结构设计原理答案
一、钢筋和混凝土之所以能有效结合共同工作的原因是什么？
答：1. 混凝土硬化后，钢筋和商品混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体，从而保证在荷载作用下，钢筋和商品混凝土能变形协调，共同工作，不易失稳。
2.钢筋与混凝土两者有相近的膨胀系数，两者之间不会发生相对的温度变形而使粘结力遭到破坏。
3.在钢筋的外部，应按照构造要求设置一定厚度的商品混凝土保护层，钢筋包裹在混凝土之中，受到混凝土的固定和保护作用，钢筋不容易生锈，发生火灾时，不致使钢筋软化导致结构的整体倒塌。
4、钢筋端部有足够的锚固长度。
二、影响粘结强度的因素有哪些？
答：1，混凝土强度；粘结强度随混凝土的强度等级的提高而提高。
2，钢筋的表面状况；如变形钢筋的粘结强度远大于光面钢筋。
3，保护层厚度和钢筋之间的净距。因此，构造规定，混凝土中的钢筋必需有一个最小的净距。
4，混凝土浇筑时钢筋的位置；对于梁高超过一定高度时，施工规范要求分层浇筑及采用二次振捣。
三、什么叫混凝土的徐变？影响混凝土徐变的因素有哪些？
答：答：在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。
主要影响因素：
（1）混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小；（2）加荷时混凝土的龄期；（3）混凝土的组成成分和配合比；（4）养护及使用条件下的温度与湿度
四、什么是钢筋和混凝土之间粘结应力和粘结强度？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？
答：（1）粘结应力：变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力；
（2）粘结强度：实际工程中，通常以拔出试验中粘结失效（钢筋被拔出，或者混凝土被劈裂）时的最大平均粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强度；
（3）主要措施：①光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的提高而提高，所以可以通过提高混凝土强度等级来增加粘结力；②水平位置钢筋比竖位钢筋的粘结强度低，所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力；③多根钢筋并排时，可调整钢筋之间的净距来增强粘结力；④增大混凝土保护层厚度⑤采用带肋钢筋。五、结构的可靠性与可靠度是什么？
五、结构的可靠性与可靠度是什么？
答：结构可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。包括安全性、适用性和耐久性。
结构的可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
六、什么是极限状态？我国《公路桥规》规定了哪两类结构的极限状态？
答：①极限状态
当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态成为该功能的极限状态。
②承载能力极限状态和正常使用极限状态。
七、我国《公路桥规》规定了结构设计有哪三种状况？
答：持久状况、短暂状况和偶然状况。
八、什么叫材料强度的标准值和设计值？
答：①材料强度标准值：是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的0.05分位值确定强度值，即取值原则是在符合规定质量的材料强度实测值的总体中，材料的强度的标准值应具有不小于95%的保证率。
②材料强度设计值：是材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值。
九、什么是梁的结构？
答：梁是组成各种结构的基本构件之一，本身又是工程中应用最广的受弯结构，如梁桥与建筑的梁柱体系。
十、例3-1、例3-2、例3-5、例20-5、例21-2的解题步骤是什么？
答，见书本。
十一、试比较图3-4和图3-5，说明钢筋混凝土板与钢筋混凝土梁钢筋布置的特点？
答：见书本
板：（1）受力钢筋
单跨板跨中产生正弯矩，受力钢筋应布置在板的下部；
悬臂板在支座处产生负弯矩，受力钢筋应布置在板的上部。
（2）分布钢筋
分布钢筋的作用是：将板面上的集中荷载更均匀地传递给受力钢筋；在施工过程中固定受力钢筋的位置；抵抗因商品混凝土收缩及温度变化在垂直受力钢筋方向产生的拉力。
梁中一般配制下面几种钢筋：纵向受力钢筋、箍筋、弯起钢筋、架立钢筋、纵向构造钢筋。
十二、钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段？各阶段受力主要特点是什么？
答：适筋梁正截面受弯全过程可划分为三个阶段—混凝土开裂前的未裂阶段、混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段和钢筋开始屈服前至截面破坏的破坏阶段。
第Ⅰ阶段的特点是：1）混凝土没有开裂；2）受压区混凝土的应力图形是直线，受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线，后期是曲线；3）弯矩与截面曲率基本上是直线关系。第Ⅱ阶段的特点是：1）在裂缝截面处，受拉区大部分混凝土推出工作，拉力主要由纵向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；2）受压区混凝土已有塑性变形，但不充分，压应力图形为只有上升段的曲线；3）弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠度的增长加快了。
第Ⅲ阶段的特点是：1）纵向受拉钢筋屈服，拉力保持为常值；裂缝截面处，受拉区大部分混凝土已退出工作，混凝土被压碎，截面破坏；
十三、什么叫钢筋混凝土少筋梁、适筋梁和超筋梁？各自有什么样的破坏形态？为什么把少筋梁和超筋梁都成为脆性破坏？
答：少筋梁是指受力钢筋的配筋率少于最少配筋率；
适筋梁是指受力刚进的配筋率在最少配筋率与最大配筋率之间；
超筋梁是指受力钢筋的配筋率大于于最大配筋率。
少筋梁的破坏形态：混凝土没有开裂，钢筋断裂，破坏没有明显的征兆，破坏时间比较短； 适筋梁的破坏形态：混凝土开裂有一定的征兆，混凝土构件断裂时，钢筋也到达了极限，开裂时间有一个明显的过程；
超筋梁的破坏形态：混凝土完全开裂了，钢筋的作用还没有完全使用，构件就破坏了，破坏没有明显的征兆，破坏时间比较短。
之所以把少筋梁和超筋梁称为脆性破坏，是因为构件的破坏时间比较短，没有明显的征兆。
十四、在什么情况下可采用钢筋混凝土双筋截面梁？为什么双筋截面梁一定要采用封闭式箍筋？截面受压区的钢筋设计强度是如何确定的？
答：单筋截面适筋梁最大承载力为
20(10.5)u cd b b M f bh ξξ=-因此，当截面承受的弯矩组合值d M 较大，而梁截面尺寸受到使用条件限制或混凝土强度又不宜提高的情况下，又出现ξ>而承载能力不足时，则应改用双筋截面。
若钢筋刚度不足或箍筋间距过大，受压钢筋会过早向外侧向凸出，反而会引起受压钢筋的混凝土保护层开裂，使受压区混凝土过早破坏，因此双筋截面梁一定要采用封闭式箍筋。
《公路桥规》取受压钢筋应变/0.002s ε=，这时对R235及钢筋取420Mpa ，对HRB335,HRB400
等钢筋为400Mpa 。
十五、钢筋混凝土双筋截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是什么？试说明原因。 答：双筋矩形截面受弯构件正截面承载力的两个基本公式：
,,1c y s y s f bx f A f A α+=
,,,100()()2u c y s s x M M f bx h f A h a α=-+-
适用条件：（1） 1b ρρ≤是为了保证受拉钢筋屈服，不发生超筋梁脆性破坏，且保
证受压钢筋在构件破坏以前达到屈服强度；（2）为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值，应满足,2s x a ≥， 其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心。当不满足条件时，则表明受压钢筋的位置离中和轴太近，受压钢筋的应变太小，以致其应力达不到抗压强度设计值。
十六、配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压短柱与长柱的破坏形态有何不同？什么叫做长
柱的稳定系数？影响稳定系数的主要因素有哪些？
答：轴心受压普通箍筋短柱的破坏形态是随着荷载的增加，柱中开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。而长柱破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。 稳定系数：在钢筋混凝土轴心受压构件计算中，考虑构件长细比增大的附加效应使构件承载力降低的系数。
影响因素：主要与构件长细比有关，混凝土强度和配筋率影响小。
十七、配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件与配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件的正截面承载力计算有何不同？
答：螺旋箍筋柱与普通箍筋柱的受力变形没有多大区别。但随着荷载的不断增加，纵向钢筋应力达到屈服强度时，螺旋箍筋外的混凝土保护层开始剥落，柱的受力混凝土面积有所减少，因而承载力有所下降。但由于螺旋箍筋间距较小，足以防止螺旋箍筋之间纵筋的压屈，因而纵筋仍能继续承担荷载。随着变形的增大，核芯部分的混凝土横向膨胀使螺旋箍筋所受的环拉力增加。反过来，被拉紧的螺旋箍筋又紧紧地箍住核芯混凝土，使核芯混凝土处于三向受压状态，限制了混凝土的横向膨胀，因而提高了柱子的抗压强度和变形能力。螺旋箍筋柱在荷载保持不变的情况下有良好的变形能力，，柱破坏时的变形达0.01。因此近年来在抗震设计中，为了提高柱的延性常在普通钢箍筋加配螺旋箍筋。
《公路桥规》规定配有纵向受力钢筋和普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算公式如下：
,,00.9()d u cd sd s N N f A f A γ?≤=+
《公路桥规》规定配有纵向受力钢筋和普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算公式如下：
,,00.9()d u cd cor sd so sd s N N f A kf A f A γ?≤=++
十八、简述钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形态和破坏类型，如何判断？
答：受拉钢筋首先到达屈服强度，然后受压混凝土压坏为大偏心受压破坏（ξ≤ξb 为大偏心受压破坏）。
受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎，同一侧的钢筋压应力达到屈服强度，而另一侧的钢筋，不论受拉还是受压，其应力均达不到屈服强度，破坏前构件横向变形无明显的急剧增长，为小偏心受压破坏（ξ＞ξb 为小偏心受压破坏）
十九、什么是钢筋混凝土构件的换算截面？将钢筋混凝土开裂截面化为等效的换算截面基本前提是什么？
答：换算截面：将受压区的混凝土面积和受拉区的钢筋换算面积所组成的截面称为钢筋混凝土构件开裂截面的换算截面；
基本前提：
（1）平截面假定，即认为梁的正截面在梁受力并发生弯曲变形以后，仍保持为明面；
（2）弹性体假定。混凝土受压区的应力分布图可近似看作直线分布；
（3）受拉区混凝土完全不能承受拉应力。拉应力完全由钢筋承受。
二十、引起钢筋混凝土构件裂缝的主要因素有哪些？
主要是由于混凝土中拉应力超过了抗拉强度，或由于拉伸应变达到或超过了极限拉伸值而引起的。
内因：原材料配合比不优，水化热、自身体积变形及其热水。力学性能达不到抗裂能力要求；结构形式不合理，容易造成过大的应力集中；分块不恰当，难以承受外界条件和荷载的影响等。
外因：温度，湿度等环境变化，基础不均匀沉降和外荷超载。
二十一、配筋混凝土构件的分类包括哪些？
答：受拉构件，受压构件，受弯构建，受剪构件，受扭构件。
二十二、什么是预应力混凝土？为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？
答：为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，通过施加外力，使得构件产生的拉应力减小，甚至处于压应力状态下的混凝土构件。
预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚
原理：
1、提高了构件的抗裂度和刚度
2、可以节约材料和减轻结构的自重
3、减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力
4、结构质量安全可靠
5、可以提高结构的耐疲劳性能
6、预加应力的方法更有利于装配式混凝土结构的推广，亦可作为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。
原理：
在承受外荷载前，预先引入永久内应力（预加应力）以降低荷载应力或改善工作性能的配筋混凝土。预加应力的大小和分布规律，与外荷载产生的应力大小和分布规律相反，使之可以抵消由于外荷载产生的全部或部分拉应力。这样有预应力与外荷载产的应力叠加后，根据事先预加应力的大小，可使结构在使用状态下不出现拉应力、或推迟裂缝的出现，或将裂缝宽度控制在一定的限度内，这就是预应力的基本原理。
二十三、什么是预应力度？《公路桥规》对预应力混凝土构件如何分类？
答：公路桥规将受弯构件的预应力度入定义为由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Ms的比值。
第I类：全预应力混凝土结构入》=1
第II类：部分预应力混凝土结构 0《入《1
第III类：钢筋混凝土结构入=0
二十四、预应力混凝土结构有什么优缺点？
答：优点：1提高了构件的抗裂度和刚度。
2可以节省材料，减少自重。
3可以减少混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。
4结构质量安全可靠。
5预应力可作为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。此外，预应力还可以提高结构的耐疲劳性能。
缺点：1工艺较复杂，对施工质量要求甚高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。2需要有专门设备。
3预应力上拱度不易控制。
4预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。
二十五、什么是先张法？先张法预应力混凝土构件是按什么样的工序施工？先张法构件如何实现预应力筋的锚固？先张法构件有何优缺点？
答：先张法:即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。1预应力钢筋就位，准备张拉。2张拉并锚固，浇筑构件混凝土。3松锚，预应力钢筋回缩，制成预应力混凝土构件。先张法是靠工
作锚具来传递和保持预加应力的。
优点：先张法施工简单,靠粘结力自锚,不必耗费特制锚具,临时锚具可以重复使用(一般称工具式锚具或夹具),大批量生产时经济,质量稳定.适用于中小型构件工厂化生产。
缺点：需要较大的台座或成批的钢模、养护池等固定设备，一次性投资较大；预应力筋布置多数为直线型，曲线布置比较困难
二十六、什么是后张法？后张法预应力混凝土构件是按什么样的工序施工？后张法构件如何实现预应力筋的锚固？后张法构件有何优缺点？
答：后张法:即先浇筑构件混凝土，待混凝土结硬后，再张拉预应力钢筋并锚固的方法。1浇筑构件混凝土，预留孔道，穿入预应力钢筋。2千斤顶支于混凝土构件上，张拉预应力钢筋。3用锚具将预应力钢筋锚固后进行孔道压浆。后张法是靠工作锚具来传递和保持预加应力的。优点：不需固定的台座设备，不受地点限制，适用施工现场生产大型预应力混凝土构件。缺点：其工序较多，工艺复杂，锚具不能重复使用。
二十七、什么是预应力损失？什么是张拉控制应力？张拉控制应力的高低对构件有何影响？
答：预应力损失：预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象。张拉控制预应力：指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。
影响：张拉控制应力可以提高构件的抗裂性、减少钢筋用量。过高使用钢筋在张拉或施工过程中被拉断、应力松弛损失增大、构件出现纵向裂缝也降低了构件的延性，过低降低构件的承载力。
二十八、《公路桥规》中考虑的预应力损失主要有哪些？引起各项预应力损失的主要原因是
什么？如何减小各项预应力损失？
答：(1)预应力筋与管道壁引起的应力损失，主要由管道的弯曲和和管道的位置偏差引起的。措施：1采用两端张拉减少θ值和和管道长度X值。2采用超张拉法
（2）锚具变形，钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失，主要由锚具收到的巨大压力引起的。措施：1采用超张拉2注意选用值小的锚具对短小构件有位重要
（3）钢筋与台座间的温差引起的应力损失，主要由温差变化引起的。采用二次升温的养护方法减少预应力损失
（4）混凝土弹性压缩引起的损失，主要由预压应力产生压缩变形引起的。采用超张拉法减少预应力损失
（5）钢筋松弛引起的预应力损失，主要由徐变变形引起的，采用超张拉发减少预应力损失（6）混凝土收缩和徐变引起的预应力损失，主要由混凝土收缩和徐变引起的。采用超张拉法减少预应力损失。
二十九、什么是截面抗弯效率指标？什么是束界？预应力钢筋的布置原则是什么？如何确定预应力钢筋的弯起点？如何确定预应力钢筋的弯起角度？预应力钢筋弯起的曲线形状主要有哪些？
答：对全预应力混凝土结构，在保证截面上、下边缘混凝土不出现拉应力的条件下，混凝土压应力的合力作用点只能限制在截面上、下核心点之间，内力偶臂的可能变化范围是上核心距与下核心距之和。因此可用参数λ=（ Ks+Kx）/h （h为梁的截面高度）来表示截面的抗弯效率，通常称为截面抗弯效率指标。束界：把由E1和E2两条曲线所围成的限制了钢丝束的布置范围
预应力钢筋的布置原则？1. 预应力钢筋的布置应使其重心线不超过束界范围 2. 预应
力钢筋弯起的角度，应与所承受的剪力变化规律相配合 3应该符合构造要
求
如何确定预应力钢筋的弯起点？1.从受剪考虑。根据经验在跨径的三分点到四
分点之间开始弯起 2从受弯考虑，注意预应力钢筋弯起后的正截面抗弯承载力的要求 3满足斜截面抗弯承载力的要求
预应力钢筋弯起的曲线形状？圆弧线，抛物线，悬链线.钢结构的连接方式（焊缝连接
的形式）按板件的相对位置分为：对接、搭接、T形连接和角部连接。按构造可分为：接焊缝和角焊缝。
三十、钢结构与其他材料相比的优点有哪些？
答：建筑钢材强度高，塑性和韧性好；钢结构的重量轻；材质均匀，与力学计算的假定比较符合；钢结构制作简便，施工工期短；钢结构密闭性好；钢结构耐腐蚀性差；钢结构耐热但不耐火；钢结构可能发生脆性断裂。
三十一、钢结构的缺点有哪些？
答：钢结构的耐热性好，但防火性能差
钢材耐热而不耐高温。随着温度的升高，强度就降低。当周围存在着辐射热，温度在150度以上时，就应采取遮挡措施。如果一旦发生火灾，结构温度达到500度以上时，就可能全部瞬时崩溃。为了提高钢结构的耐火等级，通常都用混凝土或砖把它包裹起来。七、钢材易于锈蚀，应采取防护措施钢材在潮湿环境中，特别是处于有腐蚀介质的环境中容易锈蚀，必须刷涂料或镀锌，而且在使用期间还应定期维护
三十二、钢结构对钢材性能有哪些要求？这些要求用哪些指标来衡量？
答：
1、强度
屈服强度fy－－设计标准值（设计时可达的最大应力）；
抗拉强度fu－－钢材的最大应力强度，fu/fy为钢材的强度安全储备系数。
2、塑性－－材料发生塑性变形而不断裂的性质
3、韧性－－钢材在断裂或塑变时吸收能量的能力,用于表征钢材抗冲击荷载及动力荷载的能力，动力指标，是强度与塑性的综合表现。用冲击韧性衡量。
4、冷弯性能－－钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力。是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。冷弯实验测定。
5、可焊性－－钢材在焊接过程中对产生裂纹或发生断裂的.抵抗能力，以及焊接后具备良好性能的指标。通过焊接工艺试验进行评定。
三十三、影响钢材机械性能的主要因素有哪些？为何低温以及复杂应力作用下的钢结构要求采用质量较高的钢材？
答：化学成份的影响，钢材生产过程的影响、冷加工和时效硬化的影响、应力集中的影响、反复荷载的影响。
原因：当温度下降时，钢材的强度略有提高，而塑性和冲击韧性有所降低，即钢材的脆性倾向逐渐变大，当温度降低到某一数值时，钢材的冲击韧性急剧下降，钢材的破坏特征明显的由塑性破坏变为脆性破坏，影响钢材的性能，所以要求使用质量较高的钢材。
三十四、钢材受力有哪两种破坏形式？它们对结构安全有何影响？
答：⑴塑性破坏与脆性破坏。
⑵特征：塑性破坏断口呈纤维状，色泽发暗，有较大的塑性变形和颈缩
现象，破坏前有明显预兆，且变形持续时间长；
脆性破坏塑性变形很小甚至没有，没有明显预兆，破坏从应力
集中处开始，断口平齐并呈有光泽的晶粒状。
三十五、受剪普通螺栓连接存在哪五种破坏形式？
答：（1）螺栓杆剪断；
（2）孔壁挤压；
（3）钢板被拉断；
（4）钢板剪断；
（5）螺栓杆弯曲。
三十六、什么是高强度螺栓连接？
答：高强度螺栓除材料强度高外，施加很大的预拉力，板件间存在很大的摩擦力。预拉力、抗滑系数和钢材种类等都直接影响高强度螺栓连接的承载力。
高强度螺栓连接分为摩擦型连接和承压型连接。摩擦型连接依靠被连接件之间的摩擦阻力传递剪力，以剪力等于摩擦力作为承载能力的极限状态。
三十七、什么是单个摩擦型高强度螺栓的承载力？
答：高强度螺栓连接分为摩擦型连接和承压型连接。摩擦型连接依靠被连接件之间的摩擦阻力传递剪力，单个螺栓的抗剪承载力设计值对于普通螺栓为螺栓抗剪承载力和承压承载力的
较小值；对于高强螺栓为0.9
f
n up
，其中f
n
，u分别为摩擦面数和抗滑移系数，p为预拉力。
三十八、手工焊采用的焊条型号应如何选择？角焊缝的焊脚尺寸是否越大越好？
答：
a．等强度原则对于承受静载荷或一般载荷的工件或结构，通常按焊缝与母材等强的原则选用焊条，即要求焊缝与母材抗拉强度相等或相近。
b．等条件原则根据工件或焊接结构的工作条件和特点来选用焊条。如在焊接承受动载荷或冲击载荷的工件时，应选用熔敷金属冲击韧性较高的碱性焊条；而在焊接一般结构时，则可选用酸性焊条。
c．等同性原则在特殊环境下工作的焊接结构，如耐腐蚀、高温或低温等，为了保证使用性能，应根据熔敷金属与母材性能相同或相近原则选用焊条。
角焊缝的焊脚尺寸过大，焊缝收缩时将产生较大的焊接残余应力和残余变形，且热影响区扩大易产生脆裂，较薄焊件易烧穿。板件边缘的角焊缝与板件边缘等厚时，施焊时易产生咬边现象。
三十九、焊缝残余应力和残余变形是怎样产生的？有何危害？在设计和施工中如何防止或减少焊缝残余应力和残余变形的产生？
答：钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域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。这种应力称为焊接残余应力。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。
焊接残余应力的危害：1、降低构件的刚度；2、降低构件的稳定承载力；3、降低结构的疲劳强度；4、在低温下承载，加速构件的脆性破坏。
焊接残余变形的影响：变形若超出了施工验收会犯所容许的范围，将会影响结构的安装、正常使用和安全承载；所以对过大的残余变形必须加以矫正。
减少焊接残余应力和变形的方法：1、合理设计，选择适当的焊脚尺寸、焊缝布置应尽可能对称、进行合理的焊接工艺设计。选择合理的施焊顺序，2、正确施工；在制造工艺上，采用返变形和局部加热；按焊接工艺严格施焊，避免随意性；尽量采用自动焊和半自动焊，手工焊时避免仰焊。
四十、复习思考题20-12解题步骤如何？
答:看书。
、
四十一、复习思考题21-3、21-6解题步骤如何？
答：看书。
四十二、什么是梁的局部失稳？
答：局部失稳
指在钢结构中，受压、受弯、受剪或在复杂应力下的板件由于宽厚比过大，板件发生屈曲的现象。
构件发生局部失稳后并不一定立即导致构件的整体失稳，也可能继续维持着构件整体的平衡状态。由于部分板件屈曲后退出工作，使构件的有效截面减小，会加速构件整体失稳而丧失承载能力。
四十三、为了防止钢板梁发生局部失稳，工程上采用什么措施？
答：(1)限制翼缘和腹板的宽厚比。
（2）在垂直于钢板平面的方向，设置具有一定刚度的加劲肋。
将腹板分成尺寸较小的区段，以提高其临界应力，此法较为有效。。
四十四、钢板梁的强度破坏与丧失整体稳定有何区别？影响钢板梁整体稳定的主要因素有哪些？提高钢板梁整体稳定性的有效措施有哪些？
答：如果临界应力低于钢材的屈服点，梁将在强度破坏之前整体失稳。梁整体失稳时依然有一定的强度，还能够承受一定的荷载，而强度破坏时则直接造成结构破坏。梁的侧向抗弯刚度和抗扭刚度越大、梁受压翼缘的自由长度越小，则梁的临界弯矩或临界荷载就越大，梁的整体稳定性就越有保证。措施：在梁的跨中增设受压翼缘的侧向支撑点，以缩短其自由长度，或者增加受压翼缘的宽度以提高其侧向抗弯刚度，或采用箱型截面、设置横隔、横联等以增强其抗扭刚度。为提高钢板梁的抗弯刚度、强度和整体稳定性，翼缘和腹板宜选用宽而薄的钢板以增大截面惯性矩。
结构设计原理课后题答案8—20
8-1大小偏心受拉构件的界限如何区分？它们的特点与破坏特征各有何不同？ 答：当偏心拉力作用点在As合力点与A’s合力点之间时为小偏心受拉情况，否则为大偏心受拉。小偏心情况下，构件破坏前混凝土已全部裂通，拉力完全由钢筋承担；大偏心情况下，裂缝不会贯通整个截面，裂缝开展很大，受压区混凝土被压碎。 8-2《公路桥规》对大小偏心受拉构件纵向钢筋的最小配筋率有哪些要求？ 答：规定小偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按构件毛截面面积计算，而大偏心受拉构件 一侧受拉纵筋的配筋率按As/bh 0计算,他们的值都不应小于45f td /f sd ，同时不小于0.2. 9-1对于钢筋混凝土构件，为什么《公路桥规》必须进行持久状况正常使用极限状态计算和短暂状况应力计算？与持久状况承载能力极限状态计算有何不同之处？ 答：因为钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。不同点：○1极限状态取构件破坏阶段○2截面承载能力大于最不利荷载效应○3作用效应取短期和长期效应的一种或两种组合，汽车荷载不计冲击系数。 9-2什么是钢筋混凝土构件的换算截面？ 答：将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面。 9-3引起钢筋混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些？ 答：作用效应、外加变形或约束变形、钢筋锈蚀。 9-4影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？混凝土结构耐久性设计应考虑什么？ 答：混凝土冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损、混凝土的碳化、钢筋锈蚀。混凝土耐久性设计可能与混凝土材料、结构构造和裂缝 12-1何为预应力混凝土?为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？ 答：所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。 对构件施加预应力原因：使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或推迟开裂或者使裂缝宽度减小。 基本原理：由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在均布荷载q作用使下边缘所产生的拉应力全部被抵消，因而可避免混凝土出现裂缝，混凝土梁可以全截面参加工作，这就相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强钢材的目的。 12-2什么是预应力度？《公路桥规》对预应力混凝土构件如何分类？ 预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩与外荷载产生的弯矩的比值。分三类：○1全预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力（不得消压）○2部分预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝○3钢筋混凝土构件—不预加应力的混凝土构件 12-4什么是先张法？答：先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。 12-5什么是后张法？答：后张法是先浇筑构件混凝土待混凝土结硬后再张拉预应力钢筋并锚固的方法。 13.3何谓预应力损失？何谓张拉控制应力？张拉控制应力的高低对构件有何影响？ 答：预应力损失：预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象 张拉控制应力：指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。影响：张拉控制应力能够提高构建的抗裂性、减少钢筋用量。过高使钢筋在张拉或施工过程中被拉断、应力松弛损失增大、构件出现纵向裂缝也降低了构件的
钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)
页脚内容1 《钢结构设计原理》 三. 连接 3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值N=1500kN ，钢材Q345-A ，焊条E50型，手工焊，焊缝质量三级。 解： 三级焊缝 查附表1.3：2w t N/mm 265=f ，2w v N/mm 180=f 不采用引弧板：m m 4801025002w =?-=-=t b l 3 2w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010 N f l t σ?===>=?，不可。 改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度： m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w =-=-?=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310 N f l t θσ??===<='? 32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310 v N f l t θτ??==≈<='? 设计满足要求。 方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。 3.9 条件同习题3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。
页脚内容 2 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。 查附表1.3：2w f N/m m 200=f 试选盖板钢材Q345-A ，E50型焊条，手工焊。设盖板宽b =460mm ，为保证盖板与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度： 1250010 5.4mm 22460 A t b ?≥==?，取t 2=6mm 由于被连接板件较薄t =10mm ，仅用两侧缝连接，盖板宽b 不宜大于190，要保证与母材等强，则盖板厚则不小于14mm 。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。 1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸：t h t ==m ax m m 6f ，mm 最小焊脚尺寸：7.4105.15.1min f =?==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm 2）焊接设计： 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=?????=?=f b h N β 侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 557184942816101500331=-?=-=N N N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有4条侧缝）： mm 172620067.045571847.04f w f f 1f w =+???=+?=+=h f h N h l l 取侧面焊缝实际长度175mm L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。
《结构设计原理》试卷和答案
《结构设计原理》试题1 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【 C 】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【 B 】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力M u【 A 】 A. 配筋率大的，M u大 B. 配筋率小的，M u大 C. 两者M u相等 D. 两者M u接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【 D 】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【 A 】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【 B 】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【 B 】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【 C 】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【 D 】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度 二、填空题 11. 所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。 12. 钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。 13. 在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗
钢结构设计原理复习题及参考答案[1]
2011年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）
结构设计原理课后习题答案(第三版)
结构设计原理课后习题答案 1 配置在混凝土截面受拉区钢筋得作用就是什么？ 混凝土梁得受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉 区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋得屈服强度。因此，钢筋混凝土梁得承载能 力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词： 混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得得抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法与试验方法测得得混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150得棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋， 当试件在没有钢筋得中部截面拉断时，此时得平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定得试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压得应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应 变曲线有哪几个因素？ 完整得混凝土轴心受压得应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~0、3fc 时呈直线；0、3~0、8fc 曲线偏离直线。0、8fc 之后，塑性变形 显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。D 点之后， 曲线趋于平缓。 因素：混凝土强度，应变速率，测试技术与试验条件。 4 什么叫混凝土得徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载得长期作用下，混凝土得变形随时间增长，即在应力不变得情况下， 混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土得徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生得应力大小，加载时龄期，混 凝土结构组成与配合比，养生及使用条件下得温度与湿度。 5 混凝土得徐变与收缩变形都就是随时间而增长得变形，两者有与不同之处？ 徐变变形就是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形就是混凝土在凝 结与硬化得物理化学反应中体积随时间减小得现象，就是一种不受外力得自由变 形。 6 普通热轧钢筋得拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用 得普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别就是什么？ 答：屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶 段，破坏阶段 按屈服强度分为：235MPa ，300MPa ，335MPa ，400MPa ，500MPa 代号：HPB235(R235),HRB335，HRB400，RRB400(KL400) 7 什么就是钢筋与混凝土之间粘结应力与粘结强度？为保证钢筋与混凝土之间 有足够得粘结力要采取哪些措施？ （1）由于变形差（滑移）沿混凝土与钢筋接触面上产生得剪应力称为粘结应力。 （2）在拔出试验失效时得最大平均应力作为粘结强度。dl πτF = （3）主要措施：提高混凝土强度，调整钢筋布置位置，调整钢筋间距，增加保
钢结构设计原理练习题参考答案
钢结构原理与设计练习题 第1章 绪论 一、选择题 1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。 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 2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ A ） A 、0
8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B） A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 二、填空题 1、结构的可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）______强度高、自重轻__________、2）_____塑性、韧性好_______________，3）______材质均匀、工作可靠性高______________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 5、根据功能要求，结构的极限状态可分为下列两类：__承载力极限状态____ ______正常使用极限状态_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之增大。 三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比，具有哪些特点？ 2、钢结构采用什么设计方法？其原则是什么？ 3、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？ 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中，各符号的意义？ 第2章钢结构材料 一、选择题 1、钢材在低温下，强度（A），塑性（B），冲击韧性（B）。 (A)提高(B)下降(C)不变(D)可能提高也可能下降 2、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是（A）。
结构设计原理-叶见曙版-课后习题第7-9(附答案)
第七章 7-2试简述钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形态和破坏类型。 答：破坏形态： （1）受拉破坏—大偏心受压破坏，当偏心距较大时，且受拉钢筋配筋率不高时，偏心受压构件的破坏是受拉钢筋先达到屈服强度，然后受压混凝土压坏，临近破坏时有明显的预兆，裂缝显著开展，构件的承载能力取决于受拉钢筋的强度和数量。 （2）受压破坏—小偏心受压破坏，小偏心受压构件的破坏一般是受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋压应力达到屈服强度，破坏前钢筋的横向变形无明显急剧增长，正截面承载力取决于受压区混凝土的抗压强度和受拉钢筋强度。 破坏类型：1）短柱破坏；2）长柱破坏；3）细长柱破坏 7-3由式（7-2）偏心距增大系数与哪些因素有关？ 由公式212 000)/e 140011ζζη?? ? ??+=h l h （可知，偏心距增大系数与构件的计算长度，偏心 距，截面的有效高度，截面高度，荷载偏心率对截面曲率的影响系数，构件长细比对截面曲 率的影响系数。 7-4钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件的截面设计和截面复核中，如何判断是大偏心受压还是小偏心受压？ 答：截面设计时，当003.0h e ≤η时，按小偏心受压构件设计，003.0h e >η时，按大偏心受压构件设计。 截面复核时，当b ξξ≤时，为大偏心受压，b ξξ>时，为小偏心受压. 7-5写出矩形截面偏心受压构件非对称配筋的计算流程图和截面复核的计算流程图 注意是流程图 7-6 解： 查表得： .1,280',5.110====γMPa f f MPa f sd sd cd m kN M M kN N N d d ?=?=?==?=?=6.3260.16.326,8.5420.18.54200γγ
钢结构设计原理作业参考答案
按构造要求确定焊角高h f 为 h fmin =1.5t =1.5?10=4.74mm mm t h fmsx 77.51==,取h f =6mm 取盖板截面为260?6mm 2,则端缝承载力为 w t f e f B h b N ???=21 查表1－4得f w t =160 N/mm 2
则 kN N 8.42631616022.167.026021=?????= 接缝一侧一条焊缝需要长度 ()mm f h N N L w t f W 57516067.0410975.40955057.043 1=+????-=+???-= 取L W =60mm.则盖板全长为： mm L L W 130********=+?=+?= 3-3．图3-73所示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为m kN M ?=2500，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准，试验算拼接焊缝强度。（提示：剪力V 可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即M I I M w w = ） 解：查得2/215mm N f w t =，2/215mm N f w c =，2/125mm N f w v = 计算焊缝截面特征值 () 4237393605953601440006124021200.1121 cm I =+=???+??= 431440001200.112 1 cm I w =??= 21201120cm A w =?= 验算正应力 m kN M I I M w w ?=?== 9.486739360 1440002500
2 24 6/215/9.202600/10144000109.486mm N mm N W M w w w <=??==σ满足 验算剪应力 222 3 /125/7.411012010500mm N mm N A V w w <=??==τ满足 验算折算应力 222222/2362151.1/4.2157.4139.2023mm N mm N w w =?<=?+=+τσ 满足要求 3-4．图3-74所示一柱间支撑与柱的连接节点，支撑杆承受轴拉力设计值 kN N 300=，用2L80×6角钢做成，钢材均为Q235钢，焊条为E43型，手工焊。 (1) 支撑与节点板采用角焊缝相连，焊脚尺寸见图，试确定焊缝长度。 (2) 节点板与端板用两条角焊缝相连，试演算该连接焊缝强度。 解：查附表1-4得2/160mm N f w f = (1) 采用两边围焊，肢背、肢尖的受力为 kN N K N 2103007.011=?=?= kN N K N 903003.022=?=?= 据题设焊脚高度为 mm h f 81=，mm h f 62= 计算肢背、肢尖所需焊缝长度为
钢结构设计原理习题及参考答案
钢结构设计原理习题及参考答案1 单项选择题 1.焊接组合梁截面高度h是根据多方面因素确定的，下面哪一项不属于主要影响因素？（） A、最大高度 B、最小高度 C、等强高度 D、经济高度答案：C 2.焊接的优点不包括（）。 A、直接连接方便简单 B、节省材料 C、结构刚度大，提高焊接质量 D、最大化体现钢材料性能答案：D 3.轴心压杆计算时满足（）的要求。 A、强度，刚度 B、强度，刚度，整体稳定 C、强度，整体稳定，局部稳定 D、强度，整体稳定，局部稳定，刚度答案：D 4.对关于钢结构的特点叙述错误的是（）。 A、建筑钢材的塑形和韧性好 B、钢材的耐腐蚀性很差 C、钢材具有良好的耐热性和防火性 D、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构 答案：C 5.轴心受压构件整体稳定的计算公式的物理意义是（）。 A、截面平均应力不超过钢材强度设计值 B、截面最大应力不超过钢材强度设计值 C、截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值 D、构件轴力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值答案：D 6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面（）。 A、最大应力达到钢材屈服点 B、平均应力达到钢材屈服点 C、最大应力达到钢材抗拉强度 D、平均应力达到钢材抗拉强度答案：B 7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标？（） 精选范本
A、屈服点 B、抗拉强度 C、伸长率 D、线胀系数答案：D 8.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用（）。 A.E55型 B.E50型 C.E43型 D.E60型答案：C 9.梁受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足要求时，采用（）是比较合理的措施。 A、加厚翼缘 B、在集中荷载作用处设置支承加劲肋 C、增加横向加劲肋的数量 D、加厚腹板答案：B 10.最大弯矩和其他条件均相同的简支梁，当（）时整体稳定最差。 A、均匀弯矩作用 B、满跨均布荷载作用 C、跨中集中荷载作用 D、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用答案：A 11.不考虑腹板屈曲后强度，为保证主梁腹板的局部稳定，（）。 A、需配置横向加劲肋和纵向加劲肋 B、不需要配置加劲肋 C、需设置横向加劲肋 D、需配置纵向加劲肋答案：C 12.轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（）。 A、杆长相等 B、长细比相等 C、计算长度相等 D、截面几何尺寸相等答案：B 13.钢结构压弯构件设计应该进行哪几项内容的计算（）。 A、强度，弯矩作用平面内的整体稳定性，局部稳定，变形 B、弯矩作用平面内的稳定性，局部稳定，变形，长细比 C、强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，变形 D、强度，强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，长细比答案：C 1.钢梁进行刚度验算时，应按结构的正常使用极限状态计算，此时荷载应按（）计。 A、折算值 B、设计值 C、标准值 D、当量值答案：C 2.钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有（）。 精选范本
结构设计原理答案
一、钢筋和混凝土之所以能有效结合共同工作的原因是什么？ 答：1. 混凝土硬化后，钢筋和商品混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体，从而保证在荷载作用下，钢筋和商品混凝土能变形协调，共同工作，不易失稳。 2.钢筋与混凝土两者有相近的膨胀系数，两者之间不会发生相对的温度变形而使粘结力遭到破坏。 3.在钢筋的外部，应按照构造要求设置一定厚度的商品混凝土保护层，钢筋包裹在混凝土之中，受到混凝土的固定和保护作用，钢筋不容易生锈，发生火灾时，不致使钢筋软化导致结构的整体倒塌。 4、钢筋端部有足够的锚固长度。 二、影响粘结强度的因素有哪些？ 答：1，混凝土强度；粘结强度随混凝土的强度等级的提高而提高。 2，钢筋的表面状况；如变形钢筋的粘结强度远大于光面钢筋。 3，保护层厚度和钢筋之间的净距。因此，构造规定，混凝土中的钢筋必需有一个最小的净距。 4，混凝土浇筑时钢筋的位置；对于梁高超过一定高度时，施工规范要求分层浇筑及采用二次振捣。 三、什么叫混凝土的徐变？影响混凝土徐变的因素有哪些？ 答：答：在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素： （1）混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小；（2）加荷时混凝土的龄期；（3）混凝土的组成成分和配合比；（4）养护及使用条件下的温度与湿度 四、什么是钢筋和混凝土之间粘结应力和粘结强度？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？ 答：（1）粘结应力：变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力； （2）粘结强度：实际工程中，通常以拔出试验中粘结失效（钢筋被拔出，或者混凝土被劈裂）时的最大平均粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强度； （3）主要措施：①光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的提高而提高，所以可以通过提高混凝土强度等级来增加粘结力；②水平位置钢筋比竖位钢筋的粘结强度低，所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力；③多根钢筋并排时，可调整钢筋之间的净距来增强粘结力；④增大混凝土保护层厚度⑤采用带肋钢筋。五、结构的可靠性与可靠度是什么？ 五、结构的可靠性与可靠度是什么？ 答：结构可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。包括安全性、适用性和耐久性。 结构的可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
钢结构设计原理习题及答案
钢结构设计原理题库 一、单项选择题 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 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 C 35.0,65.021==k k D 35.0,75.021==k k
结构设计原理课后习题答案
1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 混凝土梁的受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋的屈服强度。因此，钢筋混凝土梁的承载能力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词： 混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得的抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150的棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋，当试件在没有钢筋的中部截面拉断时，此时的平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定的试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？ 完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~时呈直线；~曲线偏离直线。之后，塑性变形显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。D 点之后，曲线趋于平缓。 因素：混凝土强度，应变速率，测试技术和试验条件。 4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间增长，即在应力不变的情况下，混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加载时龄期，混凝土结构组成和配合比，养生及使用条件下的温度和湿度。 5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？ 徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象，是一种不受外力的自由变形。 6 普通热轧钢筋的拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用的普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别是什么？ 答：屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，破坏阶段 按屈服强度分为：235MPa ，300MPa ，335MPa ，400MPa ，500MPa 代号：HPB235(R235),HRB335，HRB400，RRB400(KL400)
结构设计原理第四版课后答案叶见曙
结构设计原理第四版课后答案叶见曙 目录 第一章...........1 第二章...........3 第三章...........5 第四、五章......13 第六章...........16 第七、八章.......18 第九章.. (26) 第一章 1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。 1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。 答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号 cu f 表示。 混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号 c f 表示。 混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》 （JTJ 053-94）规定，采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度 ts f 按下式计算： 20.637ts F F f A = =πA 。 混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏
钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)
《钢结构设计原理》
三. 连接
3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材
Q345-A，焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。
解： 三级焊缝
N
N
500
查附表 1.3：
f tw
?
265 N/mm 2 ，
f
w v
? 180 N/mm 2
10
不采用引弧板： lw ? b ? 2t ? 500 ? 2 ?10 ? 480 mm
?
?
N lwt
1500 ?103 ?
480 ?10
? 312.5N/mm2
?
ftw
?
265N/mm2 ，不可。
改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度：
lw? ? (b / sin? ) ? 2t ? (500 / sin 56?) ? 20 ? (500 / 0.829 ) ? 20 ? 583mm
?
?
N sin? lw? t
? 1500?103 ?0.829 583?10
? 213N/mm2
?
ftw
? 265N/mm2
?
?
N cos? lw? t
? 1500?103 ?0.559 583?10
? 144N/mm2
?
fvw
? 180N/mm2
设计满足要求。
方法二：以 θ 作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
3.9 条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。
查附表
1.3：
f
w f
?
200 N/mm
2
试选盖板钢材 Q345-A，E50 型焊条，手工焊。设盖板宽 b=460mm，为保证盖板与连
接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度：
t2
?
A1 2b
?
500 ?10 2? 460
?
5.4mm
，取
t2=6mm
由于被连接板件较薄 t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽 b 不宜大于 190，要保证与母
材等强，则盖板厚则不小于 14mm。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面
围焊。
1
钢结构设计原理课后习题答案
.
.. .
3. 连接
《钢结构设计原理》作业标答
3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材
Q345-A，焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。
N
N
500
解：
三级焊缝
10
查附表 1.3：
f tw
265 N/mm 2 ，
f
w v
180 N/mm 2
不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mm
N lwt
1500 103
480 10
312.5N/mm2
f
w t
265N/mm2 ，不可。
改用斜对接焊缝：
方法一：按规取 θ=56°，斜缝长度：
lw (b / sin ) 2t (500 / sin 56) 20 (500 / 0.829 ) 20 583mm
N sin lw t
1500103 0.829
58310
213N/mm2
ftw
265N/mm2
N cos lw t
1500103 0.559 58310
144N/mm2
fvw
180N/mm2
设计满足要求。
方法二：以 θ 作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
3.9 条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。
解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。
查附表
1.3：
f
w f
200 N/mm 2
..
..范文
..
结构设计原理 真题及答案
结构设计原理(二)-复习训练 1.单选题 11下列不宜用于无粘结部分预应力钢筋的是(D)○冷拔钢筋 12部分预应力混凝土构件中,非预应力钢筋的主要作用不包括(D)○改善梁的极限使用性能 《公路桥规》规定钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵结构的设计基准为(B)○100年 钢材随时间的进展使屈服强度和抗拉强度提高,伸长率和冲击韧性降低的现象,称为(D)○时效硬化 格构式轴心受压构件的设计除了强度、刚度、局部稳定、整体稳定外,还应包含(B)○缀件的设计 简支梁的弯矩包络图一般可近似为一条(C)○二次抛物线
通过预加应力实现荷载平衡的概念,在分析和设计预应力混凝土时(C)○是计算挠度的最佳方法 受弯构件的斜截面抗剪承载力公式"vu=Vc+Vsv+Vsb"其中"Vsv"表示(C)。○箍筋的抗剪力 材料的标准值,其取值原则是在符合规定质量的材料强度实测值的总体中,材料的强度标准值应具有(B)的保证率。○高于95% 下列选项不属于腹筋的是(B)。○纵向 砂浆按其胶结料的不同主要有(B)。○无塑性掺料的水泥砂浆、有塑性掺料的混合砂浆、石灰砂浆 下列关于无粘结预应力混凝土梁说法错误的是(A)。○无粘结预应力混凝土梁是指配置的主筋为无粘结预应力钢筋的先张法预应力混凝土梁
应变急剧增长,而应力却在很小范围内波动,变形模量近似为零,这是钢筋的拉伸试验时(C)阶段的特征○屈服阶段 按照《公路桥规》规定,在进行钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力复核时,下列可以不进行复核的截面是(A)。○支座三分之一处的截面 下列不是影响钢材疲劳强度的主要因素是(D)○应力分布 下列检查焊缝质量时除了外观检查外,还要求一定数量的超声波检查并应符合相应级别的质量标准的是(B)○一级、二级焊缝 试配有箍筋和弯起钢筋的钢筋混凝土梁,当发生减压破坏时,与其抗剪承载力不相关的是(C)○纵筋能承受的剪力 摩擦型高强度螺栓连接的孔径和承压型高强度螺栓连接的孔径比螺栓分别大(A)○~2mm,1~
钢结构设计原理 张耀春版课后习题答案
《钢结构设计原理》作业标答 3. 连接
3.8 试设计如图所示的对接连接 （直缝或斜缝） 。 轴力拉力设计值 N=1500kN， 钢材 Q345-A， 焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。 三级焊缝 查附表 1.3： f t w ? 265N/mm2 ， f vw ? 180N/mm2 不采用引弧板： l w ? b ? 2t ? 500? 2 ?10 ? 480mm
10 500
解：
N
N
N 1500 ?103 ?? ? ? 312.5N/mm2 ? f t w ? 265N/mm2 ，不可。 lw t 480 ?10
改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度：
? ? (b / sin ? ) ? 2t ? (500/ sin 56?) ? 20 ? (500/ 0.829) ? 20 ? 583mm lw
??
N sin ? 1500 ?103 ? 0.829 ? ? 213N/mm2 ? f t w ? 265N/mm2 ?t lw 583 ?10 N cos ? 1500 ?103 ? 0.559 ? ? 144N/mm2 ? fvw ? 180N/mm2 ?t lw 583 ?10
??
设计满足要求。 方法二：以 θ 作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
3.9
条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。
解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。 查附表 1.3： f fw ? 200N/mm2 试选盖板钢材 Q345-A，E50 型焊条，手工焊。设盖板宽 b=460mm，为保证盖板与连 接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度： A 500 ?10 t2 ? 1 ? ? 5.4mm ，取 t2=6mm 2b 2 ? 460 由于被连接板件较薄 t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽 b 不宜大于 190，要保证与母 材等强，则盖板厚则不小于 14mm。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面 围焊。
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