钢结构的连接习题及答案
钢结构的连接习题及答案
例 3.1 试验算图3-21所示钢板的对接焊缝的强度。钢板宽度为200mm ，板厚为14mm ，轴心拉力设计值为N=490kN ，钢材为Q235 ，手工焊，焊条为E43型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。
（a ） （b ）
图3-21 例题3-1 （a ）正缝；（b ）斜缝
解：焊缝计算长度 mm l w
172142200=?-=
焊缝正应力为
223
/185/5.20314
17210490mm N f mm N w t =>=??=σ
不满足要求，改为斜对接焊缝。取焊缝斜度为1.5：1，相应的倾角056=θ
,焊缝长度
mm l w 2.21314256
sin 200
'=?-=
此时焊缝正应力为
220
3'/185/1.136142.21356sin 10490sin mm N f mm N t
l N w f w =<=???==θσ
剪应力为
2
203'
/125/80.91142.21356cos 10490cos mm N f mm N t
l N w v w =<=???==θτ 斜焊缝满足要求。48.1560
=tg ，这也说明当5.1≤θtg 时，焊缝强度能够保证，可不必计算。
例 3.2 计算图3-22所示T 形截面牛腿与柱翼缘连接的对接焊缝。牛腿翼缘板宽130mm ，厚12mm ，腹板高200mm ，厚10mm 。牛腿承受竖向荷载设计值V=100kN ，力作用点到焊缝截面距离e=200mm 。钢材为Q345，焊条E50型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。
解：将力V 移到焊缝形心，可知焊缝受剪力V=100kN ，弯矩 m kN Ve M ?=?==202.0100
翼缘焊缝计算长度为
mm 106122130=?-
腹板焊缝计算长度为
mm 19010200=-
（a ） （b ）
图3-22 例题3-2
（a ）T 形牛腿对接焊缝连接；（b ）焊缝有效截面
焊缝的有效截面如图3-22b 所示，焊缝有效截面形心轴x x -的位置
cm y 65.60
.1192.16.107
.100.1196.02.16.101
=?+???+??=
cm y 55.1365.62.1192=-+=
焊缝有效截面惯性矩
4223134905.62.16.1005.41191912
1
cm I x =??+??+?=
翼缘上边缘产生最大拉应力，其值为
2
24
61/265/59.9810
13491065.61020mm N f mm N I My w t x t =<=????==σ 腹板下边缘压应力最大，其值为
2
24
62/310/89.20010
13491055.131020mm N f mm N I My w c x a =<=????==σ 为简化计算，认为剪力由腹板焊缝承受，并沿焊缝均匀分布
223
/180/63.5210
19010100mm N f mm N A V w v w =<=??==τ
腹板下边缘正应力和剪应力都存在，验算该点折算应力
2
22
222
/5.2912651.11.1/6.22063.5239.2003mm
N f mm N w t a =?=<=?+=+=τσσ
焊缝强度满足要求。
例3.3 图3-41 是用双拼接盖板的角焊缝连接，钢板宽度为240mm ，厚度为12mm ，承受轴心力设计值N =600kN 。钢材为Q235，采用E43型焊条。分别按（1）仅用侧面角焊缝；（2）采用三面围焊，确定盖板尺寸并设计此连接。
图3-41 例3-3附图
解: 根据拼接盖板和主板承载力相等的原则，确定盖板截面尺寸。和主板相同，盖板采用Q235钢，两块盖板截面面积之和应等于或大于钢板截面面积。因要在盖板两侧面施焊，取盖板宽度为190mm,则盖板厚度
24012/(2190)7.6m t =??=，取8mm ，则每块盖板的截面积为190mm 8mm ?。
角焊缝的焊脚尺寸f h 由盖板厚度确定。焊缝在盖板边缘施焊，盖板厚度8mm>6mm,盖板厚度<主板厚度，则
max 8(1~2)mm 7~6mm f h =-=
min 5.2mm f h ===，取f
h =6mm ，max min
f f f
h h h ≤<。
由附表4查得直角角焊缝的强度设计值2160N/mm w f f =。
（1）仅用侧面角焊缝
连接一侧所需焊缝总计算长度为
3
60010893mm 0.76160w w e f
N l h f ?===??∑
因为有上、下两块拼接盖板，共有4条侧面角焊缝，每条焊缝的实际长度为
11
289326235.25mm 60606360mm 44w f
f l l h h =
+=?+?=<=?=∑ 取240mm l =。 两块被拼接钢板留出10mm 间隙，所需拼接盖板长度
210224010490mm L l =+=?+=
检查盖板宽度是否符合构造要求
盖板厚度为8mm<12mm ，宽度b=190mm,且240mm b l <=，满足要求。
（2）采用三面围焊
采用三面围焊可以减小两侧面角焊缝的长度，从而减小拼接盖板的尺寸。已知正面角焊缝的长度
'190mm w l =，两条正面角焊缝所能承受的内力为
'
'0.70.762190 1.22160311.5kN w f w f f N h l f β==?????=∑
连接一侧所需焊缝总计算长度为
3
'(600311.5)10429mm 0.76160w w e f
N N l h f --?===??∑
连接一侧共有4条侧面角焊缝，每条焊缝的实际长度为
11
4296113.3mm 44
w f
l l h =
+=?+=∑，采用120mm 。 所需拼接盖板的长度为
210212010250mm L l =+=?+=
例3.4 试设计图3-42 所示某桁架腹杆与节点板的连接。腹杆为2L 10110?，节点板厚度为12mm ，承受静荷载设计值N =640kN ，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。 解：（1）采用两边侧面角焊缝
按构造要求确定焊脚尺寸
min 5.2mm f h ===
肢尖焊脚尺寸 max 10(1~2)9~8mm f h =-=，采用8mm f h =。
肢背焊脚尺寸 max
1.2 1.21012mm f h t ==?=，同肢尖一样采用8mm f h =。
图3-42 例3-4附图
肢背、肢尖焊缝受力
110.7640448kN N k N ==?= 220.3640192kN N k N ==?=
肢背、肢尖所需焊缝计算长度
3
1144810250mm 60608480mm 220.78160w f w
e f N l h h f ?===<=?=??? 322
19210107mm 220.78160
w w e f N l h f ?===??? 肢背、肢尖的实际焊缝长度
11225028266mm w f l l h =+=+?=，取270mm
22210728123mm w f l l h =+=+?=，取130mm
（2）采用三面围焊 取3
8mm f h =，求端焊缝承载力
330.782110 1.22160240.5kN w e w f f N h l f β==?????=∑
此时肢背、肢尖焊缝受力
311240.5
448327.8kN 22N N k N =-
=-= 322240.5
19271.8kN 22N N k N =-=-=
则肢背、肢尖所需焊缝计算长度为
3
11327.810182.9mm 220.78160w w
e f N l h f ?===??? 322
71.81040mm 220.78160
w w e f N l h f ?===??? 肢背、肢尖的实际焊缝长度
11182.98190.9mm w f l l h =+=+=，取200mm 2240848mm w f l l h =+=+=，取50mm
例3.5 图3-43 所示为牛腿与钢柱的连接，承受偏心荷载设计值V =400kN ，e =25cm ，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。试验算角焊缝的强度。
解： 偏心荷载使焊缝承受剪力V =400kN ，弯矩4000.25100kN m M Ve ==?=?。
设焊缝为周边围焊，转角处连续施焊，没有起落弧所引起的焊口缺陷，计算时忽略工字形翼缘端部绕角部分焊缝。取8mm f
h =，假定剪力仅由牛腿腹板焊缝承受。
图3-43 例3-5附图
牛腿腹板上角焊缝的有效面积为
220.70.83640.32cm w A =???=
全部焊缝对x 轴的惯性矩为
2234
20.70.820(200.28)40.70.8(9.50.56)(180.28)1
20.70.83619855.2cm 12
x I =????++???-?-+????=
翼缘焊缝最外边缘的截面模量是
3119855.2
965.7cm 20.56
w W =
=
翼缘和腹板连接处的截面模量是
3219855.2
1103cm 18
w W =
=
在弯矩作用下角焊缝最大应力在翼缘焊缝最外边缘，其数值为
6
223
110010103.6N/mm 1.22160195.2N/mm 965.710
w f f f w M f W σβ?===<=?=? 由剪力引起的剪应力在腹板焊缝上均匀分布，其值为
3
222
4001099.2N/mm 160N/mm 40.3210
w f f w V f A τ?===<=? 在牛腿翼缘和腹板交界处，存在弯矩引起的正应力和剪力引起的剪应力，其正应力为
6
'23
21001090.66N/mm 110310
f
w M W σ?===? 此处焊缝应满足
22123.9N/mm 160N/mm w f f ==<=
例 3.6 图3-44所示是一牛腿板与柱翼缘的连接，牛腿板厚12mm ，柱翼缘板厚16mm ，荷载设计值V =200kN ，e =300mm ，钢材为Q235钢，E43型焊条，手工焊，试设计角焊缝连接。
图3-44 例3-6附图
解：设围焊焊脚尺寸8mm f
h =，近似按板边搭接长度来计算角焊缝的有效截面。
角焊缝有效截面形心位置
2
(300.8)20.70.8{0.70.8[2(300.8)40]}8.67cm 2
x -=??????-+=
角焊缝有效截面的极惯性矩
3241
0.70.8[402(300.8)20]16068cm 12
x I =???+?-?=
2324
1300.8
0.70.8[408.672(300.8)2(300.8)(8.67)]5158cm 122
y I -=???+??-+?-?-= 4
16068515821226cm x y J I I =+=+=
扭矩为 200(30308.67)10266kN cm T
=?+-=?
角焊缝有效截面上A 点最危险，其应力为
42
4
102661020096.73N/mm 2122610
y
T
A
Tr J τ??===? 42
4
1026610(300886.7)99.29N/mm 2122610T
x A
Tr J σ??--===?
3
22001036.30N/mm 0.78[400(3008)2]
V A
w V A σ?===??+-?
A 点应力应满足
22
147.3N/mm 160N/mm w f f ==<=取
mm h f 8=是合适的。
例3.7 设计图3-78所示的角钢拼接节点，采用C 级普通螺栓连接。角钢为L100x8，材料为Q235钢，承受轴心拉力设计值N =250kN 。采用同型号角钢做拼接角钢，螺栓直径d =22mm ，孔径mm d 5.230=。
图3-78 例3-7附图
解：由附表5查得
2140N/mm b v f =，2305N/mm b c f =。
（1） 螺栓计算
一个螺栓的抗剪承载力设计值为
2
2
22114053.22kN 4
4
b b v
v
v
d N n f ππ?==?
?=
一个螺栓的承压承载力设计值为
22830553.68kN b b c c N d tf ==??=∑
min 53.22kN b N =
构件一侧所需的螺栓数
70.422.53250
min
===
b
N N n 个，取n=5 每侧用5个螺栓，在角钢两肢上交错排列。 （2）构件净截面强度计算
将角钢沿中线展开（图3-78b ），角钢的毛截面面积为2
15.6cm 。 直线截面I-I 的净面积为
211015.61 2.350.813.72cm n A A n d t =-=-??=
折线截面II-II 的净面积为
242202
[2(]
0.8[2 3.5(21)2 2.35]12.11cm
n A t e n n d =+-=??+-?=
3222
min 25010206.4N/mm 215N/mm 12.1110
N f A σ?===<=? 净截面强度满足要求。
例 3.8 设计双盖板拼接的普通螺栓连接，被拼接的钢板为370mm 14mm ?，钢材为Q235。承受设计值扭矩
25kN m T =?，剪力V =300kN ，轴心力N =300kN 。螺栓直径d =20mm ，孔径mm d 5.210=。
图3-79 例3-8附图
解：螺栓布置及盖板尺寸见图3-79，盖板截面积大于被拼接钢板截面积。螺栓间距均在容许距离范围内。
一个抗剪螺栓的承载力设计值为
2
2
20214087.97kN 4
4
b b v
v
v
d N n f ππ?==?
?=
201430585.4kN b b c c N d tf ==??=∑
min 85.4kN b N =
扭矩作用时，最外螺栓受剪力最大，其值为
61122222
251014031.75kN ()[10354(70140)]
T x
i i Ty N x y ??===+?+?+∑∑
61122
251035
7.94kN 110250T
y
i i
Tx N x y ??===+∑∑ 剪力和轴心力作用时，每个螺栓所受剪力相同，其值为
3
13001030kN 10
N
x
N N n ?===
3
13001030kN 10
V
y
V N n ?===
受力最大螺栓所受的剪力合力为
1min
72.4785.4kN
b
N kN N
==
=<=
钢板净截面强度验算，首先计算1-1截面几何性质
2(37 2.155) 1.436.75cm n A =-??=
3
2221.4372 1.4 2.15(714)4435cm 12n I ?=-???+=
34435240cm 18.5
n W ==
231
1.437 1.4
2.15(147)176.4cm 8
n S =??-??+=
钢板截面最外边缘正应力
6322
32
251030010185.8N/mm 215N/mm 2401036.7510
n n T N f W A σ??=+=+=<=?? 钢板截面形心处的剪应力
33224
30010176.41085.23N/mm 125N/mm 44351014
v f τ???==<=?? 螺栓受力及净截面强度均满足要求。
例3.9 图3-80 为牛腿与柱翼缘的连接，承受设计值竖向力V =100kN ，轴向力N =120kN 。V 的作用点距柱翼缘表面距离e =200mm 。钢材为Q235，螺栓直径20mm ，为普通C 级螺栓，排列如图所示。牛腿下设支托，焊条E43型，手工焊。按（1）支托承受剪力和（2）支托只起临时支承作用，不承受剪力；验算螺栓强度和支托焊缝。 解：（1）竖向力V 引起的弯矩1000.220kN m M
Ve ==?=?
螺栓承受轴力N 和弯矩M ，剪力V 由支托承担。 一个抗拉螺栓的承载力设计值
kN f d N b
t e b t
60.411704
65.174
2
2
=??=
=
ππ
先按小偏心受拉计算，假定牛腿绕螺栓群形心转动，受力最小螺栓的拉力为
01057.16)
14070(4140102010101203
2
26321min
'63311'2222
(')(201012010140)280
35.0510N 2(70140210280)35.0541.60kN
i b t M Ne y N y kN N +?+???===?+++=<=∑ 支托承受剪力V =100kN ，设焊缝8mm f
h =，
3
221.3510010143.5N/mm 160N/mm 20.78(10028)
w f f e w V
f h l ατ??===<=???-?∑
图3-80 例3-9附图
（2） 支托不承受剪力，螺栓同时承受拉力和剪力
一个螺栓的承载力设计值
2
2
20114043.98kN 4
4
b b v
v
v
d N n f ππ?==?
?=
201030561kN b b c c N d tf ==??=∑
每个螺栓承担的剪力为
3
4100101010kN 43.98kN 10
b v v V N N N n ?====<=
受拉力最大螺栓所承担的拉力同（1），为35.05kN t N =
拉力和剪力共同作用下
1873.06.4105.3598.43102
22
2<=??? ??+??? ??=???
? ??+???? ??b t t b v
v N N N N 螺栓强度满足要求。
例3-10 图3-89 所示为双拼接板拼接的轴心受力构件，截面为20mm 280mm ?，承受轴心拉力设计值N =850kN ，钢材为Q235钢，采用8.8级的M22高强度螺栓，连接处构件接触面经喷砂处理，试分别采用高强度螺栓摩擦型和承压型设计此连接。 解：（1）采用高强度螺栓摩擦型连接
一个螺栓抗剪承载力设计值
0.90.920.45150121.5kN b v f N n P μ==???=
连接一侧所需螺栓数为
75.121850
===
b
v
N N n 个 用9个，螺栓排列如图3-89a 所示。
构件净截面强度验算，钢板在边列螺栓处的截面最危险。取螺栓孔径比螺栓杆径大2.0mm 。
13
'(10.5
)850(10.5)708.3kN 9
n N N n =-=?-?= 210()2(283 2.4)41.6cm n A t b n d =-=?-?=
3
222
'708.310170.3N/mm 205N/mm 41.610
n N f A σ?===<=?
（a ）
（b ）
图3-89 例3-10附图
构件毛截面验算：3
285010151.8N/mm 28020
N f A σ?=
==
2
2
222250190.1kN 4
4
b b e v
v
v
d N n f ππ?==?
?=
2220470206.8kN b b c c N d tf ==??=∑
min 190.1kN b N =
连接一侧所需螺栓数为
47.41
.190850
min ===
b
N N n 个 用6个，排列如图3-89b 所示。
构件净截面验算，钢板在边列螺栓处的截面最危险。取螺栓孔径比螺栓杆径大1.5mm 。
210()2(283 2.35)41.9cm n A t b n d =-=?-?=
322
2
85010202.9N/mm 205N/mm 41.910
n N f A σ?===<=?
例3.11 图3-90 所示牛腿与柱的连接，承受竖向集中荷载设计值V=235kN ，钢材为Q345钢，采用8.8级的M22高强度螺栓，接触面经喷砂处理，试分别采用高强度螺栓摩擦型和承压型设计此连接。
（a ） （b ）
图3-90 例3-11附图
解：（1）采用高强度螺栓摩擦型连接
螺栓群承受剪力V =235kN ，弯矩2350.247kN m M V e =?=?=?
一个螺栓的承载力设计值
0.80.8150120kN b t N P ==?=
0.90.910.515067.5kN b v f N n P μ==???=
采用10个螺栓，布置如图3-90a 所示。在弯矩作用下，受拉力最大螺栓所承担的拉力为
61222
471016058.75kN 22(16080)
t i M y N m y ???===??+∑ 剪力由螺栓平均分担，每个螺栓承受的剪力为
235
23.5kN 10
v N =
= 受力最大螺栓应满足
1838.012075
.585.675.23<=+=+b t
t b
v v N N N N 采用10个螺栓合适。
（2） 采用高强度螺栓承压型连接 采用8个螺栓，布置如图3-90b 所示。 一个螺栓的承载力设计值
2
2
22125095.03kN 4
4
b
b v
v v
d N n f ππ?=?
?=?
?=
2220590259.6kN b b c c N d tf ==??=∑
2
2
19.65400121.3kN 4
4
b b
e t
t d N f ππ?=
=
?=
在弯矩作用下，受拉力最大螺栓所承担的拉力为
6b
1t 222
471015070.5kN<22(50150)
t i My N N m y ??===??+∑ 剪力由螺栓平均分担，每个螺栓承受的剪力为
235
29.38kN 8
v N =
= 受力最大螺栓应满足
1658.03.1215.7003.9538.292
22
2<=??? ??+??? ??=???
? ??+???? ??b t t b v v N N N N /1.2259.6/1.2216.3kN b v c N N <==
采用8个螺栓合适。
本章重要公式小结表：
思考题：
3.1 钢结构常用的连接方法有哪几种？试述其优缺点及适用范围。
3.2 选择焊条型号为什么要与被焊金属的种类相适应？
3.3 施焊方法中，俯、立、横、仰四种焊缝中，质量最好和最差的是哪种？
β？为什么？
3.4 在计算正面角焊缝时，什么情况考虑强度设计值增大系数
f
3.5 角焊缝的焊脚尺寸、焊缝长度有何限制？为什么？
3.6 焊缝的起落弧对焊缝有何影响？计算中如何考虑？
3.7 焊接残余应力是怎样产生的？
3.8 焊接残余应力对结构工作有何影响？
3.9 普通螺栓连接和高强度螺栓连接的计算有什么区别？ 3.10 高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接有什么区别？
3.11 高强度螺栓的预拉力起什么作用？预拉力大小与承载力有何关系？
3.12 计算构件净截面强度时，高强度螺栓摩擦型连接、承压型连接与普通螺栓连接三者有何异同？ 3.13 普通螺栓受剪连接有哪几种可能的破坏形式？如何防止？
3.14 普通螺栓与高强度螺栓受弯连接中，在计算螺栓拉力时的主要区别是什么？为什么？ 3.15 影响高强度螺栓承载力的因素有哪些？
习 题：
3.1设计mm mm 16400?钢板的对接焊缝拼接。钢材为Q345钢，采用E50型焊条，手工焊，用引弧板，按三级质量标准检验。钢板承受轴心拉力，其设计值为：（1）1600kN ；（2）2000kN 。
3.2焊接工字形梁，截面如图3-91 所示。腹板上设置一条工厂拼接的对接焊缝，拼接处承受M=2800kNm ，V=700kN ，钢材为Q235钢，焊条为E43型，按二级质量标准检验。计算焊缝是否满足受力要求？
图3-91 习题3.2
3.3 有一工字形钢梁，采用I50a ，钢材为Q235，承受荷载设计值F =125kN ，如图3-92 所示。因长度不够而用对接坡口焊缝连接，焊条采用E43型，手工焊，按二级质量标准检验，计算连接是否安全。
图3-92 习题3.3
3.4 试设计如图3-93 所示双角钢和节点板间的角焊缝连接，角钢截面为2L 890?，节点板厚10mm 。钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，承受轴心拉力设计值N =320kN 。（1）采用两侧焊缝，确定所需焊脚尺寸及焊缝长度；（2）采用三面围焊，确定所需焊脚尺寸及焊缝长度。
3.5 试设计图3-94 所示的用双层盖板和角焊缝的对接连接。主板截面为420mm 20mm ?，钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，承受轴心拉力设计值N =1400kN 。
图3-93 习题3.4 图3-94习题3.5
3.6 图3-95 所示为双板牛腿与柱的角焊缝连接，钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，焊脚尺寸
mm h f 10=。试求角焊缝能承受的最大静态和动态荷载设计值F 。
图3-95 习题3.6 图3-96习题3.7
3.7 图3-96 所示连接中，双角钢拉杆2L 1080100??通过14mm 厚的连接板和20mm 厚的端板连接于柱的翼缘，钢材为F A Q ?235，焊条为E43型，手工焊，承受拉力设计值N=540kN 。 （1）确定角钢和连接板间的焊缝尺寸。
（2）取12170mm d d ==，确定连接板和端板间焊缝的焊脚尺寸。
（3）取1150mm d =，2190mm d =，确定连接板和端板间焊缝的焊脚尺寸。 3.8 试设计图3-97 所示牛腿与柱的连接角焊缝的焊脚尺寸f h 。钢材为F A Q ?235，焊条为E43型，牛腿承受静荷载设计值V =250kN 。
图3-97 习题3.8 图3-98 习题3.9
3.9 图3-98 所示牛腿用角钢2L20
100?及10.9级高强度螺栓摩擦型和柱相连，螺栓直径M22。钢材为Q345钢，接触面为喷砂处理，承受偏心荷载设计值P=220kN，试确定连接角钢两个肢上所需螺栓数目。
3.10 图3-96 所示连接中，取
1150mm
d=，
2190mm
d=，采用M20、8.8级高强度螺栓承压型连接，钢材为Q235A F?。试设计端板和柱翼缘的连接：（1）用承托承受竖向力；（2）承托只起安装作用，不受力。
3.11 将3.10题改为M22、C级普通螺栓连接，试设计和布置螺栓。
3.12 图3-99 所示为C级普通螺栓连接，螺栓直径d=20mm，钢材为Q235B，求此连接最大能承受的N值。
图3-99 习题3.12
3.13图3-100 所示连接承受轴心拉力设计值N=1350kN，螺栓为M24、C级普通螺栓，孔径
025.5mm
d=，钢材为Q235A F?。试计算此连接是否安全。
3.14图3-101 所示单槽钢牛腿与柱的连接，采用C级普通螺栓，螺栓直径d=20mm，柱翼缘板厚18mm，钢材为Q235，承受静力荷载设计值F=80kN。试计算螺栓连接是否安全。
3.15图3-102 所示工字形梁腹板拼接采用高强度螺栓摩擦型连接，梁拼接处承受内力M=2500kN?m，V=500kN，钢材为Q235，螺栓采用10.9级，直径为M22，接触面经喷砂处理。试验算该连接强度。
图3-100 习题3.13 图3-101 习题3.14
图3-102习题3.15
钢结构习题答案
钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案 第三章钢结构的连接 3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN（设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。 解：（1）三面围焊 确定焊脚尺寸： ，， 内力分配： 焊缝长度计算：
， 则实际焊缝长度为，取310mm。 ， 则实际焊缝长度为，取 120mm。 （2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取， 内力分配：， 焊缝长度计算： ， 则实际焊缝长度为: ，取390mm。 ， 则实际焊缝长度为: ，取260mm。 3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸，。
焊脚尺寸： 焊缝截面的形心： 则 （1）内力分析：V=F，（2）焊缝截面参数计算： （3）应力计算 T引起的应力：
V引起的应力： （4） 3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。 （1）内力分析：V=F=98KN， （2）焊缝截面参数计算：取 焊缝截面的形心：
（3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力： （4） 3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。 （1）内力分析：V=F， （2）焊缝截面参数计算：
（3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力： （4） 3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。 （1）内力分析：V=374KN， （2）焊缝截面参数计算：
钢结构的构件连接方式
d e f 钢结构的构件连接方式 钢结构的连接方法大体来看，有以下几种： 焊接——是使用最普遍的方法，该方法对几何形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，工效高；但是焊接属于热加工过程，对材质要求高，对于工人的技术水平要求也高，焊接程序严格，质量检验工作量大。 铆接——该方法传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好；但是由于铆接时必须进行钢板的搭接，相对来讲费钢、费工。 普通螺栓连接——这种方式装卸便利，设备简单，工人易于操作；但是对于该方法，螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大。 高强螺栓连接——此法加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高 射钉、自攻螺栓连接——较为灵活，安装方便，构件无须预先处理，适用于轻钢、薄板结构不能受较大集中力。 焊接连接 焊接是钢结构较为常见的连接方式，也是比较方便的连接方式，在众多的钢结构中，焊接是最为常见的一种。 根据焊接的形式，焊缝可以分为对接（平接）焊 缝、角焊缝、和顶接焊缝三大类。 对接焊缝 对接焊缝按受力与焊缝方向分直缝——作用力方 向与焊缝方向正交；斜缝——作用力方向与焊缝方向 斜交两类。从直观来看，直缝受拉，斜缝受拉与剪的同时作用。 对接焊缝在焊接上有以下处理形式： a ）直边缝：适合板厚t 10mm b ）单边V 形：适合板厚t ＝10～20mm c ）双边V 形：适合板厚t ＝10～20mm d ）U 形：适合板厚t > 20mm e ）K 形：适合板厚t > 20mm f ）X 形：适合板厚t > 20mm 对接焊缝的优点是用料经济、传力均匀、无明 显的应力集中1[1]，利于承受动力荷载；但也有缺点，需剖口，焊件长度要精确。 对接焊缝需要做以下构造处理：首先，在施焊过程中，起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板；但采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长度两端各减去5mm 。其次， 变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1：4的斜面，避 免应力集中。 另外，变宽度板对接，在板的一侧或两侧切成坡度不大于1：4 的斜边，避免应力集中。对于对接焊缝的强度，有引弧板的对接焊 缝在受压时与母材等强，但焊缝的抗拉强度与焊缝质量等级有关。 对接焊缝的应力分布认为与焊件原来的应力分布基本相同。计 算时，焊缝中最大应力（或折算应力）不能超过焊缝的强度设计值。 对接焊缝的计算包括：轴心受力的对接焊缝、斜向受力的对接焊缝、 钢梁的对接焊缝、牛腿与翼缘的对接焊缝。 a b c 斜缝 直缝
钢结构复习题及答案
《钢结构》复习题 一、填空题 1、对结构或构件进行承载能力极限状态验算时，应采用荷载的（ 设计值 ）值，进行正常使用极限状态验算时，应采用荷载的（ 标准值 ）值。 2、理想轴心压杆的失稳形式可分为（ 弯曲失稳 ）、（ 扭转失稳 ）、（弯扭失稳 ）。 3、钢中含碳量增加，会使钢材的强度（ 提高 ），而塑性、韧性和疲劳强度（ 降低 ）。 4、钢材的主要机械性能指标有五项，它们是（ 抗拉强度 ），（ 伸长率 ），（ 屈服点 ），（ 冷弯性能 ），（ 冲击韧性 ）。 5、设计工字形截面梁考虑截面部分塑性发展时，受压翼缘的外伸宽度与厚度之比应不超过（ 13 ）y f /235。 6、屋架上弦杆为压杆，其承载能力一般受（ 稳定条件 ）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由（ 强度条件 ）确定。 二、单选题 1、设计梯形屋架时，不仅考虑荷载全跨作用，还要考虑半跨荷载的作用，主要是考虑（ D ）。 A 、下弦杆拉力增大 B 、上弦杆压力增大 C 、靠近支座处受拉斜杆变号 D 、跨中附近斜杆拉力变压力或杆力增加 2、在弹性阶段，侧面角焊缝上的应力沿长度方向的分布为（ C ）。 A 、均匀分布 B 、一端大一端小 C 、两端大中间小 D 、两端小中间大 3、为提高轴心压杆的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面的形式应使其面积分布（ B ）。 A 、尽可能集中于截面的形心处 B 、尽可能远离形心 C 、任意分布，无影响 D 、尽可能集中于截面的剪切中心 4、受弯构件抗弯强度验算公式中的γx 主要是考虑（ D ）。
A、初弯矩的影响 B、残余应力的影响 C、初偏心的影响 D、截面塑性发展对承载力的影响 5、钢材经历了应变硬化（应变强化）之后（ A ）。 A.强度提高 B.塑性提高 C.冷弯性能提高 D.可焊性提高 三、简答题： 1、轴心受压构件有哪几种可能失稳形式一般双轴对称构件发生的是哪一种失稳形式 理想轴心受压构件丧失稳定(或称屈曲)，可能有三种情况：弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲。一般发生的是弯曲屈曲。 2、选择轴心受压实腹柱的截面时，应考虑的几个原则是什么 面积的分布尽量开展； 等稳定性； 便于与其他构件进行连接； 尽可能构造简单，制造省工。 3、结构的极限状态有哪两种在什么情况下达到相应的极限状态 结构的极限状态可以分为下列两类； (1)承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或是出现不适于继续承载的变形。 (2)正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。 4、钢结构常用的连接方法都有哪些 钢结构常用的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接。 四、论述题 1、钢结构有哪些特点 钢结构和其他材料的结构相比，具有如下特点： （1）强度高，重量轻 （2）塑性和韧性好
钢结构的连接练习题
第三章 钢结构的连接 1．选择题 （1）焊缝连接按构造分为两类，它们是 C 。 A. 手工焊缝和自动焊缝 B. 仰焊缝和 俯焊缝 C. 对接焊缝和角焊缝 D. 连续焊缝 和断续焊缝 （2）在下图的连接中，角钢肢尖上的角焊缝的焊脚尺寸f h 应满足 B 。 A. 102.1105.1max min ?=≤≤=??f f f h h h B. )2~1(10125.1max min -=≤≤=??f f f h h h C. 122.1105.1max min ?=≤≤=??f f f h h h D. 102.1125.1max min ?=≤≤=??f f f h h h （3）在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为 C 。P 204 A. 均分分布 B. 一端大、一端小 C. 两端大、中间小 D. 两端小、中间大 （4）产生焊接残余应力的主要因素之一是 C 。
A. 钢材的塑性太低 B. 钢材的弹性模量太高 C. 焊接时热量分布不均 D. 焊缝的厚度太小（5）承受静力荷载的构件，当所用钢材具有良好的塑性时，焊接残余应力并不影响构件的 A 。 A. 静力强度 B. 刚度 C. 稳定承载力 D. 疲劳强度 （6）采用螺栓连接时，构件发生剪切破坏是因为D 。 A. 螺栓较细 B. 钢板较薄 C. 截面削弱过多 D. 端距或栓间距太小（7）一个普通抗剪螺栓的设计承载力是 D 。 A. 螺栓杆的抗剪承载力 B. 螺栓的承压承载力 C. A、B中的较大值 D. A、B中的较小值（8）摩擦型高强螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力B 。 A. 提高 B. 降低 C. 按普通螺栓计算 D. 按高强度螺栓承压型连接计算 （9）摩擦型高强螺栓在杆轴方向受拉时，承载力C 。P244 A. 与摩擦面的处理方法有关 B. 与摩擦面的数量有 关 C. 与螺栓直径有关 D. 与螺栓的性能等级无关
钢结构工程试题
第八章钢结构工程试题及答案 一、填空题： 1.在钢结构构件的零件放样中, 样板和样杆是下料、制弯、铣边、制孔等加工的依据。 2.在制作样板和样杆时，要增加零件加工时的加工余量，焊接构件要按工艺需要增加焊 接收缩量。高层建筑钢结构按设计标高安装时，柱子的长度还必须增加荷载压缩的变形量。 3. 钢材切割下料方法有气割、机械剪切和锯切等。 4. 气割所使用的氧气纯度对氧气消耗量、气割速度和质量起决定性的影响。 5. 钢材的矫平可分为冷矫和热矫的方法。 6. 钢材边缘加工分刨边、铣边和铲边三种。 7. 钢结构的连接方法有焊接、铆接、普通螺栓连接和高强螺栓连接等，目前应用最 多的是焊接和高强螺栓连接。 8. 药皮焊条手工电弧焊的电源按电流可分为交流、直流两种，以及交直流两用的特殊 形式。手工电弧焊电源按其使用方式分类有单站式和多站式。 9. 焊接材料选用的原则有：等强度原则、等韧性原则、等成分原则和工作条件。 10. 焊接工艺参数有电源极性、弧长与焊接电压、焊接电流、焊接速度、运条方式和 焊接层次。 11. 高强度螺栓从外形上可分为大六角头高强度螺栓（即扭矩型高强度螺栓）和扭剪型高 强度螺栓两种。高强度螺栓和与之配套的螺母、垫圈总称为高强度螺栓连接副。 12. 接头如有高强度螺栓连接又有焊接连接时，宜按先栓后焊的方式施工。 13. 大六角头高强度螺栓连接副一般采用扭矩法和转角法紧固。 14. 多层及高层钢结构工程上节钢柱安装时，上节钢柱就位后，按照先调整标高，再调整位 移，最后调整垂直度的顺序校正。 15. 上节钢柱安装与校正时，位移调整应使钢柱定位轴线从地面控制轴线直接引上，不得从 下层柱的轴线引上。 16. 国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB 8923—88）将除锈等级分成喷射 或抛射除锈、手工和动力工具除锈、火焰除锈三种类型。 17. 钢结构防腐涂装常用的施工方法有刷涂法和喷涂法两种。 18. 钢结构防火涂料按涂层的厚度分为两类：①B类，属薄涂型钢结构防火涂料，涂层厚度 一般为2mm～7mm，有一定装饰效果，高温时涂层膨胀增厚，耐火极限一般为0.5h～2h，故又称为钢结构膨胀防火涂料。②H类，厚涂型钢结构防火涂料，涂层厚度一般为8mm～50mm，粒状表面，密度较小，热导率低，耐火极限可达0.5h～3h，又称为钢结构防火隔热涂料。 19. 在焊接过程中焊条药皮的主要作用有：保护作用、冶金作用、改善焊接工艺性能。 20. 高强螺栓摩擦面的处理一般有喷砂、喷丸、酸洗、砂轮打磨和钢丝刷清除等几 种方法。 二、选择题： 1．喷射或抛射除锈用字母“Sa”表示，分四个等，要求最高的是 D 。 1D、Sa3 A、Sa1 B、Sa2 C、Sa2 2 2．手工和动力工具除锈用字母“St”表示，要求最高的是 C 。 A、St1 B、St2 C、St3 D、St4
钢结构试题及答案
1．体现钢材塑性性能的指标是（ ） A ．屈服点 B. 强屈比 C. 延伸率 D. 抗拉强度 2．在结构设计中，失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( )。 A ．p f 越大，β越大，结构可靠性越差 B ．p f 越大，β越小，结构可靠性越差 C ．p f 越大，β越小，结构越可靠 D ．p f 越大，β越大，结构越可靠 3．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( )来保证的。 A ．稳定承载力 B ．挠跨比 C ．静力强度 D ．动力强度 4. 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关（ ） A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小 5. 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ是考虑（ ） A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 B 考虑强度降低的影响 C 考虑单肢失稳对构件承载力的影响 D 考虑剪切变形的影响 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接（ ） A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7．为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应（ ）。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8．梁的纵向加劲肋应布置在（ ）。 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9．同类钢种的钢板，厚度越大（ ） A. 强度越低 B. 塑性越好 C. 韧性越好 D. 内部构造缺陷越少 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（ ）指标。 A. 低温屈服强度 B. 低温抗拉强度 C. 低温冲击韧性 D . 疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件（ ）无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12．焊接残余应力不影响构件的（ ） A ．整体稳定 B ．静力强度 C ．刚度 D ．局部稳定 13．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力（ ） A ．与摩擦面的处理方法有关 B ．与摩擦面的数量有关 C ．与螺栓直径有关 D ．与螺栓的性能等级无关 14．直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤，则1t 、2t 分别为（ ）的厚度。 A ．1t 为厚焊件，2t 为薄焊件 B ．1t 为薄焊件，2t 为厚焊件 C ．1t 、2t 皆为厚焊件 D ．1t 、2t 皆为薄焊件 15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（ ）。 A ．扭转屈曲 B ．弯扭屈曲 C ．侧扭屈曲 D ．弯曲屈曲
钢结构的连接习题及答案
钢结构的连接习题及答案 例 3.1 试验算图3-21所示钢板的对接焊缝的强度。钢板宽度为200mm ，板厚为14mm ，轴心拉力设计值为N=490kN ，钢材为Q235 ，手工焊，焊条为E43型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。 （a ） （b ） 图3-21 例题3-1 （a ）正缝；（b ）斜缝 解：焊缝计算长度 mm l w 172142200=?-= 焊缝正应力为 223 /185/5.20314 17210490mm N f mm N w t =>=??=σ 不满足要求，改为斜对接焊缝。取焊缝斜度为1.5：1，相应的倾角056=θ ,焊缝长度 mm l w 2.21314256 sin 200 '=?-= 此时焊缝正应力为 220 3'/185/1.136142.21356sin 10490sin mm N f mm N t l N w f w =<=???==θσ 剪应力为 2 203' /125/80.91142.21356cos 10490cos mm N f mm N t l N w v w =<=???==θτ 斜焊缝满足要求。48.1560 =tg ，这也说明当5.1≤θtg 时，焊缝强度能够保证，可不必计算。 例 3.2 计算图3-22所示T 形截面牛腿与柱翼缘连接的对接焊缝。牛腿翼缘板宽130mm ，厚12mm ，腹板高200mm ，厚10mm 。牛腿承受竖向荷载设计值V=100kN ，力作用点到焊缝截面距离e=200mm 。钢材为Q345，焊条E50型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。 解：将力V 移到焊缝形心，可知焊缝受剪力V=100kN ，弯矩 m kN Ve M ?=?==202.0100 翼缘焊缝计算长度为 mm 106122130=?- 腹板焊缝计算长度为 mm 19010200=-
钢结构规范题库
一、判断题（60道） 1. 当钢结构工程质量经有资质的检测单位检测鉴定达不到设计要求，但经原设计单位核定认可能够满足结构安全和施工功能的检验批，可予以验收。（√） 2. 水性无机富锌防锈底漆、酚醛漆、醇酸漆、聚氨醋漆、氟碳面漆不允许在10℃气温以下施工。（X）5℃ 3. 用锤击法消除中间焊层应力时，应使用圆头手锤或小型振动工具进行，不应对根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。（√） 4.焊缝咬边总长度不得超过焊缝两侧长度的10%，，咬边深度不得超过0.5 mm。（X） 15% 5. 埋弧自动焊必须在设计焊缝端部80mm以外的引板上起、熄弧。(√) 6. 异种钢焊接时主要问题是熔合线附近的金属塑性下降。（X）韧性 7. 永久性普通螺栓应牢固、可靠，外露丝扣不应少于2扣。(√) 8. 施工单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺。(√) 9. 高强度大六角头螺栓连接副终拧完成1h后、24h内应进行终拧扭矩检查。(X) 48h 10. 试件出厂时抗滑移系数不小于0.55，安装时不小于0.45。（√） 11. 钢桥出厂后，喷铝涂层的保质期应为6个月。（√） 12. 若冲击试验的每一组（3个）试样试验结果的平均值不低于规定值，且任一试验结果不低于规定值70%，则判为合格。（√） 13. 为了结构安全而对焊缝要求宁大勿小这种做法是正确的。（X）错误 14. 吊车梁和吊车桁架不应下挠。（√） 15. 焊接工艺评定所用的钢材、焊钉、焊接材料必须及实际工程所用材料一致并符合相应标准要求，具有生产厂出具的质量证明文件。(√) 16. 钢结构安装检验批应在进场验收和焊接连接、紧固件连接、制作等分项工程验收合格的基础上进行验收。（√） 17. 焊缝返修时，焊接裂纹的清除长度应由裂纹端各外延100mm。（X）50mm 18. 垂直应力方向的对接焊缝必须除去余高，并顺应力方向磨平。（√） 19. 紧固高强度螺栓，初拧应达到螺栓预拉力标准值的60%左右。（X）50% 20. 焊接时对一般缺损的钢构件,当构件的变形不影响其承载能力或正常使用时，可不进行处理。（√） 21.钢材的力学性能是影响钢材的焊接性和焊接接头安全性的重要因素之一，直接影响焊接工艺参数和工艺措施的制订。（X）化学成分 22.高强度螺栓连接副终拧后，螺栓丝扣外露应为2-3扣，其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。（√） 23.刚性固定法在焊接变形控制的同时还会使焊接应力和裂纹倾向随之增大（√）
钢结构习题测验集(含答案)
《钢结构》 一、单选题 1.钢结构最大的优点在于（）。 A.塑性和韧性好 B.接近匀质等向体 C.钢材具有可焊性 D.钢材强度高自重轻 2.钢结构的最大缺点是（）。 A.造价高，不经济 B.防火性能差 C.耐腐蚀性能差 D.脆性断裂 3.在其他条件（如荷载、跨度等）相同的情况下，自重最轻的是（）。 A.木结构 B.钢筋混凝土结构 C.钢结构 D.砖石结构 4.钢材的性能因温度而变化，在负温范围内钢材的塑性和韧性（）。 A.不变 B.降低 C.升高 D.稍有提高，但变化不大 5.钢结构表面长期承受某一温度下的辐射热时，需加隔热保护层。该温度是（）。 A.150°C B.250°C C.320°C D.600°C 6.大跨度结构应优先选用钢材，其主要原因是（）。 A.钢结构具有良好的装配性 B.钢材的韧性好 C.钢材接近各项均质体，力学计算结果与实际结果最符合 D.钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料 7.钢中主要的有害元素是（）。 A.硫、磷、碳、锰 B.硫、磷、硅、锰 C.硫、磷、氮、氧 D.硫、磷、硅、碳 8.钢中硫和氧的含量超过限值时，会使钢材（）。 A.变软 B.热脆 C.冷脆 D.变硬 9.在常温和静载作用下，焊接残余应力对下列哪一项无影响（）。 A．强度B．刚度 C．低温冷脆D．疲劳强度 10.在钢构件中产生应力集中的因素是（）。 A．构件环境温度的变化B．荷载的不均匀分布 C．加载的时间长短D．构件截面的突变 11.目前结构工程中钢材的塑性指标，最主要用（）表示。 A.流幅 B.冲击韧性 C.可焊性 D.伸长率 12.进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按（）计算。 A.荷载标准值 B.荷载设计值 C.考虑动力系数的标准荷载 D.考虑动力系数的设计荷载 13.对于承受静荷常温工作环境下的钢屋架，下列说法不正确的是（）。 A.可选择Q235钢 B.可选择Q345钢 C.钢材应有负温冲击韧性的保证 D.钢材应有三项基本保证 14.在构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是（）的典型特征。 A.脆性破坏 B.塑性破坏
钢结构习题(附答案)概要
钢结构的材料 1. 在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是______的典型特征。 脆性破坏塑性破坏强度破坏失稳破坏 2. 建筑钢材的伸长率与______标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。 到达屈服应力时到达极限应力时试件断裂瞬间试件断裂后 3. 钢材的设计强度是根据______确定的。 比例极限弹性极限屈服点极限强度 4. 结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用______表示。 流幅冲击韧性可焊性伸长率 5. 在钢结构房屋中，选择结构用钢材时，下列因素中的______不是主要考虑的因素。 建造地点的气温荷载性质钢材造价建筑的防火等级 6. 热轧型钢冷却后产生的残余应力______。 以拉应力为主以压应力为主包括拉、压应力拉、压应力都很小 7. 型钢中的钢和工字钢相比，______。 两者所用的钢材不同前者的翼缘相对较宽前者的强度相对较高两者的翼缘都有较大的斜度 8. 钢材内部除含有Fe、C外，还含有害元素______。 N,O,S,P N,O,Si Mn,O,P Mn,Ti 9. 有二个材料分别为3号钢和16Mn钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，焊条应选用______型。
E43E50 E55 T50 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需______指标。 低温屈服强度低温抗拉强度低温冲击韧性疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件______无关。 应力集中低温影响残余应力弹性模量 12.普通碳素钢标号C3表示______。 甲类平炉3号沸腾钢乙类氧气顶吹3号沸腾钢特类平炉3号沸腾钢丙类平炉3号镇静钢 13. 3号镇静钢设计强度可以提高5%，是因为镇静钢比沸腾钢______好。 脱氧炉种屈服强度浇注质量 14. 钢材的理想σ－ε曲线（包括考虑焊接应力和不考虑焊接应力）是______。 A B C D 15. 普通碳素钢强化阶段的变形是______。 完全弹性变形完全塑性变形弹性成分为主的弹塑性变形塑性成分为主的弹塑性变形 16. 下列因素中，______与钢构件发生脆性破坏无直接关系。 钢材屈服点的大小钢材含碳量负温环境应力集中
钢结构的连接方式
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 §3-1钢结构的连接 钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接（connections）构成的，各构件再通过安装连接架构成整个结构。因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位。在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。 钢结构的连接方法可分为焊接连接、铆钉连接、螺栓连接和轻型钢结构用的紧固件连接等（图3.1.1）。 3.1.1 焊缝连接 一、焊缝连接的特点 焊接连接(welded connection)是现代钢结构最主要的连接方法。其优点是：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。其缺点是：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低； 焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆问题较为突出。 二、钢结构常用的焊接方法 1、手工电弧焊 这是最常用的一种焊接方法（3.1.2）。通电后，在涂有药皮的焊条和焊件间产生电弧。电弧提供热源，使焊条中的焊丝熔化，滴落在焊件上被电弧所吹成的小凹槽熔池中。由电焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖着熔池，防止空气中的氧、氮等气体与熔化的液体金属接触，避免形成脆性易裂的化合物。焊缝金属冷却后把被连接件连成一体。 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
钢结构试题及答案
1．体现钢材塑性性能的指标是（ C ）P11 A ．屈服点 B. 强屈比 C. 延伸率 D. 抗拉强度 2．在结构设计中，失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( B )。P4 A ．p f 越大，β越大，结构可靠性越差 B ．p f 越大，β越小，结构可靠性越差 C ．p f 越大，β越小，结构越可靠 D ．p f 越大，β越大，结构越可靠 3．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( B )来保证的。P108 A ．稳定承载力 B ．挠跨比 C ．静力强度 D ．动力强度 4. 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关（C ）P154 A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小 5. 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ是考虑（D ）P92 A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 B 考虑强度降低的影响 C 考虑单肢失稳对构件承载力的影响 D 考虑剪切变形的影响 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接（ C ）P64 A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7．为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应（C ）。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8．梁的纵向加劲肋应布置在（ C ）。P123 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9．同类钢种的钢板，厚度越大（ A ）P23 A. 强度越低 B. 塑性越好 C. 韧性越好 D. 内部构造缺陷越少 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（C ）指标。P12 A. 低温屈服强度 B. 低温抗拉强度 C. 低温冲击韧性 D . 疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件（ D ）无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12．焊接残余应力不影响构件的（B ）P49 A ．整体稳定 B ．静力强度 C ．刚度 D ．局部稳定 13．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力（C ）P64 A ．与摩擦面的处理方法有关 B ．与摩擦面的数量有关 C ．与螺栓直径有关 D ．与螺栓的性能等级无关 14．直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤，则1t 、2t 分别为（A ）的 厚度。P31 A ．1t 为厚焊件，2t 为薄焊件 B ．1t 为薄焊件，2t 为厚焊件 C ．1t 、2t 皆为厚焊件 D ．1t 、2t 皆为薄焊件 15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（D ）。P79 A ．扭转屈曲 B ．弯扭屈曲 C ．侧扭屈曲 D ．弯曲屈曲 16．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( B )来保证的。
(完整版)钢结构下册复习题及参考答案
房屋钢结构 一、填空题 1.门式刚架结构通常用于跨度为 m，柱距为m，柱高为m的单层工业房屋或公共建筑。 2.门式刚架屋面的坡度宜取；挑檐长度宜为m,其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。 3.门式刚架轻型房屋的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为：纵向不大于；横向不大于 m。超过规定则需设。 4.门式刚架柱顶侧移的限值为不超过柱高度的。 5.门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。具体构造有、和三种形式。 6.压型钢板的板基厚度一般为mm。 7.屋面压型钢板侧向可采用、、等不同连接方式。 8.当檩条跨度（柱距）不超过m时，应优先选用实腹式檩条。 9.檩条在垂直地面的均布荷载作用下，按构件设计。 10.当檩条跨度大于m时，应在檩条跨中位置布置拉条；当檩条跨度大于m时，应在檩条跨度三分点处各布置一道拉条。 11.实腹式檩条可通过与刚架斜梁连接。 12.钢屋架中受压杆件的容许长细比为，只承受静力荷载的钢屋架中拉杆的容许长细比为。 13.钢屋架的受压杆件，其合理的截面形式，应尽量对截面的两个主轴具有。 14.梯形钢屋架节点板的厚度，是根据来选定的。 15.由两个角钢组成的T形截面杆件，为了保证两个角钢共同工作，在两角钢间每隔一定距离应设置。 16.钢屋架的轴心受拉杆件应进行和；钢屋架的轴心受压杆件应进行和。 17.梯形钢屋架的跨度大于等于m时，在下弦拼接处宜起拱，起拱高度一般为跨度的。 18.网架按跨度分类时：大跨度为 m以上；中跨度为m，小跨度为 m以下。 19.当采用钢檩条屋面体系时，网架的跨高比可选；上弦网格数可选。L2为网架的短向跨度。 20.网架结构的容许挠度不应超过下列数值：用作屋盖时为；用作楼盖时为。L2为网架的短向跨度。 21.网架屋面的排水坡度一般为。 22. 网架焊接空心球节点的直径D取决 于、、等因素. 23.网架焊接空心球节点的壁厚应根据由承载力验算公式确定，但不宜小于 mm。空心球外径与壁厚的比值可在范围内选
钢结构的连接 习题参考答案
钢结构的连接 习题参考答案 1． 已知A3F 钢板截面用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条E43型，用引弧板，按Ⅲ级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。 解：查附表1.2得： 则钢板的最大承载力为： 2．焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩 ，剪力，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半自动焊，Ⅲ 级检验标准，试验算该焊缝的强度。 解：查附表1.2得： ， 。 截面的几何特性计算如下： 惯性矩： 翼缘面积矩： 则翼缘顶最大正应力为： 满足要求。 腹板高度中部最大剪应力： 满足要求。 mm mm 20500?2 518mm N f w t =KN f bt N w t w 185010 185205003 =???==-mm KN M ?=1122KN V 374=2 518mm N f w t =2 512mm N f w v =4 4233 10268206507142801428012121000 812 1mm I x ?=????????+???+??= 4 1198744050714280mm S x =??=2 2 43 18521502 1026820610281011222mm N f mm N .h I M w t x =<=????= ?= σ2 2 4 3 12507528 1026820625008500198744010374mm N f mm N .t I VS w v w x x =<=??? ?? ? ???+??== τ
上翼缘和腹板交接处的正应力： 上翼缘和腹板交接处的剪应力： 折算应力： 满足要求。 3． 试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材Q235B ，焊条E43型，手工焊，轴心拉力设计值(静力荷载)。①采用侧焊缝；②采用三面围焊。 解：查附表1.2得： ① 采用两边侧焊缝 因采用等肢角钢，则肢背和肢尖所分担的内力分别为： 肢背焊缝厚度取，需要： 考虑焊口影响采用 ； 肢尖焊缝厚度取，需要： 考虑焊口影响采用 。 ② 采用三面围焊缝 假设焊缝厚度一律取 ， ， 每面肢背焊缝长度： 2 12080507 5002150507 500mm N ..=? =? σ=σ2 4 3 1 164348 10268206198744010374mm N .t I VS w x x =????= = τ2 2 2 2 2 12 1520311006064 343208 03mm N .f .mm N ...w t =<=?+= τ+σKN N 500=2 160mm N f w f =KN .N .N 35050070701=?==KN .N .N 1505000302=?==mm h f 81=cm ...f h .N l w f f w 531910 1608070210 3507022 3 11 1=?????= ?= cm l w 211=mm h f 62=cm ...f h .N l w f f w 161110 1606070210 1507022 3 22 2=?????= ?= cm l w 132=mm h f 6=KN ..f l h ..N w f w f 14816090670221270221233=?????=??=KN N N .N 2762 1483502 7031=- =- =KN N N .N 762 1485023032=- =- =
钢结构连接习题及答案
第三章 钢结构的连接 习题参考答案 1． 已知A3F 钢板截面mm mm 20500?用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条E43型，用引弧板，按Ⅲ级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。 解：查附表得： 2 518mm N f w t = 则钢板的最大承载力为： KN f bt N w t w 185010185205003=???==- 2．焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩 mm KN M ?=1122，剪力KN V 374=，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半自动焊，Ⅲ级检验标准，试验算该焊缝的强度。 解：查附表得： 2 518mm N f w t =，2 512mm N f w v =。 截面的几何特性计算如下： 惯性矩： 44233102682065071428014280121210008121mm I x ?=??? ?????+???+??= 翼缘面积矩：4 1198744050714280mm S x =??= 则翼缘顶最大正应力为： 2 243185215021026820610281011222mm N f mm N .h I M w t x =<=????=?=σ 满足要求。 腹板高度中部最大剪应力：
2243125075281026820625008500198744010374mm N f mm N .t I VS w v w x x =<=????? ?? ??+??==τ满足要求。 上翼缘和腹板交接处的正应力：2 12080507500 2150507500mm N ..=?=? σ=σ 上 翼 缘 和 腹 板 交接处的剪应力： 2 43116434810268206198744010374mm N .t I VS w x x =????==τ 折算应力： 2222212152031100606434320803mm N .f .mm N ...w t =<=?+=τ+σ 满足要求。 3． 试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材Q235B ，焊条E43 型，手工焊，轴心拉力设计值KN N 500=(静力荷载)。①采用侧焊缝；②采用三面围焊。 解：查附表得： 2 160mm N f w f = ① 采用两边侧焊缝 因采用等肢角钢，则肢背和肢尖所分担的内力分别为： KN .N .N 35050070701=?== KN .N .N 1505000302=?== 肢背焊缝厚度取 mm h f 81=，需要： cm ...f h .N l w f f w 53191016080702103507022 3 111 =?????=?= 考虑焊口影响采用cm l w 211=； 肢尖焊缝厚度取 mm h f 62=，需要： cm ...f h .N l w f f w 16111016060702101507022 3 222 =?????=?= 考虑焊口影响采用cm l w 132=。 ② 采用三面围焊缝 假设焊缝厚度一律取 mm h f 6=，
钢结构的连接方式
§3-1钢结构的连接 钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接（connections）构成的，各构件再通过安装连接架构成整个结构。因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位。在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。 钢结构的连接方法可分为焊接连接、铆钉连接、螺栓连接和轻型钢结构用的紧固件连接等（图3.1.1）。 3.1.1 焊缝连接 一、焊缝连接的特点 焊接连接(welded connection)是现代钢结构最主要的连接方法。其优点是：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。其缺点是：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆问题较为突出。 二、钢结构常用的焊接方法 1、手工电弧焊 这是最常用的一种焊接方法（3.1.2）。通电后，在涂有药皮的焊条和焊件间产生电弧。电弧提供热源，使焊条中的焊丝熔化，滴落在焊件上被电弧所吹成的小凹槽熔池中。由电焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖着熔池，防止空气中的氧、氮等气体与熔化的液体金属接触，避免形成脆性易裂的化合物。焊缝金属冷却后把被连接件连成一体。 手工电弧焊设备简单，操作灵活方便，适于任意空间位置的焊接，特别适于焊接短焊缝。但生产效率低，劳动强度
大，焊接质量与焊工的技术水平和精神状态有很大的关系。 手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材（或称主体金属）相适应，例如：对Q235钢采用E43型焊条（E4300～E4328）；对Q345钢采用E50型焊条（E5000～E5048）；对390钢和Q420钢采用E55型焊条（E5500～E5518）。焊条型号中字母E表示焊条 类型等。不同钢种的钢材相焊接时，宜采用低组配方案，即宜采用与低强度钢相适应的焊条。 2、埋弧焊（自动或半自动） 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。焊丝送进和焊接方向的移动有专门机构控制的称埋弧自动电弧焊（图3.1.3）；焊丝送进有专门机构控制，而焊接方向的移动靠工人操作的称为埋弧半自动电弧焊。电弧焊的焊丝不涂药皮，但施焊端靠由焊剂漏头自动流下的颗粒状焊剂所覆盖，电弧完全被埋在焊剂之内，电弧热量集中，熔深大，适于厚板的焊接，具有很高的生产率。由于采用了自动或半自动化操作，焊接时的工艺条件稳定，焊缝的化学成分均匀，故焊成的焊缝的质量好，焊件变形小。同时，高的焊速成也减小了热影响区的范围。但埋弧焊对焊件边缘的装配精度（如间隙）要求比手工焊高。 埋弧焊所用焊丝和焊剂应与主体金属的力学性能相适应，并应符合现行国家标准的规定。 3、气体保护焊 气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的一种电弧熔焊方法。它直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层，以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程的稳定性。 气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清楚地看到焊缝成型的过程；由于保护气体是喷射的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接速度快，焊件熔深大，故所形成的焊缝强度比手工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。
钢结构设计原理题库及答案
钢结构设计原理题库 一、 单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合 题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未 选均无分) 1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于 【 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同 情况下，下列疲劳强度最低的是 【 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢 背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k
钢结构考试复习题及答案
中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 《钢结构设计原理》 一、问答题 1.钢结构具有哪些特点？ 2.钢结构的合理应用范围是什么？ 3.钢结构对材料性能有哪些要求？ 4.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？ 5.影响钢材性能的主要因素是什么？ 6.什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？ 7.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 8.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 9.焊缝可能存在的缺陷有哪些？ 10.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 11.对接焊缝的构造要求有哪些？ 12.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 13.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力 和焊接残余变形对结构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 14.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们 的传力方式和破坏形式有何不同？ 15.螺栓的排列有哪些构造要求？ 16.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们
的传力方式和破坏形式有何不同？ 17.螺栓的排列有哪些构造要求？ 18. 19.普通螺栓抗剪连接中，有可能出现哪几种破坏形式？具体设计 时，哪些破坏形式是通过计算来防止的？哪些是通过构造措施来防止的？如何防止？ 20.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 21.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 22.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影 响？ 23.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采 用换算长细比？ 24.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是 什么？提高钢梁整体稳定的有效措施是什么？ 25.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的 局部稳定？ 26.压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 27.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 《钢结构设计原理》复习题参考答案 二、问答题 1．钢结构具有的特点：○1钢材强度高，结构重量轻○2钢材内部组织比较均匀，有良好的塑性和韧性○3钢结构装配化程度高，施工周期短○4钢材能制造密闭性要求较高的结构