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钢结构原理第六章答案.
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:
==×85.8×=386.1
截面选择
根据抗弯强度选择截面,需要的截面模量为:
====
选用HN400×200×8×13,其几何特征为:=,=,自重:66 kg/m=0.66 kN/m,稍大于假设自重。
截面验算:
抗弯强度:跨中截面无孔眼削弱,此大于需要的,梁的抗弯强度已足够。
抗剪强度:由于型钢梁腹板较厚,一般不必验算抗剪强度。
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;
局部稳定:型钢梁翼缘和腹板厚度较大,不必验算;
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
在可变荷载标准值作用下:
故需要重新选取截面为HN446×199×8×12
其截面特性:=,=,自重:66.7 kg/m=0.667 kN/m,
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
在可变荷载标准值作用下:
满足要求。
(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:
截面选择
根据抗弯强度选择截面,需要的截面模量为:
====
选用I45a普通工字钢,其几何特征为:=,=,自重:80.4 kg/m=0.804 kN/m,大于假设梁自重。
截面验算:
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
抗剪强度:由于型钢梁腹板较厚,一般不必验算抗剪强度;
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;
局部稳定:型钢梁翼缘和腹板厚度较大,不必验算;
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
在可变荷载标准值作用下:
(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
荷载设计值为:
集中力:Q=1.2x6+1.4x30=49.2 kN
均布荷载: q=1.2 x 0.6=0.72 kN/m
当集中荷载在跨中时为荷载的最不利位置(见上图),此时跨中最大弯矩设计值为:
M X=Ql+ql2= 77.04kN·m
、截面选择
根据整体稳定选择梁截面,考虑采用普通工字钢,假定需要的截面在I22~I40之间,查附表3.2,可得: ,用代替,
则需要的截面模量为(考虑葫芦轮子对轨道梁下翼缘的磨损系数0.9):
= =493969.6=494
选择普通工字钢I28a。其截面参数如下:
I x =7115,W x=508,自重为43.5kg/m=0.435kN/m 。
、截面验算
抗弯强度:跨中截面无孔眼削弱,不必验算;
抗剪强度:由于型钢梁腹板较厚,一般也不必验算;
局部稳定:
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