钢结构第四版课后答案

钢结构第四版课后答案

【篇一：钢结构基本原理课后习题答案完全版】

，请写出弹性阶段和非弹性阶段的?关系式。

00图2-34 图

（a）理想弹性－塑性（b）理想弹性强化

解：

（1）弹性阶段：??e??tan

非弹性阶段：??fy（应力不随应变的增大而变化）

（2）弹性阶段：??e??tan

非弹性阶段：??fy?e(??fy

e)?fy?tan?(??fy

tan?)

2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的曲线，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?、卸载后残余应变?c及可恢复的弹性应变?y各是多少？

fy?235n/mm2 ?c?270n/mm2 ?f?0.025

e?2.06?105n/mm2e?1000n/mm2

图2-35 理想化的图

解：

（1）a点：

卸载前应变：??fy

e?235

2.06?105?0.00114

卸载后残余应变：?c?0 可恢复弹性应变：?yc?0.00114（2）b点：

卸载前应变：f?0.025

卸载后残余应变：?cfye?0.02386 可恢复弹性应

变：?yc?0.00114

（3）c点：

卸载前应变：f??c?fye?0.025?0.035?0.06 卸载后残余应变：?cce?0.05869 可恢复弹性应变：?yc?0.00131

2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。答：钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力??fy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，

钢材曲线基本无变化；当?fy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?1?120n/mm2，?2??80n/mm2，b点的正应

力?1??20n/mm2，?2??120n/mm2，求梁a点与b点的应力比和

应力幅是多少？

解：

（1）a点：

应力比：280?0.667 应力

幅：max??min?120?80?200n/mm2 ?1120

（2）b点：

应力比：20??0.167 应力

幅：max??min??20?120?100n/mm2 ?2120

(3)q390e (4)q235d 2.7指出下列符号意义： (1)q235af (2)q345d

答：

（1）q235af：屈服强度fy?235n/mm2、质量等级a（无冲击功要求）的沸腾钢（碳素结构钢）

（2）q345d：屈服强度fy?345n/mm2、质量等级d（要求提供-

200c时纵向冲击功ak?34j）的特殊镇静钢（低合金钢）

（3）q390e：屈服强度fy?390n/mm2、质量等级e（要求提供-

400c时纵向冲击功ak?27j）的特殊镇静钢（低合金钢）

（4）q235d：屈服强度fy?235n/mm2、质量等级d（要求提供-

200c时纵向冲击功ak?27j）的特殊镇静钢（碳素结构钢）

2.8根据钢材下选择原则，请选择下列结构中的钢材牌号：

（1）在北方严寒地区建造厂房露天仓库使用非焊接吊车梁，承受起

重量q500kn的中级工作制吊车，应选用何种规格钢材品种？

（2）一厂房采用焊接钢结构，室内温度为-100c，问选用何种钢材？答：（1）要求钢材具有良好的低温冲击韧性性能、能在低温条件下

承受动力荷载作用，可选q235d、q345d等；（2）要求满足低温可

焊性条件，可选用q235bz等。

2.9钢材有哪几项主要机械指标？各项指标可用来衡量钢材哪些方

面的性能？

答：主要机械性能指标：屈服强度fy、极限强度fu以及伸长率?5或?10，其中，屈服强度fy、极限强度fu是强度指标，而伸长率?5或?10是塑性指标。