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1、第四章轴心受力构件4.1验算由2L 63 5组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN,只承受静力作用，计算长度为3m=杆端有一排直径为 20mml的孔眼（图4.37 ），钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。NJ1=3Nif -j ；.u杆H 1.37解: (1)强度 查表得 L 63 5 的面积 A=6.14cm , imin ix 1.94cm,2 (A d t) 2 (614 20 5)21028mm , N=270KN270 1031028262.6Mpa215Mpa，强度不满足,所需净截面面积为A N 氏
2、f3270 1021256mm ,215所需截面积为AAn d t1256 2025 728mm2 ,选 63 6，面积 A=7.29cm2729 mm2728mm2（2）长细比1。3000154.6350i min1944.2 一块-400 20的钢板用两块拼接板-400 12进行拼接。螺栓孔径为22mm排列如图4.38所示。钢板轴心受拉，N=1350KN（设计值）。钢材为Q235钢，解答下列问题（1）钢板1-1截面的强度够否？（2）是否需要验算2-2截面的强度？假定 算?（3）拼接板的强度够否？N力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验4- 38解：（1）钢板1-1截面强度验算:Am
3、(b 3d。)2tmin(400 3 22) 20 6680mm， N=1350KN1350 1036680202.1Mpa205Mpa，强度满足。(2) 钢板2-2截面强度验算:(t)(a),种情况，(a)是最危险的。A12(1(a)5 do) t(400 80802 802 5 22) 20 6463mm2 , N=1350KNN 1350 103A76463208.9Mpa205Mpa，但不超过5%强度满足。对应图(d)的验算：A12(l(d)5 d。)t(400 5 22)2025800mm，N10N1013501038.5KN1313N1038.5 10：-179.0Mpaf205M
4、pa，强度满足。An2580020mm孔径(3)拼接板的强度够否？因为拼接板厚度2 12 24mm 20mm，所以不必验算拼接板。4.3验算图4.39所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。螺栓直径22mm钢材为 Q235AF承受轴心拉力 N=600KN (设计值)。1 i.*03叫1 IfllE 39解:(1)净截面验算:A(b3 d。)tmin (240 322)214 2436mm，NNN c0.596003 600 -90.53 500KNN500 103205.3Mpaf215Mpa，强度满足。An2436(2)全截面验算600 10240 14178.6Mpa215Mpa，强度
5、满足。4.4 一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件，长9m截面由2 L 90 8组成的肢尖向下的T形截面，问是否能承受设计值为870KN的轴心力？解：(1 )强度验算2查表得 L 90 8 的面积 A=13.94cm , iminix 2.76cm ,3N 870 10A 1394 2(2 )刚度验算312.1Mpa310Mpa，但不超过5%强度满足。li min27.63504.5某车间工作平台柱高 2.6m，按两端铰接的轴心受压柱考虑。如果柱采用I16 (16号热轧工字钢)，试经过计算解答：(1 )钢材采用Q235钢时，设计承载力为多少？(2) 改用Q345钢时，设计承载力是否
6、显著提高？(3) 如果轴心压力为 330KN(设计值)，116能否满足要求？如不满足，从构造上采取什么 措施就能满足要求？解：(1 )钢材采用Q235钢时，设计承载力为多少？查表得 I16 的面积 A=26.1cm? , ix 6.57cm , iy 1.89cm(2)l0xixbyiyAf改用40 ,260065.7260018.90.353401382610150 , a类截面，查表得150 , b类截面，查表得215198086 N 198.1KNQ345钢时，设计承载力是否显著提高?a类截面，按48查表得x138 , b类截面，按 y138345164查表得235x 0.941y 0.
7、3530.921y 0.265N Af 0.265 2610 310214411N214.4KN，承载力无太明显的提高。(3)如果轴心压力为 330KN(设计值)，116能否满足要求？如不满足，从构造上采取什么 措施就能满足要求？8距uuuuuuuuuuuujuu因为N 300KN198.1KN，所以整体稳定不满足。在侧向加一支撑，重新计算。l0yiy沁6918.9150，b类截面，查表得y 0.757Af0.757 2610 215424791N424.8KN300KN，整体稳定满足。设某工业平台柱承受轴心压力 型钢或焊接工字形截面柱。解：H型钢柱初选截面4.65000KN (设计值)，柱高
8、8m两端铰接。要求设计(1)600.807 (b 类)35000 100.807 2152 228961mm289.61cml0，ix iy 8000 133mm，60选 HW4284072035，其面积2A 361.4mm ，ix18.2cm，iy 10.4cm(2)验算8000xix18244150，b类截面，查表得0.882l0yyIy800010477150，b类截面，查表得0.70735000 10320.707 361.4 10195.7Mpa f 205Mpa，整体稳定满足。焊接工字形(1)根据(2)初选截面H型钢截面，初选焊接工字形截面，如图所示。 计算参数420 322 40
9、0 18 34080mm2Ix (420124643 18 4003)3.4 109mm4,1132 42033.95 108mm412(2)3.4 109: 34080ix315.9mm,iy3.951。8107.7mm434080整体稳定验算Xxix8000315.925150 ,b类截面，查表得x 0.953l0yyIy8000107.774150,b类截面，查表得y 0.72650001030.726 34080202.3Mpa f 205Mpa，整体稳定满足。(3)局部稳定验算420 18之 6.28 (10320.1 74)17.4h40022.2(250.5 74)62，局部稳定
10、满足。18图4.40 （a）、（b）所示两种截面（焰切边缘）的截面积相等，钢材均为Q235钢。当用3200KN4.7作长度为10m的两端铰接轴心受压柱时，是否能安全承受设计荷载解：计算（a）图截面(1)计算参数：A 50020 2 5002824000 mmIxIy8122 125003 2 20500 (25020 )21.435 109mm438420 5004.17 10 mmixIx1.435 109A 24000244.5mm， iy4.171。8131.8mm424000Iy整体稳定验算lxixlyiy皿41244.5遊76131.8150 , b类截面,150, b类截面,查表得
11、查表得x 0.895y 0.714(3)ho计算(1)lxIy(3)hN 3200 10186.7Mpa f 205Mpa，整体稳定满足。A 0.714 24000局部稳定验算500 8212.3 (10 0.1 76) 17.62050062.5(250.5 76)63，局部稳定满足。8(b)图截面计算参数：A1310 4003 12 2丄12ixIx224000 mm2 25 400 (200 爭 &564 108mm425 40032.67 108mm49.564 108A 24000整体稳定验算l0x10000ix199.610000iy105.5N3200(2)50x95yA1030
12、.588 24000局部稳定验算400 102257.8 (104004010(250.5199.6mm， iyIy2.67 108105.5mm424000150 , b类截面,150 , b类截面,查表得查表得226.8Mpa f 205Mpa0.1 95) 19.595)72.5，局部稳定满足。设计由两槽钢组成的缀板柱，柱长4.8Q235B截面无削弱。7.5m，两端铰接,解：(1)初选截面：设70 y0.751 ( b 类)x 0.856y 0.588整体稳定不满足。设计轴心压力为1500KN钢材为N 迴血 9289mm20.751 21592.89cm2，选 2 :32a,，其面积 A 48.50 2 97cm2, iy 12
