格构式轴压构件示范例题及参考答案 【例题4-4】图4-29中4B为一轴心受压柱，计算轴力N=2800N,1=4m。支撑杆 (a) 与AB相连，AB杆无截面削弱，材料为Q235钢，试选用二个槽钢组成的格构式缀条柱。焊 条用E43型，手工焊。 【解】分析：根据实轴选槽钢截面，这时以x轴为实轴（见图4-29)。并以此确定两个 槽钢的间距b和缀条设计。 1ox=1=4m=400cm6y=1/2=2m=200cm 1.由实轴x一x选择槽钢型号 假定元=60，按b类截面由附表4-2查得0=0.807 4=N 2800kN×103 0-/0.807x215N/hm=16137mm2 -400cm-6.7cm 60 选用2[36b,A=2×6810mm2=13620mm2,1.=13.6cm,1,=497cm 这一截面A，因而所选截面可能满足要求。 元=x-400cm=29.4 验算： ix 13.6cm <[]=150 按b类截面由附表4-2查得9.=0.937
格构式轴压构件示范例题及参考答案 【例题 4-4】图 4-29 中 AB 为一轴心受压柱，计算轴力 N = 2800kN,l = 4m 。支撑杆 与 AB 相连，AB 杆无截面削弱，材料为 Q235 钢，试选用二个槽钢组成的格构式缀条柱。焊 条用 E43 型，手工焊。 【解】分析：根据实轴选槽钢截面，这时以 x 轴为实轴（见图 4-29）。并以此确定两个 槽钢的间距 b 和缀条设计。 l 0x = l = 4m = 400cm， l 0 y = l / 2 = 2m = 200cm， 1.由实轴 x—x 选择槽钢型号 假定 = 60 ，按 b 类截面由附表 4-2 查得 = 0.807 2 2 3 16137mm 0.807 215N/mm 2800kN 10 = = = f N Ar 6.7cm 60 0 400cm = = = x rx l i 选用 2[36b， 2 2 A = 2 6810mm =13620mm ， i x =13.6cm ， 4 1 I = 497cm 这一截面 A ＜ Ar ，但 x i ＞ rx i ，因而所选截面可能满足要求。 验算： 29.4 13.6cm 0 400cm = = = x x x i l ＜[ ] =150 按 b 类截面由附表 4-2 查得 x = 0.937 ( a ) ( b ) N N l A C B 200 200 12 1 2 5 1 2 1 2 5 1 1 y y x x b l1 Z0 α
N2800kN×103 0-A0.937x13620mm=219NWmm2 f=215N/mm2 改用2[40a,A=2×7500mm2=15000mm2,,=15.3cm, 1,=592cm4,Z=2.49cm,i=2.81cm 400cm=26.1 验算： i,15.3cm <[元]=150 按b类截面由附表4-2查得p.=0.950 N 2800kN×103 0-A0.950x15000mm=196.5 /mm2<f=215N/mm2 满足要求。 2.对虚轴y一y确定两分肢间距离b 假定缀条取∠45×4，由附表7-4查得4=3.49cm,m=0.89cm,则 -274= 26.12-27× 75cm2 =9.8 3.49cm2 200cm 3=-9 =20.4cm b=- ,_20.4cm=46.4cm 由附表9 0.440.44 取b=46cm。 I,=2592cm+75cm2x(20.5cm)2）=64221cm4 64221cm =20.69cm 150cm2 200cm ,= =9.67 20.69cm ,代+27567+2737 3.49cm2 =26 <[]=150 按b类截面由附表4-2查得”，=0.950 N 2800kN×103 9A0.950x15000mm=196.5 /mm2<f=215N/mm2
2 2 3 219N/mm 0.937 13620mm 2800kN 10 = = A N ＞ 2 f = 215N/mm 改用 2[40a， 2 2 A = 2 7500mm =15000mm ， i x =15.3cm ， 4 1 I = 592cm ， Z0 = 2.49cm ，i 1 = 2.81cm 验算： 26.1 15.3cm 0 400cm = = = x x x i l ＜[ ] =150 按 b 类截面由附表 4-2 查得 x = 0.950 196.5 0.950 15000mm 2800kN 10 2 3 = = A N N/mm2＜ 2 f = 215N/mm 满足要求。 2.对虚轴 y—y 确定两分肢间距离 b 假定缀条取∠45×4，由附表 7-4 查得 2 1 A = 3.49cm ，imin = 0.89cm ，则 9.8 3.49cm 75cm 27 26.1 27 2 2 2 1 2 = − = − = A A y x 20.4cm 9.8 0 200cm = = = y y y l i 由附表 9 46.4cm 0.44 20.4cm 0.44 = = = y i b ，取 b = 46cm 。 ( ) 4 2 2 4 I y = 2 592cm + 75cm (20.5cm) = 64221cm 20.69cm 150cm 64221cm 2 4 = = = A I i y y 9.67 20.69cm 200cm y = = 26 3.49cm 75cm 27 9.67 27 2 2 2 1 2 = + = + = A A oy y ＜[ ] =150 按 b 类截面由附表 4-2 查得 y = 0.950 196.5 0.950 15000mm 2800kN 10 2 3 = = A N y 2 N/mm ＜ 2 f = 215N/mm
3.分肢稳定性 当缀条取α=45°，则分肢计算长度为 1=b-2Z,=46cm-2×2.49cm=41cm i=2.81cm = 41cm=14.6 i 2.81cm 0.7x-0.7×26.1=18.2 分肢稳定性满足要求。 4.缀条及与柱肢连接的角焊缝计算 v= 85V235 15000mm2×215N/mm=3.79×102N=37.9kN 85 每一斜缀条所受轴力 N,=V/2-'2=379kN2=2679kN cosa 2 2 斜缀条长度 1=1=V2x41cm=58cm c0s45° 计算长度 1=0.91=0.9×58cm=52.2cm (缀条用单角钢，属斜向屈曲，计算长度为0.9倍几何长度) 1=b 52.2cm=58.7 0.89cm 按b类截面由附表4-2查得p=0.81 单面连接的单角钢其稳定折减系数： y=0.6+0.00151=0.6+0.0015×58.7=0.688 N 26790N 则7m40.688x0.81x349mm=137.7Nmm2 f=215N/mm2 缀条与柱身连接的角焊缝设计： 设焊脚尺寸h=4mm 肢背焊缝长度：
3.分肢稳定性 当缀条取 = 45 ，则分肢计算长度为 l 1 = b − 2Z0 = 46cm − 2 2.49cm = 41cm i 1 = 2.81cm 14.6 2.81cm 41cm 1 1 1 = = = i l ＜ 0.7max = 0.7 26.1=18.2 分肢稳定性满足要求。 4.缀条及与柱肢连接的角焊缝计算 3.79 10 N 37.9kN 85 15000mm 215N/mm 85 235 4 2 2 = = = = y Af f V 每一斜缀条所受轴力 2 26.79kN 2 37.9kN 2 cos 2 2 = = = = V V Nt 斜缀条长度 2 41cm 58cm cos45 1 = = = l l 计算长度 l 0 = 0.9l 1 = 0.958cm = 52.2cm （缀条用单角钢，属斜向屈曲，计算长度为 0.9 倍几何长度） 58.7 0.89cm 52.2cm min 0 = = = i l 按 b 类截面由附表 4-2 查得 = 0.81 单面连接的单角钢其稳定折减系数： = 0.6 + 0.0015 = 0.6 + 0.001558.7 = 0.688 则 2 2 137.7N/mm 0.688 0.81 349mm 26790N = = A Nt ＜ 2 f = 215N/mm 缀条与柱身连接的角焊缝设计： 设焊脚尺寸 hf = 4mm 肢背焊缝长度：
0.7×26790N LKN,一+0=07x4×0.85x160N/hmm2+10=59mm l-0.7h,085f行 ,取1=60mm L1=60mm>8h,=8×4=32m,且8h,=8×4=32mm,且<60h,=240mm
10 59mm 0.7 4 0.85 160N/mm 0.7 26790N 10 0.7 0.85 2 1 1 + = = + = w f f t w h f K N l ，取 lw1 = 60mm lw1 = 60mm ＞ 8hf = 8 4 = 32mm ，且＜ 60hf = 240 mm 肢尖焊缝长度： 10 31mm 0.7 4 0.85 160N/mm 0.3 26790N 10 0.7 0.85 2 2 2 + = = + = w f f t w h f K N l ，取 lw2 = 40 mm。 lw2 = 40mm ＞ 8hf = 8 4 = 32mm ，且＜ 60hf = 240mm