钢结构第六章作业参考答案
(0763)《钢结构基本原理》网上作业题及答案
（0763）《钢结构基本原理》网上作业题及答案1：第四章轴心受力构件2：第五章受弯构件3：第三章钢结构的连接4：第一章绪论5：第六章拉弯与压弯构件6：第二章钢结构的材料1：[论述题]11-17题：11、选择钢材屈服强度作为静力强度标准值以及将钢材看作是理想弹性―塑性材料的依据是什么？12、请问钢材的强度常常用哪两个指标来表示？设计中如何考虑或使用这两个指标？13、钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的结构。
钢结构与其它材料的结构相比，钢结构具有哪些特点？14、钢材塑性性能可用哪两个指标表示？这两个指标有什么特点？15、引起钢材变脆的因素有哪些？16、钢材塑性性能伸长率δ5和δ10各表示什么含义？数值的大小关系如何？17、选择结构用钢材时要考虑哪些材料性能？参考答案：11、答：依据：他是①钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变形很大（2%―3%）。
极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较大，这二点一起赋予构件屈服强度作为强度极限的可靠安全储备。
弹塑性材料的依据：①对于没有缺陷和残余应力影响的试件，比例极限和屈服强度是比较接近，又因为钢材开始屈服时应变很小，因此近似认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的应力应变图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长，而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的应力应变图简化为一条水平线。
12、答：钢材的强度指标常常用屈服强度和抗拉强度来表示。
依据屈服强度确定构件截面尺寸，抗拉强度体现了构件或结构的安全储备。
13、答：优点：⑴钢结构强度高，强重比大、塑性好、韧性好；⑵材质均匀，几乎完全符合我们学过的力学假定；⑶制作简便，施工工期短。
缺点：⑴耐热但不耐火；⑵钢结构易腐蚀，维护费用大。
14、答：伸长率和断面收缩率；伸长率测量方便；断面收缩率能更好地衡量材料的塑性性能。
钢结构习题及参考答案
第二章习题1．钢材的设计强度是根据确定的。
A、比例极限B、弹性极限C、屈服点D、抗拉强度2．钢材的伸长率δ是反映材料的性能指标。
A、承载能力B、抵抗冲击荷载能力C、弹性变形能力D、塑性变形能力3．四种厚度不等的Q345钢钢板，其中钢板设计强度最高。
A、16mmB、20mmC、25mmD、30mm4．钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有。
A、良好的塑性B、高强度和良好的塑性C、良好的韧性D、质地均匀、各向同性5．下列因素中与钢构件发生脆性破坏无直接关系。
A、钢材屈服点的大小B、钢材含碳量C、负温环境D、应力集中6．钢材的疲劳破坏属于破坏。
A、弹性B、塑性C、脆性D、低周高应变7．对钢材的疲劳强度影响不显著的是。
A、应力幅B、应力比C、钢种D、应力循环次数8.吊车梁的受拉下翼缘在下列不同板边的加工情况下，疲劳强度最高的是A、两侧边为轧制边B、两侧边为火焰切割边C、一侧边为轧制边，另一侧边为火焰切割边D、一侧边为刨边，另一侧边为火焰切割边答案1、C2、D3、A4、C5、A6、C7、C8、A第三章习题1．T形连接中，t1＝6 mm，t2＝12mm，若采用等角角焊缝连接，按构造要求，焊脚尺寸hf 取最合适。
A、4mmB、6mmC、8mmD、10mm2．焊接残余应力对构件的无影响。
A、变形B、静力强度C、疲劳强度D、整体稳定3．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4．在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为。
A、均匀分布B、一端大、一端小C、两端大、中间小D、两端小、中间大5．以下关于对接焊缝的描述，其中描述错误的是。
A、在钢板厚度相差大于4mm的承受静力荷载的对接连接中，应从板的一侧或两侧做成坡度不大于1：2．5的斜坡，以减少应力集中B、当对接正焊缝的强度低于焊件的强度时，为提高连接的承载力，可改用斜缝C、在钢结构设计中，若板件较厚而受力较小时，可以采用部分焊透的对接焊缝D、当对接焊缝的质量等级为一级或二级时，必须在外观检查的基础上再做无损检测，检测比例为焊缝长度的20％。
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。
中南大学钢结构作业参考答案
《钢结构》作业参考答案作业一一、填空题：1.235N/mm 2；B ；沸腾钢；E43型。
2.脆性 3.铁4.弹性阶段；屈服阶段；强化阶段；颈缩阶段5.计算长度与回转半径 强度高，塑性和韧性好；6.y f 和u f7.塑性变形能力和冶金质量 8.S 和P 9.250℃10.残余应力使构件的刚度降低，使构件的稳定承载力降低，且对弱轴的影响比强轴大11.易腐蚀和耐热不耐火 12.δ5和δ10 13.不同温度下的冲击韧性指标 14.采用一般工艺就可完成合格的焊缝的性能15.构件有裂纹、孔洞、刻痕、凹角及截面突变时，在缺陷处出现高峰应力的现象 16.高度为200毫米厚度为a 类的热轧普通工字钢截面二、选择题：1.A2.B3.C4.C5.B6.A7.D8.B9.C 10.B 11.A 12.D 13.A三、简答题：1.答：Q235钢材单向拉伸的应力---应变图如下图所示。
（1）弹性阶段：OAE 段pfe f 为弹性极限。
（2）弹塑性阶段：EC 段 yf yε为屈服应变。
（3）屈服阶段：CF 段。
（4）强化阶段：FB 段 u f （5）颈缩阶段：BD 段t ε2.度；伸长率；弹性模量。
3.随着时间的增长，钢材中少量的以固溶体形式存在于纯铁体结晶中的碳和氮化物将逐渐地从晶体中析出，形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布于晶粒之间，对纯铁体的变形起着遏制作用，使4.5.根据给定的图形，简单说明温度对钢材性能的主要影响（5分）。
（a ） （b ）答：（a ）图表示正温范围：随着温度的提高，钢材的强度降低。
200 O C 以内变化不大，430-540OC ，强度急剧下降， 600 O C 强度很低不能承载。
（250 OC 附近有兰脆现象）（b ）图表示负温范围：负温范围强度提高，变形能力减小，材料转脆，对冲击韧性的影响十分突出。
（在T1和T2之间称为温度转换区，材料的由韧性破坏到脆性破坏是在这一区间完成的）。
作业二一．填空题：1.902.强度，刚度，稳定3.弯曲，扭转，弯扭4.较厚焊件的厚度5.强度高，塑性和韧性好6.单位剪切角γ1 换算长细比λx 0二．选择题： 1.A 2.C 3．D三．简答题：1.答：格构式轴心受压构件绕虚轴发生弯曲失稳时，因为剪力要由比较柔弱的缀材负担，剪切变形较大，导致构件产生较大的附加变形，它对构件临界力的降低是不能忽略的，经理论分析，用换算长细比λox 代替对x 轴的长细比λx ，就可以确定考虑缀才剪切变形影响的格构式轴心受压构件的临界力。
钢结构习题答案第6章
钢结构习题答案第6章第6章钢结构习题答案钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构材料。
它具有高强度、耐腐蚀、抗震等优点，因此被广泛应用于大型建筑、桥梁、塔楼等工程中。
然而，钢结构的设计和施工并不简单，需要经过严格的计算和分析。
本文将针对钢结构的第6章习题提供详细的解答，帮助读者更好地理解和掌握钢结构的相关知识。
1. 问题：一根长度为10m的钢梁，截面为矩形，宽度为200mm，高度为400mm。
如果梁的材料为Q345B，弹性模量为200GPa，计算梁的弯矩和最大应力。
解答：首先计算梁的惯性矩I，根据矩形截面的公式I=(1/12)bh^3，代入宽度和高度的数值，得到I=(1/12)×0.2×0.4^3=0.00533m^4。
然后计算梁的弯矩M，根据梁的长度和材料的弹性模量，使用弯矩公式M=EI/R，其中E为弹性模量，I为惯性矩，R为曲率半径。
曲率半径可以通过梁的长度和挠度计算得到，挠度可以通过梁的受力和材料的弹性模量计算得到。
假设梁的受力为F，根据受力平衡，可以得到F=mg，其中m为梁的质量，g为重力加速度。
将质量和重力加速度的数值代入，得到F=780N。
根据梁的受力和挠度的关系，可以得到挠度δ=F×L^3/(48EI)，将受力、长度、弹性模量和惯性矩的数值代入，得到挠度δ=0.00026m。
最后，根据挠度和曲率半径的关系，可以得到曲率半径R=δ/(2L^2)，将挠度和长度的数值代入，得到曲率半径R=0.0000013m。
将弹性模量、惯性矩和曲率半径的数值代入弯矩公式，可以得到弯矩M=200GPa×0.00533m^4/0.0000013m=820000N·m。
最大应力可以通过弯矩和截面惯性矩的关系计算得到，最大应力σ=M×h/2I，将弯矩、高度和惯性矩的数值代入，得到最大应力σ=820000N·m×0.4m/(2×0.00533m^4)=307MPa。
钢结构第6章课后问答
6.1 轴心受力构件的强度的计算公式怎么确定的？答:p191是按净截面的平均应力σ不超过材料的屈服强度f y来确定的。
6.2 轴心受压构件整体失稳有几种形式？双轴对称界面的屈曲形式是怎么样的？答：p193 有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲三种形式。
一般的双轴对称截面的轴心压杆，屈曲形式为弯曲屈曲、薄壁十字形截面在一定的情况下发生扭转屈曲、单对称轴截面如角钢、槽钢和T形钢或双板T形，因为其截面只有一个对称轴，截面形心和剪心不重合，会产生弯扭屈曲。
6.3 轴心受力构件整体稳定承载力与哪些因素有关？哪些因素被称为初始缺陷。
答：p196 残余应力初弯曲初偏心（为初始缺陷）、长细比λ；p264小结（4）。
6.4 提高轴心压杆钢材的抗压强度能否提高其稳定承载力？答：p195~196不能，在弹性阶段稳定承载力和抗压强度无关（欧拉公式）；在弹塑性阶段，σcr不仅是λ的函数，还是E t的函数，而E t与材料的抗压强度有关。
6.5 轴心屈曲为什么要分为弹性屈曲和弹塑性屈曲？划分依据？答：同6.4；划分依据：p195，对于细长杆，钢材长细比大于截面应力为比例极限时构件的长细比，即满足欧拉公式的适用条件；对于中长干，截面应力在屈曲前已经超过比例极限进入弹塑性阶段。
6.6 怎样区分压杆稳定的第一类稳定问题和第二类稳定问题？答：理想轴心受力构件/偏心受力构件6.7 残余应力、初弯曲、初偏心对轴心压杆承载力的主要影响有哪些？为什么残余应力在截面的两个主轴方向对承载力的影响不同？答：6.8轴心受力构件的稳定系数ψ为什么要按截面分成4类？答：p203 由于轴心受压构件稳定承载力和多种因素有关，根据常用的截面形式，不同加工所产生的残余应力，经过数理统计和可靠度分析，按照截面形式、板厚、屈曲方向、和加工条件归纳为4种。
6.9 局部稳定承载力计算中，为什么要取较大的长细比？答：p208 考虑板的局部失稳不先于杆件的整体失稳的原则σ≤σcr，杆件整体失稳计算中σcr=ψf，ψ对应的是较大的长细比。
钢结构基本原理课后习题答案
第二章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 y y y f f f E f Eσεαεα=+-=+-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 yσF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=-=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）。
钢结构第六章作业参考答案
钢结构第六章作业参考答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII习题6.1 有一两端铰接长度为4m 的偏心受压柱，用Q235的HN400x200x8x13做成，压力的设计值为490KN ，两端偏心距相同，皆为20cm 。
试验算其承载力。
解：（1）截面的几何特性A = 84.12 cm 2 I X = 23700cm 4 I y = 1740cm 4i x = 16.8cm i y = 4.54cm w x = 1190cm 3(2) 验算强度 N= 490kN M= N x e 0 =490x0.2=98kN •mAn N + X Mx r Wnx = 324901084.1210⨯⨯ + 6398101.05119010⨯⨯⨯ = 58.25+78.43=136.68N/mm 2 < f =215 N/mm 2(3) 验算弯矩作用平面内的稳定λx = x x li = 40016.8= 23.8< [λ] =150 查附表4.2（b 类截面） ϕx = 0.958'Ex N = 22X 1.1EA πλ = 2220600084121.123.8π⨯⨯⨯ = 2744.86kN mx β=1.0 x A N ϕ + mx X 1x 'Mx r W (10.8)ExN N β- = 3490100.9588412⨯⨯ +631.098104901.05119010(10.8)2744.86⨯⨯⨯⨯-=152.30N/mm 2 < f =215 N/mm 2可见平面内不失稳。
（4）验算弯矩作用平面外的稳定 λy =4004.54=88.1 查附表4.2 （b 类截面） ϕy = 0.634ϕb = 1.07 - 2y 44000λ = 1.07-288.144000=0.894 tx β=1.0 , η=1.0y A N ϕ + b 1tx x x M W βηϕ = 3490100.6348412⨯⨯ + 631.098101.00.894119010⨯⨯⨯⨯⨯ =184 N/ mm 2 < f = 215 N/mm 2平面外不失稳。
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习题 6.1 有一两端铰接长度为4m 的偏心受压柱，用Q235的HN400x200x8x13做成，压力的设计值为490KN ，两端偏心距相同，皆为20cm 。
试验算其承载力。
解：（1）截面的几何特性
A = 84.12 cm 2 I X = 23700cm 4 I y = 1740cm 4 i x = 16.8cm i y = 4.54cm w x = 1190cm 3 (2) 验算强度 N= 490kN M= N x e 0 =490x0.2=98kN •m
An
N
+ X Mx r Wnx = 324901084.1210⨯⨯ + 63
98101.05119010⨯⨯⨯ = 58.25+78.43=136.68N/mm 2 < f =215 N/mm 2 (3) 验算弯矩作用平面内的稳定 λx = x x
l i =
400
16.8
= 23.8< [λ] =150 查附表4.2（b 类截面） ϕx = 0.958
'
Ex N = 22
X
1.1EA
πλ = 2220600084121.123.8π⨯⨯⨯ = 2744.86kN mx β=1.0 x A
N
ϕ +
mx X 1x 'Mx
r W (10.8)
Ex
N
N β- =
3
490100.9588412
⨯⨯
+
6
31.09810490
1.05119010(10.8
)
2744.86
⨯⨯⨯⨯-=152.30N/mm 2 < f =215 N/mm 2
可见平面内不失稳。
（4）验算弯矩作用平面外的稳定 λy = 400
4.54
=88.1 查附表4.2 （b 类截面） ϕy = 0.634
ϕb = 1.07 -
2y 44000λ = 1.07-2
88.144000
=0.894
tx β=1.0 , η=1.0
y A N ϕ + b 1tx x x M W βηϕ = 3490100.6348412
⨯⨯ + 63
1.098101.00.894119010⨯⨯⨯⨯⨯ =184 N/ mm 2
< f = 215 N/mm 2 平面外不失稳。
（5）局部稳定验算：
max σ=A N + 02x x M h I = 3490108412
⨯ + 64981037423700102⨯⨯ = 135.57 N/mm 2
min σ=A N - 02x x M h I = 3490108412
⨯ - 64
981037423700102⨯⨯ = -19.07N/mm 2
0α=
max min
max
σσσ-=1.1407〈 1.6 腹板：
0w h t =400268- =46.75 〈 （160α+0.5λ0
+25翼缘：b t
=
100413-
=7.385 〈局部不会失稳。
6.2图6.25所示悬臂柱，承受偏心距为25cm 的设计压力1600kN 。
在弯矩作用平面外有支撑体系对柱上端形成支点[图6.25（b ）]，要求选定热轧H 型钢或焊接工字截面，材料为Q235（注：当选用焊接工字形截面时，可适用翼缘2-400×20，焰切边，腹板-460×12）。
解：采用焊接H 型钢：
（1）、几何特征：
A=215.2cm 2,
42339.101945)10230(2040020400121246012121cm I x =⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡+⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=
Wx=4077.9cm 3, i x =21.8cm
33411
46012220400213401212
y I cm =
⨯⨯+⨯⨯⨯= Wy=1067cm 3, i y =9.69cm (2)、验算强度： Mx=1600×0.25=400kN ·m
223
623/205/77.16742.9335.74109.407705.110400102.215101600mm N mm N W M A N nx
x x n <=+=⨯⨯⨯+⨯⨯=+
γ(3)、平面内稳定验算：
150][22.64218
14000
=<==
λλx ，查表：0.785x ϕ=， kN EA N x ex
4.964422
.641.11022.215102061.12
3222'
=⨯⨯⨯⨯⨯==πλπ 0.1=mx β
2
236
2
3'
/205/42.20271.10771.94)4
.964416008.01(109.407705.1104000.1102.215785.0101600)
8.01(mm N mm N N N W M A N Ex
x x x mx x <=+=-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=-+
γβϕ
（4）、验算弯矩作用平面外的稳定：
150][46.726
.967000
=<==
λλy ，查表：736.0=y ϕ， 951.044000
46.72736.007.14400007.12
2=⨯-=-=y
b λϕ
0.1=tx β，0.1=η
2
236231/205/42.20414.10302.101109.4077951.0104000.10.1102.215736.0101600mm N mm N W M A N
x
b x tx y <=+=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+ϕβηϕ （5）、由于所选截面为焊接H 型钢，故需验算局部稳定：
23
6230max /44.172109.407710400102.2151016002mm
N h I M A N x x =⨯⨯+⨯⨯=⋅+=σ
2
3
6230min
/74.23109.407710400102.2151016002mm N h I M A N x x -=⨯⨯-⨯⨯=⋅-=σ 6.1138.144
.17274
.2344.1720<=+=
∴α
腹板：
318.751)5.222.645.0138.116(235
)
255.016(3.381246000=⨯+⨯+⨯=++<==y
x w f t h λα
翼缘：
13235137.9206200=<=-=y
f t b 满足要求。
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。