槽钢开孔,最大直径

材料力学习题答案2
篇一:槽钢开孔,最大直径

材料力学习题答案2

7.3 在图示各单元体中，试用解析法和图解法求斜截面ab上的应力。应力的单位为MPa。

解 (a) 如受力图(a)所示

x70MPa，y70MPa，xy0，30

(1) 解析法计算（注：P217）

cos2xysin222 70707070 cos60035MPa22xyxy

xy

2sinxycos27070sin60060.6MPa 2

(2) 图解法

作O坐标系, 取比例1cm=70MPa, 由x、xy定Dx

点, y、yx定Dy点, 连Dx 、Dy , 交τ轴于C点, 以C

点为圆心, CDx 为半径作应力圆如图(a1)所示。由CDx

起始, 逆时针旋转2= 60°,得D点。从图中可量得

D点的坐标, 便是和数值。

7.4 已知应力状态如图所示，图中

应力单位皆为MPa。试用解析法及图解

法求:

(1) 主应力大小，主平面位置；

(2) 在单元体上绘出主平面位置及主应力方向；

(3) 最大切应力。

解 (a) 受力如图(a)所示

x50MPa，y0，xy20MPa

(1) 解析法 （数P218）

max

xy

min2

500257MPa



7MPa

按照主应力的记号规定

157MPa，20，37MPa

tan202xy

x220

y5000.8，019.3

13577

max2232MPa

(2) 图解法

作应力圆如图(a1)所示。应力圆

与轴的两个交点对应着两个主应

力1、3 的数值。由CDx顺时针旋

转20，可确定主平面的方位。应力

圆的半径即为最大切应力的数值。

主应力单元体如图(a2)所示。

(c) 受力如图(c)所示

x0，y0，xy25MPa

(1) 解析法

maxxymin2

0025MPa25MPa 2按照主应力的记号规定

125MPa，20，325MPa槽钢开孔,最大直径。

tan202xy

xy

225，045 00max13

2252525MPa 2

(2) 图解法

作应力圆如图(c1)所示。应力圆与

轴的两个交点对应着两个主应力1、

由CDx顺时针旋转20， 可3 的数值。

确定主平面的方位。主应力单元体如题图(c2)CDx的长度即为最大切应力的数值。

所示。

7.33 对题7.4中的各应力状态，写出四个常用强度理论及莫尔强度理论的相当应力。设0.25，t1。 c4

解(a) 157MPa，20，37MPa

r1157MPa （书：247）

r2123570.250758.8MPa

r31357764MPa

r4

60.8MPa rM1t1357758.8MPa （书：P250，讲课没有讲） c4

(c) 125MPa，20，325MPa

r1125MPa

r2123250.2502531.3MPa

r313252550MPa

r4



43.4MPa rM1t13252531.3MPa c4

7.35 车轮与钢轨接触点处的主应力为-800MPa、-900MPa、-1100MPa。若[σ] = 300MPa，试对接触点作强度校核。

解 1800MPa，2900MPa，31100MPa

r3138001100300MPa300MPa

r4



264MPa 300MPa

用第三和第四强度理论校核， 相当应力等于或小于许用应力，所以安全。

8.3 图(a)示起重架的最大起吊重量( 包括行走小车等)为W=40kN，横梁AC由两根No.18槽钢组成， 材

料为Q235钢，许用应力

[σ]=120MPa。试校核横梁的

强度。

解 梁AC受压弯组合作

用。当载荷W移至AC中点处时梁内弯矩最大，所以AC中点处横截面为危险截面。危险点在梁横截面的顶边上。

查附录三型钢表（P406），No.18槽钢的A=29.30cm2，Iy=1370cm4 W=152cm3。 根据静力学平衡条件， AC梁的约束反力为：

MF0， Ci3.5FRAsin301.75W0 ①

， F0Fcos30FRC x0 ixRA

由式①和②可得：

FRAW，FRC xFRAcos30Wcos30

危险截面上的内力分量为：

FNFRC xWcos3040cos3034.6kN

MFRAsin303.51.75Wsin301.75400.535kNm 2

危险点的最大应力

maxFNM34.610335103121MPa (压) 46AWy229.310215210

最大应力恰好等于许用应力， 故可安全工作。

《材料力学》第9章 压杆稳定 习题解
篇二:槽钢开孔,最大直径

第九章 压杆稳定 习题解

[习题9-1] 在 9-2中已对两端球形铰支的等截面细长压杆，按图a所示坐标系及挠度曲线形状，导出了临界应力公式Pcr

2EI

l

2

。试分析当分别取图b,c,d 所示坐标系及挠曲线形

状时，压杆在Fcr作用下的挠曲线微分方程是否与图a情况下的相同，由此所得Fcr公式又是否相同。

解： 挠曲线微分方程与坐标系的y轴正向规定有关，与挠曲线的位置无关。

因为（b）图与（a）图具有相同的坐标系，所以它们的挠曲线微分方程相同，都是

EIw"M(x)。（c）、(d)的坐标系相同，它们具有相同的挠曲线微分方程：EIw"M(x)，显然，这微分方程与（a）的微分方程不同。

临界力只与压杆的抗弯刚度、长度与两端的支承情况有关，与坐标系的选取、挠曲线的位置等因素无关。因此，以上四种情形的临界力具有相同的公式，即：Pcr

2EI

l

2

。

[习题9-2] 图示各杆材料和截面均相同，试问杆能承受的压力哪根最大，哪根最小（图f所示杆在中间支承处不能转动）？

2EI

解：压杆能承受的临界压力为：P。由这公式可知，对于材料和截面相同的压杆，cr

(.l)2

它们能承受的压力与 原压相的相当长度l的平方成反比，其中，为与约束情况有关的长

度系数。

（a）l155m （b）l0.774.9m （c）l0.594.5m （d）l224m （e）l188m

（f）l0.753.5m（下段）；l0.552.5m（上段） 故图e所示杆Fcr最小，图f所示杆Fcr最大。

[习题9-3] 图a,b所示的两细长杆均与基础刚性连接，但第一根杆（图a）的基础放在弹性地基上，第二根杆（图b）的基础放在刚性地基上。试问两杆的临界力是否均为Pcr？为什么？并由此判断压杆长因数是否可能大于2。

2EImin

(2.l)

2

螺旋千斤顶（图c）的底座对丝杆（起顶杆）的稳定性有无影响？校核丝杆稳定性时，把它看作下端固定（固定于底座上）、上端自由、长度为l的压杆是否偏于安全？

解：临界力与压杆两端的支承情况有关。因为(a)的下支座不同于(b)的下支座，所以它们的临界力计算公式不同。(b)为一端固定，一端自由的情况，它的长度因素2，其临界力为：Pcr

2EImin

(2.l)

2

。但是，(a) 为一端弹簧支座，一端自由的情况，它的长度因素

2，因此，不能用Pcr

2EImin

(2.l)2

来计算临界力。

为了考察（a）情况下的临界力，我们不妨设下支座（B）的转动刚度C且无侧向位移，则：

M



20

EI

，l

EIw"M(x)Fcr(w)

令槽钢开孔,最大直径。

Fcr

k2，得： w"k2wk2 EI

微分方程的通解为：wAsinkxBcoskx wAkcoskxBksinkx

'

由边界条件：x0，w0，w

'

MFcr；xl，w CC

解得： A

FcrF

，B，crsinklcoskl CkCk

C

20 EI/l

整理后得到稳定方程：kltankl

用试算法得： kl1.496

EI2EI

故得到压杆的临界力：Fcr(1.496)。 2

l(2.1l)

2

因此，长度因素可以大于2。这与弹性支座的转动刚度C有关，C越小，则值越大。当C0时，。

螺旋千斤顶的底座与地面不是刚性连接，即不是固定的。它们之间是靠摩擦力来维持相

对的静止。当轴向压力不是很大，或地面较滑时，底座与地面之间有相对滑动，此时，不能看作固定端；当轴向压力很大，或地面很粗糙时，底座与地面之间无相对滑动，此时，可以看作是固定端。因此，校核丝杆稳定性时，把它看作上端自由，下端为具有一定转动刚度的弹性支座较合适。这种情况，2，算出来的临界力比“把它看作下端固定（固定于底座上）、上端自由、长度为l的压杆”算出来的临界力要小。譬如，设转动刚度C

M



20

EI

，l

2.12

则： 21.1025，Pcr固端1.1025Pcr,弹簧。因此，校核丝杆稳定性时，把它

Pcr弹簧2

看作下端固定（固定于底座上）、上端自由、长度为l的压杆不是偏于安全，而是偏于危险。

[习题9-4] 试推导两端固定、弯曲刚度为EI，长度为l的等截面中心受压直杆的临界应力Pcr的欧拉公式。

Pcr固端

[解]：设压杆向右弯曲。压杆处于临界状态时，两端的竖向反力为Pcr，水平反力为0，约束反力偶矩两端相等，用Me表示，下标e表示端部end的意思。若取下截离体为研究对象，则Me的转向为逆转。

M(x)Pcrv(x)Me

EIv"M(x)MePcrv(x) EIv"Pcrv(x)Me

PcrMePcrk212

vv(x)，令k，则 

EIEIEIPcrEI

"

v"k2vk2

Me

Pcr

Me

„„„„„„„„„„„.(a) Pcr

上述微分方程的通解为：

vAsinkxBcoskx

v'AkcoskxBksinkx

边界条件：① x0；v0： 0Asin0Bcos0

MeM

；Be。 PcrPcr

'

② x0 v0：0Akcos0Bksin0；A0。

把A、B的值代入（a）得： v

边界条件：③ xL；v0：0

MeM

(1coskx) v'eksinkx PcrPcr

Me

(1coskL)， 1coskL0 Pcr

Me

ksinkL sinkL0 Pcr

'

④ x0 v0：0

以上两式均要求：kL2n，(n0,1,3,......)

钻探规范
篇三:槽钢开孔,最大直径

岩心钻探规程

总 则

一、本规程主要是对固体矿产岩心钻探的各项生产活动作出的规定，不包括水文地质钻探、工程地质钻探以及油、气钻探等内容。

二、本规程主要以原国家计委地质局一九七二年颁发的《岩心钻探规程(试行)》、一九七七年国家地质总局颁发的《金刚石岩心钻探操作规程》和一九七九年颁发的《金刚石绳索取心钻进操作规程》为基础，并总结了近些年来在生产实践中的新经验、新方法和新技术、经补充、修订而成的。

三、本规程是岩心钻探设计、施工、管理、检验等项工作的重要依据和准则，各地质勘探的现场操作人员、科研设计人员和技术、行政管理人员都必须严格遵守和执行。 四、本规程各条款，是对岩心钻探作出的一般性和原则性的规定要求。在贯彻执行本规程时，各局、队可因地制宜地制订实施细则和补充规定。

五、本规程规定的各项钻探工程质量指标，是一般情况下应达到的要求。当工作矿区因处于不同普查勘探阶段而需要有不同要求或因采用新技术、新方法而改变上述要求时，应根据需要与可能的原则，由地质和探矿部门共同商定，在地质设计(或合同)中提出具体要求，按部有关设计审批的规定报批，经批准后实施。钻孔质量等级的划分按部计划司制订的“地质工作主要统计指标解释”中有关规定执行。

六、本规程自颁发之日起正式实行，原同类规程即行作废，其它有关规定与本规程有不符之处，以本规程为准。

七、本规程的解释和修改权属地质矿产部。

第一章 钻进方法、钻孔结构及钻探设备的合理选择

第一节 钻进方法的选择

第一条 按与钻进工艺有关的几个特性将岩石做如下分类

1.按硬度的大小分为四类，按可钻性的高低分为十二级，其相应关系为： (1)软--可钻性1～3级； (2)中硬--可钻性4～6级； (3)硬--可钻性7～9级；

(4)坚硬--可钻性10～12级。

2.按研磨性的强弱分为三类：弱研磨性.中研磨性.强研磨性。 3.按完整程度分为三类：完整、较完整、破碎。

第二条 应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度，来选择磨料和钻进方法。

1. 1～6级和部分7级岩石宜选用硬质合金、针状硬质合金或聚晶金刚石、复合片钻进。 2. 4～12级岩石宜选用金刚石回转钻进。 3. 7～12级岩石也可用钢粒钻进。

4. 6～8级岩石可硬质合金冲击回转钻进；6～12级，特别是弱研磨性岩石，可选用金刚石冲击回转钻进。

第二节 钻孔结构的选择

第三条 设计与施工钻孔时，要充分考虑地质条件、钻孔深度、终孔直径、钻进方法、护孔措施和设备情况，并合理选择开孔直径、换径次数与深度、套管程序等。 第三节 钻探设备的选择

第四条 应根据钻孔设计深度、钻孔设计倾角、岩层条件、钻进方法以及钻孔设计结构等，合理地选择钻探设备。应尽量选择电动机动力机。常用设备配套见表1。

第五条 金刚石岩心钻探必须选用有较高转速和有较大调速范围的液压钻机，并须配备有孔底压力指标表。同时也要求配备有转速度、扭矩表。选用电动机驱动时，还须配备有电压表和电流表。

第六条 金刚石岩心钻探应选用变量泵，并须配备有泵压表和流量计。在选用一般泥浆泵时，其最大泵压应能达到40公斤/厘米，最大泵量要在100升/分以内，泵量要便于调节(可采用改变缸径与柱塞直径、增加变速机构等方法)。

岩心钻探常用设备配套表

2

3

注：使用泥浆作冲洗液时应配备0.3～0.6米规格的搅拌机。

第二章 钻探设备的安装

第一节 修筑地基

第七条 应根据地质设计和选用的设备类型来修筑地基。在确定孔位时，应考虑施工安全与方便，尽量少占或不占农田。已确定的孔位要立木桩，斜孔要设方位桩。孔位和倾角确定之后不得任意变更。

第八条 修筑地基必须遵守下列规定

1.机场地基必须平整、坚固、适用。钻塔底座填方部分不得超过塔基面积的四分之一，填方部分还必须采取有效措施防止塌陷和溜方。孔深超过600米以深及土层松散、地形坡度大于30度时，塔基不许安装在填方部位上。

2.在山坡修筑地基时，地基靠山坡一边的坡度要适当。当地基岩石坚硬、稳固时，坡度不得大于80度；地基特别松散时，坡度不得大于45度，并要除掉坡上的活石。

3.修筑地基需要进行爆破作业时，必须遵守《坑探规程》中有关爆破作业的安全规定，凡没有爆破许可证者，严禁从事爆破作业。

第二节 安装、拆卸与迁移

第九条 安装基座必须遵守下列规定

1.应根据设备类型、钻孔设计深度和地区条件选定基座的结构型式。无论何种基座(基台木、混凝土、槽钢和工字钢等)都必须保证安装稳固、周正、水平。

钢质基座：应按使用说明书规定进行安装，不得使用有裂纹的和变形的槽钢和工字钢做地梁。在钢质基座下面的主要着力点，都应垫好木板、枕木。

混凝土基座：灌注混凝土时，水泥、砂子、碎石所需的体积比为1:3:6；特别松散的地层为1:2:4。灌注混凝土用的砂子、碎石要清洗干净，与水泥要搅拌均匀；灌注时要捣实，灌注后要注意养护；并认真检查螺杆间的相互距离，要符合设计要求，不得有偏斜。 2.在四个塔角、钻机的着力点和孔口四周都应铺设上、下两层材质坚韧的基台木，遇深孔和土层松散时应在下部用混凝土加固。其安装形式一般按钻塔底盘和钻机地脚螺孔的排列尺寸铺设，见表2。

常用钻机、钻塔底座安装尺寸 表2

注：括弧内数字为老产品规格。

基台木的长度应比钻塔底盘长出200～500毫米。连接基台木的螺杆直径不得小于16毫米，并在靠近基台木处上下加垫。基台木的断面规格如下： 100型钻机 150×150(毫米) 300型钻机 200×200(毫米) 500-600型钻机 220×200(毫米) 1000-1500型钻机 250×250(毫米) 第十条 安装与拆卸钻塔必须遵守下列规定

1.安、拆钻塔工作应在安装队(组)长或机长的指挥下进行；安装人员必须戴安全帽。在

塔上工作时必须系牢安全带、要穿平底的橡胶鞋；不得在台板上放任何物件；必要的工具、螺栓要放在工具袋内；不得在安、拆钻塔的同时在塔下进行工作。

2.钻塔应安装稳固、周正。安、拆钻塔前，应对钻塔构件及所用的工具、绳索和挑杆进行严格检查。

3.安装钻塔时，台板必须架设牢固；各部螺栓与构件的规格要合乎要求并要装全、装牢；钻塔安装完毕后，要从下向上认真进行检查、调查，直至符合要求。

4.拆卸钻塔时，应从上向下逐层逐件拆卸，禁止先拆下层构件，或同时拆卸上下层构件，严禁由塔上往下抛扔钻塔构件、螺栓、工具等。

5.夜间或刮六级以上强风以及雷雨、雪、雾气时，禁止安、拆钻塔。冬季施工时，必须清除梯子，台板及鞋底上的冰、雪、霜后，方可上塔工作。 第十一条 安装与拆卸钻架必须遵守下列规定

1.钻架腿应用坚固的直杉木或相应强度的木材、钢管制做。穿钉孔距架顶的距离不得短于200毫米；木钻架穿钉孔上下要用铁丝或铁板加固；用钢管制旧作的钻架腿，要在连接接头的外部用钢管接箍加固。穿钉须用30号钢制做，穿钉直径与木钻架腿梢径的要求见表3。钻架腿必须座在基台木上并固定牢靠，架腿与架腿之间要安牢拉手。

木钻架架腿梢径与穿钉直径规格 表3

2.竖立钻架时，应先将钻架顶部架起一定高度；架顶要栓好安全绷绳，两腿底端暂时固定，另一腿(四角架则是两腿)底部绑上钢丝绳或粗麻绳，由专人统一指挥，用绞车或人力均匀牵引。

3.安装斜孔钻架时，应使钻架两前腿所包含的平面与水平面的夹角小于钻孔设计倾角2～5度；后腿与水平面夹角为80～83度。

4.立、方钻架时，工作人员必须离开钻架起落范围，并要有专人掌握绷绳，随时注意观察绷绳松紧程度和钻架起落过程中的动向。 第十二条 安装机电设备必须遵守下列规定

1.安装机电设备必须稳固、周正、水平。各相应的传动轮必须对线；连接机座与基台木的螺杆上端须加防松螺帽或弹簧垫圈。

预埋方案
篇四:槽钢开孔,最大直径

预埋方案

一、工程概况

重庆铝业环保搬迁大阪锭项目一期，主要由1#电解主厂房、148台电解槽及相配套的烟气净化及氧化铝输送系统组成。该主厂房工程钢结构分1区、2区，1区主厂房钢结构为单层单跨钢结构厂房，总长1105米，宽为30米，建筑面积约为34000㎡、分布的地脚螺栓规格有M45、M52.地脚螺栓采用Q345B钢制作。在钢筋混凝土短柱上进行螺栓预埋。由于该预埋螺栓定位要求十分的精确，为了确保安装质量和施工进度，特制定施工方案。

二、编制依据

1、施工图及相关规范。

2、相关技术文件及图集。

三、工程难点

钢架基础338个，工作量大，工期紧，交叉作业量大。

四、施工准备

1.技术、材料准备

1）认真审阅图纸，明确图纸要求，编制技术交底。，

2）预埋螺栓杆件采用购买丝杆，自行加工底坐。（丝杆进场后由材料员和质量员进行验收）

3）根据螺栓的相对位置及基础的大小，取16号槽钢，将槽钢成框，根据基础的大小、螺栓的规格型号将焊接好的槽钢框加腿成型，根据图纸地脚螺栓直径的大小及水平距离尺寸，直接在槽钢上钻孔（开孔直径应比地脚螺栓直径大2mm为宜），共制作42套定位槽钢框循环施工。具体如下图所示。

M45地脚螺栓定位模具1（38套）

M52地脚螺栓定位模具2（4套）

2.测量准备

1）测量工具(水平仪、经纬仪、全站仪) 自身的质量应合格，应选择正规厂家生产的并且经过质量技术监督局检验合格的测量

工具。

2）精确控制轴线、标高是预埋螺栓安装的必要条件之一，因此施测的轴线。标高应严格控制在设计和规范允许误差范围之内。

3）轴线施测宜在早晚安排，避开高温天气和温差较大的天气。

3.所需要的施工人员及机具

1）施工机具：全站仪1台、经纬仪1台、水平仪1台、电焊机4台、水平尺2把、磁力线锤4个、榔头4把。

2）施工人员：钢结构施工员1名、土建施工员1名、测量员1名、质量员1名、铆工8名、电焊工8名、施工配合人员10～16名。

3）特殊工种上报监理单位备案。

五、施工方法

在预埋螺栓的定位测量时，从第一条轴线依次量测到最后一条轴线，容易产生累积误差，故宜从中间开始往两边测量。

1.施工工艺流程

轴线定位→定位板安装加固→放置螺栓组→地脚螺栓固定→位置复核→浇筑混凝土→成品保护

2.流程要点

1）轴线定位

按照施工图纸要求，在柱墩预埋脚螺栓处，需进行轴线放线定位，以确定其水平位置和标高，根据模板上的标记位置用16号槽钢搭设独立的螺栓组安装支架，并固定（考虑支架间距接近2米脚

手架强度不够，采用槽钢），以确定定位槽钢的水平位置和标高。

2）定位板安装加固

为保证螺栓的安装精度，采用定位板来确定螺栓位置的方法，根据设计要求和现场实际情况，提前预制螺栓定位槽钢，将定位模板放置于脚手架水平支架上，在定位槽钢上加角钢画十字线并根据定位轴线确定定位板的

槽钢开孔,最大直径

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