西安建筑科技大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)習(xí)習(xí)題參考答案

1、 鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)習(xí)題參考答案題：答：（1）按制作方法的不同分為型鋼截面和組合截面兩大類。型鋼截面又可分為熱軋型鋼和冷彎薄壁型鋼兩種。組合截面按連接方法和使用材料的不同，可分為焊接組合截面（焊接截面）、鉚接組合截面、鋼和混凝土組合截面等。（2）型鋼和組合截面應(yīng)優(yōu)先選用型鋼截面，它具有加工方便和成本較低的優(yōu)點(diǎn)。題：解：由附錄1中附表1可得I20a的截面積為3550mm2，扣除孔洞后的凈面積為mm2。工字鋼較厚板件的厚度為11.4mm，故由附錄4可得Q235鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為N/mm2，構(gòu)件的壓應(yīng)力為N/mm2，即該柱的強(qiáng)度滿足要求。新版教材工字鋼為豎放，故應(yīng)計(jì)入工字鋼的自重。工字鋼I20a的重度為27

2、.9kg/m，故N；構(gòu)件的拉應(yīng)力為N/mm2，即該柱的強(qiáng)度滿足要求。題：解：1、初選截面假定截面鋼板厚度小于16mm，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取，。可變荷載控制組合：，永久荷載控制組合：簡(jiǎn)支梁的支座反力（未計(jì)梁的自重），跨中的最大彎矩為，梁所需凈截面抵抗矩為，梁的高度在凈空方面無限值條件；依剛度要求，簡(jiǎn)支梁的容許擾度為l/250，參照表3-2可知其容許最小高度為，按經(jīng)驗(yàn)公式可得梁的經(jīng)濟(jì)高度為，由凈截面抵抗矩、最小高度和經(jīng)濟(jì)高度，按附錄1中附表1取工字鋼 I36a，相應(yīng)的截面抵抗矩，截面高度且和經(jīng)濟(jì)高度接近。按附錄1中附表5取窄翼緣H型鋼 HN400×150×8×13，截面抵抗矩

3、，截面高度。普通工字鋼梁翼緣的外伸寬度為，故翼緣板的局部穩(wěn)定可以保證，且截面可考慮部分塑性發(fā)展。窄翼緣型鋼梁的翼緣的外伸寬度為，故翼緣板的局部穩(wěn)定可以保證，且截面可考慮部分塑性發(fā)展。2、驗(yàn)算截面（1）普通工字鋼I36a截面的實(shí)際幾何性質(zhì)計(jì)算：，梁自重估算，由荷規(guī)附錄A得鋼的重度為m3，梁的自重為，修正為自重產(chǎn)生的跨中最大彎矩為，式中為可變荷載控制組合對(duì)應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)?？缰凶畲罂倧澗貫椋?A點(diǎn)的最大正應(yīng)力為 B點(diǎn)的最大剪應(yīng)力為故由以上分析可知，該普通工字鋼等截面鋼梁滿足強(qiáng)度要求。（2）窄翼緣型鋼HN400×150×8×13截面的實(shí)際幾何性質(zhì)計(jì)算：，梁自重估算，由荷

4、規(guī)附錄A得鋼的重度為m3，梁的自重為，修正為自重產(chǎn)生的跨中最大彎矩為，式中為可變荷載控制組合對(duì)應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)?？缰凶畲罂倧澗貫?， A點(diǎn)的最大正應(yīng)力為B點(diǎn)的最大剪應(yīng)力為，面積矩可近似計(jì)算如下，故由以上分析可知，該窄翼緣型鋼等截面鋼梁滿足強(qiáng)度要求。比較普通工字鋼和窄翼緣型鋼可發(fā)現(xiàn)，在相同的計(jì)算條件下采用窄翼緣型鋼更加經(jīng)濟(jì)。題：解：強(qiáng)度驗(yàn)算部位：A點(diǎn)的最大正應(yīng)力；B點(diǎn)的最大剪應(yīng)力；C點(diǎn)的折算應(yīng)力；D點(diǎn)的局部壓應(yīng)力和折算應(yīng)力。，梁截面的相關(guān)參數(shù)：，腹板軸線處的面積矩，腹板邊緣處的面積矩。梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值（也可按課本的方法計(jì)算，此處直接采用荷規(guī)附錄A提供的重度），跨中最大總彎矩 。A點(diǎn)的最大正應(yīng)力為：由

5、于翼緣自由外伸的寬厚比為，故取x對(duì)軸的部分塑性發(fā)展系數(shù)。B點(diǎn)的最大剪應(yīng)力為：C點(diǎn)的折算應(yīng)力為：，折算應(yīng)力為。D點(diǎn)的局部壓應(yīng)力和折算應(yīng)力；D點(diǎn)正應(yīng)力為壓應(yīng)力，其值大小為；剪應(yīng)力向下，大小為。代入折算應(yīng)力計(jì)算公式可得，即D點(diǎn)的折算應(yīng)力滿足強(qiáng)度要求，但局部壓應(yīng)力不滿足強(qiáng)度要求。故由以上分析可知，該焊接工字型等截面鋼梁不滿足強(qiáng)度要求。題：解：1、初選截面假定截面鋼板厚度小于16mm，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取，簡(jiǎn)支梁的支座反力（未計(jì)梁的自重），跨中的最大彎矩為，梁所需凈截面抵抗矩為，梁的高度在凈空方面無限值條件；按經(jīng)驗(yàn)公式可得梁的經(jīng)濟(jì)高度為，考慮到梁截面高度大一些，更有利于增加剛度，初選梁的腹板高度為。腹板厚度按支

6、點(diǎn)處最大剪力需要確定，按經(jīng)驗(yàn)公式估算，故選用腹板厚度為。修正為：，故選用腹板厚度為。按近似公式計(jì)算所需翼緣板面積，初選翼緣板寬度為400mm，則所需厚度為?？紤]到公式的近似性和鋼梁的自重作用等因素，選用。梁翼緣的外伸寬度為，故翼緣板的局部穩(wěn)定可以保證，且截面可考慮部分塑性發(fā)展。2、驗(yàn)算截面截面的實(shí)際幾何性質(zhì)計(jì)算：，腹板軸線處的面積矩，腹板邊緣處的面積矩。梁自重估算，由荷規(guī)附錄A得鋼的重度為m3，梁的自重為，自重產(chǎn)生的跨中最大彎矩為，式中為可變荷載控制組合對(duì)應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)?？缰凶畲罂倧澗貫?， A點(diǎn)的最大正應(yīng)力為B點(diǎn)的最大剪應(yīng)力為C點(diǎn)的折算應(yīng)力為，按能量理論的折算應(yīng)力為。故由以上分析可知，該焊接工字型等截面鋼梁滿足強(qiáng)度要求。題：解：由附錄1的附表1可得I45a的截面積為10200mm2，單位質(zhì)量為80.4kg/m，抵抗矩為1430000mm3，翼緣平均厚