钢结构设计例题

设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题第六章例题【例6.1】图6.7所示的拉弯构件，间接承受动力荷载，轴向拉力的设计值为800kN，横向均布荷载的设计值为7kN/m。试选择其截面，设截面无削弱，材料为Q345钢。图6.7设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【解】设采用普通工字钢I22a，截面积，自重重力0.33kN/m，21.42cmA.32.2,99.8,3103cmicmicmWyxxmkNMx3.336)2.133.07(812223623/310/2921031005.1103.33101.4210800mmNfmmNWMANnxxxn验算强度：设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题验算长细比：60066.78.99x600259[]3502.32y设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【例6.2】(注册结构工程师考试试题)某框架柱内力设计值N=174.2kN、,已知该柱的,柱截面特征见表6.1,钢材为Q235B，在其弯矩作用平面内以应力（）形式表达的稳定性计算数值与（）最接近。提示：386.6kNmxM72.7x2Nmm0.825,1.0,3.14159xmx表6.1柱截面特征（x轴为强轴）HM390×300×10×16136.738900200016.97.26截面2(cm)A4(cm)xI3(cm)xW(cm)xi(cm)yi（A）173.7（B）182.1（C）191.4（D）205.1设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【解】（D）222'22(3.14159)206000136.7104781kN1.11.172.7ExxEAN1'N(10.8)mxxxxxExMNAWN3623174.2101.0386.610174.20.825136.7101.05200010(10.8)47812205.1Nmm设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【例6.3】(注册结构工程师考试试题)某框架柱内力设计值N=310kN、,柱截面特征见表6.2。平面外计算长度为4.5m,材料为Q235B钢，其以应力（）形式表达的弯矩作用平面外稳定性计算数值与（）最接近。提示：按b截面查486kNmxM2Nmmybtx,0.981,0.65,1.0表6.2柱截面特征（x轴为强轴）HM440×300×11×18157.456100255018.97.18截面2(cm)A4(cm)xI3(cm)xW(cm)xi(cm)yi（A）151.1（B）164.3（C）184.9（D）208.1设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【解】（A）45062.77.18oyyyli查附表4.2（b类）得：0.793y362txx23yb1x310100.65486101.0151.1Nmm0.793157.4100.981255010MNAW设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【例6.4】图6.12为一有侧移双层框架，图中圆圈内数字为横梁或柱子的线刚度。试求出各柱在框架平面内的计算长度系数μ值。ll图6.12设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【解】根据附表5.1，得各柱的计算长度系数如下：1.1667.1421032621，得，KK柱C1,C3:1.1667.1841010346621，得，KK柱C2:1.131067.1421021，得，KK柱C4,C6:2.22067.184101021，得，KK柱C5:设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【例6.5】图6.14所示为Q235钢焰切边工字形截面柱，两端铰支,中间1/3长度处有侧向支承,截面无削弱，承受轴心压力的设计值为900kN，跨中集中力设计值为100kN。试验算此构件的承载力。设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题图6.14设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【解】(1)截面的几何特性233434312321.2641.0140.8cm1(3266.43164)103475cm12121.2326554cm121034753117cm33.2103475655427.11cm6.82cm140.8140.8xyxxyAIIWii，设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题(2)验算强度223623/215/5.17810311705.110375108.140109003751510041mmNfmmNWMANmkNMnxxxnx(3)验算弯矩作用平面内的稳定150][3.5511.271500x查附表4.2(b类截面)，831.0x设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题2223221362322206000140.810851010N8510kN1.11.155.31.0(10.8)900101.0375109000.831140.8101.0531171010.88510202/215/ExxmxmxxxxxExEANMNNAWNNmmfNmm设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题(4)验算弯矩作用平面外的稳定150][3.7382.6500y查附表4.2(b类截面)，730.0y2273.32351.071.070.9484400023544000235yybf所计算构件段为BC段，有端弯矩和横向荷载作用，但使构件段产生同向曲率，故取，另。0.1tx0.1设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题2236231/215/5.214103117948.0103750.10.1108.140730.010900mmNfmmNWMANxbxtxy由以上计算知，此压弯构件是由弯矩作用平面外的稳定控制设计的。(5)局部稳定验算246230max/1803201010347510375108.140109002mmNhIMANxx设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题)(/523201010347510375108.140109002246230min拉应力mmNhIMANxx6.129.118052180maxminmax0＝29.73/235)255.016(641064000yxwfth腹板：。构件计算时可取)05.1(13/235139.12125160xyftb翼缘：设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【例6.6】有一两端为双向铰接，长10m的箱形截面压弯构件，材料为Q235钢，截面尺寸和内力设计值如图6.15所示，验算其承载力。例6.6图设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【解】(1)截面的几何特性22844.15022.1602cmA3341(5062.847.660)175171cm12xI324121.4502601.219.483360cm12yI311751715579cm31.4xW1751718336024.8cm,17.1cm284284xyii设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题(2)验算强度36223224001072010207.4N/mm284101.05557910215N/mmxnxnxMNAWf(3)验算弯矩作用平面内的稳定150][3.408.241000x查附表4.2(b类截面)，898.0x设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题222322211362322206000284103232110N32321kN1.11.140.30.650.350.65(10.8)2400100.657201024000.898284101.0555791010.832321179N/mm215N/mmExxmxmxxxxxExEANMMMNNAWNf设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题(4)验算弯矩作用平面外的稳定150][5.581.171000y查附表4.2(b类截面)，7.0,65.0,0.1,815.0txby13623222400100.70.65720100.815284101.0557910162.4N/mm215N/mmtxxybxMNAWf由以上计算知，此压弯构件是由支承处的强度控制设计的。设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题(5)局部稳定验算3620max2424001072010300207.8N/mm22841017517110xxMhNAI360min242240010720103002284101751711038.8N/mmxxMhNAI6.119.18.2078.388.207maxminmax0＝（拉应力）设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题4.51)253.405.019.116(8.0/235)255.016(8.0501260000yxwfth腹板：40/235406.281440013/235136.314500yyftbftb翼缘：设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【例6.7】图6.19为一单层厂房框架柱的下柱，在框架平面内（属有侧移框架柱）的计算长度为，在框架平面外的计算长度（作为两端铰接），钢材为Q235。试验算此柱在下列组合内力（设计值）作用下的承载力。mlox7.21mloy21.12第一组（使分肢1受压最大）:kNVkNNmkNMx21045003340第二组（使分肢2受压最大）:kNVkNNmkNMx21044002700设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题图6.19例6.7图设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题【解】(1)截面的几何特性cmicmIcmicmIcmAxxyy02.9,21330402121224.28,209200)644.386840(1214.2626.164240214311433121分肢1：cmicmIcmicmIcmAxxyy58.5,6561272121293.26,152600)644.256827(1214.2106.164227224322433222分肢2：设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题2122241262.4210.4472.8210.415066.8,15066.883.2472.821330262.466.86561210.483.22655225265522574.9472.8xxAcmycmycmIcmicm整个截面：(2)斜缀条截面选择[图6.19(b)]假想剪力，NfAfVy321012085215108.47223585kNV210小于实际剪力设计原理钢结构第六章拉弯与压弯构件例题缀条内力及长度：cmlkNNc1958.39cos150,7.1368.39cos22108.39,833.0150125tan选用单角钢∟100×8，2min15.6,1.98,Acmicm,150][6.8898.