建筑結(jié)構(gòu)第七章習(xí)題解

1、第七章習(xí)題7-1 兩塊鋼板采用對(duì)接焊縫連接。鋼板寬度600mm，厚度8mm，軸心拉力N=1000kN，鋼材為Q235，焊條用E43型，手工焊，不用引弧板。應(yīng)力最大值是多少？解不用引弧板，焊縫直計(jì)算長(zhǎng)度lw=l2t=600mm28mm=584mm焊縫中最大應(yīng)力為7-2 設(shè)計(jì)一雙蓋板角焊縫接頭（習(xí)題圖7-2）。已知鋼板寬300mm，厚14mm，承受軸心力設(shè)計(jì)值N=800kN（靜力荷載）。鋼材Q235，E43型焊條，手工焊（建議蓋板用Q235鋼材22608，hf=6mm）。說(shuō)明此建議取值的意義。解ffw =160N/mm2根據(jù)對(duì)接鋼板和蓋板厚度確定角焊縫的焊腳尺寸hfhf,max=t（12）mm =

2、 8mm（12）mm =（76）mm 且 hf,min=1.5mm = 5.6 mm取 hf = 6 mm。（建議的焊腳尺寸hf=6mm滿足構(gòu)造要求）采用三面圍焊： 雙面正面角焊縫長(zhǎng)度lw3 = 2260mm = 520 mm N3= f he lw3 ffw = 1.220.76mm520mm160N/mm2 = 426.3103N=426.3 kN 所需側(cè)面角焊縫總計(jì)算長(zhǎng)度 一條側(cè)面角焊縫所需實(shí)際長(zhǎng)度 取一條側(cè)面焊縫長(zhǎng)度l=150mm，所需蓋板長(zhǎng)度 L=2l+10mm=2150mm+10mm=310mm 如題圖所示。題目建議蓋板采用Q235鋼材22608，是因?yàn)殡p蓋板的總截面面積應(yīng)與對(duì)接鋼

3、板截面面積大致相等。本題雙蓋板截面總面積22608=4160mm2，對(duì)接鋼板截面面積為30014=4200mm2，基本滿足要求。7-3 試設(shè)計(jì)習(xí)題圖7-3所示雙角鋼和節(jié)點(diǎn)板間的連接角焊縫“A”。軸心拉力設(shè)計(jì)值N=420kN（靜力荷載）。鋼材Q235，E43型焊條，手工焊。解ffw =160N/mm2，hf,min=1.5mm = 3.7mm hf,max=1.2t=1.210mm=12mm肢尖 hf,max=t= 6mm 取 hf = 6 mm。雙角鋼2L100806，長(zhǎng)邊連接于節(jié)點(diǎn)板，角鋼肢背焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為角鋼肢尖焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為角鋼端部繞角焊縫長(zhǎng)度2hf = 12 mm角鋼肢背焊縫實(shí)際長(zhǎng)度l

4、1 = 203.1mm2hf +2hf = 203.1mm，取l1=210mm角鋼肢尖焊縫實(shí)際長(zhǎng)度l2 = 109.4mm2hf +2hf = 109.4mm，取l2=110mm7-5 試驗(yàn)算習(xí)題圖7-5所示焊接工字形截面柱（截面為焰切邊）。軸心壓力設(shè)計(jì)值N=4500kN，柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0x=l0y=6m。鋼材Q235，界面無(wú)削弱。解按題意，應(yīng)驗(yàn)算該柱的強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。強(qiáng)度。由于無(wú)孔洞削弱，不必單獨(dú)驗(yàn)算。整體穩(wěn)定和剛度柱截面幾何參數(shù)A=22050045012=25400mm2Iy =（2205003+450123）mm4=416.7106mm4y=6000mm/128.1m

5、m=46.8=150Ix =（50049034884503）mm4=1196.3106mm4x=6000mm/217.0mm=27.6=150由y控制，查附錄G，對(duì)兩軸均屬于b類(lèi)，查附錄H附表H2,= 0.871，則（翼緣板厚20mm）整體穩(wěn)定性和剛度均滿足要求。局部穩(wěn)定（max=y=55）翼緣 b/t =244mm/20mm=12.210+0.1=10+0.146.8=14.7腹板 ho/tw =450mm/12mm=37.525+0.5=250.546.8=48.47-6 試驗(yàn)算習(xí)題圖7-6所示兩種工字形截面柱所能承受的最大軸心壓力。鋼材Q235，翼緣為剪切邊，柱高10m，兩端簡(jiǎn)支（計(jì)算長(zhǎng)

6、度等于柱高）。解1、（a）圖所示工字形截面柱：A=22032032010=16000mm2Iy =（2203203+320103）mm4=109.3106mm4y=10000mm/82.7mm=120.9=150Ix =（32036033103203）mm4=397.7106mm4x=10000mm/157.7mm=63.4=150局部穩(wěn)定驗(yàn)算（當(dāng)100時(shí)，取=100）翼緣 b/t =155mm/20mm=7.7510+0.1=10+0.1100=20腹板 ho/tw =320mm/10mm=3225+0.5=250.5100=75該柱滿足局部穩(wěn)定要求。由y控制，查附錄G，對(duì)y軸均屬于c類(lèi)，查

7、附錄H附表H3,= 0.375，則能夠承受的軸心壓力值為：NfA=0.375205N/mm216000mm2=1230103N=1230kN故，該柱能夠承受的最大軸心壓力為1230kN。2、（b）圖所示工字形截面柱：A=2164004008=16000mm2Iy =（2164003+40083）mm4=170.7106mm4y=10000mm/103.3mm=96.8=150Ix =（40043233924003）mm4=596.7106mm4x=10000mm/193.1mm=51.8=150局部穩(wěn)定驗(yàn)算（當(dāng)100時(shí)，取=100）翼緣 b/t =196mm/16mm=12.2510+0.1=

8、10+0.1100=20腹板 ho/tw =400mm/8mm=5025+0.5=250.5100=75該柱滿足局部穩(wěn)定要求。由y控制，查附錄G，對(duì)y軸均屬于c類(lèi)，查附錄H附表H3,= 0.448，則能夠承受的軸心壓力值為：NfA=0.448215N/mm216000mm2=1541103N=1541kN故，該柱能夠承受的最大軸心壓力為1541kN。對(duì)比（a）（b）兩柱，截面面積（用鋼量）相同，由于板件厚度不同，截面慣性矩不同，承載力有相當(dāng)大的差異。7-7 試驗(yàn)算習(xí)題圖7-7所示雙對(duì)稱工字形截面簡(jiǎn)支梁的整體穩(wěn)定性。梁跨度6.9m。在跨中央有一集中荷載500kN（設(shè)計(jì)值）作用于梁的上翼緣。跨中無(wú)

9、側(cè)向支承。材料Q235鋼。解（1）求整體穩(wěn)定系數(shù)截面幾何性質(zhì)A=(120010230016)mm2=21600mm2Ix=10mm(1200mm)32300mm16mm(608mm)2=49.89108mm4Iy=216mm(300mm)3=0.72108mm4由附錄I附表I1查得b=0.730.18=0.730.180.299=0.784，則 = =0.8250.6（2）求跨中最大彎矩（3）整體穩(wěn)定驗(yàn)算滿足整體穩(wěn)定要求。7-8 一實(shí)腹式軸心受壓柱，承受軸壓力設(shè)計(jì)值3000kN，計(jì)算長(zhǎng)度l0x=10m，l0y=5m。截面采用焊接組合工字形，尺寸如習(xí)題圖7-8所示。翼緣為剪切邊，鋼材Q235，容許長(zhǎng)細(xì)比=150。要求：驗(yàn)算整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。解1、整體穩(wěn)定柱截面幾何參數(shù)A=22040040010=20000mm2Iy =（2204003+400103）mm4=213.4106mm4y=5000mm/103.3mm=48.4=150Ix =（40044033904003）mm4=759.5106mm4x=10000mm/194.9mm=51.3=150對(duì)于x軸，查附錄G，均屬于b類(lèi)，查附錄H附表H2,= 0.850，則對(duì)于y軸，查附錄G，均屬于c類(lèi)，