钢结构基本原理(戴国欣版)
钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案（供参考）
钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案（供参考）钢结构计算题精品答案第三章钢结构的连接3.1 试设计双⾓钢与节点板的⾓焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，⼿⼯焊，轴⼼⼒N=1000KN （设计值），分别采⽤三⾯围焊和两⾯侧焊进⾏设计。
解：（1）三⾯围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺⼨： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内⼒分配：焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w w f fN l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。
（2）两⾯侧焊确定焊脚尺⼨：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内⼒分配：22110003333N N KN α===， 11210006673N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=?=<=?+='，取390mm 。
223332480.720.76160w w f fN l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=?=<=?+='，取260mm 。
3.2 试求图3.81所⽰连接的最⼤设计荷载。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，⼿⼯焊，⾓焊缝焊脚尺⼨8f h mm =，130e cm =。
钢结构(第三版)戴国欣主编 课后习题答案
第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h m m = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。
钢结构基本原理(戴国欣)复习课件第一章
7、随机变量
作用、作用效应和抗力随机分布；标准值，设计值。
8、可靠度指标（=3.2）
可靠概率（Ps），失效概率
（Pf），校准法, 计算复杂。
沿海采油平台
四、钢结构体系
杆：受拉,受压——桁架、支撑、网架
梁：受弯——框架、楼层梁
桁架：整体受弯、杆件受拉受压——屋架、支撑
平 面 桁 架
空 间 桁 架
框架：梁受弯，柱受压弯——单层、多高层建筑
拱：受压为主，局部受弯——桁架拱、薄板拱
钢拱桥
空间（刚性）：整体受弯、局部受拉压—— 网架、网壳、拱壳
（2）承载能力极限状态：结构或构件达到最大 承载能力或出现不适于继续承载的变形。
承载能力极限状态包括：
整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆);
结构构件或连接在循环荷载作用下发生的疲劳破坏； 结构构件或连接因超过材料强度而破坏； 结构构件或连接因过度变形而不适于继续承载； 结构转变为机动体系；
* ③ 塑性韧性、抗震性能好
④ 便于机械化制造，施工期短
•钢结构构件一般可以在专业化工厂 由专门机具加工，生产效率高，且 不受气候影响。
• ⑤ 可回收，建筑造型美观 • ⑥ 耐火性和耐腐蚀性差
钢材在表面温度不超过200℃时，其性能变化很小，因而适合于 热车间。温度达到200℃—300℃以后,强度和弹性模量显著下降。 可以采取的对策是：用混凝土或耐火砖将其包裹起来。
一、结构设计的原则
1、目标
（1）承受各种作用，满足功能要求； （2）技术先进，经济合理，安全适用，确保质量。
钢结构 戴国欣主编第四版__课后习题答案
钢结构计算题精品答案 第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 2160/wf f N mm = 123α= 213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
223332480.720.76160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。
钢结构基本原理(戴国欣版)课件
铆钉连接
铆钉连接的优点
铆钉连接具有结构简单、承载能力高 、耐久性好等优点，适用于承受较大 载荷的结构。
铆钉连接的缺点
铆钉连接的分类
根据铆钉的类型和用途的不同，铆钉 连接可以分为实心铆钉连接、空心铆 钉连接等。
铆钉连接施工难度较大，可能对结构 造成损伤，且成本较高。
复合连接方式
复合连接方式的优点
复合连接方式结合了焊接、螺栓连接和铆钉连接的优点，具有更 高的承载能力和稳定性。
应用领域
桥梁、建筑、船舶、车辆等。
钢材的强度等级
Q235、Q345、Q390等。
钢材的力学性能
01
弹性模量
钢材在弹性阶段的应 力与应变之比。
02
屈服点
钢材在屈服阶段的最 小应力值。
03
抗拉强度
钢材在拉伸断裂时的 最大应力值。
04
冲击韧性
钢材抵抗冲击载荷的 能力。
钢材的加工性能
可塑性
钢材在塑性变形过程中 ，抵抗断裂的能力。
造成破坏。
结构失稳和倒塌
02
地震作用下，结构的支撑和连接部位可能发生失稳或断裂，导
致结构整体倒塌。
构件和连接的破坏
03
地震中，钢结构的梁、柱、节点和连接部位可能发生断裂、扭
曲或变形，导致结构失效。
钢结构的抗震设计
结构选型和布置
选择合适的结构形式和布置方式，使其具有较好 的抗震性能。
抗震承载力计算
根据地震烈度和结构重要性，计算结构的抗震承 载力，确保结构在地震中不发生严重破坏。
抗震构造措施
采取有效的抗震构造措施，如加强支撑、增加节 点连接等，提高结构的抗震能力。
抗震构造措施
加强梁柱节点、主次梁节点等关 键部位的连接，确保节点在地震 中不发生断裂或失效。
完整版钢结构戴国欣主编第四版 课后习题答案
钢结构计算题精品答案解：（1 ）三面围焊f f w 160N / mm 1 2 3 412 12 —33确定焊脚尺寸：h12t1 2 f ,maxmin1012mm，h f,min1.5 i t min1.5 125.2mm ， h f 8mm内力分配：0.7 8 125 160 273280N 273.28KN196.69 KN 530.03KN（2 ）两面侧焊1内力分配：N 2 2N - 1000 333KN ，3焊缝长度计算:确定焊脚尺寸：同上，取 h f1 8mm ，h f2 6mmN 11N - 1000 667KN 3N 3f0.7h f b wf f1.22 2N 31273.28N 22N10002 32N 32273.28 N 11N1000232焊缝长度计算1 .N 1 530.03 lw10.7h f2 0.7 8 160 则实际焊缝长度为心 296 830,lN 2 196.69 1 w20.7h f2 0.7 8 16060h f 60 480mm ， 取 310mm 。
l w2 110 8 118mm60h f 60 8 480mm ，取 120mm 。
第三章钢结构的连接3.1试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
296mm，110mm，则实际焊缝长度为则实际焊缝长度为1 w1 372 8 2 388mm 60h f 60 8 480mm，取390mm。
丿w 竺248mm,0.7h f f f2 0.7 6 160则实际焊缝长度为1 w1 248 62 260mm 60h f 60 8 480mm，取260mm。
3.2试求图3.81所示连接的最大设计荷载。
钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸h f 8mm，e 30cm 。
5 6则e, 205 45.6 162.2mm2(2)焊缝截面参数计算：I 3 2 8 4l x 5.6 511.23 2 205 5.6 (250 2.8)2 2.09 106mm4122 205 2 7 4I y 5.6 511.2 45.6 2 205 5.6 (162.2 ) 1.41 10 mm6 4I p I x I y 2.231 10 mmh e l w511.2 5.6 2 205 5.6 5158.72mm2(3 )应力计算1w1N i0.7h f f f w372mm,2 0.7 8 1601w2焊缝截面的形心: X0205205 5.6 22511.2 5.6 2 205 5.645.6mm(1)内力分析：V=F，T F (e eJ F (300 162.2) 462.2Fl?i 3-81 习E3.2焊脚尺寸：h f 8mm(1)内力分析：V=F=98KN ， M F e 98 0.12 11.76KN m(2 )焊缝截面参数计算：取h f 10mm焊缝截面的形心:T 引起的应力：TX卩瞬晋5"PTy462.2F 166.2 2.231 1083.360 10 * 4 * FV 引起的应力:VyV F "hX 5158.7241.938 10 FT r xS 3. 82 习 3. 3 [S2150 7 3.5 2 69 7 (7 12 3.5) 2 193 7 ( 7 12 7)2.25 106mm7 8(3 )应力计算236.27 N / mm9(4) (74.96)2 36.272 71.35N / mm2f f w 160N /mm2y 1.223.4习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝(按三级质量标准检验)，试求该连接的最大荷载。
钢结构(第三版)戴国欣主编课后习题答案解析
第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 2160/wf f N m m = 123α= 213α=确定焊脚尺寸：,m ax m in 1.2 1.21012f h t m m ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h m m =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28wf f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N K N α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N K N α=-=⨯-=焊缝长度计算： 11530.032960.720.78160w w ffN l m m hf≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l m m h m m '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w w ffN l m m hf≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l m m h m m '=+=≤=⨯=，取120mm 。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h m m =， 26f h m m = 内力分配：22110003333N N K N α==⨯=， 11210006673N N K N α==⨯=焊缝长度计算： 116673720.720.78160w wf fN l m m h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，390mm 。
223332480.720.76160w wffN l m m hf≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。
钢结构戴国欣主编第四版__课后习题答案
钢结构计算题精品答案 第三章 钢结构的连接试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图）。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α= 213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm =内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
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第二章 钢结构的材料
2.2 钢材的破坏形式
塑性破坏：破坏前有明显的变形，破坏历时时 间长，可以采取补救措施。
脆性破坏：破坏前没有明显的变形，破坏发生 突然，没有机会补救。
脆性破坏的原因：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造 不合理、使用不当等。
应尽量发挥材料的塑性 避免一切脆性破坏的可能性
12 2.2 钢材的破坏形式
第二章 钢结构的材料
2.3 钢材的主要性能
一、强度 强度指标：比例极限 f p ；屈服强度 f y ；极限强度 fu
强度指标是由钢材的单向均匀受拉试验测得的 试验条件：标准试件在常温（20℃）下缓慢加载，
一次完成
13 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
钢材在单向均匀受拉时工作性能表现为四个阶段 1. 弹性阶段: 应力最高点对应比例极限 f p
钢结构设计原理
Theory of Steel Structure
1
钢结构设计原理 ————————
参考资料
1：《钢结构》，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，2003。 2：《钢结构》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1992。 3：《钢结构设计原理》，王肇民主编，同济大学出版社，1991。 4：《钢结构》，周绥平主编，武汉工业大学出版社，1997。 5：《钢结构疑难释义》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1993。 6：《钢结构构件的稳定》，孙绍文主编，冶金工业出版社，1993。 7：《建筑钢结构设计》，王肇民主编，同济大学出版社，2001。 8：《钢结构设计规范理解与应用》，崔佳等编著，中国建筑工业出版
第一章
绪论
1.1 钢结构的特点 1.2 钢结构的设计方法 1.3 钢结构的应用和发展
4
第一章 绪论
1.1 钢结构的特点
1. 轻质高强★ 2. 塑性、韧性好★ 3. 材质均匀、性能稳定 4. 制作简便，施工工期短★ 5. 密闭性好 6. 耐腐蚀性差 7. 耐热不耐火★
5 1.1 钢结构的特点
第一章 绪论
6 1.2 钢结构的设计方法
第一章 绪论
1.3 钢结构的应用与发展
1. 钢结构的应用 （1）重：重工业厂房★ （2）大：大跨度结构★ （3）高：高层建筑、高耸结构★ （4）动：受动荷载作用的厂房 （5）轻：荷载较小的轻钢结构★ （6）小：小型、可拆装的结构
7 1.3 钢结构的应用与发展
第一章 绪论
第二章 钢结构的材料
钢材的工作性能可以看作理想弹性塑性体 1. 计算简便 2. f y与 f p相差不大 3. 虽然 fu ＞ f y f y 作为设计强度的依据，具有较大的强度储备， 若出现偶然因素，使人们有机会补救
屈强比 f y / fu ：Q235钢为0.57，Q345钢为0.67
15 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
f y 作为钢结构设计的最大应力 简化计算, 采用理想弹塑性模型 fu 作为钢材实际破坏强度
16 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
二、塑性性能
塑性：在静力荷载作用下，钢材吸收变形能的能力
衡量塑性性能的指标：伸长率
l1 l0 100%
社，2003。 9：《钢结构设计规范》GB50017—2003。 10：《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB50018—2002。
2
钢结构设计原理 ————————
主要内容
1：绪论 2：钢结构的材料 3：钢结构的连接 4：轴心受力构件 5：受弯构件 6：拉弯和压弯构件
3
钢结构设计原理 ——————————
2. 钢结构的发展 （1）高性能钢材的研究与应用 （2）设计方法的改进 （3）稳定理论的进一步发展 （4）预应力钢结构的研究与应用 （5）空间钢结构与高层钢结构的研究与应用 （6）组合结构的研究与应用
8 1.3 钢结构的应用与发展
附1：轻质高强 Q235钢 密度：7850kg/m3 强度：235N/mm2 C30混凝土 密度：2450kg/m3 强度：20N/mm2
轻质——材料的质量密度与强度的比值 f 小
Q235钢
f 1.7 ~ 3.7 10 4 / m
C30混凝土 f 18 10 4 / m
9
钢结构设计原理
第二章.钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求 2.2 钢材的破坏形式 2.3 钢材的主要性能 2.4 各种因素对钢材主要性能的影响 2.5 复杂应力作用下钢材的屈服条件 2.6 钢材的疲劳 2.7 钢的种类和钢材规格
1.2 钢结构的设计方法
设计方法：以概率理论为基础的极限状态设计方法 计算疲劳仍采用容许应力幅法
计算强度、稳定、连接用荷载设计值 计算疲劳、变形用荷载标准值 对于直接承受动力荷载的结构：
在计算强度和稳定时，动力荷载设计值应乘动力系数 在计算疲劳和变形时，动力荷载标准值不应乘动力系数
弹性模量 E 2.06 105 N mm2 应力 E
2. 弹塑性阶段: 应力介于 f p 和 f y 之间 弹塑性模量 Et 是变数
3. 塑性阶段: 应力达到屈服强度 f y
Et 0, : 0.15% 2.5%
4. 强化颈缩阶段: 应力最高点对应抗拉极限 fu
14 2.3 钢材的主要性能
10
第二章 钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求
较高的强度 足够的变形能力。即塑性、韧性好。 良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）
《钢结构设计规范》GB50017-2003规定：
承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷 含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊 接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷 弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
l0 l0 试件原标距长度 l1 试件拉断后的标距长度 d0 试件中间部分的直径
l0 d0 10时,以10 表示 l0 d0 5时,以5 表示