《钢结构基本原理》习题三答案
最新钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版
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 =σf 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）。
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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。
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 =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=-=tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E σf yCσF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）。
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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。
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 =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=-=tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E σf yCσF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）。
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第二章如图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。
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 yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-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 =图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610yf E ε===⨯卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（2）B 点：卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点：卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=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）。
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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 σ − ε 关系式。
σ σ
fy
fy tgα=E tgα'=E'
α'
0
α ε
0
α ε
图 2-34 σ − ε 图 （a）理想弹性－塑性 （b）理想弹性强化
σ 2 = −80 N / mm2 ，B 点的正应力 σ1 = −20 N / mm2 ， σ 2 = −120 N / 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：ρ = （2）B 点： 应力比：ρ =
σ2 80 =− = −0.667 σ1 120
应力幅：△σ = σ max − σ min = 120 + 80 = 200 N / mm 2
第 95 页-4.4：
解：截面参数
A = 300 × 12 × 2 + 8 × 376 = 10208 mm 2
I xn =
1 1 × 300 × 400 3 − × (300 − 8) × 376 3 = 3.065 × 10 8 mm 4 12 12
第 5 页 共 45 页
《钢结构基本原理》 （第二版）练习参考解答：第二、五 × 502622.2 − = − = 0 ⇒ M = 502622.2 N ⋅ m ⇒ q = = 62827.8 N m 17280 5790208 A W 82
故： 当 q ≤ 62827.8 N m (0.628kN/cm)时，不考虑稳定问题 当 q > 62827 .8 N m 时，应考虑稳定问题
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第二章如图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。
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 yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-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 =图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610yf E ε===⨯卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（2）B 点：卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点：卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=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）。
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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图（a）理想弹性－塑性（b ）理想弹性强化解：（1（22.2如图2-35A 、B、C 卸载至零，则在三种情况下，图2-35解：（1）A 点：（2）B点：（3）C点：2.3作用时间之间的关系。
点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）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。
钢结构习题和答案
钢结构习题和答案 The latest revision on November 22, 2020《钢结构基本原理》主编：董军 副主编：唐伯鉴 主审：曹平周习题答案------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- P90习题 解：采用三级对接焊接质量标准和I50b 型钢，∴I 字型钢翼缘的对接焊缝的抗拉强度设计值175w t f MPa =，腹板对接焊缝的抗剪强度设计值125w v f MPa =，翼缘和腹板交界处对接焊缝的抗拉强度设计值185w t f MPa =。
假定焊接时采用引弧板，故对接焊缝的计算长度就是原长度。
查表可知，31146x S cm =，448600x I cm =，31940x W cm = 剪力：130V kN =；弯矩：1302260M kN m =⨯=⋅。
翼缘最上边至中性轴的距离12250y y mm ==。
最大正应力：6326010134175194010wt t x M MPa f MPa W σ⨯===<=⨯，满足要求。
最大剪应力：3341301011461021.9125486001014w x v x w VS MPa f MPa I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯，满足要求。
上翼缘和腹板交界点处的正应力和剪应力分别为：正应力：614126010123486001025020x M MPa W σ⨯===⨯- 面积矩：3146221676822x S cm ⎛⎫=⨯⨯+= ⎪⎝⎭剪应力：33114130107681014.67486001014x x w VS MPa I t τ⨯⨯⨯===⨯⨯ 该点处的折算应力：125 1.1 1.1185203.5w t MPa f MPa ==<=⨯= 满足要求。
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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 0f 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 0σF图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：2350.001142.0610y 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）。
钢结构设计原理课后答案
钢结构设计原理课后答案一、引言钢结构设计是一门重要的工程技术学科，其原理是通过理论和实践来确保钢结构在力学、材料和构造方面的稳定性和安全性。
本文将回答钢结构设计原理课后习题，涵盖了钢结构设计的基本原理和相关概念。
通过学习这些习题答案，希望读者能够深入理解钢结构设计的原则和方法。
二、钢结构设计原理的基本概念1. 钢结构的基本构成钢结构由钢材及连接件组成，其中钢材是构件的主要载荷承受部分，连接件则通过连接钢材以保证结构的整体性能。
2. 强度设计方法强度设计方法是根据钢材的力学性能和结构的荷载特点来确定构件截面尺寸和钢材的选择，以确保构件在荷载作用下的安全性和稳定性。
3. 构件的荷载分析钢结构在设计过程中需要进行荷载分析，包括静力分析和动力分析。
静力分析主要考虑常规荷载的作用下构件的受力情况，动力分析则考虑振动、地震等特殊荷载下的结构响应。
4. 构件的连接方式构件的连接方式有多种，包括焊接、螺栓连接等。
连接方式的选择与构件的性能和力学要求密切相关。
5. 钢结构设计的主要步骤钢结构设计一般包括以下步骤：荷载计算、结构分析、构件设计和连接设计。
其中，荷载计算是基于建筑和结构的使用要求和环境参数对结构所受荷载进行计算，结构分析通过力学方法对结构进行力学分析和计算，构件设计则通过分析和计算确定构件的尺寸和材质，连接设计则考虑构件和连接件的选择和设计。
三、钢结构设计原理课后习题答案下面将给出钢结构设计原理课后习题的答案，帮助读者更好地理解和掌握钢结构设计的原理和方法。
习题一：请简要叙述钢结构设计的基本概念和步骤。
答案：钢结构设计是根据建筑和结构的使用要求，通过荷载计算、结构分析、构件设计和连接设计来确保钢结构的安全性和稳定性。
钢结构由钢材和连接件组成，强度设计方法是根据钢材的力学性能和结构的荷载特点来确定构件尺寸和钢材选择。
钢结构设计的主要步骤包括荷载计算、结构分析、构件设计和连接设计。
习题二：什么是构件的荷载分析？请列举出进行荷载分析的主要内容。
钢结构基本原理课后习题答案
钢结构基本原理课后习题答案【篇一：钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版】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???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(??fye)?fy?tan?(??fytan?)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?0.025e?2.06?105n/mm2e?1000n/mm20f图2-35 理想化的???图解：（1）a点：卸载前应变：??fye?235卸载后残余应变：?c?0 可恢复弹性应变：?y????c?0.00114卸载前应变：???f?0.025 卸载后残余应变：?c???fye?0.02386 可恢复弹性应变：?y????c?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：?c???c?0.05869 e可恢复弹性应变：?y????c?0.001312.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的?作用时间之间的关系。
??曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和答：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）。
(完整版)钢结构设计原理习题集及答案
2．冷加工硬化和时效硬化
答：（1）在冷加工（或一次加载）使钢材产生较大的塑性变形的情况下，卸荷后再重新加载，钢材的屈服点提高，塑性和韧性降低的现象称为冷作硬化；在高温时溶于铁中的少量氮和碳，随着时间的增长逐渐由固溶体中析出，生成氮化物和碳化物，散存在铁素体晶粒的滑动界面上，对晶粒的塑性滑移起到遏制作用，从而使钢材的强度提高，塑性和韧性下降。这种现象称为时效硬化（也称老化）；
答：所谓可靠度，就是结构在规定时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。对于一个结构而言，比较可行的方法是，以可靠指标的计算来代替可靠度的计算。可靠指标β＝μz/σz，β与失效概率Pf有确定的一一对应关系，β增大，Pf减小。
2．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义各是什么？
答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，称此特定状态为该功能的极限状态。
2．简述影响钢材脆性断裂的主要因素？如何避免不出现脆性断裂？
答：导致脆性破坏的因素：化学成分；冶金缺陷（偏析、非金属夹杂、裂纹、起层）；温度（热防止脆性破坏的发生，应在钢结构的设计、制造和使用过程中注意以下各点：(1)合理设计；(2)正确制造；(3)合理使用。
第二章钢结构的材料
练习题
一、单项选择题
1、在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是__ B___的典型特征。
(A)脆性破坏(B)塑性破坏(C)强度破坏(D)失稳破坏
2、钢材的设计强度是根据_ C__确定的。
(A)比例极限(B)弹性极限(C)屈服点(D)极限强度
3、结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用_ D__表示。
同济大学沈祖炎钢结构基本原理课后习题全套答案
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 y0f y 0tgα=E图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化解：由题意得：（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 E σεαεα=+-=+-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 y 0σF图2-35 理想化的σε-图解：分三种情况：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610y f E ε===⨯卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（2）B 点：卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点：卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-=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）。
钢结构基本原理第三版课后习题答案
3.1 试设计图所示的用双层盖板和角焊缝的对接连接。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E4311，轴心拉力N ＝1400KN(静载，设计值)。
主板-20×420。
解 盖板横截面按等强度原则确定，即盖板横截面积不应小于被连接板件的横截面积．因此盖板钢材选Q235钢，横截面为-12×400，总面积A 1为A1＝2×12×400＝9600mm 2＞A ＝420×20＝8400mm 2直角角焊缝的强度设计值w f f ＝160N ／mm 2(查自附表1.3)角焊缝的焊脚尺寸：较薄主体金属板的厚度t ＝12mm ，因此，h = t-2= 12-2=10mm ；较厚主体金属板的厚度t ＝20mm ，因此，min ,f h ＝1.5t ＝＝6.7mm ≈7mm ，所以，取角焊缝的焊脚尺寸f h ＝10mm ，满足：max ,f h ≥f h ≥min ,f ha)采用侧面角焊缝时 因为b ＝400mm ＞200mm(t ＝12mm)因此加直径d ＝15mm 的焊钉4个，由于焊钉施焊质量不易保证，仅考虑它起构造作用。
侧面角焊缝的计算长度w l 为w l ＝N ／(4f h w f f )＝1.4×106／(4×0.7×10×160)＝312.5mm满足min ,w l = 8f h = 8×10 ＝80mm ＜w l ＜60f h ＝60×10＝600mm 条件。
侧面角焊缝的实际长度f l 为f l ＝w l + 2f h ＝312.5＋20＝332.5mm,取340mm 如果被连板件间留出缝隙10mm ，则盖板长度l 为 l = 2f l +10 = 2×340+10 = 690mmb)采用三面围焊时 正面角焊缝承担的力3N 为3N ＝e h B f βw f f ×2＝0.7×10×400×1.22×160×2＝1.093×106N 侧面角焊缝的计算长度w l 为w l ＝(N -3N )／(4e h w f f )＝(1.4×106-1.093×106)/(4×0.7×10×160)＝69mm w l =80mm w,min l ≤＝ 8f h ＝8×10＝80mm ，取w l =min ,w l =80mm由于此时的侧面角焊缝只有一端受起落弧影响，故侧面角焊缝的实际长度f l 为 f l ＝w l ＋f h = 80＋10 ＝ 90mm ，取90mm ，则盖板长度l 为 l ＝2f l +10＝2×90十10＝190mm3.2 如图为双角钢和节点板的角焊缝连接。
同济大学钢结构基本原理_沈祖炎_课后习题答案完全版
σ1 20 = = 0.167 σ 2 120
(3)Q390E
应力幅： △σ = σ max − σ min = −20 + 120 = 100 N / mm 2
2.7 指出下列符号意义： (1)Q235AF (2)Q345D 答：
(4)Q235D
（1）Q235AF：屈服强度 f y = 235 N / mm 2 、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 f y = 345 N / mm 2 、质量等级 D （要求提供 -200C 时纵向冲击功
fy E
=
235 2.06 × 105
= 0.00114
卸载后残余应变： ε c = 0 可恢复弹性应变： ε y = ε − ε c = 0.00114
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《钢结构基本原理》 （第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案
（2）B 点： 卸载前应变： ε = ε F = 0.025 卸载后残余应变： ε c = ε −
I xn =
1 1 × 240 × 1000 3 − × (240 − 8) × 960 3 = 2.8951 × 10 9 mm 4 12 12
W xn = W pn =
2.8951 × 10 9 = 5790208mm 3 500 1 × 8 × 960 2 + 240 × 20 × 980 = 6547200mm 3 4
第 95 页-4.4：
解：截面参数
A = 300 × 12 × 2 + 8 × 376 = 10208 mm 2
I xn =
1 1 × 300 × 400 3 − × (300 − 8) × 376 3 = 3.065 × 10 8 mm 4 12 12
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《钢结构基本原理》习题三答案
一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分）1．钢结构中的主要有害元素是（C）。
A、碳磷硅
B、硫磷锰
C、硫氧氮
D、碳锰矾
2．钢材的性能因温度而变化，在负温范围内钢材的塑性和韧性（B）。
A、不变
B、降低
C、升高
D、前者增大，后者减小
3．钢材的力学性能指标，最基本、最主要的是（C）时的力学性能指标。
A、承受剪切B、承受弯曲C、单向拉伸D、两向和三向受力
4．产生焊接残余应力的主要因素之一是（ C ）。
A、钢材的塑性太低
B、钢材的弹性模量太大
C、焊接时热量分布不均匀
D、焊缝的厚度太小
5．在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（C）指标。
A、低温屈服强度
B、低温抗拉强度
C、低温冲击韧性
D、疲劳强度
6．钢材脆性破坏同构件（C）无关。
A、应力集中
B、低温影响
C、残余应力
D、弹性模量
7．与轴压杆稳定承载力无关的因素是（D）。
A、杆端的约束状况
B、残余应力
C、构件的初始偏心
D、钢材中有益金属元素的含量
8．焊接残余应力不影响构件的（B）。
A、整体稳定
B、静力强度
C、刚度
D、局部稳定
9．钢材经历了应变硬化应变强化之后（A）。
A、强度提高
B、塑性提高
C、冷弯性能提高
D、可焊性提高
10．处于低温下的焊接结构应选用（C）。
A、耐腐蚀的钢材
B、含磷的钢材
C、韧性好的钢材
D、强度高的钢材
11、以下关于应力集中的说法中正确的是B。
A、应力集中降低了钢材的屈服强度
B、应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制
C、应力集中产生异号应力场，使钢材变脆
D、应力集中可以提高构件的疲劳强度
12.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用( C)
A.E55型
B.E50型
C.E43型
D.H10MnSi
13.在搭接连接中，为了减小焊接残余应力，其搭接长度不得小于较薄焊件厚度的( A)
A.5倍
B.10倍
C.15倍
D.20倍
14.大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B）
A.密封性
B.自重轻
C.制造工厂化
D.便于拆装
15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（D ）。
A．扭转屈曲B．弯扭屈曲C．侧扭屈曲D．弯曲屈曲
16. 承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接( B )
A.承载力低，变形大
B.承载力高，变形大
C.承载力低，变形小
D.承载力高，变形小
17、当沿受力方向的连接长度时，螺栓的抗剪和承压设计承载力均应降低，以防止B。
A、中部螺栓提前破坏；
B、端部螺栓提前破坏；
C、螺栓受弯破坏；
D、螺栓连接的变形过大。
18. 为提高轴心受压构件的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面的形式应使其面积分布（B）
A．尽可能集中于截面的形心处B．尽可能远离形心
C．任意分布，无影响 D．尽可能集中于截面的剪切中心
19.梁整体失稳的方式为（D）
A.弯曲失稳
B.剪切失稳
C.扭转失稳
D.弯扭失稳
20、对于直接承受动力荷载的结构，宜采用C。
A、焊接连接；
B、普通螺栓连接；
C、摩擦型高强度螺栓连接；
D、承压型高强度螺栓连
21、对于普通螺栓连接，限制端距e≥2d0的目的是为了避免D
A. 螺栓杆受剪破坏
B. 板件被拉断破坏
C. 板件受挤压破坏
D. 板件端部冲剪破坏
22、初始弯曲和荷载的初始偏心对轴心受压构件整体稳定承载力的影响为B
A. 初弯曲和初偏心均会降低稳定承载力
B. 初弯曲和初偏心均不会影响稳定承载力
C. 初弯曲将会降低稳定承载力，而初偏心将不会影响稳定承载力
D. 初弯曲将不会影响稳定承载力，而初偏心将会降低稳定承载力
23、保证焊接组合工字型截面轴心受压柱翼缘板局部稳定的宽厚比限值条件，是根据矩形板单向均匀受压时下列哪种边界条件确定的C
A.两边简支、一边自由、一边弹性嵌固
B.两边简支、一边自由、一边嵌固
C.三边简支、一边自由
D.四边均为简支
24、腹板屈曲后强度产生的原因是C
A.腹板屈曲后产生钢材的弹塑性强化，能够继续承担更大的荷载
B.腹板屈曲后产生薄膜拉力场，牵制了板变形的发展，存在继续承载的潜能
C.腹板屈曲后产生复杂的应力状态，提高了钢材的屈服点
D.由于横向加劲肋的存在，提高了腹板局部稳定承载力
25、计算长度一定的轴心压杆回转半径增大，其稳定承载力A。
A.提高
B.降低
C.不变
D.不能确定
26.在三向正应力状态下，当出现下列何种情况时，钢材易发生脆性破坏（B）
A.异号应力，且应力差较小
B.异号应力，且应力差较大
C.同号拉应力，且应力差较小
D.同号拉应力，且应力差较大
27.角焊缝的最小焊脚尺寸hfmin≥1.5，最大焊脚尺寸hfmax≤1.2t1，式中
的t1和t2分别为（C）
A.t1为腹板厚度，t2为翼缘厚度
B.t1为翼缘厚度，t2为腹板厚度
C.t1为较薄的被连接板件的厚度，t2为较厚的被连接板件的厚度
D.t1为较厚的被连接板件的厚度，t2为较薄小的被连接板件的厚度
28.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用( A)
A.E55型
B.E50型
C.E43型
D.H10MnSi
29.对于常温下承受静力荷载、无严重应力集中的碳素结构钢构件，焊接残余应力对下列没有明显影响的是（B）
A.构件的刚度
B.构件的极限强度
C.构件的稳定性
D.构件的疲劳强度
30．受弯构件的刚度要求是≤[]，计算挠度时，则应（C）。
A．用荷载的计算值B．用荷载的标准值
C．对可变荷载用计算值D．对永久荷载用计算值
二、判断题（本大题共20小题，每小题1分，共20分，正确填“T”，错误填“F”）
1、应力集中将会导致构件发生弹性破坏。
F
2.当温度t<0℃时，随着温度下降，钢材的冲击韧性值会随之提升。
T
3.在受拉的螺栓连接中，普通螺栓所受拉力的大小不仅与外力有关，还与被连接板件的_刚度有关。
T
4.高强度螺栓根据其螺栓材料性能分为两个等级：8.8级和10.9级，其中10.9表示螺栓所用材料的等级。
T
5.性能等级为4.6级和4.8级的C级普通螺栓连接，4.6级的安全储备更大。
T
6. 相同的梁分别承受均布荷载和集中荷载的作用，虽然两者在梁内产生的最大弯矩相同，但前者的整体稳定承载力比后者好。
T
7.规范规定普通螺栓抗拉强度设计值ftb取为螺栓钢材抗拉强度设计值f的0.6倍，是为了考虑主要是考虑一般螺栓有承受剪与拉两种情况，当有受剪时，其受拉可以0.6倍计的影响。
F
8. 实腹式偏心压杆在弯矩平面外的失稳属于弯扭屈曲。
T
9. 使格构式轴心受压构件满足承载力极限状态，除要保证强度、整体稳定外，还必须保证局部稳定。
T
10.钢材随时间进展将发生屈服强度和抗拉强度提高、塑性和冲击韧性降低的现象，称为时效硬化。
T
11．按照《钢结构设计规范》，当塑性中和轴在钢筋混凝土板内时，不考虑混凝土的抗拉作用。
T
12．当循环次数大于40000时，应对钢结构进行疲劳计算。
F
13．轴心受力构件的强度时以截面的最大应力达到钢材的屈服点为承载力极限状态。
F
14．钢结构工程施工质量验收规范中，一级、二级检验的抗拉强度可认为与主体金属强度相等。
F
15．压弯构件的截面尺寸通常由极限承载力确定。
T
16．残余应力中一般只考虑横向残余应力对轴心受压构件的影响。
F
17．焊接是一个先整体预热再局部加热的过程。
F
18．铰接柱脚只传递轴心压力，同时释放剪力。
F
19．当循环次数大于40000时，应对钢结构进行疲劳计算。
F
20．截面高度较小的压弯构件，通常采用格构式。
F。