中南大学《钢结构设计原理》.
中南大学《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？
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？
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？17. 高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 18. 轴心压杆有哪些屈曲形式？
19. 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？
20. 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？
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？22. 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？ 23. 压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 24. 压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 二、 计算题
试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。荷载设计值F=220kN 。钢材Q235，焊条E43,手工焊，无引弧板，焊缝质量三级。有关强度设计值w c f =215 N/mm 2，w t f =185 N/mm 2 。（假定剪力全部由腹板上的焊缝承受）
解：一、确定对接焊缝计算截面的几何特性
1.计算中和轴的位置（对水平焊缝的形心位置取矩） cm y cm y b a 1.219.931 9.95.01
)120(1)130(5
.151)130(=-==+⨯-+⨯-⨯⨯-=
2.焊缝计算截面的几何特性
全部焊缝计算截面的惯性矩 422347904.91)120(1.61)130()130(112
1
cm I w =⨯⨯-+⨯⨯-+-⨯⨯=
全部焊缝计算截面的抵抗矩 2271
.214790 4849.9479033cm y I W cm y I W b w b
w a w a
w ======
腹板焊缝计算截面的面积 2
291)130(cm A w w =⨯-=
二、验算焊缝强度 1.a 点
满足）(/185/9.9010
4841020220223
4
mm N f mm N W M w f a w a =<=⨯⨯⨯==σ 2.b 点
满足）(1601596.91)22
.17.158()(22
22MPa f MPa w f f f f =<=+=+τβσ
3. 设计双角钢拉杆与节点板之间的连接角焊缝计算长度L 1=?,L 2=?
已知：采用三面围焊：h f =6mm,f w f =160N/mm 2,N=529kN(静载设计值) 解：
kN f L h N w f f w f 2.1311016022.116067.07.0333=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=-∑βkN N N K N 7.3042/2.1315297.023
11=-⨯=-
=
kN N
N K N 1.932/2.1315293.02
322=-⨯=-=
mm f h l w
f f 22716067.027.0211=⨯⨯⨯=⨯=
mm f h N l w
f
f 6916067.02101.937.023
22=⨯⨯⨯⨯=⨯=
4.设计矩形拼接板与板件用三面围焊连接的平接接头。轴心拉力N ＝1250kN ，（静载设计值），钢材Q235，焊条E43,手工焊。有关强度设计值ƒ
=215
N/mm 2，猡闱辊驄瀠渙癣惬廬岁鷴診陆讞龅燉擷賢缅锾类絢鹂况癬娲绵链鴿錒郟縞窶锕访诅魯顫镣繃绽号
欧討鄭檔颡歡驀猕鎢会顎躚氬饈雾賁蘞恶。
f w f =160N/mm 2。图示尺寸单位mm.(焊缝L W2实际长度取cm 整数)
端距 0.4320=d 取50
边距
25.325.10=d
取40
d) 净截面验算
2210618)5.212160( mm A I I n =⨯⨯-=-
MPa A N n 2852106
106003
=⨯==σ>215MPa
面净截面面积为 2098.284.1)15.2225()(cm t d n b A III III n =⨯⨯-=-=
三个截面的承载设计值分别为
I －I 截面：kN N f A N I n 68868800021510322
==⨯⨯== II －II 截面：kN N f A N II n 4.6336334002151046.292
==⨯⨯==
III －III 截面：因前面I －I 截面已有n 1个螺栓传走了（n 1/n ）N 的力，故有f A N n
n II n =-
)1(1
kN N n
n f A N II n 701701000)9/11(2151098.28)
1(21==-⨯⨯=-=
构件所能承受的最大轴心力设计值按II －II 截面kN N 4.633= 三、连接盖板所能承受的轴心力设计值（按V-V 截面确定）
kN
N f A N cm t d n b A v
n
V v n 1.6386381002151068.2968.298.02)15.2325()(2
2
0==⨯⨯===⨯⨯⨯-=-=
通过比较可见，接头所能承受的最大轴心力设计值应按构件II －II 截面的承载能力取值，即
kN N 4.633max =。再者，若连接盖板不取2块8mm 厚钢板而去2块7mm ，即与构件等厚，则会因开孔最
多其承载力最小。
四、螺栓所能承受的最大轴心力设计值
面净截面面积为 2098.284.1)15.2225()(cm t d n b A III III n =⨯⨯-=-=
三个截面的承载设计值分别为
I －I 截面：kN N f A N I n 68868800021510322
==⨯⨯== II －II 截面：kN N f A N II n 4.6336334002151046.292
==⨯⨯==
III －III 截面：因前面I －I 截面已有n 1个螺栓传走了（n 1/n ）N 的力，故有f A N n
n II n =-
)1(1
kN N n
n f A N II n 701701000)9/11(2151098.28)
1(21==-⨯⨯=-=
构件所能承受的最大轴心力设计值按II －II 截面kN N 4.633= 六、连接盖板所能承受的轴心力设计值（按V-V 截面确定）
kN
N f A N cm t d n b A v
n
V v n 1.6386381002151068.2968.298.02)15.2325()(2
2
0==⨯⨯===⨯⨯⨯-=-=
通过比较可见，接头所能承受的最大轴心力设计值应按构件II －II 截面的承载能力取值，即
kN N 4.633max =。再者，若连接盖板不取2块8mm 厚钢板而去2块7mm ，即与构件等厚，则会因开孔最
多其承载力最小。
单个螺栓受剪承载力设计值 kN f d n N b v
v b v
7.8110
1
1304
224
2
2
=⨯
⨯⨯⨯
==ππ 单个螺栓承压承载力设计值 kN f t d
N b c b
c 6110
1
3050.12=⨯
⨯⨯=⋅=∑ 连接螺栓所能承受的最大轴心力设计值 kN nN N b
244614min =⨯== 节点板净截面抗拉承载力：kN N 675215)5.214400(10=⨯⨯-⨯= 故连接的承载力为kN N 244=
9.试计算下图所示连接中C 级螺栓的强度。已知荷载设计值F=60KN,螺栓M20,孔径21.5mm, ƒb v =130N/mm 2, ƒb c =305 N/mm 2.单个螺栓受剪承载力设计值 kN f d n N b v
v b v
8.4010
1
1304
214
2
2
=⨯
⨯⨯⨯
==ππ 单个螺栓承压承载力设计值 kN f t d
N b c b
c 12210
1
3050.22=⨯
⨯⨯=⋅=∑ 故应按kN N N b
v b 8.40min ==进行验算
偏心力F 的水平及竖直分力和对螺栓群转动中心的距离分别为：
cm kN V N T cm
e kN V cm e kN N ex ey y x ⋅=⨯+⨯=+===⨯===⨯=
100818365.7485.7,36605
3
18,486054
扭矩T 作用下螺栓“1”承受的剪力在x ，y 两方向的分力：
kN y x Tx N kN y x Ty N i i T y
i i T x 51.155
.74545100826.235
.74545
.710082
222112
22211=⨯+⨯⨯=+==⨯+⨯⨯=+=∑∑∑∑
轴心力N 、剪力V 作用下每个螺栓承受的水平和竖直剪力：
94
36 1244811kN n V N kN n N N V
y N x ======
两肢件之间的距离300cm,如图所示，尺寸单位mm。试求该柱最大长细比。
注：一个I32a的截面面积 A=67cm2
惯性矩 I y=11080cm4
I X1=460cm4
定荷载P的大小（设计值，不计自重）
挠度不起控制作用，截面无削弱。整体稳定系数ϕb=0.44.
m kN mm N l W f q W f ql M f W M x b x
b x b maz /36.13/36.139000
10
143044.02158881
2
3
22max ==⨯⨯⨯⨯==
⋅⋅==⇒=ϕϕϕ
⇒≤+f W A n x n γ kN N N 4374370002151030905.110423
2==⇒≤⨯⨯+⨯ 刚度验算： 满足）(350][7.6699
.8600
=<===
λλx ox x i l
16. 用轧制工字钢I36a （材料Q235）作成的10m 长两端铰接柱，轴心压力的设计值为650kN,在腹板平面承受均布荷载设计值q ＝6.24kN/m 。试计算此压弯柱在弯矩作用平面内的稳定有无保证？为保证弯矩作用平面外的稳定需设置几个侧向中间支承点？已知：cm i cm i cm W cm A y x x 69.2,4.14,875,3.7632====, ƒ=215 N/mm 2 。鼹鉤鰲锆靨驊涼噦爛谏讳販騾锺麥蚂涝僉龌锣够嚇邐畴变潯堕尘绗矶窮鼴腳脚癬賧亞攣
倉鐫璎腫籴苈径蚕羟趸恋蹿图劌强摈讷驰俠讦輜藪。
结构易锈蚀，维护费用大。
2．钢结构的合理应用范围：○1重型厂房结构○2大跨度房屋的屋盖结构○3高层及多层建筑○4轻型钢结构○5塔桅结构○6板壳结构○7桥梁结构○8移动式结构
3．钢结构对材料性能的要求：○1较高的抗拉强度f u和屈服点f y○2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能○3良好的加工性能
4．钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到；冷弯性能是由冷弯试验显示出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。
5．影响钢材性能的主要因素有：○1化学成分○2钢材缺陷○3冶炼，浇注，轧制○4钢材硬化○5温度○6应力集中○7残余应力○8重复荷载作用
6．钢材在连续反复荷载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）以及应力循环次数。
7．选用钢材通常考虑的因素有：○1结构的重要性○2荷载特征○3连接方法○4结构的工作环境温度○5结构的受力性质
8．钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
焊接的优点：○1不需打孔，省工省时；○2任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；○3气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好。
焊接的缺点:○1焊缝附近有热影响区，材质变脆；○2焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，残余
变形使结构形状、尺寸发生变化；○3焊接裂缝一经发生，便容易扩展。
铆钉连接的优点:塑性、韧性较好，传力可靠，连接质量易于检查。
铆钉连接的缺点:因在构件上需打孔，削弱构件截面；且铆接工艺复杂，技术要求高。
螺栓连接的优点：具备铆钉连接塑性、韧性好，传力可靠的优点，又兼备安装拆卸方便，可以多次重复使用的优点，且连接变形小。
9．焊缝可能存在的缺陷有裂纹、气孔、夹碴、烧穿、咬边、未焊透、弧坑和焊瘤。
10．焊缝质量分为三个等级。三级质量检查只对全部焊缝进行外观缺陷及几何尺寸检查，其外观可见缺陷及几何尺寸偏差必须符合三级合格标准要求；二级质量检查除对外观进行检查并达到二级质量合格标准外，还需用超声波或射线探伤20％焊缝，达到B级检验Ⅲ级合格要求；一级质量检查除外观进行检查并符合一级合格标准外，还需用超声波或射线对焊缝100％探伤，达到B级检验Ⅱ级合格要求；（见《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001）
11. 对接焊缝的构造要求有：
○1一般的对接焊多采用焊透缝，只有当板件较厚，内力较小，且受静载作用时，可采用未焊透的对接缝。○2为保证对接焊缝的质量，可按焊件厚度不同，将焊口边缘加工成不同形式的坡口。
○3起落弧处易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工复杂，因此除承受动力荷载外，一般不用引弧板，而是计算时为对接焊缝将焊缝长度减2t（t为较小焊件厚度）。
○4对于变厚度（或变宽度）板的对接，在板的一面（一侧）或两面（两侧）切成坡度不大于1:2.5的斜面，避免应力集中。○5当钢板在纵横两方向进行对接焊时，焊缝可采用十字形或T形交叉对接，当用T 形交叉时，交叉点的间距不得小于200mm。
12. 角焊缝的计算假定是：○1破坏沿有效载面；○2破坏面上应力均匀分布。
13. 钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域内形成不均匀的温度场，在高温区产生拉应力，低温区产生相应的压应力。在无外界约束的情况下，焊件内的拉应力和压应力自相平衡。这种应力称焊接残余应力。随焊接残余应力的产生，同时也会出现不同方向的不均匀收缩变形，称为焊接残余变形。
焊接残余应力的影响：○1对塑性较好的材料，对静力强度无影响；○2降低构件的刚度；○3降低构件的稳定承载力；○4降低结构的疲劳强度；○5在低温条件下承载，加速构件的脆性破坏。
2014年中南大学钢结构作业与答案
《钢结构》 学习中心： 专业： 学号： 姓名：王晶
作业练习一 一、填空题： 1、Q 235B ? F 是钢结构中最常用钢种之一，其屈服强度为__、质量等级为___B_____、脱氧方法为__沸腾钢__，与其相匹配的手工电弧焊条是__E43型__。 2、钢材的疲劳破坏属于 脆性 破坏。 3、钢材的主要化学成分是 铁 。 4、结构钢材一次拉伸时的εσ-关系曲线分为以下几个阶段： 5、衡量钢材的塑性的指标有 钢结构的优点是 ，材质均匀，制造简便，重量轻等。 6、钢材的强度指标是。 7、冷弯性能是判别钢材的综合指标。 8、影响钢材性能的有害化学成分是。 9、钢材的兰脆现象是指温度在时，钢材强度升高，塑性降低的现象。 10、残余应力对轴心受压构件的影响是 。 11、钢结构的缺点是 12、钢材的塑性指标是。 13、冲击韧性受稳定的影响，设计时根据不同的环境温度提出。 14、可焊性是指 15、 应 力 集 中 。 16、I20a 表示 。 二、选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的 字母填在题后的括号。 1.若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（A ） A.0
5．钢材的塑性指标为 B 。 A δ2 B δ10 C δ0 D δ1 6．常温冲击韧性表示 A 冲击韧性值。 A 20 ℃ B 0 ℃ C -20 ℃ D -40 ℃ 7．钢材的化学成分中脱氧剂为 D 。 A C B O C N D Mn 8．建筑钢材主要的钢种有 B 。 A 热扎型钢 B 碳素钢 C 冷弯薄壁型钢 D 不锈钢 9．钢构件的主要优点有 C 。 A 易腐蚀 B易拆卸 C 塑性和韧性好 D 耐热不耐火 10．钢材的强度指标为 B 。 A 比例极限 B 屈服点 C 抗弯强度 D 弹性极限 11.冷弯性能是将试样在规定的弯心直径下弯曲 A 。 A 180 ℃ B 0 ℃ C 90 ℃ D 270 ℃ 12. 钢材的化学成分中合金元素为 D 。 A Fe B P C S D V 13．钢材的规格为 A 。 A 热扎型钢 B 碳素钢 C 合金钢 D 优质钢 三、简答题 1.请根据Q235钢材单向拉伸应力—应变曲线，指出其主要的强度指标和变形性能。 2.结构钢材的力学性能指标有哪些？ 3.什么是钢材的时效硬化和应变硬化？
中南大学 钢结构 课程设计
钢结构课程设计计算说明书 一、设计资料 1.设计条件 某厂一操作平台，平台尺寸16.000×12.000m，标高4.00m，平台梁柱布置图如图1所示。该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按2.0kN/m2考虑。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。 2.设计要求 (1)板的设计（板的选择、强度验算、挠度验算） (2)选一跨次梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算） (3)选一跨主梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算） (4)柱的设计（截面设计、整体稳定性验算） (5)节点设计（主梁与柱的连接、主次梁的连接） (6)计算说明书，包括（1）～（5）部分内容 (7)绘制平台梁柱平面布置图、柱与主次梁截面图、2个主梁与柱连接节点详（边 柱和中柱）、2个次梁与主梁连接节点详图（边梁、中间梁）、设计说明。(2# 图纸一张),
二、设计方案 1、板的设计 （1）确定铺板尺寸 使用压花钢板，厚度取15mm ，密度为37.85/kg m （2）验算板的强度和挠度 ①铺板承受的荷载 恒载标准值：37.859.815101 1.154/k g kN m -=????= 活载标准值： 3.01 3.0/k p kN m =?= 荷载总标准值： 1.154 3.0 4.154/k k k q g p kN m =+=+= 恒载设计值： 1.154 1.2 1.385/g kN m =?= 活载设计值： 3.0 1.2 4.2/p kN m =?= 荷载总设计值： 1.385 4.2 5.585/q kN m =+= 根据规范，6000 421500 b a = =>，1230.1250,0.0375,0.095,0.1422a a a β==== 因为1213,a a a a >> 所以22max 10.1250 5.585 1.5 1.571x M M a qa kN m ===??= ②验算强度及挠度 强度验算： 3 22max max 22 66 1.5711034.91/215/1.215 x M N mm N mm t σγ??===
中南大学钢结构原理的课程设计
自动控制原理课程设计 专业：测控技术与仪器 设计题目：控制系统的综合设计超前校正班级： 学生姓名：学号：10号 指导教师： 分院院长： 教研室主任： 电气工程学院
目录 目录 第一章课程设计内容与要求分析 (1) 1.1 设计内容 (1) 1.2 课程设计要求 (1) 1.3 课程设计报告要求 (2) 第二章超前校正理论与计算 (4) 2.1 采用超前校正的一般步骤 (4) 2.2 理论计算过程 (4) 第三章Matlab程序设计 (7) 3.1 关于MATLAB (7) 3.2 MATLAB程序的功能特点 (7) 3.3 MATLAB仿真设计 (8) 3.4 绘制原系统对数频率特性 (8) 3.5 绘制校正装置对数频率特性 (9) 3.6 绘制校正后系统对数频率特性 (10) 第四章Simulink仿真设计 (12) 4.1 Simulink仿真设计 (12) 4.2 原系统单位阶跃响应 (13) 4.3 校正后系统单位阶跃响应 (14) 4.4 校正前、后系统单位阶跃响应 (15) 4.5 校正前、后系统阶跃响应曲线比较 (16) 第五章硬件电路设计及参数R、C值 (17) 5.1 硬件电路 (17) 5.2 参数R、C的值 (19) 总结 (20) 参考文献 (21) 附录 (22)
第一章 课程设计内容与要求分析 1.1设计内容 针对二阶系统) 1()(+= s s K s W ，利用有源串联超前校正网络（如图所示） 进行系统校正。当开关S 接通时为超前校正装置，其传递函数 1 1 )(++-=Ts Ts K s W c c α，其中1 3 2R R R K c += ，1)(132432>++ =αR R R R R ，C R T 4=，“-”号表示反向输入端。若K c =1，且开关S 断开，该装置相当 于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。 图1-1超前校正电路 1.2 课程设计要求 1.引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差1.0)(≤∞e ，开环截止频率ωc ’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°。 2.根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数。 3.设校正装置R 1=100K ，R 2=R 3=50K ，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R 4、C 值。 c
土木工程专业课后习题答案
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于；侧面角焊缝承受静载时，其计算长 度不宜大于。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？
3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.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？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.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？ 10.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？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.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？ 17.什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？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什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？ 三、计算题： 1.一简支梁跨长为5.5m，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值为10.2kN/m（不包括梁自 重），活载标准值为25kN/m，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。梁的截面选用I36a轧制型钢，其几何性质为：W x=875cm3，t w=10mm，I / S=30.7cm，自重为59.9kg/m，截面塑性发展系数x=1.05。 钢材为Q235，抗弯强度设计值为215N/mm2，抗剪强度设计值为125 N/mm2。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。（恒载分项系数γG=1.2，活载分项系数γQ=1.4）
(完整版)钢结构基本原理课后习题与答案完全版
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 y 0f y 0 tgα=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 y σ 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5 2350.001142.0610y 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 脆性破坏，也叫脆性断裂，指破坏前无明显变形、无预兆，而平均应力较小（一般小于屈服点fy ）的破坏。 （4）疲劳破坏 指钢材在连续反复荷载作用下，应力水平低于极限强度，甚至低于屈服点的突然破坏。 （5）应力腐蚀破坏 应力腐蚀破坏，也叫延迟断裂，在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。 （6）疲劳寿命 指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。 2.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上A 点正应力为21120/N mm σ=，2280/N mm σ=-，B 点的正应力
中南大学钢结构简答题及答案
1.摩擦型高强度螺栓工作机理是什么？ 答：依靠连接板件间的摩擦力来承受荷载，以板件间的摩擦力刚要被克服作为承载能力极限状 态。 2.拉杆为什么要控制刚度？如何验算？拉杆允许长细比于什么有关？ 答：（1）防止由于长细比过大在运输、施工过程中产生较大的变形，同时因自重作用产生较大挠度，对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅（ 2）控制其长细比小于容许值。（ 3）允许长细比与构件类型的重要性、承受荷载的性质和截面的类型有关。 3.建筑结构用钢材必须具备哪些特点？ 答：强度高、塑性好、冲击韧性好，具有良好的加工性能，对于焊接结构需要有良好的可焊 性。 4.我国钢结构设计规范梁的整体稳定验算中为什么要引入等效弯矩系数？ 答：以承受纯弯曲的压弯构件作为依据，并取β mx=1.0，对其他压弯构件规范所取β mx值可称为等效弯矩系数，其他荷载形式等效于纯弯曲形式时引入的βmx值。 5.钢结构规范规定哪些情况下，可不计算梁的整体性？ 答：当梁上有铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移； 当梁在跨中设有中间侧向支承，使梁的整体性稳定性临界弯矩高于或接近于梁的屈服弯矩， 此时在验算了梁的抗弯刚度后也就不需要验算梁的整体性；规范规定工字形截面（含 H 形钢）简支梁不需稳定性计算的最大长宽比的值；规范规定当箱形截面尺寸满足高宽比不大于6且长宽比不超过95 时，不计算稳定性。 6.钢材有哪几项基本技术指标？各项指标可以来衡量钢材那些方面的性能？
答：（ 1）屈服强度、抗拉强度、弹模、伸长率、断面收缩率、冷弯性能、冲击韧性及可焊性。（ 2）屈服点反映强度指标；抗拉强度反映强度储备；弹模反映应力应变关系；伸长率、断面收缩率反映钢材塑性性能；冷弯试验评估钢材质量优劣；冲击韧性衡量钢材抵抗脆性破坏的机械性能。 7.焊接残余应力对结构有什么影响？ 答：不影响构件静力强度；降低构件稳定承载力；降低结构的疲劳强度；降低结构的刚度； 加速构件的脆性破坏；残余变形影响安装、正常使用。 8.焊接组合工字型压弯构件 3 和受弯构件 2 的腹板是否都存在失稳问题，若存在，梁结构 中采用什么措施保证其不失稳？ 答：（ 1）存在。（2）对于翼缘板可限制其宽厚比；对于腹板可配置加劲肋；考虑腹板的屈服 后强度。 9. 简述钢结构疲劳含义，列出其主要影响因素并作简要分析？ 答：（ 1）钢结构构件和其连接在很多次重复加载和卸载作用下，在其强度还低于钢材抗拉强 度甚至低于钢材屈服点的情况下突然断裂，称之为疲劳破坏。（ 2）影响因素有：应力集中大小；循环应力大小；应力变化的循环次数；残余应力情况。 10.在轴心受压构件，受弯构件以及压弯构件设计时，为什么要满足一定的刚度要求？并说明各 自的刚度检算方法。 答：（1）由于长细比过大在制造、运输和安装过程中产生较大的变形，同时因自重作用产生较大 挠度，对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅，对压杆构件而言还将降低整体稳定 性。（ 2）轴心受压构件：长细比；受弯构件：挠度；压弯构件：长细比，如跨中承受横向荷 载还要验算其挠度。 11. 影响刚才脆断裂的因素有哪些？设计时如何防止发生脆性断裂？ 答：（ 1）钢材的质量；钢板的厚度；加荷速度；应力的性质（拉，弯等）和大小；最低使用温 度；连接方法；应力集中程度。（ 2）防止：对低温地区的焊接结构要注意选用钢材的材质； 对焊接结构特别是低温地区，设计时要注意焊缝的正确布置和施焊时注意焊缝的质量；力求 避免应力集中；结构在其使用时应避免使其突然受力，要使加荷的速度不至于过大。
中南大学《钢结构设计原理》.
中南大学《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？ 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？ 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？17. 高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 18. 轴心压杆有哪些屈曲形式？ 19. 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？ 20. 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？ 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？22. 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？ 23. 压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 24. 压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 二、 计算题 试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。荷载设计值F=220kN 。钢材Q235，焊条E43,手工焊，无引弧板，焊缝质量三级。有关强度设计值w c f =215 N/mm 2，w t f =185 N/mm 2 。（假定剪力全部由腹板上的焊缝承受） 解：一、确定对接焊缝计算截面的几何特性 1.计算中和轴的位置（对水平焊缝的形心位置取矩） cm y cm y b a 1.219.931 9.95.01 )120(1)130(5 .151)130(=-==+⨯-+⨯-⨯⨯-= 2.焊缝计算截面的几何特性
工学西南交1112考试批次《结构设计原理钢结构》复习题及答案
结构设计原理（钢结构）第1次作业 本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下： 一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题) 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 正确答案：D 解答参考： 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 正确答案：C 解答参考： 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 正确答案：A 解答参考： 4. 焊接部位的应力幅计算公式为 (A) (B) (C) (D)
正确答案：B 解答参考： 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 正确答案：A 解答参考： 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 正确答案：B 解答参考： 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 正确答案：C 解答参考： 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 正确答案：B 解答参考： 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
中南大学钢结构基本原理课程设计(优秀)(Word)
中南大学土木工程学院土木工程专业（本科）《钢结构基本原理》课程设计计算书 班级：土木***班 指导老师：*** 姓名： *** 学号：**********
20**年**月 目录 第一部分课程设计题目 一、设计规范及参考书籍 (3) 二、设计构件 (3) 三、设计内容要求 (4) 第二部分设计计算过程 一、结构简化 (5) 二、设计次梁CL-1 (5) 三、设计主梁KL-1 (7) 四、设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点 (14) 五、设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点（采用高强螺栓） (16)
一、设计规范及参考书籍 1、规范 （1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）（3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2001） （4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（GB50017－2003） （5）中华人民共和国建设部. .钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）2、参考书籍 （1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社 （2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社 （3）王国周等. 钢结构－原理与设计，清华大学出版社 （4）罗邦富等. 钢结构设计计算手册（第三册），中国建筑工业出版社 （5）李和华. 钢结构连接节点设计手册，中国建筑工业出版社 二、设计构件 某多层图书馆二楼楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活 荷载标准值0509）、0510），楼面板为150mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。框架梁按连续梁计算。
中南大学_钢结构课程设计
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第2章设计计算书 一、屋架支撑系统的设置 一、拟订尺寸 (4) 二、桩在承台底面的布置 (5) 三、承台底面形心处的位移计算 (6) 四、墩身弹性水平位移δ的计算 (10) 五、桩基检算 (12) 六、配筋计算 (14) 第3章电算结果 一、原始输入数据 (17) 二、电算输出结果 (18) 三、手算电算结果对照表 (21) 附录1：设计说明书一份 附录2：桩基础布置及桩身钢筋构造图一张
梯形钢屋架设计书 第一篇设计资料 1. 某单层单跨工业厂房，跨度24m，长度102m。 2. 厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度C20，上柱截面尺寸400×400mm，钢屋架支承在柱顶。 3.吊车一台50T，一台20T，中级工作制桥式吊车（软钩），吊车平台标高12 .000m。 4. 荷载标准值： (1)永久荷载 三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4 kN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 kN/m2 保温层 0.6 kN/m2 一毡二油隔气层 0.05kN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 kN/m2 屋架（包括支撑）自重0.12+0.011L=0.384kN/m2 (2)可变荷载 屋面活载标准值 0.7 kN/m2 雪荷载标准值 0.35 kN/m2 积灰荷载标准值 0.3 kN/m2 5.屋架结构形式、计算跨度及几何尺寸见图1(屋面坡度1:10)。 图1 梯形屋架示意图(单位：mm) 6.钢材选用Q235钢，角钢、钢板各种规格齐全，有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。 7.钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大
钢结构设计原理(新)武汉理工大学 在线作业答案
钢结构设计原理(新)在线作业答案 一、单选(共计52.5分,每题2.5分) 1、下列有关疲劳强度计算的描述中，答案的是_____ 。 A. 在完全拉应力循环中，可不进行疲劳验算 B. 疲劳容许应力幅与钢材牌号无关 C. 疲劳计算用容许应力幅法，荷载采用标准值 D. 疲劳计算时应力按弹性工作计算 答案:【A】 2、焊接残余应力对下列选项无影响的是____。 A. 静力强度 B. 变形能力 C. 整体稳定 D. 局部稳定 答案:【A】 3、钢材的疲劳强度与下列哪一项没有明显关系_____。 A. 荷载引起的应力幅值 B. 循环荷载重复的次数 C. 材料的应力状态 D. 钢材的静力强度 答案:【D】 4、图中的角焊缝在P作用下，最危险点是_____。image A. a, b B. b, d C. c, d D. a, c 答案:【B】 5、钢结构设计采用的钢材强度设计值是_____。 A. 屈服强度乘以抗力分项系数 B. 屈服强度除以抗力分项系数 C. 极限强度乘以抗力分项系数 D. 极限强度除以抗力分项系数 答案:【B】 6、焊接工字型截面轴心受压柱，翼缘的宽厚比和腹板高厚比确定的依据是_____。 A. 板件的临界应力小于材料的屈服强度 B. 板件的临界应力不小于材料的屈服强度 C. 板件的临界应力小于构件的整体稳定临界应力 D. 板件的临界应力不小于构件的整体稳定临界应力 答案:【D】 7、轴心受力构件用侧焊缝连接，侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是 ____。 A. 两头大中间小 B. 两头小中间大 C. 均匀分布 D. 直线分布
8、关于可变荷载的分项系数的取值, 以下描述中正确的为 ____ 。 A. 当可变荷载效应对结构构件的承载能力不利时取1.4（当楼面活荷载大于image有利时取为0。 B. 当可变荷载效应对结构构件的承载能力不利时取1.4（当楼面活荷载大于image有利时取为1.0。 C. 当可变荷载效应对结构构件的承载能力不利时取为1.2（当楼面活荷载大于image有利时取为1.0。 D. 当可变荷载效应对结构构件的承载能力不利时取为1.2（当楼面活荷载大于image有利时取为0。 答案:【A】 9、下列有关构件局部稳定性的叙述中，答案的是_____。 A. 增加板件厚度可以提高局部稳定性 B. 合理设置加劲肋可以提高局部稳定性 C. 局部失稳主要表现为板件的出平面局部凸曲变形 D. 板件的宽厚比（或高厚比）对局部稳定性无影响 答案:【D】 10、图示钢梁，因整体稳定要求，需在跨中设侧向支撑点，其最佳位置为____方案。image A. image B. image C. image D. image 答案:【C】 11、某焊接工字形截面组合梁，采用Q345钢，腹板的高度为1600mm，厚度为16mm，为保证腹板的局部稳定性，需要____。 A. 配置横向加劲肋并计算各板段的稳定性 B. 按构造配置横向加劲肋 C. 同时配置横向加劲肋和纵向加劲肋并计算各板段的稳定性 D. 按构造配置纵向加劲肋 答案:【A】 12、按施焊位置的不同，焊缝可分为平焊、横焊、立焊和仰焊，其中_____的操作条件最差、焊缝质量不易保证。 A. 平焊 B. 横焊 C. 立焊 D. 仰焊 答案:【D】 13、上题中的格构式压弯构件，两分肢轴线间的距离a=1500mm,其中y1=700mm ，y2=800mm。承受轴压力设计值N=1500kN，弯矩设计值Mx=800kN.m，在计算分肢的稳定性时，两分肢的轴力为_______。image A. image B. image C. image D. image
房屋钢结构复习题及参考答案
中南大学网络教育课程考试复习题及参照答案 房子钢结构 一、填空题： 1. 门式刚架轻型房子屋面坡度宜取，在雨水许多的地域取此中的较大 值。 2. 在设置柱间支撑的开间，应同时设置，以构成几何不变系统。 3.当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应地点应设置 4.系杆。 冷弯薄壁构件设计时，为了节俭钢材，同意板件，并利用其 5.强度进行设计。 当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，一定在受压翼缘双侧部署。 6.钢屋架中的杆件一般是由双角钢构成，为使两个角钢构成的杆件起整体作用，应设 置。 7.屋架上弦杆为压杆，其承载能力由控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由 确立。 8.梯形钢屋架，除端腹杆之外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度L ox=L，在屋架平面 外的计算长度 L oy=L，此中 L为杆件的几何长度。 9. 拉条的作用是。 10.实腹式檩条可经过檩托与刚架斜梁连结，设置檩托的目的 是。 11.屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度 是。 12.设计吊车梁时，关于结构细部应尽可能采纳疲惫强度高的连结型式，比如吊车 13.梁腹板与上翼缘的连策应采纳焊缝。 屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于。 14.桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取之间的距离。 15.能蒙受压力的系杆是系杆，只好蒙受拉力而不可以蒙受压力的系 杆是系杆。 16.一般钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于 个。 17. 吊车梁蒙受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即、 和。 18.门式刚架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，超出规定章需设置。 19. 高层建筑一般由荷载控制设计，大跨度结构一般由荷载控 制设计。 20.压型钢板组合楼板中，钢梁上翼缘通长设置栓钉连结件，主要目的是保证楼板 21.和钢梁之间能靠谱地传达。 钢屋架的外形主要有、和三种形状。 22.螺栓球节点的球径由、和等决定。 23.钢屋架中的杆件一般是由双角钢构成，为使两个角钢构成的杆件起整体作用， 24.应设置。 屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的空隙应不小于。 二、不定项选择题： 1.梯形钢屋架受压杆件．其合理截面形式，应使所选截面尽量知足( ) 的要求。 [] 2.A. 等稳固B.等刚度 C.等强度 D.计算长度相等 一般钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间
中南大学大三钢结构课程设计
钢 结 构 课程设计 题目：钢框架工作平台设计 指导教师：宋力 姓名：费瑞振 专业：土木0713班 学号： 1201071304 2010年7月8日
一、设计规范及参考书籍 1、规范 （1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）（3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2001） （4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（GB50017－2003） （5）中华人民共和国建设部. 钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）2、参考书籍 （1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构，中国建筑工业出版社，2003 （4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2005 （5）包头钢铁设计研究院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算（第二版），机械工业出版社，2006 二、设计资料 某厂一操作平台，平台尺寸16.000×12.000m，标高3.00m。平台梁柱布置图如图1所示。该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按3.0kN/m2考虑。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。
三、设计计算 1、选择合适的钢板 由于次梁可以看作是两端铰接的，作用于次梁的荷载可看作两侧的楼面荷载以及楼面板自重共同作用，选择钢板的厚度为14mm ，铺板宜用花纹钢板，由于钢板的区格长、宽之比为b/a=4/2=2≤2，按四边简支板计算： 楼面活载标准值： m KN q k /623=⨯=； 楼面钢板自重标准值： m KN q m /2.22014.05.78=⨯⨯= 单位板带上的均布荷载设计值为： m /kN 04.112.22.164.1q =⨯+⨯= 楼板的荷载标准值： m KN q /2.82.26k =+= 最大弯矩：2max M qa α= 查表得： 2.11106.01017.0===γβα，， 49.4204.111017.02max =⨯⨯=M KN ·m 强度：MPa t 2155.114014 .02.149 .46M 6W M 2 2max max <=⨯⨯=== γγσ 7.263007.25014 .01006.222.81106.03 54 34=<=⨯⨯⨯⨯==l Et a q k βυ 所以强度和挠度验算满足要求。 2、次梁设计 分析次梁上的荷载情况并确定其截面：次梁分担阴影部分楼面传递的荷载（如下图所示）
钢结构加劲肋版
中南大学土木建筑学院土木工程专业（本科）《钢结构设计原理》课程设计任务书 题目：钢框架工作平台设计 姓名： 班级： 学号： 建筑工程系
一、设计规范及参考书籍 1、规范 （1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2010） （3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（GB50017－2003）（5）中华人民共和国建设部. .钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001） 2、参考书籍 （1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构，中国建筑工业出版社，2003 （4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2005 （5）包头钢铁设计研究院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算（第二版），机械工业出版社，2006
二、设计资料 某厂一操作平台，平台尺寸16.000×18.000m，标高2.50m （第一组），平台布置图如图1所示。该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按4.0kN/m2考虑。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。 三、设计内容要求 （1）板的设计（板的选择、强度验算、挠度验算） （2）选一跨次梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算） （3）选一跨主梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算）
（4）柱的设计（截面设计、整体稳定性验算） （5）节点设计（主梁与柱的连接、主次梁的连接） （6）计算说明书，包括（1）～（5）部分内容 （7）绘制平台梁柱平面布置图、柱与主次梁截面图、2个主梁与柱连接节点详图（边柱和中柱）、2个次梁与主梁连接节点详图（边梁、中间梁）、设计说明。(A2图纸一张) 四、设计过程 1.板的设计 （1）板的选择 选用8mm厚的压纹钢板，钢材牌号为Q235，其自重为 66.8kg/m2。铺板采用加劲肋，间距为1000mm，其示意图如下：
2023年中南大学钢结构设计原理考题题库
钢构造设计原理（含答案) 一、填空题： 1.钢构造计算旳两种极限状态是和。 ２.提高钢梁整体稳定性旳有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 ４.钢材旳破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁,翼缘旳局部稳定常采用旳措施来保证,而腹 板旳局部稳定则常采用旳措施来处理。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 ７.角焊缝旳计算长度不得不不小于，也不得不不小于；侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不适宜不小于。 8.轴心受压构件旳稳定系数φ与、和有关。 ９.钢构造旳连接措施有、和。 10．影响钢材疲劳旳重要原因有、和。
１1．从形状看，纯弯曲旳弯矩图为,均布荷载旳弯矩图为，跨中央一种集中荷载旳弯矩图为。 12.轴心压杆也许旳屈曲形式有、和。 1３.钢构造设计旳基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不一样,直角焊缝可分为、、 和等。 1５.对于轴心受力构件,型钢截面可分为和 ;组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定旳重要原因有、、、 和。 二、简答题： 1.高强度螺栓旳8．８级和１0.9级代表什么含义? 2.焊缝也许存在哪些缺陷? 3．简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定旳现象及影响钢梁整体稳定旳重要原因。
4．建筑钢材有哪些重要机械性能指标?分别由什么试验确定？ 5．什么是钢材旳疲劳? 6．选用钢材一般应考虑哪些原因？ 7.在考虑实际轴心压杆旳临界力时应考虑哪些初始缺陷旳影响? 8.焊缝旳质量级别有几级?各有哪些详细检查规定？ ９.一般螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接,在抗剪连接中,它们旳传力方式和破坏形式有何不一样？ 10.在计算格构式轴心受压构件旳整体稳定期,对虚轴为何要采用换算长细比？ 1１．轴心压杆有哪些屈曲形式？ １2.压弯构件旳局部稳定计算与轴心受压构件有何不一样? 13.在抗剪连接中,一般螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接旳传力方式和破坏形式有何不一样? 14.钢构造有哪些连接措施?各有什么优缺陷? 15．对接焊缝旳构造有哪些规定？ 1６．焊接残存应力和焊接残存变形是怎样产生旳？焊接残存应力和焊接残存变形对构造性能有何影响？减少焊接残存应力和焊接残存变形旳措施有哪些? 17．什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定旳重要原因是什么？提高钢梁整体稳定旳有效措施是什么? 18.角焊缝旳计算假定是什么？角焊缝有哪些重要构造规定？ 19．螺栓旳排列有哪些构造规定？
中南大学钢结构优秀课程设计
第2章设计计算书 一、屋架支撑系统设置 一、拟订尺寸 (4) 二、桩在承台底面部署 (5) 三、承台底面形心处位移计算 (6) 四、墩身弹性水平位移§计算 (10) 五、桩基检算 (12) 六、配筋计算 (14) 第3章电算结果 一、原始输入数据 (17) 二、电算输出结果 (18) 三、手算电算结果对照表 (21) 附录1:设计说明书一份 附录2：桩基础部署及桩身钢筋结构图一张
第一篇设计资料 1. 某单层单跨工业厂房，跨度24m,长度102m o 2. 厂房柱距6m,钢筋混凝土柱，混凝土强度C20,上柱截面尺寸400X400mm, 钢屋架支 承在柱顶。 3. 吊车一台50T, 一台20T,中级工作制桥式吊车（软钩），吊车平台标高 12 ・ OOOmo 4. 荷载标准值： （1） 永久荷载 三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 水泥砂浆找平层 保温层 一毡二油隔气层 预应力混凝土大型屋面板 屋架（包含支撑）自重 （2） 可变荷载 屋面活载标准值 雪荷载标准值 积灰荷载标准值 6. 钢材选择Q235钢，角钢、钢板多种规格齐全，有多种类型焊条和C 级螺栓可 供选 择。 0. 4 kN/m : 0. 3 kN/m : 0. 6 kN/m : 0. 05kN/m : 1. 4 kN/m : 0. 12+0. 011L=0. 384kN/m 2 0. 7 kN/m : 0. 35 kN/m 2 0. 3 kN/m : 5.屋架结构形式、计算跨度及儿何尺寸见图1（屋面坡度1:10） o 图1梯形屋架示意图（单位：mm ）
7.钢屋架制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输 长度16m,运输高度3. 85m,工地有足够起重安装设备。 设计计算 一、屋架支撑系统设置 屋架支撑种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。在本设计中，屋架支撑系统设计以下： 1.1厂房柱距6m,屋架间距取为6米。 1. 2在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。房屋长度较大，为102m,其两端横向支撑间距超出了60m,为增加屋盖刚性，在长度方向正中间柱间加设一道横向支撑。 1.3房屋是厂房，且厂房内有吊车，高度较高，对房屋整体刚度要求较高，设置纵向支撑，对梯形屋架，纵向支撑设置在屋架下弦平面。 1. 4在屋架中和两端各部署一道垂直支撑。垂直支撑形式依据高度和柱距比值确定。在此屋架结构中，h/1二3085/6000二0.51,故取以下图垂直支撑形式： 垂直支撑图样 1.5在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各部署一道通长刚性系杆，其它结点设通 长柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端部署通长柔性系杆。 屋架支撑系统设置图2所表示。