钢结构原理习题答案第六章 下载本文

6.1一平台的梁格布置如图6.49所示,铺板为预制钢筋混凝土板,焊于次梁上。设平台恒荷载的标准值(不包括梁自重)为2.0kN/㎡。活荷载的标准值为20kN/㎡。试选择次梁截面,钢材为Q345钢。

图6.49 习题6.1图

解:由于铺板为预制钢筋混凝土板,且焊于次梁上,故不必计算该次梁的整体稳定。

(一)、 考虑次梁采用H型钢,假设梁自重为0.5kN/m,则次梁承受线荷载标准值为:

qk=(2.0×3+0.5)+20×3=6.5+60=66.5 kN/m=66.5N/mm

荷载设计值为(按可变荷载效应控制组合,同时考虑到平台活荷载大于4.0 kN/㎡,故恒荷载分项系数取为1.2,活荷载分项系数取为1.3):

q=1.2×(2.0×3+0.5)+1.3×(20×3)=85.8 KN/m

假设次梁简支于主梁上,则跨中最大弯矩设计值为:

Mx=

121ql=×85.8×62=386.1KN?m 881、 截面选择

根据抗弯强度选择截面,需要的截面模量为:

Mx386.1?106==1186?103mm3=1186cm3 Wnx=

1.05?310?xfcm4,Wx=1190cm3,选用HN400×200×8×13,其几何特征为:Ix=23700自重:66 kg/m=0.66 kN/m,稍大于假设自重。 2、 截面验算:

① 抗弯强度:跨中截面无孔眼削弱,此Wx大于需要的1186cm3,梁的抗

弯强度已足够。

② 抗剪强度:由于型钢梁腹板较厚,一般不必验算抗剪强度。 ③ 局部承压强度:考虑将次梁连接于主梁加劲肋上,故不必验算次梁

支座处的局部承压强度;

④ 局部稳定:型钢梁翼缘和腹板厚度较大,不必验算; ⑤ 验算挠度: 在全部荷载标准值作用下:

qk=(2.0×3+0.66)+20×3=6.66+60=66.66 kN/m=66.66N/mm

?T??T??15qkl3566.66?600031????? l384EIx3842.06?105?23700?104260l250?Q120?311????? l26066.66289l300在可变荷载标准值作用下:

?Q??故需要重新选取截面为HN446×199×8×12

cm4,Wx=1300cm3,自重:66.7 kg/m=0.667 kN/m, 其截面特性:Ix=29000此处只需重新验算挠度:

在全部荷载标准值作用下:

qk=(2.0×3+0.667)+20×3=6.667+60=66.667 kN/m=66.7N/mm

?T??T??15qkl3566.7?600031????? 54l384EIx3842.06?10?29000?10319l250在可变荷载标准值作用下:

?Q?Q120?311????? 满足要求。 l31966.667354l300??(二)、 若考虑次梁采用普通工字钢,同样假设梁自重为0.5kN/m,则次梁承受线荷载标准值为:

qk=(2.0×3+0.5)+20×3=6.5+60=66.5 kN/m=66.5N/mm

荷载设计值为(按可变荷载效应控制组合,同时考虑到平台活荷载大于4.0 kN/㎡,故恒荷载分项系数为1.2,活荷载分项系数为1.3)

q=1.2×(2.0×3+0.5)+1.3×(20×3)=85.8 kN/m

假设次梁简支于主梁上,则跨中最大弯矩设计值为:

11Mx?ql2??85.8?62?386.1kN?m

88截面选择

根据抗弯强度选择截面,需要的截面模量为:

386.1?106MX==1186?103mm3=1186cm3 Wnx=

1.05?310?xfcm4,Wx=1433cm3,选用I45a普通工字钢,其几何特征为:Ix=32241自重:80.4 kg/m=0.804 kN/m,大于假设梁自重。 1、 截面验算:

a) 抗弯强度:考虑梁自重后的荷载为

q=1.2×(2.0×3+0.804)+1.3×(20×3)=86.2 kN/m

11Mx?ql2??86.2?62?387.9kN?m

88Mx387.9?10622 ????257.8N/mm?f?310N/mm3?xWnx1.05?1433?10b) 抗剪强度:由于型钢梁腹板较厚,一般不必验算抗剪强度; c) 局部承压强度:若将次梁连接于主梁加劲肋上,也不必验算次梁支座处的局部承压强度;

d) 局部稳定:型钢梁翼缘和腹板厚度较大,不必验算; e) 验算挠度: 在全部荷载标准值作用下:

qk=(2.0x3+0.804)+20x3=6.804+60=66.804 KN/m=66.804N/mm

?T5qkl3566.804?600031??T?1??????54l384EIx3842.06?10?32241?10353l250 在可变荷载标准值作用下:

?Q?Q120?311????? l35366.804391l300??(选用普通工字钢比选用H型钢重20.5%)

6.2 选择一悬挂电动葫芦的简支轨道梁的截面。跨度为6m;电动葫芦的自重为6kN,起重能力为30kN(均为标准值)。钢材用Q235-B钢。

注:悬吊重和葫芦自重可以作为集中荷载考虑。另外,考虑葫芦轮子对轨道梁下翼缘的磨损,梁截面模量和惯性矩应乘以折减系数0.9。 解:假设梁自重为0.6kN/m,该梁承受的荷载标准值为:

集中力:Qk=6+30=36 kN 均布荷载:qk= 0.6 kN/m