钢结构基础第三章课后习题答案[精选].doc

习题参考答案3.1题：答：〔1〕按制作方法的不同分为型钢截面和组合截面两大类型钢截面又可分为热轧型钢和冷弯薄壁型钢两种组合截面按连接方法和使用材料的不同，可分为焊接组合截面〔焊接截面〕、铆接组合截面、钢和混凝土组合截面等〔2〕型钢和组合截面应优先选用型钢截面，它具有加工方便和成本较低的优点3.7题：2解：由附录1中附表1可得I20a的截面积为3550mm，扣除孔洞后2的净面积为An355021.5723249mm工字钢较厚板件的厚度为2N/mm，11.4mm，故由附录4可得Q235钢材的强度设计值为f215N45010332492138.5215N/mm，即该柱的强度满构件的压应力为足要求An新版教材工字钢为竖放，故应计入工字钢的自重工字钢I20a的重度为27.9kg/m，故Ng27.969.811.21971N；NNg45010197132139.11215N/mm，即该构件的拉应力为An3249柱的强度满足要求3.8题：解：1、初选截面假定截面钢板厚度小于16mm，强度设计值取f215f125，vq1.210.21.42547.24kN可变荷载控制组合：，q1.3510.21.40.72538.27kN永久荷载控制组合：Rql/2129.91kN简支梁的支座反力〔未计梁的自重〕，跨中的最1818ql247.245.5178.63kNm2大弯矩为M抵抗矩为，梁所需净截面maxMmax178.631061.05215791274mm3Wnx，fx梁的高度在净空方面无限值条件；依刚度要求，简支梁的容许扰度为l/250，参照表3-2可知其容许最小高度为l5500hmin229mm，2424按经验公式可得梁的经济高度为3h7e3W3007791274300347mm，x由净截面抵抗矩、最小高度和经济高度，按附录1中附表1取工字钢3I36a，相应的截面抵抗矩W875000791274mm，截面高度nxh360229mm1中附表5取窄翼缘H且和经济高度接近。

按附录3型钢HN400150813，截面抵抗矩W942000791274mm，nx截面高度h400229mm普通工字钢梁翼缘的外伸宽度为b1(13610)/263mm，b163，故翼缘3.9913235/f13yt15.8板的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展<校核此项标准>窄翼缘型钢梁的翼缘的外伸宽度为b171b1(1508)/271mm，5.4613235/f13，故翼缘板yt13的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展2、验算截面〔1〕普通工字钢I36a截面的实际几何性质计算：243A7630mm，I157600000mm，W875000mm，xxIxS307mm，x3梁自重估算，由荷规附录A得钢的重度为78.5kN/m，梁的自重为-6g7630101.278.50.719kN/m，修正为-6g76301078.50.60kN/m自重产生的跨中最大弯矩为120.601.25.52.72kNmMg，式中1.2为可变荷载控制组合对8应的荷载分项系数跨中最大总弯矩为M178.632.72181.35kNm，xA点的最大正应力为181.351062197.39f215N/mm(tmax15.816)1.05875000B点的最大剪应力为Vmax(47.240.601.2)5.5/2131.89kN131.89103242.96f125N/mm(tmax15.816)v30710故由以上分析可知，该普通工字钢等截面钢梁满足强度要求。

〔2〕窄翼缘型钢HN400150813截面的实际几何性质计算：243A7112mm，I188000000mm，W942000mm，xx3梁自重估算，由荷规附录A得钢的重度为78.5kN/m，梁的自重为-6g7112101.278.50.670kN/m，修正为-6g71121078.50.56kN/m自重产生的跨中最大弯矩为12Mg0.561.25.52.54kNm，式中1.2为可变荷载控制组合对8应的荷载分项系数跨中最大总弯矩为M178.632.54181.17kNm，xA点的最大正应力为181.171062183.17f215N/mm(tmax1316)1.05942000B点的最大剪应力为Vmax(47.240.561.2)5.5/2131.76kN，面积矩可近似计算如下S15013(400/213/2)(20013)8/2517201mm32，x3131.761051720181.88108245.31f125N/mm(tmax135.816)v故由以上分析可知，该窄翼缘型钢等截面钢梁满足强度要求比较普通工字钢和窄翼缘型钢可发现，在相同的计算条件下采用窄翼缘型钢更加经济3.9题：解：强度验算部位：A点的最大正应力；B点的最大剪应力；C点的折算应力；D点的局部压应力和折算应力。

M3002600kNm，RP300kN，max2梁截面的相关参数：A800828010212000mm，1(280820-272800)1259920000mm433Ix，12腹板轴线处的面积矩3S2801040540082001774000mm，腹板边缘处的面积矩S280104051134000mm3梁的自重标准值-6g120001078.51.21.1304kN/m〔也可按课本的方法计算，此处直接采用荷规附录A提供的重度〕，121.1304101.216.956kNmMg，跨中最大总弯矩8M60016.956616.956kNmxA点的最大正应力为：2808210由于翼缘自由外伸的宽厚比为，235，故取x1313.613fy对轴的部分塑性发展系数1.0x6616.956104102200.77f215N/mm(tmax1016)1.01259920000B点的最大剪应力为：Vmax3001.21.130410/2306.78kN3306.78101774000253.99f125N/mm(tmax1016)v12599200008C点的折算应力为：2M306.7820.51.130421.2610.85kNm，V306.781.21.13042304.07kN，3304.0710113400034.21N/mm2，125992000086610.8510400193.93N/mm2，折算应力为1259920000222202.781.1f236.5N/mm。

3ZSD点的局部压应力和折算应力F1.03001032250N/mmf215Mpa；ctl8150wz2D点正应力为压应力，其值大小为193.93N/mm；剪应力向下，2大小为34.21N/mm代入折算应力计算公式可得，222234.811.1f236.5N/mm23，即D点的折ZScc算应力满足强度要求，但局部压应力不满足强度要求故由以上分析可知，该焊接工字型等截面钢梁不满足强度要求3.10题：解：1、初选截面假定截面钢板厚度小于16mm，强度设计值取f215f125，，简vRP/2750kN支梁的支座反力〔未计梁的自重〕，跨中的最大弯矩为M75043000kNm，梁所需净截面抵抗矩为max3000106Mmax71.328910mm3Wnx，f1.05215x梁的高度在净空方面无限值条件；按经验公式可得梁的经济高度为37h7W30071.3289103001358mm3，ex考虑到梁截面高度大一些，更有利于增加刚度，初选梁的腹板高度为h1400mm腹板厚度按支点处最大剪力需要确定，w1.5V1.5750103tw6.43mm，按经验公式估算hf1400125wvhw111400tw3.40mm，应选用腹板厚度为tw10mm。

11hw140修正为：t1.076cm10.76mm，应选用腹板厚度为w1111tw10mm按近似公式计算所需翼缘板面积7Wth1.328910101400xww7159mm2，初选翼缘板宽度bthw6140067159为400mm，那么所需厚度为t17.9mm考虑到公式的近似性400和钢梁的自重作用等因素，选用t20mm梁翼缘的外伸宽度为b19519.7513235/f13yb(40010)/2195mm，t，故翼缘120板的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展2、验算截面截面的实际几何性质计算：2A14001040020230000mm，1Ix(4001440-3901400)1.035310mm43310，121.0353101072071.437910mm3Wx，腹板轴线处的面积矩63S40020710700103508.1310mm，腹板边缘处的面积矩6S400207105.6810mm33梁自重估算，由荷规附录A得钢的重度为78.5kN/m，梁的自重为-6g30000101.278.52.826kN/m，自重产生的跨中最大弯矩为12Mg2.8261.2827.13kNm，式中1.2为可变荷载控制组合8对应的荷载分项系数。

跨中最大总弯矩为M300027.133027.13kNm，xA点的最大正应力为3027.131061.051.43791072200.50f205N/mm(翼缘处t2016)B点的最大剪应力为Vmax7501.22.8268/2763.56kN763.56108.131063259.96f125N/mm(腹板处t1016)v101.03531010C点的折算应力为63027.13107001.03531010204.67N/mm2，763.56105.68106101.03531010341.89N/mm2，按能量理论的折算应力为222217.151.1f236.5N/mm(腹板边缘处t1016)3ZS故由以上分析可知，该焊接工。