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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆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/；试挑选次梁截面,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,故不必运算该次梁的整体稳固； 一 、 考虑次梁采纳 H型钢,假设梁自重为 标准值为：0.5kN/m,就次梁承担线荷载qk=2.0 3+0.5+20 3=6.5+60=66.5 kN/m=66.5N/mm 荷载设计值为 （按可变荷载效应掌握组合,
2、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 ）：q1.2 2.0 3+0.5+1.3 20 3=85.8 KN/m 假设次梁简支于主梁上,就跨中最大弯矩设计值为：名师归纳总结 M =1ql =1 85.886 =386.1KNm第 1 页,共 17 页8- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆1、截面挑选 依据抗弯强度挑选截面,需要的截面模量为：W Mx f386 .11061186103mm 1186cm323700cm ,W 1190cm ,x1. 05310选用 HN
3、400 200 8 13, 其几何特点为：I 自重： 66 kg/m=0.66 kN/m ,稍大于假设自重；2、 截面验算：抗弯强度：跨中截面无孔眼减弱,此W 大于需要的1186cm ,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；局部稳固：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 T5qkl35.20666 .663 60004 101T1l384EIx38
4、410523700260l250在可变荷载标准值作用下：Q12031Q1l26066 .66289l300故需要重新选取截面为HN446 199 8 12 其截面特性：I 29000cm ,W 1300cm , 自重： 66.7 kg/m=0.667 kN/m, 此处只需重新验算挠度：名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆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 T5qkl35.20666 . 760003104
5、1T1l384EIx38410529000319l250在可变荷载标准值作用下：Q12031Q1满意要求；0.5kN/m,就次梁l31966. 667354l300（二）、 如考虑次梁采纳一般工字钢,同样假设梁自重为承担线荷载标准值为：qk=2.0 3+0.5+20 3=6.5+60=66.5 kN/m=66.5N/mm 荷载设计值为 （按可变荷载效应掌握组合,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 ）q1.2 2.0 3+0.5+1.3 20 3=85.8 kN/m 假设次梁简支于主梁上,就跨中最大弯矩设计值为：M x1ql2185
6、8.62386.1 kNm88截面挑选依据抗弯强度挑选截面,需要的截面模量为：W MX f386 .11061186103mm 1186cm332241cm ,W 1433cm ,x1. 05310选用 I45a 一般工字钢 , 其几何特点为：I 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 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆M x1ql2186
7、2.623879. kNm88Mx387 . 910 6257 . 8 N/2 mmf310 N/2 mmxW nx1 . 0514333 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：如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 局部稳固：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 . 8043 60004 101T1l384EIx3842 . 065 1032241353l250在
8、可变荷载标准值作用下：Q 1 20 3 1 Q 1l 353 66 . 804 391 l 300（选用一般工字钢比选用 H型钢重 20.5 ）62 挑选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,起重才能为 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,该梁承担的荷载标准值为：集中力： Qk=6+30=36 kN 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - -
9、- - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆均布荷载： 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=1 Ql+ 41 ql 82= 77.04kN m 1 、截面挑选依据整体稳固挑选梁截面,考虑采纳一般工字钢,假定需要的截面在I22 I40 之间,查附表 3.2 ,可得：b.1070 6.,用b 代替b, 0.9 ）：b1. 070. 2821. 070 .2820.806b1. 07就需要的截面模量
10、为 （考虑葫芦轮子对轨道梁下翼缘的磨损系数W x.0Mxbf = 0 .77.04106 =493969.6mm =494 cm3990 .806215挑选一般工字钢 I28a ；其截面参数如下：I x =7115 cm ,W x =508 cm ,自重为 43.5kg/m=0.435kN/m ；2 、截面验算a 抗弯强度：跨中截面无孔眼减弱,不必验算；b 抗剪强度：由于型钢梁腹板较厚,一般也不必验算；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆c局部稳固：型钢梁翼缘和腹板厚度较大, 不必验算；d
11、整体稳固验算：所选截面Wx大于需要值 494cm ,且其自重小于假设梁自重,故整体稳固已满意要求；e 挠度验算v TQ kl2x5 q kl3x48360002 60004 1038450 . 63 60001011l48 EI384 EI206000711520600071155 11400所以满意设计要求；6.3 图 6.50 （a）所示的简支梁,其截面为不对称工字形 图 6.50 （b） ,材料为 Q235-B钢；梁的中点和两端均有侧向支承；在集中荷载（未包括梁自重） F160kN（设计值）的作用下,梁能否保证其整体稳固性？图 6.50 习题 6.3 图解：梁的受压翼缘自由长度l1与其宽
12、度 b1 之比为：l 1b 160002016235=16,300yf故需要验算梁的整体稳固；由附表 3.1（b）加强受压翼缘的单轴对称工字形截面确定焊接工字形截名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆面简支梁的整体稳固系数 b：名师归纳总结 bb4320Ah1yt 12b235b1 . 75,100103第 7 页,共 17 页2W x4 . 4hfyy由于跨度中点有一个侧向支承点,且作用有集中荷载,故A30010800810010104002 mm, h=820mm, I111030032.
13、 25107, I211010038.33105, 1212bI1I1I2.2 25.2257 105 100 . 964 , , 7 10.833b0 8.2b1.0820 . 9641.0 742y30010815800884101001055074000487.9mm3001080010010104002 1.1xI1880038008（4779.2 400）13001033001032712121210010482.929 .341084 mmyI110300311010031800831212122 .341074 mmiyIy.2347 1047 4. mm,yl 16000126
14、 6.Aiy47 4.10400W xIx9 . 348 10.1916 103 mmy 1487 9.bb4320Ah14 .y t 12b23524 hW xfyy1 . 754320104008201126 . 6102.0742235126 .2 6.1 916 104 . 48202352. 1061.8023.7950 .6- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆b1. 07.02821. 070.2820. 996,b3.795焊接工字形梁的自重设计值：g12.104001067850100.98kN/m,1000梁跨
15、中最大弯矩为：M x11601210 . 98122497.64kN/m48验算整体稳固：Mx497 . 6410 66261 .6N/2 mmf215 N/2 mm,b W x0 . 9961 . 9110故该梁的整体稳固性不满意要求；6.4 设计习题 6.1 的中间主梁（焊接组合梁） ,包括挑选截面,运算翼缘焊缝,确定腹板加劲肋的间距；钢材为 解：依据体会假设此梁自重标准值为Q345钢,E50型焊条（手工焊）；5kN/m,设计值为 1.2x5 = 6kN/m ；考虑 6.1 题中次梁截面挑选 HN446 199 8 12,可得由次梁传递给主梁的荷载为：名师归纳总结 Fk66 .76400
16、.2 kN,1344.0 kN第 8 页,共 17 页F 1 2.2 0.30 . 6671 . 3203686 0.6516 0. kN支座处最大剪力为：Vmax5F1gl2 .5516.01618222跨中最大弯矩： MX = 1344x9 516x （6+3） 1/2x6x92=7209kN M；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆采纳焊接组合梁,估量翼缘板厚度t f16mm ,故钢材强度设计值取f=295N/mm 2；（1）试选截面按刚度条件,梁最小高度为h min1 . 34f106l2295400180001585
17、mm；V T1 . 346 10梁的经济高度：W xMx7 2091063 23274 cmf.105295h s2 W x 0.42 23 274103.041 769 . 2 mm取梁的腹板高度：hwh 01800 mm；按抗剪强度求腹板厚度：tw1 . 2V max1 . 21344103.50mm h wfv1800180按体会公式求腹板厚度：twh w180012 .1 mmwt10mm ；.3 53 . 5考虑腹板屈曲后强度,取腹板厚度每个翼缘所需截面积：AfW xtwh w232743 101018002 9930 mm；h w618006翼缘宽度：b fhh1800/5 180
18、0/3 = 360 600mm 取 bf = 450mm ；53翼缘厚度：名师归纳总结 tfAf993022 . 1 mm取ft25mm；第 9 页,共 17 页bf450- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆翼缘板外伸宽度与厚度之比：b 122088.13235/yf10.7,满意局部稳固要求；t25此组合梁跨度并不是很大,为施工便利,不沿梁长度转变截面；（2）强度验算梁的截面几何常数（如图1）：3I x14518534418032359594cm412W xx/h3 25509 cm , A=405 cm 2 ,2IS4502
19、59125.9001045014316cm梁自重： gk = 3.2kN/m ,考虑腹板加劲肋等增加 的重量,原假设梁自重 5kN/m稍大；验算抗弯强度：Mx.17 209106103269 . 1 N/mm2f295 N/2 mmx W nx0525509验算抗剪强度：V maxS1 34410310143163 1081 . 5 N/2 mmfv180 N/2 mmIxtw23595944 10主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋,不必验算局部承压强度；（3）梁整体稳固验算 次梁可以视为主梁受压翼缘的侧向支承,主梁受压翼缘自由长度与宽度之比l1b 13000/450.6716235/
20、34513 2., 故不需验算主梁的整体稳定性；（4）刚度验算名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆全部荷载标准值作用时：Rk=5/2 F k+1/2x5x18=2.5x400.2+5x9=1045.5kN M k10455.9400.26315925605.2kNm1 ; 2V TMKL1 V T5 6 05 2.10618000L10 EIX10206000235959410 4482L400可变荷载标准值作用时 : Rk 可变=2.5x （20x3）x 6=900 kN Mk 可变=9
21、00x9-360x6+3=4860 kN m V TM L6 4860 101800041 V T1；L10 EIX10 206000 2359594 10556L500故刚度满意要求；（5）翼缘和腹板的连接焊缝运算 翼缘和腹板之间采纳角焊缝连接,取hfVS 1w1 34410345025912 . 52 . 1 mm,1 4.Ixf.1 423595944 10200fh f8 mm1 5.tmax1 . 52575. mm（6）主梁加劲肋设计 各板段的强度验算 该梁腹板宜考虑屈曲后强度,应在支座处和每个次梁处（即固定集中荷载处）设置支承加劲肋；另外, 梁端部采纳如图 2 所示的构造,并在距
22、支名师归纳总结 座a 处增设横向加劲肋,使1a= 850,因a /h 1 , 第 11 页,共 17 页s414h0/tw0/a1208.故,crfv,使板段1I 范畴内 如图 2 不会屈曲,5. 34h支座加劲肋就不会受到水平力Ht 的作用；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆对板段 I: 左侧截面剪力： V 1=1344.0-6x0.85 =1338.9kN 相应弯矩： M 1=1344.0x0.85-6x0.852/2=1140.2kN m 由于 M 1=1140.2kNm 1 , s h 0 / t w2 1 . 54
23、1 2. , 41 5 . 34 4 h 0 / a 1 Vu= h w t w f v / .1s 2 =1800x10x180/1.54 1.2=1930kNV 1=1338.9kN 通过 对板段 ：验算右侧截面,（a =3000mm）：h 0 / t ws 2 1 . 69 1 2.41 5 . 34 4 h 0 / a 1 V u= h w t w f v / .1s 2 =1800x10x180/1.69 1.2=1731.0kN, V 3=1344.0-516.0x2-6x18/2=258.0kN1.25 1532351532351.02b=1-0.2/1.43/1.43 = 0.
24、6 beeu1 13 h ctw1 16.0 3 900100 . 9382 Ix.122359594104M05xe W xf0 . 938255091032957411 .5 kNmM37209 . 0 kNm通过对板段一般可不验算,如验算,应分别运算其左右截面强度；加劲肋设计名师归纳总结 宽度：bsh 040100mm,用sb =120mm；第 12 页,共 17 页30- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆厚度：tsbs120/158.0mm,取st =10mm; 15（a）中部承担次梁支座反力的支承加劲肋的截面验算：由上
25、可知：s.1 69；cr1 1.fv/2.11180/.12 6969 . 3 N/2 mm；s故该加劲肋所承担的轴心力：NsV ucrh t w wF310N/2 mm=1731.0x103-69.3x1800x10+516.0x103 =999.6kN As=2x130x10+240x10 = 5000mm 2 ; I z=1/12x10x2503 =1302x104 mm 4 ; izIz/A s51 . 0 mm ,zfy180023529 .1, 23551345查表得：z =0.9387；验算在腹板平面外稳固：Ns999 .6103213 N/2 mmFzA s.093875000
26、靠近支座加劲肋的中间横向加劲肋仍用（b）支座加劲肋的验算：-120x10 ,不必验算；已知 R=1344.0kN,另外仍应加上边部次梁直接传给主梁的支反力F/2=258.0kN ；采纳 2 -180x16 板,As=2x180x16+200x10=7760 mm 2; 93 3. mm ; I z=1/12x16x3703 =6753.7x104 mm 4 , izIz/A szfy1800235234., 查表得：z =0.9588 ；23593 . 3345验算在腹板平面外稳固：名师归纳总结 Ns 1344258 103215 . 3 N/2 mmf310 N/2 mm第 13 页,共 1
27、7 页zA s.0 95887760- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆验算端部承压：ce 1344 .0258 3 10357 .6 N/2 mmfce400 N/2 mm；2 18040 16运算与腹板的连接焊缝：h 1344 0.258 3 10200.1 7mm f40 . 7 1800260 用 8 mm1.5t1 5.166 mm；6.5 依据习题 6.1 和习题 6.4 所给定条件和所选定的主、次梁截面,设计次梁与主梁连接（用等高的平接） ,并按 1：10 比例尺绘制连接构造图；解：连接运算：次梁两端剪力：VM1
28、. 2.2 030 . 667.132036/2258 kN选取20,8.8 级的承压型连接高强度螺栓；就一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值为：Nbnv4d2fb1420225078.5kNvv一个高强度螺栓的孔壁承压承载力设计值为：Nbdtfb20859094 . 4 kNcc就该连接所需螺栓个数nVmin2583 10.33个Nb vNb78 .5103c应选用4M20的 8.8 级承压型连接高强度螺栓；其连接构造图见下页附图；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 17 页