663202601=>=⨯⨯=l l Q Qνν 故需要重新选取截面为HN446×199×8×12其截面特性：x I ＝429000cm ，x W ＝31300cm ,自重：66.7 kg/m=0.667 kN/m, 此处只需重新验算挠度：在全部荷载标准值作用下：q k =(2.0×3+0.667)+20×3=6.667+60=66.667 kN/m=66.7N/mm[]2501319110290001006.260007.66384538454533=<=⨯⨯⨯⨯⨯==l EI l q l T x k Tνν 在可变荷载标准值作用下：[]30013541667.663203191=<=⨯⨯=l l Q Qνν 满足要求。

钢结构第六章小结练习

钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章轴心受力构件
所以，计算时可偏安全地假定柱端与底板间的焊缝不受力，靴梁、隔板、肋板与底
板的角焊缝则可按柱的轴心压力N计算；
柱与靴梁间的角焊缝也按受力N计算。注
意每条焊缝的计算长度不应大于60hf 。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章轴心受力构件
四边支承板三边支承板及两相邻边支承板一边支承（悬臂）板式中： ――作用在底板单位面积上的压力；
a ――四边支承板中短边的长度；
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
2E 2
Ie I
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章轴心受力构件
构件几何缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲影响
1、构件初弯曲（初挠度）的影响
cr
N
对x轴
NE 1.0
v0=0
fy
对y轴
B B’ v0=3mm
y
A 0.5
xx
欧拉临界曲线
A’ 0
Ym/0 0
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章轴心受力构件
底板的厚度由底板在基础的反力作用下产生的弯矩计算决定。靴梁、肋板、隔板和柱的端面等均可作为底板的支承边，将底板分成几块各种支承形式的区格，其中有四边支承、三边支承、两相邻边支承和一边支承（见图b、d）。在均匀分布的基础反力作用下，各区格单位宽度上最大弯矩为