钢结构原理与设计第版__课后答案
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。
NN500解：三级焊缝10查附表 1.3：f tw265 N/mm 2 ，fw v 180 N/mm 2不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mmN lwt1500 103 480 10 312.5N/mm2fw 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 583mmN sin lw t1500103 0.829 58310 213N/mm2ftw265N/mm2N cos lw t 1500103 0.559 58310 144N/mm2fvw 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：fw f200 N/mm 2. 学习.资料.....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：t2A1 2b500 10 2 4605.4mm，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) 确定焊脚尺寸最大焊脚尺寸： t 6mm，hf max t mm 最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 10 4.7 mm 取焊脚尺寸 hf=6mm 2）焊接设计：正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N3 2 0.7hf bffw f2 0.7 6 460 1.22 200 942816N侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N1 N N3 1500 10 3 942816 557184 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）：l lw hfN1 4 0.7hffw f hf557184 4 0.7 6 200 6 172 mm取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度：175 10 175L=175×2+10(盖板距离)=360mm。
《钢结构原理与设计第二版》章课后答案.docx
4. 1解:N = Y G N GK +Y Q N QK =1.2X |X 315 + 1.4X |X 315 = 420^焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的//= 185/V/mm 2,Q235 钢的 / = 215/V/mm 2。
N 420 X103 「北 t> ------ : ■ bf. = ---------- =1135mm 200x185 故取 f = 12mm o4. 2解:N = Y G N GK +Y Q N QK =1.2X O.2A/A +1.4X O.8A/A =l36N k 焊缝质量为二级，f t w =215N/mm 2未用引弧板施焊 l w — 400 — 2x12 = 316mmN = f ；v l w t = i.36N kf t w l w t. 1.36 = 215X376X12 亍山册1.364. 4解: 1）焊脚尺寸仰hf 、> 1 珀匚唤=l-5xV10 = 4.74mm h f[ < 1.2/inin = 1.2x8 = 9.6mm趾部尺寸! h /2 !-5At = 1.5x VlO = 4.74m/n WV^/2 "nin - （1 〜2）= 8-（1 〜2） = 6 〜7mm 为方便备料,取h f i = hf2 = hf = 6mm ,满足上述要求。
2） 轴心力N 的设计值N= Y C >N C .K ^Y Q N QK=1.2X 0」x 180 +1.4x 0.9x 180 = 248.4^按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系 数 勺=0.3— = 0.7 bh对角钢趾部取力矩平衡得：N\b = N®N\=^N = 0.3N = 0.3x248.4 = 74.52RN 1 b N 2=N-N } =0.7^ =0.7X 24&4 = 173.88RN3） 焊缝长度。
《钢结构原理与设计第二版》 4-8章课后答案
4.1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4.2解：k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-= tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4.4解： 1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1m in 1m ax 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mmt h mm t h f f 7~62~182~174.4105.15.1m in 2m ax 2 为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=b e 7.02=be对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0.85。
钢结构设计原理习题及参考答案
钢构造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：C2.焊接的优点不包括〔〕。
A、直接连接方便简单B、节省材料C、构造刚度大，提高焊接质量D、最大化表达钢材料性能答案：D3.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：D4.对关于钢构造的特点表达错误的选项是〔〕。
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、钢构造更适合于高层建筑和大跨构造答案：C5.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：D6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，"钢构造设计标准"采用的准则为净截面〔〕。
A、最大应力到达钢材屈服点B、平均应力到达钢材屈服点C、最大应力到达钢材抗拉强度D、平均应力到达钢材抗拉强度答案：B7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标？〔〕A、屈服点B、抗拉强度C、伸长率D、线胀系数答案：D8.Q235与Q345两种不同强度的钢材进展手工焊接时，焊条应采用〔〕。
A.E55型B.E50型C.E43型D.E60型答案：C9.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〔〕是比拟合理的措施。
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：B10.最大弯矩和其他条件均一样的简支梁，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：A11.不考虑腹板屈曲后强度，为保证主梁腹板的局部稳定，〔〕。
钢结构基本原理课后习题答案完全版
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 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 yy 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 yσ图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点： 卸载前应变：52350.001142.0610y f Eε===⨯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 Eεε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869cc Eσεε=-=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）。
《钢结构原理与设计第二版》中国建筑工业出版社夏志斌 部分课后答案
4.1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4.2解：k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-= tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4.4解： 1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1min 1max 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 7~62~182~174.4105.15.1min 2max 2 为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=b e 7.02=be对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0.85。
钢机构设计原理-夏志斌_课后习题答案
钢结构原理与设计 部分答案参考答案 1~3省略 没有计算 4.1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4.2解：k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-=tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4.4解：1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mm t h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1min 1max 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mm t h mmt h f f 7~62~182~174.4105.15.1min2max 2为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=b e 7.02=be对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0.85。
《钢结构原理与设计第二版》中国建筑工业出版社夏志斌_部分课后答案详解
713.3kN
4.4解： 1）焊脚尺寸 hf
背部尺寸
h
f
1
hf
1.5 tmax 1.5 1 1.2tmin 1.2
10 8
4.74mm 9.6mm
趾部尺寸
h
f
h
2
f2
1.5 tmin
tmax 1.5 10
1 ~ 2 8 1 ~ 2
4.74mm 6 ~ 7mm
为方便备料，取 hf 1 hf 2 hf 6mm，满足上述要求。
y1
l 2
150mm
T f
Tx1 I0
14.3106 54.4 2202.4 10 4
35.3N
/ mm2
598.4103 2 0.7 6 160
445.2mm 60hf
360mm
不可行；
取 hf 7mm 时， lw 381.6mm， lw 60hf 420mm 可行， l 381.6 2hf 395.6mm，取 l 400mm 取 hf 9mm 时， lw 296.8mm， lw 60hf 540mm 可行， l 296.8 2hf 314.8mm，取 l 320mm 故最小的焊脚尺寸可取 7mm ，钢板搭接长度为 400mm
74.52kN
N2 N N1 0.7N 0.7 248.4 173.88kN
3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心
影响， ftW 应乘以折减系数 0.85。
角钢趾： lW1 0.7hf
N1
0.85
f
W f
74.52103 0.7 6 0.85 160
f f
2
2 f
f
W f
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4-1解：
kN N N N QK Q GK G 4203153
24.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ 焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185
200104203
=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4-2解：
k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ
焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊
mm l W 376122400=⨯-=
t
l N f W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336
.11237621536.1=⨯⨯==
4-4解：
1）焊脚尺寸f h
背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mm
t h mm t h f f 6.982.12.174.4105.15.1min 1max 1 趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mm t h mm t h f f 7~62~182~174.4105.15.1min
2max 2 为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值
kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ
按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数
3.01=b e 7.02=b
e 对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =
kN N N b
e N 52.744.2483.03.021=⨯=== kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=
3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0-85。
角钢趾：mm h mm f h N l f W f f W 488130160
85.067.01052.7485.07.0311=>=⨯⨯⨯⨯=⋅≥ 取mm l 1401= （mm h f 1422130=+，取10mm 的整数倍） 角钢背：mm h mm f h N l f W f f W 36060304160
85.067.01088.17385.07.0322=<=⨯⨯⨯⨯=⋅≥ 取mm l 3202= （mm h f 3162304=+，取10mm 的整数）
4-5解：
腹板受到轴心拉力k N 作用
kN N N N QK Q GK G 4.5984408.04.14402.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ 焊脚尺寸f h
mm t h f 6.55.1max =≥，mm t h f 9~8)2~1(min =-≤
取mm h f 6=时，mm h mm f h N l f W f f W 360602.445160
67.02104.5987.023=>=⨯⨯⨯⨯=⨯≥ 不可行；
取mm h f 7=时，mm l w 6.381≥，mm h l f w 42060=≤ 可行，mm h l f 6.39526.381=+=，取mm l 400= 取mm h f 9=时，mm l w 8.296≥，mm h l f w 54060=< 可行，mm h l f 8.31428.296=+=，取mm l 320= 故最小的焊脚尺寸可取mm 7，钢板搭接长度为mm 400 最大的焊脚尺寸可取mm 9，钢板搭接长度为mm 320
4-7解：
（1）直接计算法
m kN Nl M ⋅=⨯==102.050
2262/1.148862407.0101067.0mm N h h l h M f
f W f f =⨯⨯==σ
. 23/6
.2972407.010507.0mm N h h l h N f
f W f f =⨯⨯==τ
W
f f f f f ≤+⎪⎪⎭⎫
⎝⎛22
τβσ
1606.29722.11.14882
2≤⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+⎪⎪⎭⎫
⎝⎛f f h h 解得：mm h f 85.7= 采用()mm t mm
t mm h f 9~82~136.6185.15.18min max =-
≤=⨯
=≥=，可
（2）试算法
()⎩⎨⎧=-≤=⨯=≥mm
t mm
t h f 9~82~136.6185.15.1min max
取mm h f 8=
2134424087.07.0mm l h l h A W f W e W =⨯⨯=== 3
225376024087.061
61mm l h W W e W =⨯⨯⨯== 226
2/0.186624087.0
101067.0mm N l h M W f f =⨯⨯⨯==σ
2
3
/2.3724087
.010507.0mm N l h N W f f =⨯⨯⨯==τ
2222
22
/160/9.1562.3722.1186mm N f mm N W
f f f f =≤=+⎪⎭⎫
⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫
⎝⎛τβσ，可
故mm h f 8=
4-8解：
kN R R R k k 405%754.1%252.1=⨯+⨯=
mm l 300= mm l h 701080=-=
取焊脚尺寸mm h f 6= mm h h f e 2.47.0==
（1）几何关系
水平焊缝计算长度mm h l l f h Wh 64670=-=-= 全部焊缝计算长度mm l l l Wh W 4286423002=⨯+=+= 全部焊缝有效截面W e W l h A = 形心位置cm h h A l l h x e e W Wh Wh e 96.08
.4224.64.6222=⨯⨯⨯⨯=⋅=
略去3e h 项
423236.21542304.642.02123042.02212cm l l h l h I Wh e e x =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+= 42232
238.4796.04.642.096.024.64.642.0124.642.022122cm x l h x l l h l h I Wh e Wh Wh e Wh e y =⨯⨯+⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯=+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= 焊缝有效截面对形心O 的极惯性矩 404.22028.476.2154cm I I I y x =+=+=
（2）强度验算
kN R V 5.2022
== mm x a 4.7080=-= m kN Ra T ⋅=⨯⨯==-3.142104.7040523 mm x l x Wh 4.546.9641=-=-= mm l y 15021== ↑=⨯⨯⨯==24601/3.3510
4.22024.54103.14mm N I Tx T
f σ ←=⨯⨯⨯==24601/4.97104.2202150103.14mm N I Ty T
f
τ
↑=⨯⨯==23
/7.1124282.4105.202mm N A V V
f
σ 剪力和扭矩共同作用下的强度条件 ()2222
22/160/6.1554.9722.17.1123.35mm N f mm N W f T f f V f T
f =≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+τβσσ，可。