钢结构基本原理教学大纲
《钢结构设计原理》课程教学大纲
课程名称：钢结构设计原理
课程编码：
学分：3.0
总学时：48
适用专业：土木工程
先修课程：理论力学、材料力学、结构力学
一、课程性质与目的
本课程是土木工程专业的必修课，其性质属于专业基础课。本课程是一门理论性与应用性并重的课程。通过本课程的学习，着重讲授钢结构的基本理论与基本知识，使学生了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；掌握钢结构材料的工作性能及影响钢材性能的主要因素，能正确选用结构钢材；掌握钢结构连接的性能、受力分析与设计计算；掌握各种钢结构基本构件的设计计算等，并为学习后续课程和钢结构课程设计打下必要的基础。
二、课程基本要求
1．了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；
2．掌握钢结构材料的力学性能与选用；
3．了解钢结构的典型破坏模式、产生原因和力学分析的基本方法；
4．掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算；
5．了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点
三、课程教学基本内容
第一章绪论
1. 钢结构的特点和目前钢结构的应用领域。
2. 钢结构的设计方法。
3. 钢结构发展过程中存在的问题和最新发展动态。
重点：掌握钢结构的特点及应用范围，理解钢结构的设计方法。
难点：理解钢结构的设计方法。
第二章钢结构的材料
1. 钢结构所用钢材的要求。
2. 钢材的塑性破坏和脆性破坏两种破坏形式。
3. 钢材的主要性能、影响钢材性能的主要因素。
4. 复杂应力状态下钢材的屈服条件。
5. 钢材的种类和钢材的规格。
重点：掌握对钢结构用材的要求，掌握建筑钢材的可能破坏形式及各主要因素对其影响。
难点：各种因素对钢材性能及钢结构破坏形式的影响。
第三章钢结构的连接
1. 钢结构的连接方法以及各种连接方法的特点。
2. 焊缝的形式以及不同形式焊缝连接的构造要求和计算方法。
3. 焊接残余应力和残余变形产生的原因以及减少焊接残余应力和残余变形的措施。
4. 螺栓连接的构造要求、工作性能和计算方法。
重点：掌握焊接连接的构造和计算，掌握普通螺栓连接及高强度螺栓连接的性能和计算。
难点：偏心力作用下连接的受力分析和计算。
第四章轴心受力构件
1. 轴心受力构件的强度计算。
2. 轴心受压构件的屈曲形式、整体稳定的概念以及整体稳定的计算。
3. 轴心受压构件的局部稳定的概念以及局部稳定的计算。
4. 实腹式和格构式轴心受力构件的截面设计。
5. 轴心受力构件典型柱头和柱脚的设计。
重点：掌握实腹式轴心受力构件的强度、刚度和整体稳定性计算。
难点：轴心受压构件的整体稳定性计算。
第五章受弯构件
1. 受弯构件强度和刚度的计算。
2. 梁的整体稳定的概念、影响梁的整体稳定的因素以及整体稳定的计算。
3. 梁的局部稳定的概念、局部稳定的验算以及加劲肋的设计。
4. 腹板屈曲后强度的概念以及考虑屈曲后强度梁的承载力计算。
5. 型钢梁和组合梁的设计。
重点：掌握梁的强度计算，掌握梁整体稳定的基本概念，掌握加劲肋的设置原则。
难点：梁的局部压应力的计算，梁板件的稳定计算。
第六章拉弯和压弯构件
1. 拉弯和压弯构件的强度计算。
2. 压弯构件整体稳定、局部稳定的概念以及整体稳定、局部稳定的计算。
3. 实腹式、格构式压弯构件的设计。
4. 框架梁、柱的典型连接以及偏心受压柱典型柱脚的设计。
重点：掌握实腹式压弯构件的整体稳定计算，掌握实腹式压弯构件局部稳定的计算。
难点：压弯构件在弯矩作用平面内的整体稳定计算。
四、课程的习题与作业
各章均给出选择形式的概念思考题，第三～六章给出计算和设计习题。
五、课程的学时分配
六、课程参考书
GB50017-2003．钢结构设计规范
黄呈伟等．钢结构设计原理．重庆大学出版社，2002
黄呈伟．钢结构设计．科学出版社，2004
沈祖炎，陈扬骥，陈以一．钢结构基本原理．中国建筑工业出版社，2000 陈绍蕃．钢结构．科学出版社，2002
王国周，瞿履谦．钢结构原理与设计．清华大学出版社，1993
钢结构基本原理全面详细总结!
钢结构基本原理复习总结 一．填空题 1、影响结构疲劳寿命的最主要因素是构造状态、循环荷载和循环次数。 2、钢材的机械性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、 Z向收缩率和冲击韧性。 3、荷载作用点的位置对梁的整体稳定有影响，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性将降低。 4、某工字形组合截面简支梁，若腹板的高厚比为100，应设置横向加劲肋，若腹板高厚比为210，应设置纵向加劲肋。 5．钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 N、O 为有害的杂质元素。 6、在轴心受压构件中，确定箱形截面板件满足局部稳定的宽（高）厚比限值的原则是构件应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不 低于屈服应力，或不先于屈服），确定工字形截面确定板件宽（高）厚比限 值的原则是构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不 低于整体屈曲临界应力或等稳定或不先于整体失稳）。 7．衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。 9.钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。
．角焊缝的最小计算长度不得小于和 单个普通螺栓承压承载力设计值，式中表示侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜。
33．钢材在250oC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象，称之为蓝脆现象。 二．简答题 1．简述哪些因素对钢材性能有影响？ 化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。 2．钢结构用钢材机械性能指标有哪几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？ 钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性； 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点。3．钢材两种破坏现象和后果是什么？ 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。 4．选择钢材屈服强度作为静力强度标准值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么？ 选择屈服强度fy作为钢材静力强度的标准值的依据是：①他是钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变开很大（2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较大（Q235的fu/fy≈1.6~1.9）,这二点一起赋予构件以fy作为强度极限的可靠安全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是：①对于没有缺陷和残余应力影响的试件，比较极限和屈服强度是比较接近（fp=(0.7~0.8)fy），又因为钢材开始屈服时应变小（εy≈0.15%）因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长（即ε从0.15%到2%~3%），而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5．什么叫做冲击韧性？什么情况下需要保证该项指标？
钢结构设计原理-教学大纲
《钢结构设计原理》课程教学大纲 Design Principles of Steel Structure 一、课程基本信息 1、课程类别：专业基础课 2、课程学时：总学时54 3、学分：2 4、适用专业：土木工程 5、考核方式：考试 6、大纲执笔：(土木工程教研室伍宜胜) 7、制定(修订)时间：2011年6月 二、课程教学目的 《钢结构基本原理》为土木工程专业本科学生的必修课，属于专业基础课。 钢结构是当代土木工程的基本结构形式之一。设置本课程的目的，是使学生全面掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识，理解钢结构分析的基本原理，为进一步学习各类钢结构与金属结构的设计、制作和建造提供基础。 三、课程教学的基本要求 1．了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景。 2．掌握钢结构材料的力学性能与选用； 3．了解钢结构的典型破坏模式、产生原因和力学分析的基本方法； 4．掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算； 5．了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点； 四、课程主要内容和学时分配 主要内容： 第一章绪论 1. 钢结构的特点和目前钢结构的应用领域。 2. 钢结构的设计方法。 3. 钢结构发展过程中存在的问题和最新发展动态。 第二章钢结构的材料 1. 钢结构所用钢材的要求。 2. 钢材的塑性破坏和脆性破坏两种破坏形式。
3. 钢材的主要性能、影响钢材性能的主要因素。 2 4. 复杂应力状态下钢材的屈服条件。 5. 钢材的种类和钢材的规格。 第三章钢结构的连接 1. 钢结构的连接方法以及各种连接方法的特点。 2. 焊缝的形式以及不同形式焊缝连接的构造要求和计算方法。 3. 焊接残余应力和残余变形产生的原因以及减少焊接残余应力和残 余变形的措施。 4. 螺栓连接的构造要求、工作性能和计算方法。 第四章轴心受力构件 1. 轴心受力构件的强度计算。 2. 轴心受压构件的屈曲形式、整体稳定的概念以及整体稳定的计算。 3. 轴心受压构件的局部稳定的概念以及局部稳定的计算。 4. 实腹式和格构式轴心受力构件的截面设计。 5. 轴心受力构件典型柱头和柱脚的设计。 第五章受弯构件 1. 受弯构件强度和刚度的计算。 2. 梁的整体稳定的概念、影响梁的整体稳定的因素以及整体稳定的计算。 3. 梁的局部稳定的概念、局部稳定的验算以及加劲肋的设计。 4. 腹板屈曲后强度的概念以及考虑屈曲后强度梁的承载力计算。 5. 型钢梁和组合梁的设计。 第六章拉弯和压弯构件 1. 拉弯和压弯构件的强度计算。 2. 压弯构件整体稳定、局部稳定的概念以及整体稳定、局部稳定的计算。 3. 实腹式、格构式压弯构件的设计。 4. 框架梁、柱的典型连接以及偏心受压柱典型柱脚的设计。
钢结构基本原理思考题简答题答案
钢结构基本原理简答题思考题答案 2、钢结构的特点是什么？ ①强度高、重量轻；②材质均匀、可靠性高；③塑性、韧性好；④工业化程度高；⑤安装方便、 施工期短；⑥密闭性好、耐火性差；⑦耐腐蚀性差。 第二章钢结构的材料 6、什么是钢材的主要力学性能（机械性能）？ 钢材的主要力学性能（机械性能）通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件（205℃）下均匀拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示的各种机械性能（静力、动力强度和塑性、韧性等）。 7、为什么钢材的单向均匀拉伸试验是钢材机械性能的常用试验方法？ 钢材的单向均匀拉伸比压缩、剪切等试验简单易行，试件受力明确，对钢材缺陷的反应比较敏感，试验所得各项机械性能指标对于其它受力状态的性能也具有代表性。因此，它是钢材机械性能的常用试验方法。 8、净力拉伸试验的条件有哪些？ ①规定形状和尺寸的标准试件；②常温（205℃）；③加载速度缓慢（以规定的应力或应变速 度逐渐施加荷载）。 9、在钢材静力拉伸试验测定其机械性能时，常用应力-应变曲线来表示。其中纵坐标为名义应力，试解 释何谓名义应力？ 所谓名义应力即为试件横截面上的名义应力=F/A0（F、A0为试件的受拉荷载和原横截面面积）。 10、钢材的弹性？ 对钢材进行拉伸试验，当应力不超过某一定值时，试件应力的增或减相应引起应变的增或减； 卸除荷载后（=0）试件变形也完全恢复（ε=0），没有残余变形。钢材的这种性质叫弹性。 11、解释名词：比例极限。 比例极限：它是对钢材静力拉伸试验时，应力-应变曲线中直线段的最大值，当应力不超过比例极限时，应力应变成正比关系。 12、解释名词：屈服点 屈服点：当钢材的应力不增加而应变继续发展时所对应的应力值为钢材的屈服点。 13、解释名词：弹性变形 弹性变形：卸除荷载后，可以完全恢复的变形为弹性变形。 14、解释名词：塑性变形 塑性变形：卸除荷载后，不能恢复的变形。 15、解释名词：抗拉强度 抗拉强度：钢构件受拉断裂时所对应的强度值。 16、解释名词：伸长率 伸长率是钢结构试件断裂时相对原试件标定长度的伸长量与原试件标定长度的比值，用δ5；或δ10表示。δ5 表示试件标距l0与横截面直径d0之比为5；δ10表示试件标距l0与横截面直径d0之比 为10。对于板状试件取等效直径d0=2π0A A0为板件的横截面面积。 17、钢材承载力极限状态的标志是什么、并做必要的解释。 钢材在弹性阶段工作即σ﹤f y时，应力与应变间大体呈线性正比关系，其应变或变形值很小，钢材具有持续承受荷载的能力；但当在非弹性阶段工作即σ﹥f y时，钢材屈服并暂时失去了继续承受荷载的能力，伴随产生很大的不适于继续受力或使用的变形。因此钢结构设计中常把屈服强度f y定为构件应力可以达到的限值，亦即把钢材应力达到屈服强度f y作为强度承载力极限状态的标志。 18、解释屈强比的概念及意义。 钢材屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比。屈强比表明设计强度的一种储备，屈强比愈大，强度储备愈小，不够安全；屈强比愈小，强度储备愈大，结构愈安全，但当钢材屈强比过小时，其强
钢结构基本原理教学大纲
《钢结构设计原理》课程教学大纲 课程名称：钢结构设计原理 课程编码： 学分：3.0 总学时：48 适用专业：土木工程 先修课程：理论力学、材料力学、结构力学 一、课程性质与目的 本课程是土木工程专业的必修课，其性质属于专业基础课。本课程是一门理论性与应用性并重的课程。通过本课程的学习，着重讲授钢结构的基本理论与基本知识，使学生了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；掌握钢结构材料的工作性能及影响钢材性能的主要因素，能正确选用结构钢材；掌握钢结构连接的性能、受力分析与设计计算；掌握各种钢结构基本构件的设计计算等，并为学习后续课程和钢结构课程设计打下必要的基础。 二、课程基本要求 1．了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景； 2．掌握钢结构材料的力学性能与选用； 3．了解钢结构的典型破坏模式、产生原因和力学分析的基本方法； 4．掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算； 5．了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点 三、课程教学基本内容 第一章绪论 1. 钢结构的特点和目前钢结构的应用领域。 2. 钢结构的设计方法。 3. 钢结构发展过程中存在的问题和最新发展动态。 重点：掌握钢结构的特点及应用范围，理解钢结构的设计方法。 难点：理解钢结构的设计方法。 第二章钢结构的材料 1. 钢结构所用钢材的要求。 2. 钢材的塑性破坏和脆性破坏两种破坏形式。 3. 钢材的主要性能、影响钢材性能的主要因素。 4. 复杂应力状态下钢材的屈服条件。 5. 钢材的种类和钢材的规格。 重点：掌握对钢结构用材的要求，掌握建筑钢材的可能破坏形式及各主要因素对其影响。 难点：各种因素对钢材性能及钢结构破坏形式的影响。
钢结构设计原理(答案)
一、 填空题（每空1分，共10分） 1、钢材的两种破坏形式分别为脆性破坏和 。 2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为 、搭接、角接和T 形连 接。 3、钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛，其中轴心受拉构件需进行钢结构强度和 的验算。 4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 、和 。 5、梁整体稳定判别式11l b 中，1l 是 1b 。 6、静力荷载作用下，若内力沿侧面角焊缝没有均匀分布，那么侧面角焊缝的计算长度不宜大于 。 7、当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 时，对一般梁可不配置加劲肋。 二、 单项选择题（每题2分，共40分） 1、有两个材料分别为Q235和Q345钢的构件需焊接，采用手工电弧焊， 采用E43焊条。 (A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须 2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为y f t b 235) 1.010(1λ+≤，其中λ的含义为 。 (A)构件最大长细比，且不小于30、不大于100 (B)构件最小长细比 (C)最大长细比与最小长细比的平均值 (D)30或100 3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式
x 1(10.8') mx x x x Ex M f A W N N βN ?γ+≤-中，其中，1x W 代表 。 (A)受压较大纤维的净截面抵抗矩 (B)受压较小纤维的净截面抵抗矩 (C)受压较大纤维的毛截面抵抗矩 (D)受压较小纤维的毛截面抵抗矩 4、承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是 。 (A)抗拉强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 (C)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (D)屈服强度、伸长率、冷弯性能 5、随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是 。 (A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降 (B)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均有所提高 (C)钢材的抗拉、抗压、抗弯强度提高，而抗剪强度下降 (D)视钢号而定 6、在低温工作(-20oC)的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需要 的指标是 。 (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 7、直角角焊缝的有效厚度e h 的取值为 。 (A)0.7f h (B)4mm (C)1.2f h (D) 1.5f h 8、对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时 。 (A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响 (C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取f β＝1．22 9、单个螺栓的承压承载力中,[b b c c N d t f =?∑]，其中∑t 为 。 (A)a+c+e (B)b+d (C)max{a+c+e ，b+d} (D)min{ a+c+e ， b+d} 10、承压型高强度螺栓可用于 。
《建筑结构》课程教学大纲
《建筑结构》课程教学大纲 第一部分前言 一、课程性质 《建筑结构》课程是土建类专业进行职业能力培养的一门职业核心课程，集理论与实践为一体，培养学生直接用于房屋建造、工程管理、工程监理、建筑设计、工程造价等岗位工作中所必需的结构分析能力，掌握房屋结构构件的基本计算原理和初步设计方法，同时满足后续专业课程《建筑施工技术》、《建筑工程质量事故分析与处理》、《建筑工程计量与计价》、《PKPM结构设计》、《建筑工程质量控制》等课程准备必要的结构概念及结构知识。 二、课程任务 《建筑结构》课程由混凝土结构、砌体结构、钢结构及建筑结构抗震等结构模块内容组成，讲授结构用材料的基本力学性质，结构设计标准，钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构基本构件的受力特点。使学生掌握钢筋混凝土梁、板、柱、楼（屋）盖，砌体结构的墙、柱及钢结构的连接，梁、柱的设计计算方法和一般结构的构造知识；同时掌握与施工和工程质量控制有关的结构基本知识。能进行一般民用房屋和单层工业厂房结构选型与结构计算，熟练识读结构施工图,并能绘制结构施工图。 三、课程设计思路 按照土建工程技术领域和二级建造师、施工员、质检员、实验员、资料员、预算员、监理员、设计员等岗位职业资格标准，以岗位分析和具体工作过程为导向，根据行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求，选取和改革课程教学内容；会同企业技术人员，设计教学能力训练项目，设计职业体验训练项目，设计融学习过程于工作过程中的职业情境，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，为学生可持续发展奠定良好的基础。 第二部分课程目标 一、总体目标（职业综合能力目标） 通过本课程的学习，要求学生达到胜任一般建筑工程的结构计算及设计能力；借助电子计算机及结构设计软件，能从事较为复杂的结构分析和计算能力。培养学生直接用于房屋建造、工程管理、工程监理、建筑设计、工程造价等岗位工作中所必需的结构分析能力。 二、具体目标
《钢结构基本原理》作业解答
《钢结构基本原理》作业 判断题 2、钢结构在扎制时使金属晶粒变细，也能使气泡、裂纹压合。薄板辊扎次数多，其 性能优于厚板。 正确错误 答案：正确 、目前钢结构设计所采用的设计方法，只考虑结构的一个部件，一个截面或者一个1 .局部区域的可靠度，还没有考虑整个结构体系的可靠度 正确答案： 、柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与砼基础间的20 摩擦力或设置抗剪键承受。 答案：正确 计算的剪力两者中的较、计算格构式压弯构件的缀件时，应取构件的剪力和按式19 大值进行计算。 答案：正确 、加大梁受压翼缘宽度，且减少侧向计算长度，不能有效的增加梁的整体稳定性。18 答案：错误 、当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载，且该处又未设置支承加劲肋时，则17 应验算腹板计算高度上边缘的局部承压强度。 答案：正确 、在格构式柱中，缀条可能受拉，也可能受压，所以缀条应按拉杆来进行设计。16 答案：错误 .愈大，连接的承载力就愈高15、在焊接连接中，角焊缝的焊脚尺寸 答案：错误 、具有中等和较大侧向无支承长度的钢结构组合梁，截面选用是由抗弯强度控制设14 计，而不是整体稳定控制设计。 答案：错误 、在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失，13 出现塑性铰时来建立的计算公式。
答案：错误 1． 12、格构式轴心受压构件绕虚轴稳定临界力比长细比相同的实腹式轴心受压构件低。 原因是剪切变形大，剪力造成的附加绕曲影响不能忽略。 答案：正确 11、轴心受力构件的柱子曲线是指轴心受压杆失稳时的临界应力与压杆长细比之间 的关系曲线。 答案：正确 10、由于稳定问题是构件整体的问题，截面局部削弱对它的影响较小，所以稳定计算 中均采用净截面几何特征。 答案：错误 9、无对称轴截面的轴心受压构件，失稳形式是弯扭失稳。 答案：正确 8、高强度螺栓在潮湿或淋雨状态下进行拼装，不会影响连接的承载力，故不必采取 防潮和避雨措施。 答案：错误 7、在焊接结构中，对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明，1 级可以不在结构设计图纸中注明。 答案：错误 6、冷加工硬化，使钢材强度提高，塑性和韧性下降，所以普通钢结构中常用冷加工 硬化来提高钢材强度。（） 答案：错误 5、合理的结构设计应使可靠和经济获得最优平衡，使失效概率小到人们可以接受程 度。（） 答案：正确 4、钢结构设计除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项 系数设计表达式进行计算。（） 答案：正确 3、钢材缺口韧性值受温度影响，当温度低于某值时缺口韧性值将急剧升高。（）答案：错误 一、名词解释
钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版
第二章 2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。 图2-34 σε-图 （a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化 解： （1）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεα ε==? 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα =+- =+- 2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =?2'1000/E N mm = 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5 2350.001142.0610 y f E ε= = =? 卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= tgα'=E' f y 0f y 0 tgα=E σf y C σF
卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=- = 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06' c y F f E σεε-=- =+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=- = 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-= 2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。 答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。 2.4试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。 2.5 解释下列名词： （1）延性破坏 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 （2）损伤累积破坏 指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。
钢结构设计基本原理课后答案 肖亚明
合肥工业大学出版社出版 （肖亚明主编） 第三章 1. 解：Q235钢、2/160mm N f w f =、kN N 600= （1）采用侧面角焊缝 最小焊脚尺寸：mm t h f 6.5145.15.1max =?=≥ 角钢肢背处最大焊脚尺寸：mm t h f 12102.12.1min =?=≤ 角钢肢尖处最大焊脚尺寸：mm t h f 8~9)2~1(10)2~1(=-=-≤ 角钢肢尖和肢背都取 mm h f 8= 查表3-2得：65.01=K 、35.02=K kN N K N 39060065.011=?==，kN N K N 21060035.022=?== 所需焊缝计算长度： mm f h N l w f f w 63.217160 87.02103907.023 11 =????=?= mm f h N l w f f w 19.11716087.02102107.023 22 =????=?= 焊缝的实际长度为： mm h l l f w 63.2338263.217211=?+=+=，取240mm 。 mm h l l f w 19.1338219.117222=?+=+=，取140mm 。 （2）采用三面围焊缝，取mm h f 6= 正面角焊缝承担的内力为： kN f l h N w f f w f 97.16316022.1100267.07.033=?????==∑β 侧面角焊缝承担的内力为： kN N N K N 01.3082/97.16360065.02/311=-?=-= kN N N K N 02.1282/97.16360035.02/322=-?=-= 所需焊缝计算长度：
钢结构基本原理课程设计
2013级土木工程专业 《钢结构》课程设计任务书 钢结构课程是土木工程专业重要的实践性教学环节，是对学生知识和能力的总结。通过钢结构课程设计，使学生进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行基本的钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 设计题目： 钢结构平台梁板柱的设计 设计资料： (a) (b) (a) 梁格布置(b) 次梁布置简图 钢结构平台的梁格布置如如上图所示。铺板为预制钢筋混凝土板。平台永久荷载（包括铺板重力）为5kN/m2，荷载分项系数为，可变荷载分项系数为m2，荷载分项系数为；活荷载F=,钢材采用Q235，E43型焊条，焊条电弧焊。试对此钢结构平台的次梁、主梁和柱子（包括柱脚）进行设计。 要求： 1.每位同学自己独立完成，不能有任何雷同的课程设计计算书，否则都记为不及格； 2.课程设计计算书可以手写也可以打印，打印使用A4纸张； 3.完成并提交期限时间为第15周周五（12月9日）。 提示：可以参考教材P131例题4-2，P135例题4-4，P149习题4-10，P186习题5-2。
《课程设计说明书》格式规范 一、封面要求 学生提交的正稿封面样式附后。评定成绩必须有教师签名并写出评语。 二、正文规范 1、字体字号要求 ①设计标题用小三号黑体、居中，英文标题对应用小三号Times New Roman、居中，“摘要”用5号黑体，中文摘要内容用5号宋体，“Abstract”用5号黑体，英文摘要内容用5号Times New Roman。 ②课程设计正文内容 第一级标题用四号黑体、靠左；第二级标题用小四号黑体、靠左；正文全文用小四号宋体、英文用Times New Roman 12。 ③页码用小五号居中，页码两边不加修饰符，页码编号从正文开始。 ④图表标题用小五号黑体，居图表幅宽中间位置。 2、内容要求 ①正文必须按照《湖南农业大学学报（自然科学版）》要求，即包括完整的标题、作者、指导教师、中英文摘要、前言、方案比较分析、设计计算、讨论、小结、参考文献、致谢、附录含计算数据、参考手册相关计算表格等。 ②文理通顺、说理有据。 ③图表中文标题下必须有英文对照。
《钢结构》教学大纲
《钢结构》教学大纲 一、课程信息 课程名称（中文）：钢结构 课程名称（英文）：Steel Structures 课程类别：学科基础课 课程性质：必修 计划学时：56（0） 计划学分：3.5 先修课程：建筑材料、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学等 选用教材：《钢结构》（第四版），戴国欣编著，2012年；非自编；教育部规划教材开课院部：资源与土木工程学院 适用专业：土木工程 课程负责人：王亚军 课程网站：无 二、课程简介 《钢结构》是土木工程专业学生的一门必修的主要学科基础课。课程教学的目的是使学生掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识，熟悉一些常用钢结构构件的计算原理；了解工业与民用建筑工程中常用钢结构房屋的特点，基本设计方法，计算简图与内力分析，并能按有关专业规范或规程初步进行一般钢结构的整体设计、截面计算和构造处理。通过本课程的学习，使学生在钢材性能、构件连接和基本构件设计等方面受到基本的训练，掌握钢结构基本受力构件的强度、刚度、稳定性计算方法及构造形式等，了解钢结构的特点与发展，培养对钢结构的兴趣，使学生能解决钢结构设计施工中的一些技术问题，为以后从事钢结构施工管理、设计工作打下基础。 Steel Structures is a required disciplinary elementary curriculum for students majoring in civil engineering. The teaching aim of this curriculum is to make students master the basic knowledge of steel structure materials, members and connection, be familiar with some commonly-used calculation principles of steel structural members; understand the characteristics, basic design method and diagram calculation & internal force analysis of common steel structure housing in industrial & civil construction projects and be able to preliminarily carry out the overall design, cross section calculation and structural treatment of general steel structures in accordance with relevant professional rules or regulations. Through the learning of this curriculum, students can receive the basic trainings in aspects like steel properties, member connection and basic member design, grasp the strength & stiffness & stability calculation methods and structural forms of the basic steel structural members under the action of forces, know the characteristics and development of steel structures, cultivate interests in steel structures, solve some technical problems in steel structure design and construction and lay a solid foundation for the future work in construction management and design of steel structures. 三、课程教学要求 序号专业毕业要求课程教学要求关联程度
钢结构设计原理的课程设计报告
XX 工学院 课程实训 课程名称：钢结构设计原理专业层次：土木工程（卓越）
1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区西安。 5）采用梯形钢屋架。 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m2 ②二毡三油防水层400N/m2 ③20mm厚水泥砂浆找平400N/m2 ④支撑重量70N/m2 考虑活载：活载700N/m2
6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。 屋面坡度 i=1/10； 屋架计算跨度L 0＝24000－300＝23700mm ； 端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （为L 0/7.4）。 屋架几何尺寸如图1所示： 1拱50 图1：24米跨屋架几何尺寸
三、支撑布置 由于房屋长度有6米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。 上弦平面支撑布置
屋架和下弦平面支撑布置
垂直支撑布置 4、设计屋架荷载 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosα=√1+102/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（ P=0.12+0.011 跨度）计 w 算，跨度单位为m。 标准永久荷载： 二毡三油防水层
《钢结构设计原理》教学大纲
《钢结构设计原理》教学大纲 撰写人：唐柏鉴 邵建华 学院审批： 审批时间： 年 月 日 一．课程基本信息 开课单位：土木工程与建筑学院 英文名称：Principle of Steel Structures 学时：总计48 学时 学分：3.0 学分 面向对象：土木工程（专升本）专业 先修课程：《工程制图与计算机绘图》、《房屋建筑学》、《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》后续课程：钢结构设计 教材：《钢结构基本原理》，董军主编，重庆大学出版社，2011 主要教学参考书目或资料： 陈绍蕃，顾强等主编.《钢结构（上册钢结构基础）》，中国建筑工业出版社，2007 魏明钟主编．钢结构（第二版）．武汉理工大学出版社，2006 二．教学目的和任务 在土木工程专业教学计划中，钢结构是主干专业课程之一, 是研究钢结构工作性能及合理设计的一门工程技术型课程，属于学科基础课程。通过本课程教学，使学生系统地学习钢结构的基本理论、基础知识和基本技能，使学生具有进行一般钢结构设计的能力，同时也为学生以后解决复杂的钢结构设计，从事钢结构制作与安装的土木工程等打下必要的基础。 三．教学目标与要求 1.教学目标 要求学生掌握钢结构构件及节点的原理与设计方法。 2.要求 (1)能正确地选用钢材； (2)掌握焊缝连接和螺栓连接的构造与计算； (3)稳定是钢结构设计中的重要概念,要求对钢结构的各种稳定问题建立起比较清楚的概念； (4)基本掌握轴心拉杆、轴心压杆、钢梁等构件以及普通钢屋盖的设计，初步掌握压弯构件的设计特点。
四．教学内容、学时分配及其基本要求 知识点 知识单元 描述 要求学时分配 钢结构的主要优缺点 掌握钢结构的常用设计方法 熟悉概述 钢结构的发展情况及合理应用范围 了解 2 钢材在单轴应力作用下的工作性能，钢结构对钢材性能的要求和影响这些性能的主要因素，钢材的疲劳计算 掌握钢材选用的原则和必须考虑的因素 熟悉钢结构的材料 钢材在多轴应力作用下的工作性能 了解 2 轴心受力构件 轴心受力构件的强度计算 掌握 1 梁的类型，梁的弯曲、剪切强度，梁的局部压应力和组合应力 掌握 3 受弯构件 按强度条件选择梁截面，梁的内力重分布和塑性设计 掌握 2 构件的截面承载能力-强度 拉弯、压弯构件 拉弯、压弯构件的应用和强度计算 掌握 2 概述 稳定问题的一般特点 了解 2 轴心受压构件 轴心受压构件的整体稳定计算 掌握 2 受弯构件 受弯构件的稳定性计算 掌握 1 压弯构件 压弯构件的面内和面外稳定性计算 掌握 3 板件的屈曲后强度的利用 熟悉单个构 件的承载能力-稳定性 板件 板件的稳定计算 掌握 2 框架 框架稳定 掌握 1 等截面框架柱的计算长度的确定方法 掌握 2 整体结构中压弯构件 柱 变截面框架柱的计算长度的确定方法 了解 1 钢结构的正常使用极限状 态 拉、压杆的刚度要求，梁和桁架的变形限制，钢框架的变形限制、振动限制 掌握 2 概述 钢结构对连接的要求及连接方法 熟悉 1 焊接连接的特性、焊接热效应 了解 1 对接焊缝的构造和计算 掌握 2 角焊缝的受力特点及计算方法 掌握 2 焊接 常用连接方式的角焊缝计算 掌握 2 普通螺栓的类型、破坏型式、计算方法和相应的防止方法 掌握 2 螺栓 高强螺栓的受力特点和计算方法,能熟练地指出用高强螺栓连接在承受弯矩作用时中和轴的位置的不同 掌握 2 钢结构的连接和节点构造 设计 梁柱连接节点和柱脚的设计 掌握 2 钢结构脆性断裂及其防止 掌握钢结构的脆性断裂和防止 钢结构抗疲劳设计 了解 2 说明：表中学时为理论课时 五．教学方法及手段 钢结构课程的基本教学内容是统一的,土木工程专业本科生必须学习钢结构课程的基本部分。为 了保证基本教学内容的完成,在教法上应采取一些有效措施:
钢结构基本原理(第二版)习题参考解答第二章
2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。 tgα'=E' f 0f 0tgα=E 图2-34 σε-图 （a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化 解： （1）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα=+-=+- 2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =?2'1000/E N mm = f 0σF 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5235 0.001142.0610y f E ε===? 卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （2）B 点：
卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-= 2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。 答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。 2.4试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。 2.5 解释下列名词： （1）延性破坏 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 （2）损伤累积破坏 指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。 （3）脆性破坏
燕山大学 钢结构基本原理课程教案
钢结构基本原理课程教案 课程编号：07100210 使用专业：土木工程（本科） 学时： 56学时 课程的性质、任务： 钢结构基本原理是高等工科院校土木工程专业的一门主要专业基础课，通过本课程的教学，使学生掌握钢结构的基本知识、基本理论和基本方法，具有进行一般工业与民用建筑钢结构设计的能力，同时也为学生从事钢结构科研或钢结构制造、安装工作打下必要的基础。 课程的基本要求 1、了解“钢结构”的应用和发展概况以及今后的研究方向；掌握钢结构的特点和合理的应用范围； 2、掌握建筑钢结构用钢的主要性能及其主要影响因素，能正确地选择钢材； 3、了解杆件和板件稳定的基本理论，理解影响稳定性的主要因素及提高稳定性的措施； 4、掌握各种连接（焊接、螺栓连接）和各类构件（梁、柱和屋架）的工作性能、破坏特征及其设计的基本方法； 5、掌握构件间的连接方法、力的传递方式和过程以及构造原则； 6、理解《钢结构设计规范》条文规定，并能够正确应用。 主要参考书： 1、《钢结构》魏明钟主编武汉理工大学出版社 2、《钢结构基本原理》沈祖炎陈扬骥陈以一编著中国建筑工业出版社 3、《钢结构设计规范》（BG50017－2003）
第一章概述（1学时） 学习要点： 1．掌握钢结构的特点和钢结构的应用； 2．了解钢结构的现状和发展趋势。 § 1.1 钢结构的特点 1．讲授内容 强度高、结构重量轻；塑性韧性好；材质均匀；制作简便施工周期短；密闭性好；具有可焊性；耐热，不耐火；易腐蚀。 2．教学重点、难点： ①掌握钢结构的特点；②钢材的性能指标中的韧性指标在第二章“材料性能”中详细讲解。 3．授课方式：自学与讲授相结合。 4．教学手段：采用多媒体课件展示图片。 §1.2 钢结构的应用和发展 1．教授内容：①钢结构的应用：大跨度结构；重型厂房；承受动力荷载的结构；高层及高耸结构；可移动结构；轻型结构；构筑物。②钢结构的发展：钢结构用材料；钢结构的设计方法；钢结构的结构形式；钢结构设计优化；钢结构的防火。 2．教学重点、难点：轻型钢结构在住宅建筑中应用是今后时期发展方向。 3．授课方式：自学与讲授相结合。简单讲述钢结构的应用，学生课下自学。关于钢结构的发展方向指明需要研究的几个主要问题，向学生介绍有关期刊杂志综述文章。 4．教学手段：采用多媒体课件展示图片。 本章作业及测验：
《钢结构设计基本原理》练习及答案大全完整版
一 填空题 1、 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载的 设计 值；计算疲劳时，应采用荷载的 标准 值。 2、 钢材Q235B 中，235代表 屈服值 ，按脱氧方法该钢材属于 镇静 钢。 3、 对于普通碳素钢，随含碳量的增加，钢材的屈服点和抗拉强度 升高 ，塑性和韧性 降低 ，焊接性能 降低 。 4、当采用三级质量受拉斜对接焊缝连接的板件，承受轴心力作用，当焊缝轴线与轴心力方向 ，焊缝强度可不计算 。 5 、 等因素综合考虑，选用合适的钢材。 6、钢材受三向同号拉应力作用，数值接近，即使单项应力值很大时，也不易进入 塑性 状态，发生的破坏为 脆性 破坏。 7、在普通碳素结构钢的化学成分中加入适量的硅、锰等合金元素，将会 提高 钢材的强度。 8、 轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板的 受弯 受力工作确定的。 9、如下图突缘式支座加劲肋，应按承受支座反力的轴心受压构件计算梁平面外（绕Z 轴）稳定，钢材Q235 ， 其长细比为 21.07 。 1 200 10
10 的影响。 11、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制挠度，拉、压构件要限制 长细比。 12、钢材经过冷加工后，其强度和硬度会有所提高，却降低了塑性和韧性，这种现象称为钢 。 13 拉伸并卸载后，也称为名义屈服点。14 15和构件或连接的构造形式。 16 17构件的稳定承载力。18 承压型连接。 19、对于单轴对称的轴心受压构件，绕非对称主轴屈曲时，会发生弯曲屈曲；而绕对称主轴 20 高稳定承载力。 21、梁的整体稳定系数φb大于0.6时，需用φb′代替φb，它表明此时梁已经进入 _______ __阶段。 22、弯矩绕虚轴作用的双肢格构式压弯构件，采用缀条式格构柱，其分肢的稳定应按 构件进行验算。 23强度确定的。 24原则。 25、设杆件节点间的几何长度为l，则梯形钢屋架的支座斜杆在屋架平面内的计算长度为 杆件几何长度或l。 26、钢材的冲击韧性越小,。 27。