水工钢结构第四章

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水工钢结构第四章

水工钢结构第四章
节线:凸面与凹 面分界处无侧向 位移的直线
一、梁与柱的局部稳定性概念
四边简支的矩形薄板失 稳时的屈曲形状 (a)纵向均匀受压 (b)受弯 (c)四周受剪
薄板失稳的主要表现为 侧向屈曲 防止薄板失稳的措施: 增加板厚 在腹板两侧设置加劲肋
二、薄板失稳时的临界应力和b/t限值的确定 四边简支薄板纵向均匀受压时的临界压力为:
y l1/iy 对截面弱轴y-y的长细比
iy Iy / A 梁截面对y轴的回转半径
b 截面的不对称影响系数
加强受压翼缘 加强受拉翼缘
b0.8(2b1 ) b2b1
b
I1
I1 I2
应当知道 b 是弹性理论导出,只适用于弹性阶段,当
b >0.6时,临界应力将超过比例极限,还应用 b 代替
当梁承受绕二主轴的弯矩作用时,可近似按下式验 算稳定性:
当梁受弯时,沿着翼缘和腹板接缝上的纵向剪 力可由下式求得:
TttwV Itw1StwVI1S
tf 20 T .7hf 1 V .m 4ha S fI1 xffw
hf
VmaxS1 1.4f fwI
二、组合梁的拼接 梁的拼接分为工厂拼接和工地拼接两种。
1、工厂拼接
翼缘与腹板的拼 接位置应错开
二、组合梁的拼接 2、工地拼接
Mx f xWnx
f:钢材的抗弯强 度设计值
双向弯曲
max
Mx xW nx
My f yW ny
Mx、My ——绕x轴和y轴的计算弯矩
x、y
——截面塑性发展系数,工字形截面取1.05 和1.2;表5-4 P146
Wnx、Wny ——钢梁对x轴和y轴的净截面抵抗矩
第二节 钢梁的弯曲强度及其计算

钢结构—第四章课后答案

钢结构—第四章课后答案

P1084.1解: 示意图要画焊缝承受的剪力V=F=270kN ;弯矩M=Fe=270⨯300=81kN.mI x =[0.8⨯(38-2⨯0.8)3]/12+[(15-2)⨯1⨯19.52]⨯2=13102cm 4=腹板A e =0.8⨯(38-2⨯0.8)=29.12 cm 2截面最大正应力σmax =M/W= 81⨯106⨯200/13102⨯104=123.65 N/mm 2≤f t w =185N/mm 2剪力全部由腹板承担τ=V/A w =270⨯103/2912≤=92.72 N/mm 2 =f v w =125N/mm 2腹板边缘处”1”的应力σ1=(M/W)(190/200)=123.65(190/200)=210.19=117.47腹板边缘处的折算应力应满足1.1w zs t f σ=≤=2≤1.1f t w =203.5N/mm 2焊缝连接部位满足要求4.2解:(1) 角钢与节点板的连接焊缝“A ”承受轴力N=420kN连接为不等边角钢长肢相连 题意是两侧焊肢背分配的力N 1=0.65 ⨯420=273 kN肢背分配的力N 2=0.35 ⨯420=147 kNh fmin =1.5(t max )1/2=1.5(10)1/2=4.74mmh fmax =1.2(t min )=1.2(6)=7.2mm取h f =6mm肢背需要的焊缝长度l w1=273⨯103/(2⨯0.7⨯6⨯160)+2⨯6=203.12+12=215.13mm肢尖需要的焊缝长度l w2=147⨯103/(2⨯0.7⨯6⨯160)+2⨯6=109.38+12=121.38mm端部绕角焊2h f 时,应加h f (书中未加)取肢背的焊缝长度l w1=220mm ;肢尖的焊缝长度l w2=125mm 。

l wmax =60h f =360mm ;l wmin =8h f =48mm ;焊缝“A ”满足要求4.3解:节点板与端板间的连接焊缝“B ”承受拉力N 对焊缝“B ”有偏心,焊缝“B ”承受拉力N=(1.5/1.8) ⨯420=350kN ;剪力V=(1/1.8) ⨯420=233.33 kN ;弯矩M=350⨯50=17.5 kN.mh fmin =1.5(t max )1/2=1.5(20)1/2=6.71mmh fmax =1.2(t min )=1.2(10)=12mm焊缝“B ”h f =7mm焊缝“B ”A 点的力最大焊缝“B ”承受的剪应力τ=233.33⨯103/(2⨯0.7⨯7⨯386)=61.68 N/mm 2焊缝“B ”承受的最大正应力σ=N/Ae+M/W=350⨯103/(2⨯0.7⨯7⨯386)+17.5⨯106⨯200/(2⨯0.7⨯7⨯3863/12)=92.52+71.91 =164.43 N/mm 2验算焊缝“B ”的强度=148.19 N/mm 2<f f w 焊缝“B ”满足要求。

水工结构

水工结构

第二篇水工结构基本知识第四章钢筋和混凝土材料的力学性能4.1钢筋一、钢筋的分类与形式钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构中常用钢筋的种类、形式及应用详见表。

钢筋的种类、形式及应用二、钢筋的力学性能1. 钢筋的强度:可分为两大类: 有明显屈服点的钢筋,如图4-2(a), 软钢无明显屈服点的钢筋,如图4-2(b), 硬钢有明显屈服点的钢筋取其屈服强度作为钢筋的强度限值,无明显屈服点的钢筋,取用σ0.2相应于残余应变为0.2%时的应力作为假定的屈服强度(或称条件屈服强度),取用σ表示。

条件屈服强度大致相当于极限抗拉强度的0.85倍.0.22.钢筋的塑性变形钢筋断裂后的伸长值与原长的比率称为伸长率,伸长率是衡量钢材塑性好坏的重要指标。

伸长率愈大,塑性愈好,为了使钢筋在断裂前有足够的伸长,使钢筋混凝土构件在破坏前有预兆,就需要钢材在满足强度要求的同时应具有良好的塑性。

三、钢筋的选用1.钢筋混凝土结构及预应力钢筋混凝土结构中的非预应力钢筋宜用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,CRB550、冷拉Ⅰ级。

2.预应力钢筋宜用钢丝、钢绞线和热处理钢筋,也可用冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,CRB650或CRB800.值得提出的是,冷拉钢筋只能提高其抗拉强度,不能提高其抗压强度,故冷拉钢筋不宜用做受压钢筋。

四、钢筋的计算指标:1.钢筋强度标准值:具有95%的保证率,热轧钢筋的强度标准值根据屈服点强度定.2.钢筋强度设计值:钢筋强度设计值=钢筋强度标准值/材料分项系数,详见表4-1.4.2 混凝土一、混凝土的强度1. 混凝土立方体抗压强度标准值f cu,k 与混凝土的强度等级(1)混凝土立方体抗压强度标准值f cu,k规范规定:混凝土立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件,在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

它是混凝土各种力学指标的基本代表值,混凝土的其它强度可由其换算得到。

(2)混凝土的强度等级我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)规定按混凝土立方体抗压强度标准值将混凝土划分为14个强度等级:即C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C55、C60、C65、C70、C75和C80。

钢结构基础第四章课后习题答案

钢结构基础第四章课后习题答案

第四章4.7 试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。

杆件由屈服强度2y f 235N mm =的钢材制成,材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成,假定不计残余应力。

320610mm E N =⨯2(由于材料的应力应变曲线的分段变化的,而每段的变形模量是常数,所以画出 cr -σλ 的曲线将是不连续的)。

解:由公式 2cr 2Eπσλ=,以及上图的弹性模量的变化得cr -σλ 曲线如下:4.8 某焊接工字型截面挺直的轴心压杆,截面尺寸和残余应力见图示,钢材为理想的弹塑性体,屈服强度为 2y f 235N mm =,弹性模量为 320610mm E N =⨯2,试画出 cry y σ-λ——无量纲关系曲线,计算时不计腹板面积。

f yyf (2/3)f y(2/3)f yx解:当 cr 0.30.7y y y f f f σ≤-=, 构件在弹性状态屈曲;当 cr 0.30.7y y y f f f σ>-=时,构件在弹塑性状态屈曲。

因此,屈曲时的截面应力分布如图全截面对y 轴的惯性矩 3212y I tb =,弹性区面积的惯性矩 ()3212ey I t kb =()322232232212212ey cryy y y yI t kb E E E k I tb πππσλλλ=⨯=⨯= 截面的平均应力 2220.50.6(10.3)2y ycr y btf kbt kf k f btσ-⨯⨯==-二者合并得cry y σ-λ——的关系式cry cry342cry σ(0.0273)σ3σ10y λ+-+-= 画图如下4.10 验算图示焊接工字型截面轴心受压构件的稳定性。

钢材为Q235钢,翼缘为火焰切割边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。

已知构件承受的轴心压力为0.6f yfyλσ0.20.40.60.81.0cryN=1500KN 。

解:已知 N=1500KN ,由支撑体系知对截面强轴弯曲的计算长度 ox =1200cm l ,对弱轴的计算长度 oy =400cm l 。

水工钢结构 课后习题答案

水工钢结构 课后习题答案

水工钢结构课后习题答案水工钢结构课后习题答案水工钢结构是一门涉及水利工程中的钢结构设计和施工的学科。

它在水利工程中起着重要的作用,包括水库、水闸、泵站、渠道等。

在这篇文章中,我们将为大家提供一些水工钢结构课后习题的答案,帮助大家更好地理解和掌握这门学科。

1. 什么是水工钢结构?水工钢结构是指在水利工程中使用的钢结构,主要用于水库、水闸、泵站等工程的建设。

它具有抗水压能力强、耐腐蚀、施工周期短等优点,因此在水利工程中得到广泛应用。

2. 水工钢结构的设计原则是什么?水工钢结构的设计原则主要包括以下几点:- 结构安全性:水工钢结构必须具备足够的抗风、抗水压和抗地震能力,以确保结构在各种工况下的安全性。

- 结构稳定性:水工钢结构的设计应考虑结构的整体稳定性,避免出现倾覆、滑移等问题。

- 施工可行性:水工钢结构的设计应便于施工,包括结构的拼装、安装和维护等方面。

- 经济性:水工钢结构的设计应尽可能减少材料的使用量和施工成本,提高工程的经济效益。

3. 水工钢结构的主要构件有哪些?水工钢结构的主要构件包括:- 钢板:用于构建水工钢结构的主体框架,通常采用高强度钢板制作,以确保结构的稳定性和承载能力。

- 拉索:用于增强结构的稳定性和抗风能力,通常采用高强度钢丝绳制作。

- 支撑杆:用于支撑结构的各个部分,以增强结构的稳定性和抗震能力。

- 连接件:用于连接结构的各个构件,通常采用螺栓、焊接等方式进行连接。

4. 水工钢结构的施工过程有哪些?水工钢结构的施工过程主要包括以下几个步骤:- 基础施工:包括基础的开挖、浇筑和固定等工作,以确保结构的稳定性和承载能力。

- 构件制作:包括钢板、拉索、支撑杆等构件的制作,通常在工厂进行预制,以提高施工效率和质量。

- 拼装安装:将预制好的构件按照设计要求进行拼装和安装,通常采用起重机械进行操作。

- 焊接和连接:对拼装好的构件进行焊接和连接,以增强结构的稳定性和承载能力。

- 检验和验收:对已完成的水工钢结构进行检验和验收,确保结构符合设计要求和安全标准。

水工钢结构习题答案

水工钢结构习题答案

水工钢结构习题答案水工钢结构是土木工程专业中的一个重要分支,它涉及到水利工程中钢结构的设计、施工与维护。

以下是一些水工钢结构习题的答案示例:习题一:水工钢结构的荷载分类水工钢结构在设计时需要考虑多种荷载,主要包括:1. 永久荷载:包括结构自重、固定设备重量等。

2. 可变荷载:如水位变化引起的水压力、风荷载、雪荷载等。

3. 偶然荷载:地震作用、撞击荷载等。

答案:在设计水工钢结构时,应综合考虑上述荷载,并通过相应的计算方法确定结构的承载能力。

习题二:水工钢结构的连接方式水工钢结构的连接方式主要有:1. 焊接连接:适用于构件间需要高强度连接的情况。

2. 螺栓连接:适用于需要拆卸或调整的构件连接。

3. 铆接连接:在某些特殊场合使用,现已较少见。

答案:选择连接方式时,应根据结构的具体要求和施工条件综合考虑。

习题三:水工钢结构的腐蚀防护水工钢结构由于长期暴露在潮湿环境中,易受腐蚀。

常见的防护措施包括:1. 涂层保护:在钢结构表面涂覆防腐涂料。

2. 阴极保护:通过施加电流,减缓金属腐蚀速率。

3. 使用耐蚀材料:选择耐海水腐蚀的钢材。

答案:在实际工程中,通常需要综合运用多种防护措施,以确保结构的耐久性。

习题四:水工钢结构的稳定性分析水工钢结构的稳定性分析是设计中的重要环节,主要考虑:1. 局部稳定性:构件在局部荷载作用下的变形和破坏。

2. 全局稳定性:整个结构体系在综合荷载作用下的稳定性。

答案:稳定性分析通常采用有限元分析软件进行,以确保结构在各种工况下均能保持稳定。

习题五:水工钢结构的施工技术水工钢结构的施工技术包括:1. 构件预制:在工厂内完成构件的制作,提高施工效率。

2. 现场拼装:根据设计图纸在现场进行构件的组装。

3. 焊接与螺栓连接:确保连接的质量和稳定性。

答案:施工过程中,应严格遵守施工规范,确保施工安全和工程质量。

结语:水工钢结构的设计、施工与维护是一个系统工程,涉及到多学科知识的综合应用。

通过不断的学习和实践,可以提高水工钢结构的安全性和经济性,为水利工程的可持续发展做出贡献。

水工钢结构 第4章

水工钢结构 第4章


M In
y1
σ和σc均以拉应力为正值,压应力为负值; In——梁净截面惯性矩; y1——所计算点至梁中和轴的距离; β1——计算折算应力的强度设计值增大系数;当σ与σc异号时 ,取β1=1.2;当σ与σc同号或σc=0 时,取β1=1.1。
4.2.2
梁的刚度
w ≤ [w]
— 梁的刚度用荷载标准值作用下的挠度大小来度量。应 按下式验算梁的挠度:
·梁的挠度可按力学的方法计算,也可由结构静力计算手册
取用。受多个集中荷载的梁 (如吊车梁、楼盖主梁等),其挠 度的精确计算较为复杂,但与最大弯矩相同的均布荷载作用 下的挠度接近。于是,可采用下列近似公式验算梁的挠度:
对等截面简支梁:
w l 5 qk l
3


5 qk l l
2

M kl 10 EI x
• 整体失稳的原因:
– 梁的EIy和GJ较小,梁截面中受压翼缘绕y轴失稳(产 生侧向微弯曲),而受拉翼缘阻碍侧向弯曲,导致整个 截面侧向弯曲与扭转.
• 提高整体稳定性的措施:
– 加大压缘宽度b,以增大EIy和GJ; – 设置压缘的侧向支撑,即减小压缘绕y轴失稳的自由 长度l1; – 将铺板与压缘相连接,使压缘不会发生侧向位移.
·规范规定:当梁受压翼缘的自由外伸宽度b与其厚度t之比
大于 而不超过 时,应取γx=1.0。直接承受动 力荷载且需要计算疲劳的梁,宜取γx=γy=1.0,即按弹性 工作阶段进行计算。
13 fy 235
15
235 fy
4.2.1.2 梁的抗剪强度 – 一般情况下,梁既承受弯矩,同时又承受剪力。工
字形和槽形截面梁腹板上的剪应力分布如图4.8所示。
图4.7

水工钢结构

水工钢结构

第一章绪论1、钢结构的特点优点:自重轻、可靠性高、抗振性,抗冲击性好、工业化程度高、可以准确快速装配、容易做成密封结构缺点:易腐蚀、耐火性差、价格相对较贵2、钢结构在水工中的应用有哪些活动式结构、装拆式结构、板结构、高耸结构、大跨度结构、海工钢结构第二章钢结构的材料和计算方法1、钢结构的破坏形式塑性破坏、脆性破坏2、软钢的单向拉伸试验四个阶段:弹性及弹塑性阶段,塑性阶段,自强阶段,颈缩阶段四个性能指标:屈服强度,抗拉强度,比例极限,伸长率看课本第9页图2-13、冷弯试验可以检验钢材内部颗粒组织情况和非金属夹渣夹层等缺陷。

可以反映钢材的塑性,检验钢材的冷弯性能,是衡量钢材质量的一个综合性指标。

4、冲击韧性试件吸收的冲击功越大,材料断裂时吸收的能量越多,材料的冲击韧性越好。

5、钢材的防腐蚀措施涂料防护、喷镀保护、电化学保护6、化学成分对钢材的影响碳含量越多,钢材的屈服强度和抗拉强度越高,而塑性和韧性,特别是低温冲击韧性下降。

同时钢材的焊接性能、疲劳强度、抗锈蚀性下降。

氧和硫引起“热脆”,氮和磷引起“冷脆”,锰、硅、钒、硼为有益元素7、钢材浇铸过程中因脱氧程度不同分类沸腾钢(F)、半镇静钢(b)、镇静钢(Z)、特殊镇静钢(TZ)8、复杂应力对钢材的影响?同号危险,异号安全9、什么是应力集中?影响如何?(概念作为了解)概念:在缺陷或截面变化附近,主应力迹线曲折、密集,出现应力高峰的现象。

影响:形成了同号应力状态。

裂缝最危险,椭圆比圆危险10、什么是硬化?冷作硬化VS时效硬化(概念作为了解)概念:钢材强度增强,塑性和韧性降低的现象叫硬化。

分为冷作硬化和时效硬化。

冷作硬化属于人为;时效硬化不属于人为。

11、温度对钢材的影响课本17页图2-812、钢材的疲劳破坏主要取决于:钢材的质量、构件的几何尺寸和缺陷、应力循环特征和循环次数。

在一定的循环次数下,发生疲劳破坏时的应力幅大小取决于:构件和连接类别。

13、疲劳计算应注意的问题疲劳计算时,作用于钢结构的荷载取标准值。

水工钢结构课程设计总结

水工钢结构课程设计总结

水工钢结构课程设计总结一、课程目标知识目标:1. 理解水工钢结构的基本概念、分类和用途;2. 掌握水工钢结构的设计原理、计算方法和安全要求;3. 了解水工钢结构施工过程中的质量控制、检测及验收标准。

技能目标:1. 能够运用相关公式和规范对水工钢结构进行简单计算和分析;2. 能够读懂水工钢结构施工图,并进行基本的施工组织设计;3. 能够运用现代技术手段,如BIM软件,进行水工钢结构的设计和施工模拟。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对水利工程建设的兴趣,激发他们投身于水利事业的责任感和使命感;2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在水工钢结构设计和施工过程中解决问题的能力;3. 强化学生的安全生产意识,使他们遵循工程规范,注重工程质量。

本课程针对高年级水利专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体学习成果。

通过本课程的学习,使学生能够具备水工钢结构设计的基本知识和技能,为今后的工作打下坚实基础。

同时,注重培养学生的职业素养和价值观,使他们在实际工作中能够更好地服务社会、贡献国家。

和“一、教学内容”作为标题标识,接上一条回答直接输出。

二、教学内容教学内容依据课程目标,结合教材,分为以下三个部分:1. 水工钢结构基本概念与分类- 教材章节:第一章 水工钢结构概述- 内容列举:钢结构定义、分类、特点;水工钢结构的应用及发展。

2. 水工钢结构设计原理与计算方法- 教材章节:第二章至第四章- 内容列举:结构设计基本原理;材料性能、截面特性及连接设计;荷载作用及组合;稳定性、刚度和强度计算。

3. 水工钢结构施工技术与管理- 教材章节:第五章至第七章- 内容列举:施工工艺及流程;施工质量控制、检测及验收标准;安全生产及环保要求。

教学大纲制定如下:第一周:水工钢结构概述及基本概念第二周:钢结构分类、应用及发展第三周:结构设计基本原理第四周:材料性能、截面特性及连接设计第五周:荷载作用及组合第六周:稳定性、刚度和强度计算第七周:施工工艺及流程第八周:施工质量控制、检测及验收第九周:安全生产及环保要求教学内容安排和进度以确保科学性和系统性为原则,注重理论与实践相结合,使学生能够全面掌握水工钢结构相关知识。

水工钢结构

水工钢结构

《水工钢结构》是2010年03月黄河水利出版社出版的图书,作者是王正中。

该书主要讲述了钢结构的材料及设计方法、钢结构的连接、钢梁、钢柱与钢压杆、钢桁架、平面钢闸门的主要特点等内容。

目录:出版者的话前言绪论第一节钢结构的特点和应用第二节钢结构的发展概况和发展方向第三节水工钢结构课程的主要内容、性质、任务和基本要求小结思考题第一章钢结构的材料及设计方法第一节钢材的破坏形式第二节钢材的主要力学性能第三节影响钢材力学性能的主要因素第四节复杂应力下钢材的工作性能第五节钢材的疲劳第六节钢材的种类、规格及选用第七节钢结构的设计方法小结第二章钢结构的连接第一节钢结构的连接方法第二节焊接连接第三节对接焊缝连接第四节角焊缝的构造和计算第五节焊接残余应力和残余变形第六节普通螺栓连接第七节高强度螺栓连接小结思考题习题第三章钢梁第一节钢梁的形式及应用第二节钢梁的弯曲强度及其计算第三节钢梁的刚度计算第四节梁的整体稳定第五节型钢梁设计第六节组合梁设计第七节梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第八节组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算第九节梁的拼接与连接思考题习题第四章钢柱与钢压杆第一节柱的可能破坏形式第二节柱的截面强度与刚度第三节轴心受压实腹式构件的整体稳定第四节轴心受压格构式构件的整体稳定第五节轴心受压构件的局部稳定和单肢稳定第六节轴心受压柱设计第七节实腹式压弯构件的稳定第八节格构式压弯构件的稳定第九节偏心受压柱设计第十节梁柱连接第十一节柱脚的设计小结思考题习题第五章钢桁架第一节概述第二节桁架的外形、尺寸和腹杆设计第三节桁架支撑设计第四节桁架的荷载和杆件内力计算第五节桁架杆件的截面选择第六节桁架节点设计第七节桁架的施工图绘制小结思考题习题第六章平面钢闸门第一节概述第二节平面钢闸门的组成和结构布置第三节平面钢闸门的结构设计第四节平面钢闸门的零部件设计第五节止水、启闭力和吊耳思考题附录附录一梁的整体稳定系数附录二型钢规格和截面特性附录三轴心受压构件的稳定系数附录四矩形弹性薄板弯矩系数附录五钢闸门的自重估算公式附录六材料的摩擦系数参考文献。

《水工钢筋混凝土结构》习题答案全解配合教材版

《水工钢筋混凝土结构》习题答案全解配合教材版

《水工钢筋混凝土结构》习题答案全解配合教材版基本概念:一、钢筋混凝土结构的特点1.混凝土结构的定义:混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。

素混凝土结构是指由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构;钢筋混凝土结构是指由配置受力钢筋的混凝土制成的结构;预应力混凝土结构是指由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构。

其中,钢筋混凝土结构在工程中应用最为广泛。

2.钢筋混凝土结构的特点:钢筋混凝土结构是以混凝土承受压力、钢筋承受拉力,能比较充分合理地利用混凝土(高抗压性能)和钢筋(高抗拉性能)这两种材料的力学特性。

与素混凝土结构相比,钢筋混凝土结构承载力大大提高,破坏也呈延性特征,有明显的裂缝和变形发展过程。

对于一般工程结构,经济指标优于钢结构。

技术经济效益显著。

钢筋有时也可以用来协助混凝土受压,改善混凝土的受压破坏脆性性能和减少截面尺寸。

3.钢筋和混凝土能够共同工作的主要原因:(1)钢筋与混凝土之间存在有良好的粘结力,能牢固地形成整体,保证在荷载作用下,钢筋和外围混凝土能够协调变形,相互传力,共同受力。

(2)钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近(钢材为1.2×10-5,混凝土为(1.0~1.5)×10-5),当温度变化时,两者间不会产生很大的相对变形而破坏它们之间的结合,而能够共同工作。

二、钢筋混凝土结构的优点(1)合理用材。

能充分合理的利用钢筋(高抗拉性能)和混凝土(高抗压性能)两种材料的受力性能。

(2)耐久性好。

在一般环境下,钢筋受到混凝土保护而不易生锈,而混凝土的强度随着时间的增长还有所提高,所以其耐久性较好。

(3)耐火性好。

混凝土是不良导热体,遭火灾时,钢筋因有混凝土包裹而不致于很快升温到失去承载力的程度。

(4)可模性好。

混凝土可根据设计需要支模浇筑成各种形状和尺寸的结构。

(5)整体性好。

水工钢结构知到章节答案智慧树2023年山东交通学院

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水工钢结构知到章节测试答案智慧树2023年最新山东交通学院第一章测试1.钢结构的主要缺点是?参考答案:抗震性能差2.水工钢结构中,钢材面临的严峻问题是?参考答案:易腐蚀3.水工钢结构采用的设计方法是概率极限状态设计法。

参考答案:错4.因为钢结构密度很大,所以跟其他结构相比,钢结构比较重。

参考答案:错5.承受动力荷载作用的钢结构,应选用韧性好的钢材。

参考答案:对6.因为钢结构的材质均匀,所以钢结构具有良好的抗震性能。

参考答案:错7.钢结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。

参考答案:对8.钢结构的主要缺点是结构的重量大。

参考答案:错9.钢结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性。

参考答案:对10.钢结构不会发生脆性断裂。

参考答案:错第二章测试1.同类钢种的钢板,厚度越大?参考答案:强度越低2.钢材的强度指标是?参考答案:屈服点3.钢材中主要的有益元素是?参考答案:Fe、C、Si、Mn4.在构件发生断裂破坏前,无明显先兆的情况是?的典型特征。

参考答案:脆性破坏5.钢材中磷含量超过限制时,钢材可能会出现?参考答案:冷脆6.钢板分为?参考答案:扁钢;薄钢板;厚钢板7.钢材选用应考虑的主要因素有?参考答案:结构所处的温度和环境。

;荷载情况。

;结构的重要性。

;钢材的连接方法。

8.钢材的疲劳破坏是塑性破坏,破坏前有明显变形。

参考答案:错9.钢材的容许应力与其强度有关,与其厚度无关。

参考答案:错10.在负温或动力荷载作用下工作的结构,应力集中的影响较大,可引起塑性破坏。

参考答案:错第三章测试1.残余应力对结构的影响是?参考答案:降低构件稳定承载力2.角焊缝的最大焊脚尺寸hf≤1.2t,式中t是?参考答案:较薄板厚度3.对接焊缝施焊时的起点和终点,常因起弧和灭弧出现弧坑和缺陷,处极易产生应力集中和裂纹,计算长度我们取实际长度减?参考答案:2t4.对于普通螺栓连接,限制螺栓中距e≥3d0的目的是为了避免?参考答案:螺孔周围应力集中相互影响5.摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠?参考答案:被连接板件间的摩擦力6.承压型螺栓连接比摩擦型螺栓连接?参考答案:承载力高,变形大7.减小或消除焊接残余应力措施有?参考答案:适当的焊接方法;合理的装配顺序;合理的焊接次序;构造设计时尽量避免三向受拉8.最小焊缝计算长度是为了避免起落弧的弧坑相距太近而造成应力集中过大。

《水工钢结构》PPT课件

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§2 影响钢材性能的主要因素
1、化学成份的影响
基本成份为Fe,炭钢中含量占99%,C、Si、Mn为杂质元素,S、P、 N、O为冶炼过程中不易除尽的有害元素。
• C:含C↑使强度↑塑性、韧性、可焊性↓,应控制在≤0.20%。 • Si:含Si适量使强度↑ 其它影响不大,有益,应控制≤0.1~0.3% • Mn:含Si适量使强度↑ 降低S、O的热脆影响,改善热加工性能,对其它
§5 钢结构的发展
3. 结构形式的革新
(1) 计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为钢结构形式 的革新提供了条件。 网架一类的杆件多而超静定结构次数又多的空间结构 大跨度悬索结构和斜拉结构 预应力钢结构 钢和混凝土组合结构 (2) 结构形式革新的另一种形式是把梁、拱、悬索等不同受力类型的结 构融于同一结构。 九江长江大桥 北京北郊综合体育馆 亚运村游泳馆
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绪论(Introduction)
主要内容:
❖§1 课程的性质和任务 ❖§2 钢结构的特点 ❖§3 钢结构的应用 ❖§4 钢结构设计的要求 ❖§5 水工钢结构的发展
§1 课程的性质和任务
课程概况
§4 钢结构设计的要求
(1)安全性 结构在正常施工和正常使用条件下,承受可能 出现的各种作用的能力,以及在偶然事件(如地震、)发 生时及发生后,仍保持必要的整体稳定性的能力。
(2)适用性 结构在正常使用条件下,满足预定使用要求的 能力。
(3)耐久性 结构在正常维护条件下,随时间变化而仍能满 足预定功能要求的能力。
❖ 水工钢结构的设计目前仍采用容许应力法。
§4 钢结构设计的要求

钢结构基础第四章课后习题答案汇编

钢结构基础第四章课后习题答案汇编

第四章4.7 试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。

杆件由屈服强度2y f 235N mm =的钢材制成,材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成,假定不计残余应力。

320610mm E N =⨯2(由于材料的应力应变曲线的分段变化的,而每段的变形模量是常数,所以画出 cr -σλ 的曲线将是不连续的)。

解:由公式 2cr 2Eπσλ=,以及上图的弹性模量的变化得cr -σλ 曲线如下:4.8 某焊接工字型截面挺直的轴心压杆,截面尺寸和残余应力见图示,钢材为理想的弹塑性体,屈服强度为 2y f 235N mm =,弹性模量为 320610mm E N =⨯2,试画出 cryy σ-λ——无量纲关系曲线,计算时不计腹板面积。

f yyf (2/3)f y(2/3)f yx解:当 cr 0.30.7y y y f f f σ≤-=, 构件在弹性状态屈曲;当 cr 0.30.7y y y f f f σ>-=时,构件在弹塑性状态屈曲。

因此,屈曲时的截面应力分布如图全截面对y 轴的惯性矩 3212y I tb =,弹性区面积的惯性矩 ()3212ey I t kb =()322232232212212ey cryy y y yI t kb E E E k I tb πππσλλλ=⨯=⨯= 截面的平均应力 2220.50.6(10.3)2y ycr y btf kbt kf k f btσ-⨯⨯==-二者合并得cry y σ-λ——的关系式cry cry342cry σ(0.0273)σ3σ10y λ+-+-= 画图如下4.10 验算图示焊接工字型截面轴心受压构件的稳定性。

钢材为Q235钢,翼缘为火焰切割边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。

已知构件承受的轴心压力为N=1500KN 。

0.6f yfyλσ0.20.40.60.81.0cry解:已知 N=1500KN ,由支撑体系知对截面强轴弯曲的计算长度 ox =1200cm l ,对弱轴的计算长度 oy =400cm l 。

(完整版)钢结构基础第四章课后习题答案

(完整版)钢结构基础第四章课后习题答案

第四章4.7试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。

杆件由屈服强度的钢材制成,材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成,假定2y f 235N mm =不计残余应力。

(由于材料的应力应变曲线的分段变化的,而每段320610mm E N =⨯2的变形模量是常数,所以画出 的曲线将是不连续的)。

cr -σλ(2/3)解:由公式 ,以及上图的弹性模量的变化得 曲线如下:2cr 2Eπσλ=cr -σλ(2/3)4.8 某焊接工字型截面挺直的轴心压杆,截面尺寸和残余应力见图示,钢材为理想的弹塑性体,屈服强度为,弹性模量为,试画出2y f 235N mm =320610mm E N =⨯2 无量纲关系曲线,计算时不计腹板面积。

cry y σ-λ——解:当 , 构件在弹性状态屈曲;当 时,cr 0.30.7y y y f f f σ≤-=cr 0.30.7y y y f f f σ>-=构件在弹塑性状态屈曲。

全截面对y 轴的惯性矩 ,弹性区面积的惯性矩 3212y I tb =()3212ey I t kb =()322232232212212ey cryy y y yI t kb E E E k I tb πππσλλλ=⨯=⨯=截面的平均应力2220.50.6(10.3)2y ycr ybtf kbt kf k f btσ-⨯⨯==-二者合并得的关系式cryy σ-λ——cry cry342cry σ(0.0273)σ3σ10y λ+-+-=画图如下4.10 验算图示焊接工字型截面轴心受压构件的稳定性。

钢材为钢,翼缘为火焰切割Q235边,沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。

已知构件承受的轴心压力为。

N=1500KNt h i nhe i rg解:已知 ,由支撑体系知对截面强轴弯曲的计算长度 ,对弱N=1500KN ox =1200cm l 轴的计算长度 。

抗压强度设计值 。

《水工钢结构》教学大纲(精)

《水工钢结构》教学大纲(精)

《水工钢结构》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质和任务《水工钢结构》课程是中央广播电视大学工学学科水利类水利水电工程专业教学计划中的主要专业选修课。

课程的任务是通过钢结构课程的学习使学生进一步了解水工钢结构的特点,掌握水工钢结构的基本理论,具备一般水工钢结构的设计技能。

二、与其它课程的关系学习本课程应具备数学、工程力学、工程制图的基础知识,其中材料力学是它的主要技术基础课,还要具有建筑材料、水工建筑物、水力学等课程相关内容的基本知识。

三、课程教学基本要求通过本课程学习,应达到下列基本要求:1.掌握水工钢结构材料的工作性能,能正确的选用钢材及提出相应的物理力学性能指标要求。

2.在掌握焊接和螺栓连接工作和破坏性质的基础上,能正确计算和设计连接。

3.了解钢结构的主要问题是稳定问题。

对钢构件的各种稳定问题应建立起较为清晰的概念。

4.能进行水工钢结构一般构件的计算,如:钢梁及焊接组合梁、钢柱(钢压杆)等。

会进行平面钢闸门的结构布置和设计。

5.了解我国现行钢结构设计规范和水工钢闸门设计规范的基本计算和构造要求。

四、教学方法采用文字教材进行课堂教学,通过作业检验学生掌握的程度,最后进行类似于课程设计的水工平面钢闸门的设计大作业。

五、课程教学要求的层次课程教学分三个层次:1.通过学习理解水工钢结构的受力特点和使用要求;2.运用所学的课程理论选择合理的水工钢结构设计方案和计算方法;3.通过水工平面钢闸门设计大作业,加深对水工钢结构基本理论和基本知识的理解。

第二部分教学过程建议一、学时分配本课程3个学分,课内总学时54,开设一学期。

具体学时分配建议如下表:二、教材总体说明及教学环节本课程仅采用文字教材。

考核方式为考查。

第三部分教学内容和教学要求一、绪论教学内容:1.钢结构及水工钢结构的特点及应用;2.钢结构的发展历史及水工钢结构的应用现状和发展方向;3.对钢结构设计的基本要求。

教学要求:1.了解钢结构的优缺点及适用性;2.掌握水工钢结构的应用状况和范围;3.了解水工钢结构的几个发展研究方向。

水工钢结构(平面钢闸门)课程设计

水工钢结构(平面钢闸门)课程设计

⽔⼯钢结构(平⾯钢闸门)课程设计⽬录⼀、设计资料及有关规定 (2)⼆、闸门结构的形式及布置 (2)三、⾯板设计 (3)四、⽔平次梁、顶梁和底梁地设计 (4)五、主梁设计 (7)六、横隔板设计 (10)七、纵向连接系 (11)⼋、边梁设计 (11)九、⾏⾛⽀承设计 (13)⼗、轨道设计 (14)⼗⼀、⽌⽔布置⽅式 (14)⼗⼆、埋固构件 (15)⼗三、闸门启闭⼒ (15)⼗四、闸门的启闭机械 (15)⼀、设计资料及有关规定1、闸门形式:潜孔式平⾯钢闸门2、孔⼝尺⼨(宽×⾼):7.0m×12.0m3、上游⽔位:67m4、下游⽔位:0.1m5、闸底⾼程:0m6、启闭⽅式:电动固定式启闭机7、材料:钢结构:Q235-A.F焊条:E43型⾏⾛⽀承:采⽤滚轮⽀承⽌⽔橡⽪:侧⽌⽔和顶⽌⽔⽤P型橡⽪,底⽌⽔⽤条型橡⽪8、制造条件:⾦属结构制造⼚制造,⼿⼯电弧焊,满⾜Ⅲ级焊缝质量检验标准。

9、规范:《⽔利⽔电⼯程钢闸门设计规范SL 1974-2005》⼆、闸门结构的形式及布置1、闸门尺⼨的确定闸门⾼度:12.2m闸门的荷载跨度为两⽌⽔的间距:7.0m闸门计算跨度:10+2×0.22=7.44(m)设计⽔头:67m2、主梁的数⽬及形式主梁是闸门的主要受⼒构件,其数⽬主要取决于闸门的尺⼨。

因为闸门跨度L=7m,闸门⾼度h=12m,L3、主梁的布置本闸门为⾼⽔头的深孔闸门,主梁的位置可按主梁均匀间隔来布置。

设计时按最下⾯的那根受⼒最⼤的主梁来设计,各主梁采⽤相同的截⾯尺⼨。

4、梁格的布置及形式梁格采⽤复式布置与等⾼连接,⽔平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所⽀承。

⽔平次梁为连续梁,其间距应均匀,以减少计算量。

5、连接系的布置与形式(1)横向连接系,根据主梁的跨度,决定布置5道横隔板,其间距为1.24m,横隔板兼作竖直次粱。

(2)纵向连接系,采⽤斜杆式桁架。

三、⾯板设计根据《钢闸门设计规范S74—95》关于⾯板的设计,先估算⾯板厚度,在主梁截⾯选择以后再验算⾯板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应⼒。

《水工钢筋混凝土结构》课件——4章 水工钢筋混凝土课件

《水工钢筋混凝土结构》课件——4章 水工钢筋混凝土课件

hw / b 4.0
KV 0.25 fcbh0 (0.25 fcbh0 KV )
4)确定是否进行斜截面受剪承载力计算

KV 0.7 ftbh0
说明不需要进行斜截面抗剪计算, 按构造要求配筋即可。
5)腹筋计算 只配箍筋:
KV
Vcs
0.7 ftbh0
1.25 f yv
Asv s
h0
确定Asv / S C ,有若干Asv和 s 的组合,取合适的一组。
4.1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态
§4-2 影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素
1. 剪跨比
2.4
Vu
ftbh0 2.0
a
1.6
1.2 0.8 0.4
h0
2. 混凝土强度
0
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
a
h0
3. 箍筋配筋率及 其强度
4. 纵筋配筋率及其强度
➢弯 筋 计 算 进 行 到 最 后 一
排弯筋进入 Vcs控制区段为 止。
➢箍筋最大间距Smax见 ➢表4-1
4.3受弯构件斜截面受剪承载力计算
第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算
6. 构件截面尺寸或砼强度等级的下限 ❖ 配箍率超过一定值,箍筋屈服前,斜压杆砼已压坏,
取斜压破坏为受剪承载力上限。
l0 h
关系的经验公式: Vc 0.7 ftbh0
4.3受弯构件斜截面受剪承载力计算
第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算
3.2 箍筋的受剪承载力
Asv
nAsv1
配箍率 sv bs
bs
试验寻求 Vu f t bh0
抗剪能力不再增大…

水工钢结构PPT课件

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02
水工钢结构的类型与构造
闸门
定义
闸门是水工建筑物中用于关闭或 开启泄水通道的控制设施。
类型
根据使用条件和结构特征,闸门 可分为平板闸门、弧形闸门、人
字闸门等。
构造
闸门主要由门叶、门框、启闭机 械等部分组成。门叶是挡水的主 体部分,门框是门叶四周的支撑 结构,启闭机械用于控制闸门的
开启和关闭。
拦污栅
保养与维护建议
防腐保护
定期对水工钢结构进行防腐涂层检查 和修复,保持其良好的防腐性能。
排水措施
确保水工钢结构的排水系统畅通,避 免积水对钢结构造成损害。
荷载控制
严格控制水工钢结构的荷载,避免超 载对结构造成不利影响。
安全防护
加强水工钢结构的安全防护措施,如 设置警示标志、安装防护设施等,确 保人员和设备安全。
05
水工钢结构的制造工艺与 设备
制造工艺流程
钢材预处理
包括除锈、矫直、切割等工序 ,确保钢材表面光洁度和尺寸
精度。
零件加工
按照设计要求,对钢材进行切 割、弯曲、钻孔等加工,制作 成各种形状和尺寸的零件。
装配与焊接
将加工好的零件进行装配,采用 合适的焊接方法和工艺参数进行 焊接,确保焊缝质量和强度。
04
水工钢结构的设计与计算
设计原则与规范
设计原则
确保结构安全、经济、适用,满足功能和耐久性 要求。
设计规范
遵循国家相关标准和行业规范,如《水利水电工 程钢结构设计规范》等。
结构选型
根据工程条件和要求,选择合适的结构形式和材 料。
荷载分析与计算
荷载分类
考虑恒载、活载、风载、雪载、地震荷载等。
荷载组合
钢材在冷状态下易于弯曲,有利于结 构的成型和安装。

水工钢结构复习总结

水工钢结构复习总结

水工钢结构丁磊第一章绪论1.钢结构的特点:优点:1自重较轻2材质均匀,可靠性较高3强度高,具有良好的塑性和韧性4工业化程度高5制造方便,施工周期短6密闭性好7拆迁方便缺点:1耐磨性差 2残余应力和变形3耐火性差4低温冷脆第二章钢结构的材料和计算方法1.钢结构的破坏形式:塑性破坏和脆性破坏2.钢材的主要机械性能:1单项拉伸时的工作性能2塑性3韧性4冷弯性能5可焊性6耐久性3.钢材的各主要衡量指标:1屈服点fy 2抗拉强度fu 3比例极限fp 4伸长率δu 5冷弯试验6冲击功Akv4.承重钢材必须满足的三项主要机械性能:刚才的抗拉强度伸长率屈服点5.影响钢材的主要因素:1化学成分的影响2钢的冶炼轧制3钢材缺陷4应力集中5时效硬化、冷作硬化6温度7残余应力8反复荷载9复杂应力6.钢材的可焊性及分类可焊性:在给定条件的构造形式和焊接工艺条件下获得符合质量要求的焊缝连接性能分类:施工上的可焊性使用上的可焊性7.主要化学成分对钢材性能的影响?有毒元素?1)碳:影响钢材强度,碳的含量增加,钢材强度增加,塑性、韧性下降(钢的含碳量小于2%,碳大于2%则为铸铁。

2)锰:弱脱氧剂,适量的锰可提高钢材强度,抵消热脆影响,不显著降低塑性韧性3)硅:强脱氧剂,适量的硅提高钢材强度,而对塑性韧性、冷弯性能和可焊性无明显不良影响4)铝、铬、镍:铝是强脱氧剂,补充脱氧,减少钢材中的有害氧化物有毒元素:1硫:降低塑性、韧性、可焊性、抗锈蚀性。

高温时发生热脆2磷:低温时发生冷脆,高温时降低塑性3氧、氮:氧化物使钢材热脆,氮使其冷脆8.钢材冶炼产生的缺陷有:偏析、非金属夹杂、裂纹、分层9.钢材按浇筑方法分为:浇入铸模做成的钢锭、浇入连续浇铸机做成钢坯按脱氧程度分:沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢10.冷作硬化、时效硬化及其影响:冷作硬化:钢在制造过程中如剪、冲、钻、刨、弯、锟等加工产生较大塑性变形引起钢的硬化现象。

影响:提高了钢的弹性范围,降低了塑性和冲击韧性,易出现脆性破坏时效硬化:钢的性质随时间的增长逐渐变硬变脆的现象。

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当梁承受绕二主轴的弯矩作用时,可近似按下式验 算稳定性:
max
My Mx f bWx yWy
例题4-1 等截面简支焊接组合梁的整体稳定性和弯应 力强度验算。已知:计算跨度 l 6m ,跨中无侧向支 撑点,集中荷载作用于上翼缘且在跨中 l / 3 范围内。 按荷载设计值计算最大弯矩 M max 370kN m 。钢材 N / mm2 。截面形式 采用Q235-F,强度设计值 f 215 4 4 I 66043 cm I 2091 cm x 与尺寸如下图所, , y , 4 I1 1613 cm, I 2 478cm4。 书上图片翼缘长度!

验算双向弯曲强度 验算整体稳定性 验算合挠度


My Mx max f xWnx yWny
My Mx f bWx yWy
w wx wy [ w]
2 2
例题4-2 所示工作平台中的次梁。计算跨度 l 5.0m , 次梁间距2.5m,预制钢筋混凝土铺板焊于次梁上翼缘。 2 平台永久荷载(不包括次梁自重)为 7.5kN / m ,荷载 2 15 kN / m 分项系数为1.2;活荷载为荷载 ,分项系数 1.4 。钢材采用 Q345 钢。 ,
武汉天兴洲长江大桥开始架设钢梁
美国加州建设中的立交桥钢梁坍塌
第四章
钢 梁
梁是受弯构件,设计时应同时满足承载力极限 状态和正常使用极限状态。
弯曲正应力 强度剪应力 局部压应力 折算应力 受弯构件 梁的整体稳定 稳定 受压翼缘 梁的局部稳定腹板 刚度(挠度)
M max cr cr f y M max f b f b Wx fy R Wx R
M max 梁在最大刚度平面内的最大弯矩; Wx 梁受压最大纤维毛截面模量;
b cr
fy
整体稳定性系数,按附录六计算或直接查表
对一般受横向荷载或端弯矩作用的焊接工字形等截面简支梁
括号内的减号用于荷载作用 于上翼缘时,加号用于荷载 作用于下翼缘时。
二、整体稳定性的验算方法 符合下列情况之一时,可不验算其整体稳定性: (1)有刚性面板与梁的受压翼缘牢固连接,阻止了梁的 侧向位移。 (2)工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度 l1与其宽度 b1之比不超过表4-1所规定的数值。
表4-1 H型钢或工字形截面简支梁不需计算整体稳定性的最大l1/b1值
tw h / 11
(三)选择翼缘尺寸b1和t1 考虑到 h h0
W 1 W 1 A1 t wh t wh0 h 6 h0 6
(三)选择翼缘尺寸b1和t1 其他条件
W 1 A1 t w h b1t1 h 6
1、通常采用:b1 h / 3 ~ h / 5, b1 h / 2.5 2、为了保证梁的整体稳定: b1 l1 / 16 ,(Q235钢) 或 b1 l1 / 13 (Q345钢)。 3、翼缘宽度 b1 被选定后,即可算出所需厚度 t1 A1 / b1 。同时须考虑翼缘板局部稳定的要求:
2、经济梁高
dg / dh 0
hec 3.1W
2/5
2/ 5
同理,取可得变翼缘梁的经济梁高 f 0.8
hec 2.8W
h与hec即使相差20%,梁重也只 增大4%左右 故选择较小的梁高 同时要大于hmin
(二)选择腹板厚度tw
腹板厚度应满足剪应力强度、局部稳定性,防锈 以及钢板规格等要求。(腹板厚度一般不宜小于8mm。)


第五节 焊接组合梁的截面选择和截面改变 组合梁的设计步骤: (1)根据梁的跨度、荷载求Mmax,Vmax。 (2)根据强度、刚度、稳定、节省钢材—选择截面 尺寸,有时在弯矩较小处,减小截面。 (3)计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝。 (4)验算组合梁的局部稳定性和设计腹板加劲肋。 (5)设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和 梁格的连接。
(6)绘制施工详图。
一、截面选择:
(一)选择梁高h 和腹板高度h0 1、由刚度条件定最小梁高 含义:使组合梁在充分利 设q为设计值,则标准值近 用钢材强度的前提下,又 似为q/1.3 正好满足梁的刚度要求的h 以受均载对称等截面简支梁为例
M qL2 1 W 8 W
对称截面 挠度
I 2I W (h / 2) h
取W为定值
Mx f xWnx
2、经济梁高 A1等与梁高h的关系式:
h h1 2 1 3 I W 2 A1 ( ) t w h0 2 2 12
2、经济梁高 h≈h1≈h0
W 1 A1 t w h h 6
梁每单位长度的重量g =腹板重量+2翼缘重量
W 1 g g w g f wtw h 2 f ( tw h) h 6
一、概念 侧向弯曲,伴随扭转——侧向弯扭屈曲 。
梁维持其稳定平衡状态所能承担的最大荷载或最大 弯矩,称为临界荷载或临界弯矩。 当F<Pcr时,消除侧向微小扰动后,可恢复到平面 弯曲状态; 当F=Pcr时,处于临界平衡状态; 当F>Pcr时,迅速转为不平衡状态,终因侧向弯曲 和扭转急剧增大而遭到破坏。 往往是突然发生,没有预兆。
h=628 347



x
x
y t1 2 4320 Ah 235 b b 2 [ 1 ( ) b ] 4.4h fy y Wx
y 1=281
作业 • 习题4-1 • 下周上课前交
• 计算长度l=8.6m
第四节 轧成梁的设计
轧成工字钢或槽钢制成梁的设计步骤:
(1)根据梁的跨度与荷载计算Mx(最大弯矩)和V (最大剪力)。注意:荷载为标准荷载要乘以分项系数。 ,
eq 2 c2 c 3t 2 f
、 c ——较大弯应力、局部压应力 ——折算应力的强度增大系数 当 、 c同号或者 c =0时,取 =1.1
当 、 c 异号时,取 =1.2
eq 2 3t 2 1.1 f
第三节 钢梁的整体稳定
w 5 qL3 5 M L 5 L l 384 1.3EI 24 W 1.3Eh 令 f , w l [w l ]
hmin
fL 0.16 E[ w ] l
2、经济梁高 确定经济梁高的 条件通常是使梁的自 重最轻, 并未考虑梁高对于整 个承重结构重量的影 响。
eq 12 3t 12 1.1 f
1 My1 / I 0,t1 VS /(tw I 0 )
0 1
第六节 焊接组合梁的翼缘焊缝和梁的拼接
一、翼缘和腹板的连接——翼缘焊缝的计算
fy b1 t1 30 235
(第八节)
(三)选择翼缘尺寸b1和t1 其他条件 4、为避免翼缘焊缝产生过大的焊接应力
t1 40m m(低碳钢) t1 25m m(低合金钢)
5、翼缘板厚度也应符合现有的钢板规格。
(四)梁的强度、整体稳定和挠度验算 若不能保证设计强度,则应修改截面尺寸, 直到合适为止。
y t1 2 4320 Ah 235 b b 2 [ 1 ( ) b ] 4.4h fy y Wx
计算公式
y t1 2 4320 Ah 235 b b 2 [ 1 ( ) b ] 4.4h fy y Wx
b 系数,按 l1t1 /(b1h) 在附录六表1查得。 y l1 / iy 对截面弱轴y-y的长细比
iy
b
I y / A 梁截面对y轴的回转半径
截面的不对称影响系数
加强受压翼缘 b 0.8(2b 1) I1 b I1 I 2 加强受拉翼缘 b 2b 1
应当知道 b 是弹性理论导出,只适用于弹性阶段,当
b >0.6时,临界应力将超过比例极限,还应用 b 代替


(2)根据弯应力强度求得截面的抵抗矩;如果最 大弯矩处有螺栓孔,W要加大10%-15%。
Mx f (3)根据W从型钢表中选择型钢。 xWnx
max
(4)验算弯应力强度;验算整体稳定性;如不合适 重选。经济、安全。 M
b Wx
f
轧成工字钢或槽钢制成梁的设计步骤:
VS fv (5)验算剪应力强度。 t Itw (6)挠度验算。
跨中无侧向支撑点的梁 钢号 荷载作用在上翼缘 荷载作用在下翼缘 跨中受压翼缘有侧 向支承的梁不论荷 载作用于何处
Q235
Q345 Q390 Q420
13.0
10.5 10.0 9.5
20.0
16.5 15.5 15.0
16.0
13.0 12.5 12.0
不符合上述条件的应按下式验算梁的整体稳定性:
对双轴对称工字形等截面梁 临界荷载 Pcr 临界弯矩
K p EI y GJ l1
2
M cr
K EI y GJ l1
Kp K
为系数
临界应力 cr
K EI y GJ l1Wx
梁受压翼缘的自由长度,等于梁的跨度或侧 向支撑点的间距 EI y 梁截面的侧向抗弯刚度 GJ 梁截面的抗扭刚度
l1
第二节 钢梁的弯曲强度及其计算
二、钢梁的强度计算
剪应力强度
VS t fv Itw
x
x
t
max
V:梁所受的最大剪力 fv:钢材的抗剪强度设计值 I:钢材的毛截面惯性矩 S:毛截面在计算剪力处以上 部分对中和轴的面积矩 tw:腹板厚度
第二节 钢梁的弯曲强度及其计算
折算应力公式:若梁截面上同一点受到弯应 力、剪应力都较大
w 腹板重的构造系数,主要考虑加劲肋重,取1.1-1.2 f 翼缘重的构造系数,等截面梁取1.0,变截面梁取0.8
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