钢结构作业参考答案

《钢结构》 作业一答案 一、 填空题 1.235N/mm2；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、yf和uf； 7、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.A 2.B 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 8.B 9.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 pf为比例极限，ef为弹性极限。（2）弹塑性阶段：EC段 yf为屈服强度，y为屈服应变。（3）屈服阶段：

CF段。（4）强化阶段：FB段 uf为极限强度。（5）颈缩阶段：BD段 t为拉断应变。 2.钢材的力学性能指标主要有屈服强度；抗拉强度；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，使钢材的强度提高，而塑性和韧性大大降低，这种变化称为时效硬化；钢材进入他塑性阶段以后，间歇重复加载将使弹性变形范围扩大，这就叫应变硬化。 4.简述钢材的应变硬化性能，并绘图说明。（5分） 构件在冷加工（冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切）过程中使钢材产生很大的塑性变形，产生塑性变形的钢材在重新加荷时将提高屈服点，同时降低塑性和韧性。（4分）。

%/uf

efpf

yf 图1 钢材的硬化（2分） 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） 答案要点：（a）图表示正温范围：随着温度的提高，钢材的强度降低。200 OC以内变化不大，430-540OC，强度急剧下降， 600 OC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）。

作业二答案 一．填空题 1.90。

2.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1 换算长细比λx0 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。

2.答：纵向残余应力——纵向残余应力使构件刚度降低，也降低稳定承载力。 初弯曲——由于残余应力的存在，初弯曲使截面更早进入塑性，降低稳定承载力。初偏心——初偏心对稳定承载力的影响本质上同初弯曲。 杆端约束——杆端约束越强（如固定），承载力会越高。

3．答：（1）根据绕实轴的整体稳定性，选择肢件的截面。选择方法与实腹式轴心受压构件的截面选择方法完全相同； （2）根据等稳定条件，确定两分肢间的距离； （3）验算整体稳定性和分肢稳定性，包括对刚度的验算； （4）但有截面削弱时，应验算构件的强度。 四．计算题 1、解：（1）截面几何参数为： 390002508142502mmA

，

483310325.1)250242278250(121mmIx

，

4731065.3250141212mmIy

，

mmAIixx3.121900010325.1/8，

mmAIiyy7.6390001065.3/7 （2）刚度验算： 150][5.493.121/6000/0xxxil，

150][1.477.63/3000/0yyyil

（3）整体稳定验算：按长细比最大值5.49，查表得859.0， 223/215/2079000859.0101600mmNfmmNAN

2.解：(1)验算整体稳定 A＝2×104mm2 Ix＝7.595×108mm4

Iy＝2.134×108mm4

ix＝194.87mm

iy＝103.30mm

λx＝51.23<[λ]=150 λy＝48.40<[λ]=150 对x轴为b类截面，对y轴为c类截面，查表φx＝0.850>φy＝0.785

22/215/9.222mmNfmmNANy



如果承受静力荷载，材料为镇静钢，则在允许范围之内

（2）局部稳定验算

a．翼缘 13.1523.511.010235)1.010(75.9yftb b．腹板 66.5023.515.025235)5.025(400ywfth 局部稳定满足要求 作业三答案 一．填空题 1.边缘屈服；全截面塑性；有限塑性发展强度；有限塑性发展强度；边缘屈服。

2．强度高，塑性和韧性好； 3．6.0b 二．选择题

1、B 2、A 3、A 三．简答题 4、答：加劲肋按其作用可分为两种：一种是为了把腹板分割成几个区格，以提高腹板的局部稳定性，称为间隔加劲肋；另一种除了上述作用外，还有传递固定集中荷载或支座反力的

作用，称支承加劲肋。在公式fAN中，A为加劲肋和加劲肋每侧ywft/23515（wt为腹板厚度）范围内的腹板面积；为轴心受压稳定系数，由zil/0计算，对中间加劲肋按b类截面查得，对支座加劲肋按c类截面查得，0l为腹板计算高度0h，zi为绕zz轴的回转半径。 四．计算题 1．解：

21530021090018000Hmm

329411090015300(4507.5)22.491012xImm

9632.49105.358104652xxIWmmh



337411900101530026.7575101212yImm

61.27vyIlmmA 500081.661.27ylyly

262432012351()4.4b

Hhyt

yWxhf





226

43201800093081.6152351.151()81.65.358104.4930235

2.4330.6

1.070.282/461.070.282/2.4330.9541.0b 289.81021523522.78523585235AffyVkN



作业四答案 一． 填空题 1.分岔失稳 2.弯曲屈曲 二． 简答题 1.平面外稳定承载力计算公式为：

dxbxtxy

fWMAN



其中b——受弯构件整体稳定系数 tx——计算平面外稳定时的弯矩等效系数

y——轴压构件绕弱轴的整体稳定系数。

三．计算题 1、解：（1）截面几何参数为： 31512012760122502mmA

，

49331033.1)760238784250(121mmIx

，

47310125.3250121212mmIy

，mmAIixx297151201033.1/9，

mmAIiyy461512010125.3/7，3913400000392/1033.1mmWx （2）整体稳定验算： 7.33297/10000/0xxxil，7.10846/5000/0yyyil，

根据b类截面，查表得923.0x NEANxEx725222107.27.33/151201006.214.3/，

699.0107.2/100602.01/2.0173ExmxNN，

工字形截面的05.1x，弯矩作用平面内的整体稳定：

x11MFl14000010350kN44m

363371600100.99635010(10.8/)0.923151201.05340010(10.860010/2.710)mxxxxxEx

MNAWNN





22142.4/215/NmmNmm 故整体稳定满足要求。

作业五答案 一．填空题 1.焊接；螺栓连接。