钢结构(第三版)戴_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 2
160/w f
f N m m
=
123α=
21
3α=
确定焊脚尺寸：
,max min 1.2 1.21012f h t mm
≤=?=，
,min 5.2f h mm
≥==，
8f h mm
=
内力分配：
30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN
β=???=?????==∑
3221273.28
1000196.69232N N N KN
α=-=?-= 3112273.28
1000530.03232N N N KN
α=-=?-=
焊缝长度计算：
11530.03
2960.720.78160
w w
f f N l mm h f ≥
==????∑，
则实际焊缝长度为
1296830460608480w
f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。
22196.69
1100.720.78160w w
f f
N l mm h f ≥
==????∑，
则实际焊缝长度为
2110811860608480w
f l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。
（2）两面侧焊
确定焊脚尺寸：同上，取
18f h mm
=，
26f h m m
=
内力分配：22110003333N N KN α==?=， 112
10006673N N KN
α==?=
焊缝长度计算：
116673720.720.78160w w
f f
N l mm h f ≥
==????∑，
则实际焊缝长度为:
mm h mm l f w
48086060388283721=?=<=?+='，取390mm 。
22333
2480.720.76160
w w
f f N l mm h f ≥
==????∑，
则实际焊缝长度为:
mm h mm l f w
48086060260262481=?=<=?+='，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
8f h mm
=，
130e cm
=。
焊脚尺寸：
8f h mm
=
焊缝截面的形心：0205
205 5.62245.6511.2 5.62205 5.6x mm
??
?==?+??
则2 5.6
20545.6162.22e mm
=+-=
（1）内力分析：V=F ， 12()(300162.2)462.2T F e e F F
=?+=?+=
（2）焊缝截面参数计算：
32841
5.6511.22205 5.6(250 2.8) 2.091012X I mm =
??+???+=?
22
74
2055.6511.245.62205 5.6(162.2) 1.41102y I mm =??+???-=?
84
2.23110p x y I I I mm =+=?
2
511.2 5.62205 5.65158.72e w
h l
mm =?+??=∑
（3）应力计算
T 引起的应力：
4
8
462.2255.6 5.295102.23110
P
y Tx T r F F I τ-??=
=
=??
4
8462.2166.2 3.360102.23110
P x Ty T r F F I τ-??=
==??
V 引起的应力：
41.938105158.72
Vy e w V F F
h l τ-=
==?∑
（442423.360 1.938
(5.29510)[(
)10]160
1.22F F --+?+?≤
428.0418.8610160F -?+≤ 46.8510160F -??≤
233577233.58F N KN ?≤=
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 ， 980.1211.76M F e K N m =?=
?=? （2）焊缝截面参数计算：取
10f h mm
=
焊缝截面的形心：
1193
1507 3.52697(712 3.5)21937(7127)
275.51507269721937y mm
??+???+++???+++==?+??+??
2712719375.5143.5y mm
=+++-=
2
223
74
11931507(75.5 3.5)2697(75.5712 3.5)71931937143.51222.2510X I mm ????=??-+???---+??+??-??
???????
=? （3）应力计算
M 引起的应力：
62
2,max
7
11.7610143.574.96/2.2510f x M y N mm I σ???===?
V 引起的应力：
3
2
981036.27/27193
f e w V N mm h l τ?===??∑
（4
22
71.35/160/w f N mm f N mm =≤=
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 ， 0.120.12(/M F e F F K N m =?=?
= （2）焊缝截面参数计算：
115012620012112
66.61501220012y mm
??+??=
=?+?
221266.6145.4y mm
=-=
32274
1
1220015012(66.66)20012(145.4100) 1.9561012X I mm =??+??-+??-=? （3）应力计算
M 引起的应力：
6227
0.1210145.4
0.892(/)1.95610max
x M y F F N mm I σ???===?
V 引起的应力：3
2100.417(/)
20012V F F N mm A τ⊥?===?
（4
）
1 1.1w
eq t f σ=≤
21.148 1.1 1.1185203.5(/)w t F f N mm ?=≤=?=
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
m kN M .1122=，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 ， m kN M .1122= （2）焊缝截面参数计算：
49231068.250714280210008121
mm I x ?=???+??=
4
2987440250850050714280mm S w =??+??=
4
1198744050714280mm S w =??=
（3）应力计算
322
max
9
37410298744052.1/125/2.68108w w v x w VS N mm f N mm I t τ??===<=??
腹板和翼缘交接处：
62
119
112210500209.3/2.6810x M y N mm
I σ???===?
32
119
37410198744034.7/2.68108w x w VS N mm I t τ??===??
折算应力：
22
217.8/ 1.1 1.1185204/w t N mm f N mm ==>=?=
不满足
3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接，F =100KN(设计值)，
130e cm
=。
（1）内力分析：V=100KN ， 1205
300402.52e mm =+
=，
1000.402540.25T V e KN m =?=?=?
（2）参数计算：
单个螺栓抗剪承载力（M22）
2
2
22114053.24
4
b b v
v v
d N n f KN
ππ?=?
?=?
?=， min 20830567.1b b t c N d t f KN =??=??=∑
{}min
min ,53.2b b b v
c
N
N N
KN ==
222164000i
i
x y mm +=∑
∑
（3）内力计算
T 引起的应力：
611x
22
40.251016039.26164000T i i T y N KN x y ???===+∑∑
61122
40.251060
14.73164000Ty
i i
T x N KN x y ???===+∑∑
V 引起的应力：11001010Vy V N KN n =
==
（
4
）
1min 46.453.2b
N KN N KN
===≤= 3.7 试设计如图3.84所示：构件钢材为Q235B ，螺栓为粗制螺栓。 ①角钢与连接板的螺栓连接；
②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。12170d d mm
==。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
1150d mm
=，
2190d mm
=。
①角钢与连接板的螺栓连接； 单个螺栓抗剪承载力（M20）
2
2
20214087.944b b v
v v
d N n f KN
ππ?=?
?=?
?=
min 201430585.4b b
t c N d t f KN
=??=??=∑
{}min min ,85.4b b b v c N N N KN
==
螺栓个数
m i n 350
4.18
5.4b
N n N ≥
==个，取5个螺栓，按规范规定间距排列（图省略）。
②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
12170d d mm
==。
内力分析
350247.522x N N N KN ==?
=?=
350247.522y V N N KN ==?
=?=，由支托承担。
单个螺栓抗拉承载力（M20，
2
2.45e A cm =）
24517041.65b b t e t N A f KN
=?=?=
螺栓个数 247.5 5.9
41.65
b t N n N ≥==个，取6个螺栓，排2排，按规范规定间距排列（图省略）。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
1150d mm
=，
2190d mm
=。
350247.522x N N N KN ===?=，
247.50.020 4.95x M N e KN m
=?=?=?
350247.5y V N N KN ====，由支托承担。
3611222
247.510 4.951012040.2241.6584(12040)b t i M y N N KN N KN n y ????=+=+=≤=?+∑
3.8 按摩擦型连接高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接（取消承托板），且分别考虑：①12170d d mm
==；②
1150d mm
=，
2190d mm
=。螺栓强度级别及接触面处理方式自
选。
Q235钢，喷砂处理，M20，8.8
级，P=125KN ，
μ=0.45，
0.80.8125100b t N P KN
==?=
①
12170d d mm
==
247.5N KN =， 247.5V K N =
一个螺栓承担的拉力
1247.5
24.7510010b t ti t N N N KN N KN n ==
==≤=
247.5i
t N KN =∑
247.50.9( 1.25)0.910.45(10125 1.25247.5)381.0f ti V KN n nP N KN
μ=≤-=????-?=∑②
1150d mm
=，
2190d mm
=
247.5N KN =， 247.5V K N =， 247.50.020 4.95x M N e K N m
=?=
?=?
一个螺栓的最大拉力
3611222
247.510 4.951016030.94100104(16080)
b
t i M y N N KN N KN n m y ????=+=+=≤=?+∑
227.85N KN = 324.75N KN
= 421.65N KN = 518.56N KN
= 247.5i
N
KN
=∑
247.50.9( 1.25)0.910.45(10125 1.25247.5)381.0f ti V KN n nP N KN
μ=≤-=????-?=∑
第四章 轴心受力构件
4.1 验算由2∟635?组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：（1）强度 查表得 ∟635?的面积A=6.14cm 2 ，
min 1.94x i i cm
==，
2
2()2(614205)1028n A A d t mm =?-?=?-?=， N=270KN
3
27010262.62151028n N Mpa f Mpa
A σ?===≥=，强度不满足，
所需净截面面积为3
2
270101256215n N A mm f ?≥==，
所需截面积为2
1256
2057282n A A d t mm =+?=+?=，
选636?，面积A=7.29cm 22
729mm =2
728mm ≥
（2）长细比
[]min 3000
154.6350
19.4o
l i λλ=
=
=≤=
4.2 一块-40020?的钢板用两块拼接板-40012?进行拼接。螺栓孔径为22mm ，排列如图
4.38所示。钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？
（2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？
（3）拼接板的强度够否？
解：（1）钢板1-1截面强度验算：
2
10min (3)(400322)206680n A b d t mm =-??=-??=∑， N=1350KN
3
1135010202.12056680n N Mpa f Mpa
A σ?===≤=，强度满足。
（2）钢板2-2截面强度验算：
（a ），种情况，（a ）是最危险的。
222
2()0(5)(400808080522)206463n a A l d t mm =-??=-++-??=， N=1350KN
3
2135010208.92056463n N Mpa f Mpa
A σ?===≥=，但不超过5%，强度满足。
对应图（d ）的验算：
22()0(5)(400522)205800n d A l d t mm '=-??=-??=，
1010
13501038.51313N N KN '=
=?=
3
21038.510179.02055800n N Mpa f Mpa
A σ
'?===≤='，强度满足。
（3）拼接板的强度够否？
因为拼接板厚度2122420mm mm =?=≥，所以不必验算拼接板。
4.3 验算图4.39所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。螺栓直径20mm ，孔径22mm ，钢材为Q235AF ，承受轴心拉力N=600KN （设计值）。
解：（1）净截面验算：
20min (3)(240322)142436n A b d t mm =-??=-??=∑，
6000.536000.5350099N N N KN '=-
??=-??=
3
50010205.32152436n N Mpa f Mpa
A σ'?===≤=，强度满足。
（2）全截面验算
3
60010178.621524014N Mpa f Mpa
A σ?===≤=?，强度满足。
4.4 一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件，长9m ，截面由2∟908?组成的肢尖向下的T 形截面，问是否能承受设计值为870KN 的轴心力？ 解：（1）强度验算
查表得 ∟908?的面积A=13.94cm 2 ，
min 2.76x i i cm
==，
3
87010312.131013942N Mpa f Mpa
A σ?===≥=?，但不超过5%，强度满足。
（2）刚度验算
[]0min
9000
32635027.6l i λλ=
=
=≤=
4.5 某车间工作平台柱高2.6m ，按两端铰接的轴心受压柱考虑。如果柱采用I16（16号热轧工字钢），试经过计算解答：
（1）钢材采用Q235钢时，设计承载力为多少？ （2）改用Q345钢时，设计承载力是否显著提高？
（3）如果轴心压力为330KN （设计值），I16能否满足要求？如不满足，从构造上采取什么措施就能满足要求？
解：（1）钢材采用Q235钢时，设计承载力为多少？ 查表得I16的面积A=26.1cm 2 ，
6.57x i cm
=，
1.89y i cm
=
[]0260040150
65.7x x x l i λλ=
==≤=，a 类截面，查表得0.941x
?= []02600
13815018.9
y y y
l i λλ=
=
=≤=，b 类截面，查表得
0.353
y ?=
0.3532610215198086198.1N Af N KN ?≤=??==。
（2）改用Q345钢时，设计承载力是否显著提高？
40x λ=，a
类截面，按48
x λ==查表得0.921x
?= 138
y λ=，b
类截面，按
164
y λ==查表得0.265y ?=
0.2652610310214411214.4N Af N KN ?≤=??==，承载力无太明显的提高。
（3）如果轴心压力为330KN （设计值），I16能否满足要求？如不满足，从构造上采取什
么措施就能满足要求？
8距uuuuuuuuuuuujuu 因为300198.1N KN KN =≥，所以整体稳定不满足。 在侧向加一支撑，重新计算。
[]02600/2
6915018.9
y y y
l i λλ=
=
=≤=，b 类截面，查表得
0.757
y ?=
0.7572610215424791424.8300N Af N KN KN ?≤=??==≥，整体稳定满足。
4.6 设某工业平台柱承受轴心压力5000KN （设计值），柱高8m ，两端铰接。要求设计一H 型钢或焊接工字形截面柱。 解：H 型钢柱 （1）初选截面
设600.807λ?=?=（b 类）
则3
2250001028961289.610.807215N A mm cm f ??====?，0800013360x y l i i mm
λ====，
选
4284072035
HW ???，其面积
2361.4A mm =，
18.2x i cm =，
10.4y i cm =
（2）验算
[]0800044150
182x x x l i λλ=
==≤=，b 类截面，查表得0.882x
?= []08000
77150104
y y y
l i λλ=
=
=≤=，b 类截面，查表得
0.707
y ?=
3
2
500010195.72050.707361.410N Mpa f Mpa A σ??===≤=??，整体稳定满足。
焊接工字形
（1）初选截面
根据H 型钢截面，初选焊接工字形截面，如图所示。 （2）计算参数
24203224001834080A mm =??+?=
3394
1
(42046418400) 3.41012
x I mm =?-?=?，
384
1
232420 3.951012y I mm =???=?
315.9x i mm ===
，4
107.7y i mm ===
（2）整体稳定验算
[]0800025150
315.9x x x l i λλ=
==≤=，b 类截面，查表得0.953x
?= []08000
74150107.7
y y y
l i λλ=
=
=≤=，b 类截面，查表得
0.726
y ?=
3
500010202.32050.72634080N Mpa f Mpa
A σ??===≤=?，整体稳定满足。
（3）局部稳定验算
420182 6.28(100.174)17.432b t -'==≤+?= 040022.2(250.574)6218
w h t ==≤+?=，局部稳定满足。
4.7 图4.40（a ）、（b ）所示两种截面（焰切边缘）的截面积相等，钢材均为Q235钢。当用作长度为10m 的两端铰接轴心受压柱时，是否能安全承受设计荷载3200KN 。
解：计算（a ）图截面
（1）计算参数：2
500202*********A mm =??+?=
3294120
8500220500(250) 1.43510122x I mm =
??+???+=?
384
1
220500 4.171012y I mm =???=?
244.5x i mm ===
，4
131.8y i mm === （2）整体稳定验算
[]010********
244.5x x x l i λλ=
==≤=，b 类截面，查表得0.895x
?= []010000
76150131.8
y y y
l i λλ=
=
=≤=，b 类截面，查表得
0.714
y ?=
3
320010186.72050.71424000N Mpa f Mpa
A σ??===≤=?，整体稳定满足。
（3）局部稳定验算
5008212.3(100.176)17.620b t -'==≤+?= 050062.5(250.576)638w h t ==≤+?=，局部稳定满足。
计算（b ）图截面
（1）计算参数：2
24000A mm =
3284
125
10400225400(200) 6.56410122x I mm =??+???+=?
384
1
225400 2.671012y I mm =???=?
199.6x i mm ===
，4
105.5y i mm ===
（2）整体稳定验算
[]01000050150199.6
x x x l i λλ=
==≤=，b 类截面，查表得
0.856x ?= []010000
95150105.5
y y y
l i λλ=
=
=≤=，b 类截面，查表得
0.588
y ?=
3
320010226.82050.58824000N Mpa f Mpa
A σ??===≥=?，整体稳定不满足。
（3）局部稳定验算
4001027.8(100.195)19.525b t -'==≤+?= 040040(250.595)72.510w h t ==≤+?=，局部稳定满足。
4.8 设计由两槽钢组成的缀板柱，柱长7.5m ，两端铰接，设计轴心压力为1500KN ，钢材为Q235B ，截面无削弱。 解： （1）初选截面：设
700.751
y λ?=?=（b 类）
则
3
22
150010928992.890.751215
y N A mm cm f ??====?，
选2［32a ，，其面积2
48.50297A cm =?=，12.44y i cm
=
（2）验算实轴的整体稳定
[]07500
60150124.4
y y y
l i λλ=
=
=≤=，b 类截面，查表得
0.807
y ?=
3
2
150010191.62150.8079710
y N Mpa f Mpa A σ??===≤=??，绕实轴的整体稳定满足。
（3）确定柱宽
设
130λ=
?52x λ===?
07500
144.252x
x x
l i mm λ=
=
=，
144.2
327.70.440.44x i b mm =
==?取b=330mm ，如下图所示。
（4）验算虚轴的整体稳定 0 2.24z cm
=，
4
1304.7I cm =，
1 2.51i cm
=
截面对虚轴的参数：
2
474255.22[304.748.50(
)]16402 1.64102x I cm mm =?+?==?
130
x
i mm
===
，
7500
58
133
x
x
x
l
i
λ===
，
65[]1500.780
ox x
λλ?
===≤=?=
3
2
150010
198.3215
0.7809710
x
N
Mpa f Mpa
A
σ
?
?
===≤=
??
，绕虚轴的整体稳定满足。（5）缀板的设计
0111
30 2.5175.3753
l i cm mm
λ
==?==
选用缀板尺寸为-2601808
??，则101180753180933
l l mm
=+=+=
，取1
930
l mm
=
，分支线刚度
4
3
1
1
1
304.710
3276
930
I
k mm
l
?
===
缀板线刚度
33
11
(81802)30470
255.212
b
b
I
k mm
a
==????=
则1
30470
9.36
3267
b
k
k
==≥
横向剪力
2
9710215
24535
85
V N
??
===
11
24535
930
244705
255.2
V l
T N
a
?
===
6
11
24535
930
2 5.70410
222
V l
a
M T N mm
?
=?===??
取焊脚尺寸
8
f
h mm
=
，采用绕角焊，则焊缝计算长度为
180
w
l mm
=
验算焊缝：
44705
44.4
0.78180
f
Mpa
τ==
??，
6
2
6 5.70410
188.6
0.78180
f
Mpa
σ
??
==
??
160160
w
f
Mpa f Mpa
====
第五章
5.1 一平台的梁格布置如图 5.53所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为 2.02
/
kN m。试选择次梁截面，钢材为Q345钢。
解：
1、普
通工字
形钢
130
3
2.
(220)366/
(1.22 1.420)391.2/
11
22
91.26410.4
88
6
410.4103
132********.939
1.05295
m
x
W
x r f
x
q kN m
k
q kN m
M ql kN m
x
m
x
W mm cm x r f
x
≥
=+?=
=?+??=
≥=??=?
?
≥===
?
34I45a
143332241x x W cm I cm ==选
3、验算： 1）强度
6
3
410.410272.82951.05143310x a
x x M Mpa f Mp r W σ?====??
2）挠度
44
54
55666000384384 2.0610322411016.77[]15k q l v EIx mm v mm ?=?=?
???==
重选I50a
4
4454
4647255666000384384 2.06104647210x k X I cm q l v EI =??=?=?
???
3）整稳：不必计算。
4）局稳：因为是型钢，不必验算。
5.3解：图5.54（a ）所示的简支梁，其截面为不对称工字形[图5.54（b ）]，材料为Q235B 钢；梁的中点和梁端均有侧向支承；在集中荷载（未包括梁自重）F=160kN (设计值)的作用下，梁能否保证其整体稳定性？
2422max 132301800.81011041041076.980.8/0.81216012
1.2497.38484
2800.840.510181
0.533.2301800.81011
0.880(82/233.2)80012G X A cm q kN m
ql Pl M kN m
y cm
I γ-????
=?+?+?==??=??=+=?+=?????
??+??=
+=?+?+?=??+-??1、计算梁自重
、计算中和轴位置224
3
133413112.8301(33.20.5)101(48.80.5)9344093440281033.23 3.1 1.75
1
(130110)233012 4.7/600/4.7127.7(130)/12
/()0.96
2330
0X X b b y y y y b b cm I W cm y I cm i cm
l i I I I ?βλαη+??-+??-====????
?==
??+?======?=+===、求
查附表22'.8(21)0.8(20.961)0.74
4320235
4320104822351.750.74127.728102352.50.6
0.2820.282
1.07 1.070.957
2.5
b b b b y X y b b Ah W f α?βηλ??-=??-=??=????
?????=????
??==-=-=4、梁整6
3
497.310184.9215()
0.957281010b X M Mpa f Mpa W ?????
?===??体稳定计算满足
5.4解：设计习题 5.1的中间主梁（焊接组合梁），包括选择截面、计算翼缘焊缝、确定腹板加劲肋的间距。钢材为Q345钢，E50型焊条（手工焊）。 解：
66/91.2/k q KN m q KN m ==
6
33
66639691.26547.25
547.213682
13689547.2(63)7387.27387.21023849101.05295k x x x F KN
F KN
V KN
M KN m
M W mm r f =?==?==?==?-?+=??≥==??
（1）试选截面：
max
2660.430.43
300295
min 40018000
1.3410[] 1.3410158522(2384910)178617001368101.2 1.2 5.717001703.511.8122384910121700
617006T x w o V w w x w f f l h V mm
he W mm mm
V t mm
h f t mm t mm
W t h A h =?=????===??==?≥=?=?=
==??=-=-0取梁腹板高h 取翼缘1700170053
531062950010629~
~(340~567)50021.224h h f f f f mm
b mm
b mm t mm t mm
========取则取
（2）强度验算：
10
273
33104
731087426
7
ma 17001700(1250024862) 1.46810241
(50017484881700) 2.271012
2.27 2.59710500242170012444007387.210270.92951.05 2.59710
x h x x I x x a
a
x x s mm I mm W mm A mm M Mp f mMp r W V στ=??+??=?=?-?=?==?=?=??+?=?====??=37x 10
136810 1.4681073.71702.271012
a
v a
x w s Mp f Mp I t ???===???
（3）整稳验算：
1
3000/500616h b ==不需验算.
（4）刚度验算：
（5）翼缘和腹板的连接焊缝计算： （6）主梁加劲肋设计
44510
3110
max 55396
110181855110(18000)1800032[]45384384 2.0610 2.2710400400136810(50024862) 2.21.4 1.4 2.27102008 1.57.3k kN m
k x f w x f F qk q l l v mm v mm EI Vs h mm I f mm t mm
??=
==?=?=?====???????≥==???≥==f 取h
0200/1700/12142,80142
170,()10.50.5170085022170034003000,w cr
h t a h mm
h mm
a mm σστσστ==+≤≥=?==?==2c cr c,cr 宜设置横向加劲肋
(
)+间距取设在集中荷载作用处.
1368I KN
=I 区格:v
607
3
01368 1.52052205210170076.82.59710174813681067.1170012820.8I
I I x I w M KN m
h mM Mpa W h V Mpa
h t II KN
στI I =?=??=?=?=??===?=I 区格:V
03
1368 4.5547.2 1.55335.2
5335.276.8199.68205282081040.24170012
I I I x I M h M MPa
W h MPa
στI I I I =?-?==?=?=??==?
Ⅲ区格：
273.6V KN
III =
313687.5547.2(4.5 1.5)6976.86976.8
76.8261.122052
273.61013.41170012
M kN m
MPa
MPa στIII III III
=?-?+=?=?=?==?
cr
σ计算
cr
τ
170012
0.97
1770.85 1.25
λλ==0
h tw
b b =177
22
3000
1700
1700
12
170
1.627
[10.75(0.85)][10.75(0.970.85)]295268.45
1.77 1.0
1.627 1.2
1.1 1.170.6
s
cr b
a
h
s
fv
cr
f MPa
MPa
λ
σλ
λ
τ
=--=--?=
==
===
==?=
Ⅰ区格：
22
76.867.1
()()0.0820.9030.9851
268.4570.6
+=+=
Ⅱ区格：
22
199.6840.24
()()0.5530.3250.8781
268.4570.6
+=+=
Ⅲ区格：
22
261.1213.41
()()0.9460.0360.9851
268.4570.6
+=+=
横向加劲助尺寸：
32
643364
1700
404097,140
3030
140
9.310
1515
114012
1014014010()
1222
10.410331700128.810
s
s
w
h
bs mm mm
b
t mm mm
I
mm h t mm
≥+=+=
≥==
=??+??+
=?=??=?
z
取
取
中部支承加劲助：
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
最新钢结构期末考试题(含答案)
一、选择题： 1. 屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C )。 (A) 端竖杆处 (B) 下弦中间 (C) 下弦端节间 (D) 斜腹杆处 2. 梯形屋架 的端斜杆和受 较大节间 荷载作 用的屋 架上弦杆 的合理截面形 式是两个 C )。 (A) 等肢角钢相连 (B) 不等肢角钢相连 (C) 不等肢角钢长肢相连 (D) 等肢角钢十字相连 (A)120m (B) 80m C )60m (D) 40m (A) 铰接 (B) 刚接 (C) 刚接或铰接 5. 当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值 )。 6?当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置 性，不需要很高的转动能力，综合考虑日本和美国规范制定的。 (A) 强柱弱梁 (B) 强柱强梁 (C) 弱柱强梁 (D) 弱柱弱梁 精品文档 3. 屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于( )。 4. 门式刚架的柱脚，当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时， 则应采用( B )柱脚 (A) 0 ．5kN ／m 2 (B) 0 ． 4kN ／ m 2 (C) 0 ．3kN ／m 2 (D) 0 ．2kN ／m 2 ( 按水平投影面积计算 ) 应取 (A) 拉杆 (B) 系杆 (C) 檩托 (D) 隅撑 7?当檩条跨度大于 4m 时，应在檩条间( D ) 位置设置拉条。当檩条跨度大 6m 时，应 在檩条跨度( C )分点位置各设置一道拉条。 (A) 五分点 (B) 四分点 (C) 三分点 (D) 二分点 8. 实腹式檩条可通过( 与刚架斜梁连接。 (A) 拉杆 (B) 系杆 (C) 檩托 (D) 隅撑 9、屋架设计中，积灰荷载应与( C )同时考虑。 (A) 屋面活荷载 (B) 雪荷载 (C) 屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值 (D) 屋面活荷载和雪荷载 10. 梯形钢屋架节点板的厚度，是根据( )来选定的。 (A) 支座竖杆中的内力 (B) 下弦杆中的最大内力 (C) 上弦杆中的最大内力 (D) 腹杆中的最大内力 11. 框架梁柱板件宽厚比的规定， 是以符合 ( A )为前提， 考虑柱仅在后期出现少量塑
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
钢结构试卷及答案
钢结构试卷 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 中， 1l 是 ， 1b 是 。 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1分，共25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
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。
钢结构 武汉理工大学出版社 课后习题答案
钢结构课后习题答案（仅供参考） 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 2 160/w f f N mm = 123α= 21 3 α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=， ,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内力分配： 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.28 1000196.69232N N N KN α=- =?-= 3112273.28 1000530.03232N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算：11530.03 2960.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。 （2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h m m = 内力分配：22110003333N N KN α==?=， 112 10006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算：11667 3720.720.78160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=?=<=?+='，取390mm 。
钢结构复习题及答案
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》 、填空题 1．钢结构设计中，承载能力极限状态的设计内容包括：_ 2．影响疲劳强度最主要的因素是 3．在螺栓的五种破坏形式中，其中_________________ ____________________ 须通过计算来保证。 4．梁的强度计算包括____________ 、_____________ 5．轴心受压格构式构件绕虚轴屈曲时，_______________________ 不能忽略，因而绕虚轴的长细比λ x 要采用6．提高轴心受压构件临界应力的措施有 7．当构件轴心受压时，构件可能以、和等形式丧失稳定而 破坏。 8．实腹梁和柱腹板局部稳定的验算属于_____ 极限状态，柱子长细比的验算属于_____ 极限状态，梁截面按弹性设计属于_____ 极限状态。 9．螺栓抗剪连接的破坏方式包括__________ 、_________、、 _____________ 和 ___________________ 。 10．为防止梁的整体失稳, 可在梁的翼缘密铺铺板。 11．常用的连接形式有，，。 12．压弯构件在弯矩作用平面外的失稳属于（失稳类别）。 13．在不同质量等级的同一类钢材（如Q235A,B,C,D四个等级的钢材），它们的屈服点强度和伸长率都一样，只是它们的和指标有所不同。 14．在静力或间接动力荷载作用下，正面角焊缝的强度设计增大系数β f ＝；但对直接承受动力荷载的结构，应取β f ＝。 15．普通螺栓连接受剪时，限制端距e≥2d，是为了避免钢板被破坏。 16．轴心受拉构件计算的内容有和。 17．设计采用大型屋面板的铰支撑梯形钢屋架下弦杆截面时，如节间距离为 l ，则屋架下弦杆在屋架平面内的计算长度应取 18．轴心受力的两块板通过对接斜焊缝连接时，只要使焊缝轴线与N力之间的夹角θ满 足 时，对接斜焊缝的强度就不会低于母材的强度，因而也就不必在进行计算。 19．格构式轴心受压杆采用换算长细比ox x，计算绕虚轴的整体稳定，这里的系数 式中 1 代表，它和所采用的缀材体系有关。 20．承受向下均匀荷载作用的简支梁，当荷载作用位置在梁的翼缘时，梁整体稳定性较高。 21. 梁的整体稳定系数b大于时，需要b'代替b，它表明此时梁已经进入阶段。 22．当b大于______________ 时，要用b代替b，它表明钢梁已进入弹塑性工作阶段。 23．钢材的伸长率指标是通过__________________ 试验得到的。
钢结构试卷及答案
钢结构试卷及答案 钢结构试卷 题号一二三四总分 分数 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、梁整体稳定判别式中，是， lblb1111 是。 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时，对一般梁可不配置加劲肋。 ht,0w 二、单项选择题(每题1分，共25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 235,bt(100.1),，,2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为，其中的1fy 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 ,M,mxx3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公 式，,f(10.8'),AWNN,,x1xxEx 中，其中，代表。 W1x (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的取值为。 he (A)0.7 (B)4mm (C)1.2 (D) 1.5 hhhfff8、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,,1(22 f bbNdtf,,9、单个螺栓的承压承载力中,[]，其中?t为。 ,cc (A)a+c+e (B)b+d (C)max{a+c+e，b+d} (D)min{ a+c+e，b+d}
第三章 钢结构的连接课后习题答案
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 2160/w f f N mm = 123α= 213 α= 确定焊脚尺寸： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm = 内力分配： 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.281000196.69232 N N N KN α=- =?-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算： 11530.032960.720.78160w w f f N l mm h f ≥==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.691100.720.78160 w w f f N l mm h f ≥==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。 （2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配：22110003333N N KN α== ?=， 11210006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160 w w f f N l mm h f ≥==????∑，
钢结构基本原理课后习题与答案完全版
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 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=+- =+- 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 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=-= 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。 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。 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
钢结构试题及答案
钢结构试题及答案
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 塑性破坏 。 2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为 对接 、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 刚度 的验算。 4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 弯曲屈曲 、 扭转屈曲 和 弯扭屈曲 。 5、梁整体稳定判别式11l 中， 1l 是 梁受压翼缘的自由长度 ， 1b 是 梁受压翼缘的宽度 。 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 60f h 。 7、当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 80235y f 时，对一般梁可不配置加劲肋。 二、 单项选择题（每题1分，共25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
第七章钢结构课后习题答案
第七章 解：钢材为Q235钢，焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值w 2 f 160N/mm f =。 图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K 1=，K 2=。 焊缝受力：110.65600390kN N K N ==?= 220.35600210kN N K N ==?= 所需焊缝计算长度，肢背：3 1w1w f1f 39010217.6mm 20.720.78160 N l h f ?===???? 肢尖：3 2w2w f2f 21010156.3mm 20.720.76160 N l h f ?===???? 侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12217.628233.6mm l l h =+=+?=，取240mm ； 肢尖： 2w2f22 156.326165.6mm l l h =+=+?=，取170mm 。 — 解：① ()()fmin fmax 6mm 1~2121~210~11mm h h t ====-=-=取f 8mm h = 焊缝有效截面的形心位置： ()120.781921920.78256.1mm 20.7819230020.780.78 x ?? ?????+? ? ??==???++???? 、 ()()32 4x 10.7830020.7820.781921500.7866128649mm 12 I = ???+??+????+?= ()2 y 2 3 4 0.7830020.7856.111920.7820.781920.7819256.116011537mm 1222I =??+????????+????+???+-=?? ??????? 4x y 661286491601153782140186mm J I I =+=+=
钢结构试题及答案
1.体现钢材塑性性能的指标就是( ) 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就是通过控制 ( )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就是考虑( ) 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,这时发生的就是( )。 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就是通过控制 ( )来保证的。 A.稳定承载力 B.挠跨比 C.静力强度 D.动力强度
钢结构试卷及答案。
简答题：（共 ?分） 写出实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式，当腹板局部稳定不满足要求时，可采取哪些措施？（ 分） 、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式： w t h 0≤ ???????y f 235 ) ，当腹板局部稳定不满足要求时，可采取三种措施：①加大腹板厚度；②加加劲肋，减小腹板高度；③计算时取有效截面。 ?简述普通螺栓的五种破坏形式，其中哪几种破坏形式通过构造保证，如何保证，哪几种破坏形式通过计算保证？（ 分） 、普通螺栓的五种破坏形式：①螺栓杆被剪坏；②螺栓杆或板件挤压破坏；③板件端部剪坏；④板件被拉断；⑤螺栓杆受弯破坏。其中③⑤通过构造保证，③通过限制端距≥ ??，⑤通过限制板叠厚度≤ ?，其中?为螺栓直径，??为螺栓孔径，①②④通过计算保证。 、简述影响钢材力学性能的主要因素。（ 分） 、①化学成分的影响：包括碳，硅，锰及一些有害元素硫，磷，氧，氮等。②冶金缺陷的影响：如偏析，非金属夹杂，裂纹，分层。③浇注和轧制过程的影响：脱氧程度不同制成的钢材质量不同，轧制程度也影响钢材的力学性能。④钢材硬化的影响：钢材硬化会降低其塑性和韧性，对钢材不利，硬化可有三种：时效硬化，应变硬化（冷加工硬化），应变时效。⑤温度的影响：⑥应力集中的影响。 、简述钢材选用的原则。（ 分）
、①结构的类型和重要性。重要结构选用质量较高钢材。②荷载性质，动荷载下选用好钢材。③连接方法，焊接选用较好钢材。④结构的工作温度和环境，低温，腐蚀性强的情况下选用质量好钢材。⑤受力性质。如受较大拉力的结构选用好钢材。
一、 计算题：（共 ?分） 、验算柱与牛腿间高强螺栓摩擦型连接是否安全，已知：荷载设计值?＝ ???，螺栓 ??，孔径 ???， ? 级，摩擦面的抗滑移系数μ ???，高强螺栓的设计预拉力 ? ???。不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计值的影响。（ 分） 解： 螺栓群形心 处的内力有： 轴心拉力33 30018055 T N kN ==?=；（ 分） 剪力44 30024055 = =?=V N kN ； （ 分） 弯矩1807.0/2630M Te kN cm ==?=? （ 分） 在?、 作用下，最上排螺栓受力为最不利，一个螺栓所受的拉力为： 11222180630(6.57.0/2)36.53282[2 3.52(3.5 6.5)] i My T N kN n y ?+= +=+=∑??+?+（ 分） 一个螺栓所受到的剪力为：240 308 v V N kN n = ==（ 分） 一个高强螺栓受拉承载力设计值：0.80.8155124b t N P kN ==?=（ 分） 一个高强螺栓受剪承载力设计值：0.90.910.515569.75b v f N n P kN μ=??=???= （ 分）
钢结构基础第三章课后习题答案
第三章 3.7一两端铰接的热轧型钢I20a 轴心受压柱，截面如图所示，杆长为6米，设计荷载N=450KN ，钢材为Q235钢，试验算该柱的强度是否满足？ 解：查的I20a 净截面面积A 为35502m m ,所以构件的净截面面积 232495.217235505.21*23550mm d A n =??-=-= 22/215/5.1383249 450000 mm N f mm N A N n =<=== σ 所以该柱强度满足要求。 3.8 一简支梁跨长为5.5米，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值10.2KN/m(不包括梁自重)，活荷载标准值25KN/m ，假定梁的受压翼缘有可靠的侧向支撑，钢材为Q235，梁的容许挠度为l/250,试选择最经济的工字型及H 型钢梁截面，并进行比较。 解：如上图示，为钢梁的受力图 荷载设计值m KN q /24.47254.12.102.1=?+?= 跨中最大弯矩KNm ql M 63.1785.524.478 1 8122=??== f w M x x ≤= γσmax 所以3561091.7)21505.1/(1063.178mm f M w x x ?=??=≥γ 查型钢表选择I36a ，质量为59.9kg/m,Wx 为8750003 m m ， 所以钢梁自重引起的恒载标注值m KN /58702.010008.99.59=÷?=，可见对强度影响很小，验算挠度即可：荷载标准值m KN q k /79.35252.1058702.0=++=
挠度mm EI l q x k 13.1310 576.11006.2384105.579.35538458 512 44=???????==ω<[l/250]=22mm I36a 满足挠度要求。 查型钢表选择HN400x200x8x13，质量为66kg/m,Wx 为11900003m m 钢梁自重引起的恒载标注值m KN /6468.010008.966=÷?=，可见对强度影响很小，验算挠度即可：荷载标准值m KN q k /85.35252.106468.0=++= 挠度mm EI l q x k 7.810 237001006.2384105.585.35538454 512 44=???????==ω<[l/250]=22mm HN400x200x8x13满足挠度要求。从经济角度来看，I36a 横截面面积为76.32 cm ，而HN400x200x8x13横截面面积为84.122cm ，所以选择I36a 更好。 3.9 图为一两端铰接的焊接工字型等截面钢梁，钢材为Q235。钢梁上作用两个集中荷载P=300KN(设计值)，集中力沿梁跨方向的支撑长度为100mm 。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。 习题3.9 解：做出结构弯矩，剪力图如下 )/(,2mm N τσ 493231026.110228012 1 4052801028008121mm I x ?=???+???+??= 梁受压翼缘的宽厚比为（140-4）/10=13.6>13y f /235=13 所以截面塑性发展系数为1.0
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
最新4钢结构基础第二版课后习题答案
4钢结构基础第二版课后习题答案
《钢结构基础》习题参考答案 3.1题： 答：（1）按制作方法的不同分为型钢截面和组合截面两大类。型钢截面又可分为热轧型钢和冷弯薄壁型钢两种。组合截面按连接方法和使用材料的不同，可分为焊接组合截面（焊接截面）、铆接组合截面、钢和混凝土组合截面等。（2）型钢和组合截面应优先选用型钢截面，它具有加工方便和成本较低的优点。 3.7题： 解：由附录1中附表1可得I20a 的截面积为3550mm 2，扣除孔洞后的净面积为3249275.213550A n =??-=mm 2。工字钢较厚板件的厚度为11.4mm ，故由附录4可得Q235钢材的强度设计值为215f =N/mm 2，构件的压应力为 2155.1383249 10450A N 3 n <≈?==σN/mm 2，即该柱的强度满足要求。 新版教材工字钢为竖放，故应计入工字钢的自重。 工字钢I20a 的重度为27.9kg/m ，故 19712.19.8169.27N g =???=N ； 构件的拉应力为215139.113249 197110450A N N 3n g <≈+?=+= σN/mm 2，即该柱的强度满足要求。 3.8题： 解：1、初选截面 假定截面钢板厚度小于16mm ，强度设计值取215f =，125f v =。 可变荷载控制组合：24kN .47251.410.22.1q =?+?=， 永久荷载控制组合：38.27kN 250.71.410.235.1q =??+?=
简支梁的支座反力（未计梁的自重）129.91kN ql/2R ==，跨中的最大弯矩为 m 63kN .1785.547.248 1ql 81M 22max ?≈??==，梁所需净截面抵抗矩为 36 x max nx 791274mm 215 1.051063.178f M W ≈??==γ， 梁的高度在净空方面无限值条件；依刚度要求，简支梁的容许扰度为l/250，参照表3-2可知其容许最小高度为 229mm 24 550024l h min ≈==， 按经验公式可得梁的经济高度为 347mm 3007912747300W 7h 33x e ≈-=-=， 由净截面抵抗矩、最小高度和经济高度，按附录1中附表1取工字钢 I36a ，相应 的截面抵抗矩3nx 791274m m 875000W >=，截面高度229mm 360h >=且和经济高 度接近。按附录1中附表5取窄翼缘H 型钢 HN400×150×8×13，截面抵抗矩3nx 791274m m 942000W >=，截面高度229mm 400h >=。 普通工字钢梁翼缘的外伸宽度为 63m m 2/)10136(b 1=-=，13f /2351399.315.8 63t b y 1=<≈=，故翼缘板的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展。 窄翼缘型钢梁的翼缘的外伸宽度为 71m m 2/)8150(b 1=-=，13f /2351346.513 71t b y 1=<≈=，故翼缘板的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展。 2、验算截面 （1）普通工字钢I36a 截面的实际几何性质计算：