钢结构习题答案[共18页].doc

钢结构习题及参考答案
作业一：
验算轴心受压柱的强度和稳定,柱高为 9m,两端铰接,在
两个三分点处均有侧向支撑以阻止其在弱轴方向过早失稳, 采用
型号为 HM294× 200×8 ×12 的 Q235 热轧中翼缘 H 型钢,其受轴
心力 N=1000kN ,截面内有两个安装螺栓, 孔径为 d0＝23mm（如
图所示）。
解：(1) 截面特性
查型钢表得 HM294× 200×8×12 的截面特性如下：
2,i
A=
x=,iy=
(2) 验算强度
2 An 7303 8 25 2 6903mm
N
A
n
6903
2 2
/ mm f 215 N / mm
（满足）
(3) 验算构件整体稳定
依题意可知： l0x m ,l0y ,
x l0x ix 9000 125 72 （a类）查得
y l0y iy 3000 64 （b 类）查得
N
A
7303
2 2
N / mm f 215 N / mm
（满足）
经验算,该柱的强度和整体稳定满足要求 。
作业二：
试计算下图所示两种焊接工字钢截面 （截面面积相等） 轴心
受压柱所能承受的最大轴心压力设计值和局部稳定, 并作比较说
明。柱高 10m,两端铰接,翼缘为焰切边,钢材为 Q235。
0
2
5
2
0
0
5
0
8 10
0
4
0
2
5
2
400
500
解： 第一种截面：
(1) 算截面特性
2 A 500 8 500 20 2 24000mm
3 3 4
I (500 540 492 500 ) /12 1436000000mm
x
3 4
I 2 20 500 /12 416666667mm
y
i I A mm,
/ x x
i I / A
y y
(2) 由整体稳定确定承载力
10000
[ ] 150
x ,

y
10000

[ ] 150
由 max x 查 b 类截面得
3
N Af 24000 205 10 3518kN
(3) 验算局部稳定
b 500 8 235
1
(10 ) (10 )
max
t 2 20 f
y
（满足）
h 500 235
0
(25 ) (25 )
max
t 8 f
w y
（满足）
故该截面柱承载力为 3518kN。
第二种截面：
(1) 计算截面特性
2 A 24000mm
3 3 4 I (400 450 390 400 ) /12 957500000mm
x
3 4
I 2 25 400 /12 26666666m7 m
y
i I A mm ,
/ x x
i I / A mm
y y
(2) 由整体稳定确定承载力
10000
[ ] 150
x ,

y
10000

[ ] 150
由 max x 查 b 类截面得
3
N Af 24000 205 10 2898kN
(3) 验算局部稳定
b 400 10 235
1
(10 ) (10 )
max
t 2 25 f
y
h 400 235
0
40 (25 ) (25 )
max
t 10 f
w y
（满足）
故该截面柱承载力为 2898k。
作业三：
一焊接工字型截面等截面简支梁,跨中承受集中荷载
P=300kN（包含梁自重） ,钢材为 Q235,梁的跨度和几何尺寸如
图所示, 支座处和集中荷载作用处都设置支承加劲肋, 试验算该
梁的正应力、 剪应力和折算应力是否满足要求, 并指明相应的计
算位置。
解：(1) 计算截面特性：
2
A 600 8 2 340 12 12960 mm
；
3 3 8 4 I (340 624 332 600 ) /12 10 mm
x
3
S 340 12 306 300 8 150 16084