钢结构第5章习题答案
钢结构习题5-6章参考答案
第5章 受弯构件14. 一简支梁，梁跨为7m,焊接组合工字形对称截面150mm 450mm 18mm 12mm ×××（图5-57），梁上作用有均布恒载（标准值，未含梁自重）17.1kN/m ，均布活荷载6.8kN/m ，距梁端2.5m 处，尚有集中恒荷载标准值60kN ，支承长度200mm ，荷载作用面距离钢梁顶面为120mm ，钢材抗拉强度设计值为2215N/mm ，抗剪强度设计值为2125N/mm ，荷载分项系数对恒载取1.2，对活载取1.4。
试验算钢梁截面是否满足强度要求（不考虑疲劳）。
解：截面积2A=1501824141210368mm ××+×=334150450138414323046144mm 1212××=−=x I3x W 1440000mm 2==xI h梁自重 32-67850kg/m 10368mm 10=81.4kg/m=0.814kN/m ××简支梁承受的均布恒载荷载标准值k (0.814+17.1)kN/m=17.9kN/m q =均布线荷载设计值y 1.217.9+1.4 6.8=31kN/m q =××集中荷载设计值y 1.26072kN p =×=（1）验算该简支梁的抗弯强度按y xx nx y ny+γW γW M M f ≤计算，取y 0M =。
集中恒荷载作用处有2x 317 4.512.572 2.531 2.5290.1kN m 272M ×=×+××−××=⋅ 跨中处2x 317 4.513.572 3.531 3.5721279.9kN m 272M ×=×+××−××−×=⋅受压翼缘的宽厚比：w 1b-t b 15012= 3.8t 2t 36−==取x 1.05γ=截面模量6y 22xx nx y ny 290.110+192.3N/mm 215N/mm 1.051440000γγ×==<=×M M f W W （满足） （2）验算抗剪强度 支座处剪力最大且317 4.572108.546.3154.8kN 27V ×=+×=+= 320715018(2079)20712840294mm 2S =××++××=322v w 154.810840294=33.5N/mm 125N/mm 32304614412VS f It τ××==<=×（满足） （3）局部承压强度集中力沿腹板平面作用于梁上翼缘，该荷载作用处未加加劲肋，应验算该处腹板计算高度上边缘的局部承压强度。
钢结构设计原理知到章节答案智慧树2023年西安理工大学
钢结构设计原理知到章节测试答案智慧树2023年最新西安理工大学第一章测试1.钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于（）参考答案:钢结构自重轻而承载力高2.钢结构正常使用极限状态是指（）参考答案:结构变形已不能满足使用要求3.结构承载力设计表达式中，是结构重要性系数，对于安全等级为一级的建筑结构，其取值为( )参考答案:1.14.在对结构或构件进行正常使用极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。
参考答案:对5.承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。
参考答案:对第二章测试1.动力荷载作用时，防止钢材发生脆性破坏的性能指标为（）参考答案:180°冷弯2.引起钢材疲劳破坏的荷载为（）参考答案:冲击荷载3.在低温工作的钢结构除了控制力学性能指标外，一定还要控制（）参考答案:低温冲击韧性4.钢材的冷弯试验结果出现( )现象是冶金质量问题参考答案:分层起皮5.在钢材的有益元素中，是脱氧剂的元素是（）参考答案:锰和硅6.同类钢种的钢板，板件厚度越薄，钢材的( )参考答案:强度越高7.构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是( )参考答案:脆性破坏8.钢材中硫含量超过限制时，钢材可能会出现( )参考答案:热脆9.与钢构件发生脆性破坏无直接关系的是( )参考答案:钢材屈服点10.钢材的韧性性能是通过( )试验测定的参考答案:冲击试验第三章测试1.普通螺栓受剪连接中，当螺栓杆直径相对较粗，而被连接板件的厚度相对较小，则连接破坏可能是（）参考答案:被连接板件挤压破坏2.每个高强度螺栓在构件间产生的最大摩擦力与下列哪一项无关（）。
参考答案:构件厚度3.弯矩作用下的摩擦型抗拉高强度螺栓计算时，“中和轴”位置为（）参考答案:螺栓群重心轴上4.高强度螺栓不正确的紧固方法是（）参考答案:用普通扳手紧固5.角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时,（）参考答案:角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝6.普通螺栓抗剪工作时，连接构件的端距和栓距不应过小，是防止( )参考答案:构件端部冲剪破坏7.侧面角焊缝沿着焊缝长度方向的应力分布为（）参考答案:两边大，中间小8.直角角焊缝的有效厚度的取值为（）参考答案:0.7hf9.某侧面直角角焊缝hf=6mm，由计算得到该焊缝所需计算长度60mm，考虑起落弧缺陷，设计时该焊缝实际长度取为（）参考答案:72mm10.摩擦型高强度螺栓抗拉承载力设计值应取其设计预拉力的( )参考答案:0.8倍第四章测试1.钢结构梁计算公式，中（）参考答案:表示截面部分进入塑性2.单向受弯梁失去整体稳定时是（）形式的失稳。
钢结构原理第5-6章例题
y2 =80 2 2 37.44 46.56(cm) 1 2 I x = 30 23 +30 2 37.44 1.0 12 1 2 + 20 23 +20 2 46.56 1.0 12 1 2 + 1.0 803 +80 1.0 84 / 2 37.44 207047.8(cm 4 ) 12
【解】 (1) 截面几何特性 截面面积： A 1.4 30 0.8 100 1.2 20 146(cm 2 ) 形心轴 x - x 至腹板中点距离 1.4 30 50 0.7 1.2 20 50 0.6 6.3(cm) y 146 y1 50 1.4 6.3 45.1(cm)
因 P 1.2 0.3Pk 1.4 0.7Pk 1.34Pk 故此梁承受的跨中荷载标准值： P 293.2 Pk 218.8(kN) 1.34 1.34 (3) 不设中间侧向支撑 l1 l 12 m 跨中作用一集中荷载，无侧向支撑时，系数 C1 1.35 、 C2 0.55 、 C3 0.40 。 简支梁弹性屈曲临界弯矩 M cr 为：
y0 I1hs1 I 2 hs2 3150 20.5 800 80.8 0.016(cm) Iy 3950
x
3 3 b13 h1t1 b2 h2 t2 tw 4 b t h3 b2 t2 h2 4 (h1 h2 ) 1 1 1 y0 24 I x 8I x 2I x
按整体稳定性条件，此梁能承受的弯矩设计值 M x b fW1x 0.158 300 5107 103 106 242.1 1201.8(kN m) 所以，梁的承受力由整体稳定性控制。 4M xp 4 242.1 24.2 P 72.6(kN) 12 l P 72.6 Pk 54.2(kN) 1.34 1.34 故 上述计算表明；梁在跨度中点设置一侧向支撑更合理，其所能承受的跨中集中荷载为不设 置侧向支撑时的 4.04 倍；当梁受整体稳定承载力控制时，采用强度较高的钢材并不能提高整体 稳定所控制的弯矩值，因而没有必要采用高强度的钢材。以本例题跨中不设侧向支撑时为例， 若改用 Q235 钢，则： 系数 b 为
安徽理工大学钢结构第五章 题库
第五章 受弯构件设计一、选择题1．对于跨度较大的工字钢梁，其最小高度一般是由下列哪项指标决定的？（ B ）A ．建筑高度B ．刚度要求C ．强度要求D ．经济条件（即用料最省原则）2．设计焊接组合截面梁时，通常要事先估计梁的高度取值范围，一般来说梁的最大高度是 由建筑高度所决定的，而梁的最小高度一般是由下列哪项决定的?（ D ）A ．梁的整体稳定要求B ．梁的局部稳定要求C ．梁的强度要求D ．梁的刚度要求3．经济梁高e h 指的是（ A ）A ．用钢量最小时梁的截面高度B ．挠度等于规范限值时梁的截面高度C ．强度与稳定承载力相等时梁的截面高度D ．腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度 4．一简支梁受均布荷载作用，其中永久荷载标准值为15kN/m ，仅一个可变荷载，其标准值为20kN/m ，则强度计算时的设计荷载为（ A ）。
A ．q=1．2×15+1．4×20B ．q=15+20C ．q=1．2×15+0．85×1．4×20D ．q=1．2×15+0．6×1．4×20 5．按规范GBJ17－88中的公式σγ=M W f x x nx≤计算直接承受动力荷载的工字形截面梁抗弯强度时，γx 取值为（ A ）A ．γx =10. B ．γx =105. C ．γx =115. D ．γx =12. 6．梁的支承加劲肋应设置在（ C ）A ．弯曲应力大的区段；B ．剪应力大的区段；C ．上翼缘或下翼缘有固定作用力的部位；D ．有吊车轮压的部位7．简支梁符合下列哪种条件时，可不必验算梁的整体稳定性？（ A ） A ．有钢筋混凝土板密铺在梁的受压翼缘上，并与其牢固连接，能阻止受压翼缘的侧向位移时B ．有钢筋混凝土板密铺在梁的受拉翼缘上，并与其牢固连接，能阻止受拉翼缘的侧向位移时C ．除了梁端设置侧向支承点外，且在跨中有一个侧向支承点时D ．除了梁端设置侧向支承点外，且在跨间有两个以上侧向支承点时8．为了提高梁的整体稳定性，（ B ）是最经济有效的办法。
钢结构工程施工教材答案
钢结构工程施工教材答案第一章：钢结构施工概述1. 什么是钢结构工程？答：钢结构工程是利用钢材构建的建筑结构工程，具有轻质、高强、耐久等优点，被广泛应用于各种建筑中。
2. 钢结构施工的特点有哪些？答：钢结构施工具有结构构件模块化、构件制作工序多、制作精度高等特点。
3. 钢结构的组成部分有哪些？答：钢结构由钢材构成，包括钢柱、钢梁、钢槽钢、钢板等。
第二章：钢结构的基础施工1. 钢结构基础的分类有哪些？答：钢结构基础可分为板式基础、桩基础和复合基础等。
2. 钢结构基础的施工过程有哪些？答：钢结构基础施工包括场地测量、基坑开挖、石灰土处理、地基处理等工序。
3. 钢结构基础的常见施工质量验收项目有哪些？答：钢结构基础的常见施工质量验收项目包括基坑的平整度、基础底部的水平度、基础底部的承重能力等。
第三章：钢结构的制作与安装1. 钢结构的制作有哪几种方式？答：钢结构的制作方式主要包括现场焊接制作、工厂化制作和焊接结合螺栓连接方式。
2. 钢结构的安装有哪些注意事项？答：钢结构安装时需注意整体平整度、连接紧密度、垂直度等，保证结构的稳定性和安全性。
3. 钢结构施工常见质量问题及解决方法有哪些？答：常见的质量问题包括焊缝质量不过关、构件错位等，应及时发现并采取措施予以解决。
第四章：钢结构的涂装和防腐1. 钢结构的涂装目的是什么？答：钢结构的涂装可以提高结构的抗腐蚀能力、美化外观、延长使用寿命等作用。
2. 钢结构的防腐措施有哪些？答：钢结构的防腐措施包括喷涂、浸渍、热浸镀锌等方式。
3. 钢结构的涂装质量验收项目有哪些？答：涂装质量验收项目包括厚度检测、附着力检测、表面光泽度等。
第五章：钢结构的工程质量验收1. 钢结构的工程质量验收包括哪些内容？答：工程质量验收包括结构的平整度、高度尺寸、结构连接等。
2. 钢结构的质量验收标准是什么？答：国家标准GB 50017-2017《钢结构工程施工质量验收规范》为钢结构的工程质量验收提供了详细的标准和要求。
钢结构第五章
悬臂梁受均布荷载或自由端受集中荷载作用时，自由端最大 挠度分别为
17
v 1 pkl3 l 8 EIx
v 1 pkl2 l 3 EIx
式中
v —— 梁的最大挠度。 qk —— 均布荷载标准值。 pk —— 各个集中荷载标准值之和。 l —— 梁的跨度。 E —— 钢材的弹性模量(E 2.06105 N m2 )。 Ix —— 梁的毛截面惯性矩。
第5章 受 弯 构 件
1
5.1 受弯构件的可能破坏形式和影响因素
在荷载作用下，受弯构件可能发生多种形式的破坏，主要 有强度破坏、刚度破坏、整体失稳破坏及局部失稳破坏四 种。所以，钢结构受弯构件除要保证截面的抗弯强度、抗 剪强度外还要保证构件的整体稳定性和受压翼缘板件的局 部稳定要求。对不利用腹板屈曲后强度的构件还要满足腹 板局部稳定要求。这些都属于构件设计的第一极限状态问 题，即承载力极限状态问题。此外受弯构件还要有足够的 刚度，以保证构件的变形不影响正常的使用要求，这属于 构件设计的第二极限状态问题，即正常使用极限状态问题。
22
自由扭转的特点是：
(1)
沿杆件全长扭矩
MZ 相等，单位长度的扭转角
d dz
相等，
并在各截面内引起相同的扭转切应力分布。
(2) 纵向纤维扭转后成为略为倾斜的螺旋线， 较小时近似于 直线，其长度没有改变，因而截面上不产生正应力。
(3) 对一般的截面(圆形、圆管形截面和某些特殊截面例外) 情况，截面将发生翘曲，即原为平面的横截面不再保持平 面而成为凹凸不平的截面。
(4) 与纵向纤维长度不变相适应，沿杆件全长各截面将有不 完全相同的翘曲情况。
23
2. 约束扭转
当受扭构件不满足自由扭转的两个条件时，将会产生约束扭 转。以下图所示工字形截面的悬臂构件为例加以说明。
同济大学土木工程钢结构基本原理第5章详解
轴心受压构件L. Euler(1707-1783)§1 概 述受压构件：桁架/网架杆件、支撑、两端铰接柱等 截面的分类：P96-971 双轴对称截面2 单轴对称截面3 无对称轴截面破坏类型：强度破坏：截面有较大削弱处/非常粗短的构件 整体失稳：弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳局部失稳：构件中板件失稳§2 轴心受压构件的强度强度承载力N u = An f y An —— 净截面面积（截面面积最小处） f y —— 屈服应力工程设计公式N ≤ An fd , fd = f y / γ R 或 fd = f y / Kσ=N An≤fdP97-98P98-109§3 轴心受压实腹构件的整体稳定补充§3.1 理想压杆和实际压杆的整体稳定压杆为什么会失稳?微小扰动: θkθ ⋅ 2θ < Pl sinθ ≈ Plθ⇒kθ<1 2Pl不稳定kθ ⋅ 2θ = Pl sinθ ≈ Plθ⇒kθ=1 2Pl临界kθ ⋅ 2θ > Pl sinθ ≈ Plθ⇒kθ>1 2Pl稳定kθ转动刚度: Mθ = Kθ扭簧 Mθ = kθ ⋅ 2θ ⇒ KE = 2kθ 弹性刚度l轴力 Mθ = −Pl ⋅θ ⇒ Kσ = −Pl 几何刚度K = KE + Kθ = 2kθ − PlK<0 不稳定 K=0 临界 K>0 稳定弹性刚度为正，几何刚度可正可负。
P受拉会如何？kθθPP98-100§3.1 理想压杆和实际压杆的整体稳定欧拉临界力EIv′′ + Nv = 0NE=π 2EA λ2 ,考虑非弹性时的临界力σE=π 2E λ2NE=π2 Etλ2A,σE= π 2 Et λ2Et 材料的切线模量σ cr弹性实际压杆的整体稳定 f y几何缺陷的影响非弹性力学缺陷的影响L. Euler(1707-1783)σ cr f y1.0理想压杆 λ 实际压杆 λ补充§3.2理想压杆弯曲失稳变形特性的力学本质截面内剪力的产生： 截面变形产生切向力V欧拉屈曲：不考虑截面形状 实际构件：需考虑截面形状考虑截面形状：剪力中心xx0x y0xyyyxxyx0 yx0形心 剪力中心y0形心处剪力对不同截面的变形特性：双轴对称截面：弯曲变形单轴对称截面：弯曲变形，弯扭变形无对称轴截面：弯扭变形vNV = N v′PP100§3.3 理想压杆弹性失稳的平衡方程N1 理想压杆的假定： 杆件轴线（截面形心的连线）为直线 轴力作用线与杆件轴线重合2 弹性失稳的平衡方程： 变形包括弯曲变形和扭转变形 变形后位置时的平衡方程 小变形绕 x 轴的弯曲变形EI x v IV + Nv '' − Nx0θ '' = 0绕 y 轴的弯曲变形x0，y0 剪力中心坐标EI yu IV + Nu '' − Ny0θ '' = 0N绕 z 轴的扭转变形EI ωθ IV − GI tθ '' − Nx0v '' + Ny0u '' + (Nr02 − R )θ ′′ = 03 自由扭转与约束扭转P156-159EI ωθ IV − GI tθ ′′ − Nx0v′′ + Ny0u′′ + (Nr02 − R )θ ′′ = 0自由扭转：圣文南扭转构件端部截面纵向纤维不受约束M k = GI tθ ′约束扭转：一工字形截面悬臂梁受端部扭矩作用发生扭转 θu = 0.5hθ u '' = 0.5hθ '' M y = −EI yu '' = −0.5EI y hθ ''Vy = dM / dz = −0.5EI y hθ '''M ω = Vy h = −0.5EI y h 2θ '''u记 I ω = 0.5I y h 2 = b3tf h 2 / 24M ω = −EI ωθ '''θhtf bM ω 翘曲扭矩瓦格纳（Wagner）扭矩I ω 扇性惯性矩M T = M ω + M k = GI tθ ′ − EIωθ ′′′P100-102§3.4 双轴对称截面理想压杆的临界力双轴对称截面：x0 = y0 = 0EI x v IV + Nv '' = 0 EI yu IV + Nu '' = 03个微分方程独立EI ωθ IV − GI tθ ′′ + (Nr02 − R )θ ′′ = 0NEx = π 2EI x / λ2ox = π 2EA(I x / A) / λ2ox = π 2EA / λ2x 绕x轴弯曲N Ey = π 2 EI y / λ2oy = π 2 EA / λ2y绕y轴弯曲NEθ = (π 2EIω / λ2oθ + GIt + R) / r02 = π 2EA / λθ2绕z轴扭转对应3种失稳模态：绕两主轴的弯曲和绕轴心的扭转 λθ = 控制压杆的承载力的失稳模态l0θ Iω + l02θ ⋅ GIt + R Ar02 π 2 EAr02一般的双轴对称截面（工字、H型），弯曲屈曲临界 (扭转长细比)力小于扭转屈曲临界力，但十字形截面有可能相反。
钢结构习题及答案
36、图示牛腿承受荷载设计值F＝220kN，通过连接角钢和8.8级M22高强度螺栓摩擦型连接与柱相连。构件钢材为Q235B，接触面喷砂后涂无机富锌漆。
1）试验算连接强度是否满足设计要求。
35、习题28的连接中：
（1）角钢与连接板连接采用4.6级、C级普通螺栓M22，孔径为23.5mm。试设计此连接，并验算角钢的强度。
（2）角钢端板与柱翼缘采用4.6级、C级普通螺栓M22连接，试设计此连接：①采用承托承受竖向力；②取消承托。
（3）角钢与连接板连接采用8.8级M22高强度螺栓摩擦型连接，孔径为24mm，板件接触面喷砂后涂无机富锌漆。试设计此连接，并验算角钢的强度。
34、Q235B钢板承受轴心拉力设计值N＝1 350kN，采用M24、4．6级C级普通螺栓(孔径25.5mm)拼接如图3-96所示。试验算：(1)螺栓强度是否满足；(2)钢板在截面1、截面1齿状、截面2处的强度是否满足；(3)拼接板的强度是否满足；(4)采用8．8级M20高强度螺栓承压型连接，试验算螺栓、钢板和拼接板的强度是否满足。
30、习题29的连接中，如将焊缝②和焊缝③改为对接焊缝，按三级质量标准检验，试求该连接所能承受的最大荷载F。
31、单槽钢牛腿与柱的连接如图所示，三面围焊角焊缝采用hf＝8mm(水平焊缝)和hf＝6mm
(竖焊缝)。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。试根据焊缝强度确定该牛腿所能承受的最大静力荷载设计值F。
(1)采用侧面角焊缝；
(2)采用三面围焊缝，取hf＝6mm。
28、计算27题中连接板和翼缘板间的角焊缝：
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步骤4
计算整体稳定系数
受压上翼缘
查表得：
沿y轴惯性矩 1 12 1.6 403 8533.3 b 0.9 0.8 Iy 9467 9467
l1t1 1200 1.6 0.466 0.5 b1h 40 103
b 0.69 0.13 0.95 0.75 0.95 0.71
步骤4
计算整体稳定系数
ix iy
Ix l0 x 1200 284300 40.7 x 29.5 A 172 ix 40.7 Iy l0 y 1200 9467 7.42 y 161.7 A 172 iy 7.42
M max 1 300 12 900kN m 4
步骤4 计算整体稳定系数 查表得： b=1.75；
ix iy
Ix l0 x 1200 268.2 103 41.1x 29.2 A 158.4 ix 41.1 Iy l0 y 600 5.12 103 5.69 y 105.4 A 158.4 i y 5.69
故梁的整体稳定可以保证
[解 ]： 步骤1 判定是否要进行整体稳定的验算 梁受压翼缘自由长度l1＝12m，l1/b1＝1200／40 ＝30＞13， 因此应计算梁的整体稳定。
步骤2 计算梁的截面几何参数 梁截面几何参数：Ix=284.3×103 cm4，Iy＝9467cm4 ,h=103cm A=172 cm2，Wx＝6934 cm3 ,y1=41cm ,y2=62cm 步骤3 计算梁的最大弯矩设计值
b 0 t1 1.4
步骤4
计算整体稳定系数
2 t 4320 Ah 235 y 1 b b 2 1 b fy y Wx 4.4h 2 235 4320 158.4 102.8 105.4 1.4 1 1.75 2.23＞0.6 0 2 3 105.4 5.22 10 4.4 102.8 235
受压上翼缘 沿y轴惯性矩 1 12 1.6 403 8533.3 b 0.9 0.8 Iy 9467 9467
b 0.8 2 b 1 0.8 2 0.9 1 0.64
b 0.71 b 0.64
步骤4 计算整体稳定系数
2 yt1 4320 Ah 235 b b 2 1 b fy y Wx 4.4h 2 235 4320 172 103 161.7 1.6 1 0.71 0.38<0.6 0.64 2 161.7 6934 4.4 103 345
提示：稳定性系数的简 化公式，是有适用范围 的，必须是均匀弯曲才 行，所谓均匀弯曲一般 是指承受弯矩作用！
0.282 1.07 0.94 2.23
' b
步骤5
183.4N / mm f 215N / mm b'Wx 0.94 5.22 106
步骤5
校核梁的整体稳定
Mx 900 106 2 2 341.6N / mm f 215N / mm bWx 0.38 6934 103 不满足
故梁的整体稳不保证
第五章习题答案
1.C 2.D 3.A
[解 ]： 步骤1 判定是否要进行整体稳定的验算 梁受压翼缘自由长度l1＝6m，l1/b1＝600／28 ＝21＞16， 因此应计算梁的整体稳定。
步骤2 计算梁的截面几何参数 梁截面几何参数：Ix=268.2×103 cm4，Iy＝5.12×103 cm4 A=158.4 cm2，Wx＝5.22×103 cm3 步骤3 计算梁的最大弯矩设计值