5章例题

设计原理钢结构第五章受弯构件例题设计原理钢结构第五章受弯构件例题设计原理钢结构第五章受弯构件例题【例5.1】设图5.12的平台梁格，荷载标准值为：恒载（不包括梁自重）1.5kN/m，活荷载9kN/㎡。试按①平台铺板与次梁连牢，②平台铺板不与次梁连牢两种情况,分别选择次梁的截面。次梁跨度为5m,间距为2.5m,钢材为Q235钢。第五章例题设计原理钢结构第五章受弯构件例题图6.12楼盖或工作平台梁格（a）有刚性铺板；（b）无刚性铺板1－横向平面支撑；2－纵向平面支撑；3－柱间垂直支撑；4－主梁间垂直支撑；5－次梁；6－主梁设计原理钢结构第五章受弯构件例题①平台铺板与次梁连牢时，不必计算整体稳定。假设次梁自重为0.5kN/m，次梁承受的线荷载标准值为：【解】mmNmkNqk/75.26/75.265.2225.45.29)5.05.25.1(荷载设计值为[按可变荷载效应控制的组合：恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.3]:mkNq/35.343.15.222.125.4设计原理钢结构第五章受弯构件例题最大弯矩设计值为：mkNqlMx3.107535.34818122根据抗弯强度选择截面，需要的截面模量为：33610475)21505.1/(103.107)/(mmfMWxxnx选用HN300×150×6.5×9，其，跨中无孔眼削弱，此大于需要的475cm3，梁的抗弯强度已足够。由于型钢的腹板较厚，一般不必验算抗剪强度；若将次梁连于主梁的加劲肋上[参见图5.24(a)]，也不必验算次梁支座处的局部承压强度。3490cmWxxW设计原理钢结构第五章受弯构件例题重新计算。略小于假设自重，不必，；自重其他截面特性，mkNmkgcmIx/37.0/3.3773504验算挠度：在全部荷载标准值作用下：2501][348110735010206500075.263845433lvlvTT在可变荷载标准值作用下：3001][414175.265.223481lvlvQQ（注：若选用普通工字钢，则需I28a，自重43.4kg/m，比H型钢重16％）。设计原理钢结构第五章受弯构件例题②若平台铺板不与次梁连牢，则需要计算其整体稳定。假设次梁自重为0.5kN/m，按整体稳定要求试选截面。参考普通工字钢的整体稳定系数(附录3的附表3.2),假设，已大于0.6，故，需要的截面模量为：73.0b68.073.0/282.007.1b33610734)21568.0/(103.107)/(mmfMWbxx选用HN350×175×7×11，；自重，与假设相符。另外，截面的3782cmWx50kg/m0.49kN/m。266.63,93.3cmAcmiy设计原理钢结构第五章受弯构件例题由于试选截面时，整体稳定系数是参考普通工字钢假定的，对H型钢应按附录3附式(3.1)进行计算：111212225000110.8981753500.690.130.8980.8075001273.93432023514.4432063.66351271.10.80710.830.61277824.435byybbyxyltbhtAhWhf设计原理钢结构第五章受弯构件例题验算整体稳定：2236/215/1881078273.0103.107mmNfmmNWMxbx73.083.0/282.007.1b兼作为平面支撑桁架横向腹杆的次梁，其更小，满足要求。其它验算从略。,200][127yx（若选用普通工字钢则需I36a，自重59.9kg/m，比H型钢重19.8％）。设计原理钢结构第五章受弯构件例题【例5.2】（注册结构工程师考试试题）某简支吊车梁,跨度12m，钢材为Q345B，焊条为E50系列，承受两台50/10t重级工作制桥式吊车。吊车梁截面如图5.22（a）所示，钢轨与受压翼缘牢固连接。1.为保证吊车梁的腹板局部稳定性，需（）。（A）配置横向加劲肋（B）配置纵向加劲肋（C）同时配置纵、横向加劲肋（D）不需配置加劲肋00ww160023516002351008066,1701401634516345hhtt且应按计算配置横向加劲肋【解】（A）。设计原理钢结构第五章受弯构件例题（a）吊车梁截面尺寸（b）跨中加劲肋布置图5.22例5.2图设计原理钢结构第五章受弯构件例题【解】（B）。纵向加劲肋应配置在受压区而不是受拉区；横向加劲肋不应与下翼缘焊牢,应在距下翼缘50～100mm处断开2、若吊车梁改为承受两台75/20t重级工作制桥式吊车,相应吊车梁截面尺寸作了修改（仍然为双轴对称工字型组合截面），经验算此时吊车梁需同时配置纵、横向加劲肋。图5.22（b）所示为该吊车梁跨中加劲肋布置图。从构造上看,其中共有几处不妥或错误之处（）（A）一处（B）两处（C）三处（D）无不妥或错误之处设计原理钢结构第五章受弯构件例题【例5.3】一钢梁端部支承加劲肋设计采用突缘加劲板，尺寸如图5.23所示,支座反力F=682.5kN,钢材采用Q235B,试验算该加劲肋。1618016015001450202020160zz设计原理钢结构第五章受弯构件例题【解】（1）支承加劲肋在腹板平面外的整体稳定3324z111.616181.25.4910cm1212I2161.6181.247.2cmA2zz5.49103.41cm47.2IiA0z14542.53.41hi查附表1.2得：0.889()b类322682.510162.7Nmm215Nmm0.8894720FfA设计原理钢结构第五章受弯构件例题（2）端部承压强度查附表1.1可知2ce325Nmmf322cecece682.510266.6Nmm325Nmm16016FfA（3）支承加劲肋与腹板的连接焊接查附表1.2可知，w2t160Nmmff,max1.21012mmh32w2tfw682.51042.5Nmm160Nmm20.720.78(145016)Ffhl所以该加劲肋满足要求。f,minf1.51.5166mm,8mmhth取设计原理钢结构第五章受弯构件例题【例5.4】设计一支承压型钢板屋面的檩条，屋面坡度为1/10，雪荷载为0.25kN/㎡,无积灰荷载。檩条跨度12m，水平间距为5m(坡向间距5.025m)。采用H型钢[图5.26(a)],材料为Q235B。图5.26(a)设计原理钢结构第五章受弯构件例题压型钢板屋面自重约为0.15kN/㎡(坡向)。檩条自重假设为0.5kN/m。【解】檩条受荷水平投影面积为5×12＝60㎡，为超过60㎡，故屋面均布活荷载取0.5kN/㎡，大于雪荷载，故不考虑雪荷载。檩条线荷载为[对轻屋面，只考虑式(1.29)可变荷载效应控制的组合]：标准值：mmNmkNqk/754.3/754.355.05.0025.515.0设计原理钢结构第五章受弯构件例题设计值：mkNqqmkNqqmkNqyx/498.0101/1005.5sin/98.4101/10005.5cos/005.555.04.1)5.0025.515.0(2.1弯矩设计值为：mkNMmkNMyx964.812498.08164.891298.48122采用紧固件（自攻螺钉，钢拉铆钉或射钉等）使压型钢板与檩条受压翼缘连牢，可不计算檩条的整体稳定。由抗弯强度要求的截面模量近似值为[式(5.53)]：设计原理钢结构第五章受弯构件例题3361063521505.110)964.8664.89(mmfMMWxyxnx选用HN346×174×6×9，其自重0.41kN/m，加上连接压型钢板零件重量，与假设自重0.5kN/m相等。cmicmicmWcmWcmIyxyxx86.3,5.14,91,649,11200334验算强度(跨中无孔眼削弱，)：ynyxnx,223636/215/6.21310912.110964.81064905.11064.89mmNfmmNWMWMnyyynxxx设计原理钢结构第五章受弯构件例题为使屋面平整，檩条在垂直于屋面方向的挠度v(或相对挠度v/l)不能超过其容许值[v](对压型钢板屋面[v]=l/200)：2001][275110112001020612000)101/10(754.3384538454333lvEIlqlvxkx作为屋架上弦水平支撑横杆或刚性系杆的檩条,应验算其长细比(屋面坡向由于有压型钢板连牢,可不验算)：200][835.14/1200x设计原理钢结构第五章受弯构件例题【例5.5】设计一支承波形石棉瓦屋面的檩条，屋面坡度为1/2.5，无雪荷载和积灰荷载。檩条跨度为6m，水平间距为0.79m(沿屋面坡向间距为0.851m)，跨中设置一道拉条，采用槽钢截面[图5.26(b)]，材料Q235B。图5.26(b)设计原理钢结构第五章受弯构件例题波形石棉瓦自重约为0.20kN/㎡(坡向)，预估檩条(包括拉条)自重0.15kN/m；可变荷载：无雪荷载，但屋面均布荷载为0.50kN/m(水平投影面)。【解】檩条线荷载标准值为：0.20.8510.150.50.790.715/0.715/kqkNmNmm设计原理钢结构第五章受弯构件例题线荷载设计值为[只考虑式(1.29)可变荷载效应控制的组合]：mkNqmkNqmkNqyx/348.015.2/1937.0/87.015.2/5.2937.0/937.079.05.04.1)15.0851.02.0(2.12222弯矩设计值(图5.29)：mkNMmkNMyx392.03348.081915.3687.08122设计原理钢结构第五章受弯构件例题由抗弯强度要求的截面模量近似值为：3361002.2621505.110)392.05915.3(mmfMMWxyxnx选用［10，自重0.10kN/m（加拉条重后与假设基本相符），截面几何特性：cmicmicmWcmWcmIyxyxx41.1,95.3,8.7,7.39,198334因为有拉条，不必验算整体稳定，按式(5.5)验算强度：223636/215/136108.72.110392.0107.3905.110915.3mmNfmmNWMWMnyyynxxx设计原理钢结构第五章受弯构件例题验算垂直于屋面方向的挠度：1501][218110198102066000)25.7/5.2(715.0384538454333lvEIlqlvxkx作为屋架上弦平面支撑的横杆或刚性撑杆的檩条，应验算其长细比：20021341.1/30020015295.3/600yx设计原理钢结构第五章受弯构件例题故知此种檩条在坡向的刚度不足,可焊小角钢(图5.30)予以加强，不作支撑横杆或刚性系杆的一般檩条不必加强。有时为了施工简便也可将檩条改为[12.6(iy=1.57),则不必考虑加强问题。设计原理钢结构第五章受弯构件例题例5.5图设计原理钢结构第五章受弯构件例题【例5.6】图5.44（a）为一工作平台主梁的计算简图,次梁传来的集中荷载标准值为,设计值为323kN。试设计此主梁，钢材为Q235，焊条为E43型。k253kNF图5.44例5.6图设计原理钢结构第五章受弯构件例题【解】根据经验假设此主梁自重标准值3kN/m,设计值为1.2×3=