钢结构设计原理作业参考答案

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(参考资料)钢结构设计原理课后习题作业及答案

习题一
习题二如图所示梁柱连接节点的角焊缝，图示位置作用有剪力V、轴力N、弯矩M。梁
截面尺寸如图。采用直角角焊缝，设焊角尺寸为hf，求焊缝最不利受力点的应力值。
1
习题三如图所示柱的牛腿节点处角焊缝，图示位置作用有剪力V、轴力N、弯矩M。采用直角角
焊缝，设焊角尺寸为hf，求焊缝最不利受力点的应力值。
力P =250KN 作用（设计值），次梁作为主梁的侧向支承，不计主梁自重，
。
要求：验算主梁的强度
3
习题七某焊接工字形截面柱，截面几何尺寸如图 4-4 所示。柱的上、下端均为铰接，柱高 4.2m，承受
的轴心压力设计值为 1000kN，钢材为 Q235，翼缘为火焰切割边，焊条为 E43 系列，手工焊。试验算该柱是否安全。
习题八
4
百度文库习题四
图 3-23
2
习题五
一实腹式轴心受压柱，承受轴压力 3500kN（设计值），计算长度 l0x =10m，l0y =5m，截面为焊接
组合工字型，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为Q235，容许长细比
。要求：
（1）验算整体稳定性
（2）验算局部稳定性
习题六
如图所示工字形简支主梁，Q235F 钢，f =215N/mm2 ，fv =125N/mm2 承受两个次梁传来的集中

钢结构设计原理课后习题答案

钢结构设计原理课后习题答案 1. 请计算以下梁的截面模量：

截面尺寸，宽度b=300mm，高度h=500mm，截面积

A=150000mm²。

截面模量的计算公式为，S = bh²/6。

代入数据计算得，S = 300mm × (500mm)²/6 = 25,000,000mm³。

2. 请计算以下梁的弯矩：

荷载，P=100kN。

距离，L=5m。

弯矩的计算公式为，M = PL。

代入数据计算得，M = 100kN × 5m = 500kNm。

3. 请计算以下梁的抗弯能力：

截面模量，S=25,000,000mm³。

弯矩，M=500kNm。

抗弯能力的计算公式为，σ = M/S。

代入数据计算得，σ = 500kNm/25,000,000mm³ = 0.02N/mm²。

4. 请计算以下梁的剪力：

荷载，P=50kN。

剪力的计算公式为，V = P。

代入数据计算得，V = 50kN。

5. 请计算以下梁的截面面积：

截面尺寸，宽度b=400mm，高度h=600mm。

截面面积的计算公式为，A = bh。

代入数据计算得，A = 400mm × 600mm = 240,000mm²。

6. 请计算以下梁的抗剪能力：

截面面积，A=240,000mm²。

剪力，V=50kN。

抗剪能力的计算公式为，τ = V/A。

代入数据计算得，τ = 50kN/240,000mm² = 0.000208N/mm²。

7. 请计算以下梁的轴心受压能力：

截面面积，A=200,000mm²。

轴心受压能力的计算公式为，N = fA。

代入数据计算得，N = 0.6 × 200,000mm² = 120,000N。

钢结构设计原理课后习题答案

. . .. 3. 连接 《钢结构设计原理》作业标答 3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材 Q345-A，焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。 N N 500 解： 三级焊缝 10 查附表 1.3： f tw 265 N/mm 2 ， f w v 180 N/mm 2 不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mm N lwt 1500 103 480 10 312.5N/mm2 f w t 265N/mm2 ，不可。 改用斜对接焊缝： 方法一：按规取 θ=56°，斜缝长度： lw (b / sin ) 2t (500 / sin 56) 20 (500 / 0.829 ) 20 583mm N sin lw t 1500103 0.829 58310 213N/mm2 ftw 265N/mm2 N cos lw t 1500103 0.559 58310 144N/mm2 fvw 180N/mm2 设计满足要求。 方法二：以 θ 作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。 3.9 条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。 查附表 1.3： f w f 200 N/mm 2 . 学习.资料.

钢结构设计原理作业参考答案

按构造要求确定焊角高h f 为

h fmin =1.5t =1.5⨯10=4.74mm mm t h fm sx 77.51==,取h f =6mm

取盖板截面为260⨯6mm 2,则端缝承载力为 w t f e f B h b N ⨯⨯⨯=21 查表1－4得f

w t =160 N/mm

则 kN N 8.426316

16022.167.026021=⨯⨯⨯⨯⨯= 接缝一侧一条焊缝需要长度

()mm f h N N L w

t f W 57516067.0410975.40955057.043

1=+⨯⨯⨯⨯-=+⨯⨯⨯-=

取L W =60mm.则盖板全长为： mm L L W 130********=+⨯=+⨯=

3-3．图3-73所示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为m kN M ⋅=2500，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准，试验算拼接焊缝强度。（提示：剪力V 可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即M I

I M w

w =

）

解：查得2/215mm N f w t =，2/215mm N f w c =，2/125mm N f w v = 计算焊缝截面特征值

()4237393605953601440006124021200.1121

cm I =+=⨯⨯⨯+⨯⨯= 431440001200.112

cm I w =⨯⨯=

21201120cm A w =⨯= 验算正应力

m kN M I I M w w ⋅=⨯==

9.486739360

1440002500

钢结构设计原理课后答案

1. 钢结构设计的原理是基于力学原理，其中包括材料力学和结构力学。

2. 钢材的力学性能是进行钢结构设计的重要基础，包括材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等。

3. 钢结构设计中的荷载分为静态荷载和动态荷载。静态荷载包括自重、活载和附加荷载，动态荷载包括地震荷载和风荷载等。

4. 钢结构设计需要满足一系列的设计准则和规范，如国家标准和建筑行业规范等。

5. 钢结构设计过程中需要进行结构分析，包括静力分析和动力分析。静力分析是通过计算结构的受力和变形情况，确定结构的安全性和稳定性。动力分析则是针对地震和风荷载等动态荷载进行结构响应计算。

6. 钢结构设计中需要考虑结构的稳定性，包括整体稳定性和构件稳定性。整体稳定性是指结构整体的稳定性，构件稳定性则是指结构中各个构件的抗侧稳定能力。

7. 钢结构设计中需要考虑结构的承载力，包括构件的强度和刚度。强度是指结构抵抗外部荷载作用的能力，刚度是指结构抵抗变形的能力。

8. 钢结构设计中需要进行连接设计，包括连接的刚度和强度设

计。连接的刚度设计需要保证连接的刚度和整个结构的刚度协调，连接的强度设计需要保证连接的强度不低于构件的强度。

9. 钢结构设计中需要考虑构件的施工性能，如可焊性、切割性、螺纹加工等。施工性能对于结构的质量和施工进度有重要影响。

10. 钢结构设计中需要进行耐久性设计，保证结构在使用寿命

内具有良好的耐久性能，抵抗外界环境和腐蚀等因素的损害。

钢结构设计原理课后习题答案

钢结构设计原理作业参考答案及考试范围

P 1073.3试设计如图所⽰双⾓钢和节点板间的⾓焊缝连接。钢材Q235-B ，焊条E43型，⼿

⼯焊，轴⼼拉⼒设计值N=500kN （静⼒荷载）。①采⽤侧焊缝；②采⽤三⾯围焊。

解：⾓焊缝的强度设计值2160/w f f N mm =，焊缝内⼒分配系数为120.70,0.30K K ==。焊⾓尺⼨：max min min (1~2)8(1~2)7~64.74f f h t mm mm mm h mm

=-=-=== 取6f h mm =

①采⽤两边侧焊缝（转⾓处做绕⾓焊）：

110.7500350N K N kN =?=?=，220.3500150N K N kN =?=?=

肢背计算长度：3

1135010260.420.720.76160

w w

f f N l mm h f ?===，取1270w l mm =；肢尖计算长度：31215010111.6120.720.76160

w w f f N l mm h f ?===，取2120w l mm =；②采⽤三⾯围焊缝：

正⾯⾓焊缝的长度等于相连⾓钢肢的宽度，即390w l b mm ==。

3320.720.7690 1.22160147.57w f w f f N h l f kN β===

1132231147.570.750035073.79276.2122

1147.57

0.350015073.7976.2122N K N N kN N K N N kN

=?-=-==-=?-=-=

11276.21106205.516211.5120.720.76160w f w

钢结构设计原理课后习题答案

3.9条件同习题3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。
解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。
查附表1.3：
试选盖板钢材Q345-A，E50型焊条，手工焊。设盖板宽b=460mm，为保证盖板与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度：，取t2=6mm
由于被连接板件较薄t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽b不宜大于190，要保证与母材等强，则盖板厚则不小于14mm。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。
《钢结构设计原理》作业标答
3.连接
3.8试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值N=1500kN，钢材Q345-A，焊条E50型，手工焊，焊缝质量三级。
解：
三级焊缝
查附表1.3：，
不采用引弧板：
，不可。
改用斜对接焊缝：
方法一：按规取θ=56°，斜缝长度：
设计满足要求。
方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
连接板件净截面面积A1(直线)：
净截面面积A2(折线)：
构件截面最大能承受的轴力设计值：
所以此连接最大能承受的轴力设计值Fmax=1048kN。
3.16.如上题中将C级螺栓改为M20的10.9级高强度螺栓，求此连接最大能承受的Fmax值。要求按摩擦型连接和承压型连接分别计算（钢板表面仅用钢丝清理浮锈）

钢结构设计原理作业参考答案精选.

按构造要求确定焊角高h f 为

h fmin =1.5t =1.5⨯10=4.74mm mm t h fmsx 77.51==,取h f =6mm

取盖板截面为260⨯6mm 2,则端缝承载力为 w t f e f B h b N ⨯⨯⨯=21 查表1－4得f

t =160 N/mm

则 kN N 8.42631616022.167.026021=⨯⨯⨯⨯⨯= 接缝一侧一条焊缝需要长度

()mm f h N N L w

t f W 57516067.0410975.40955057.043

1=+⨯⨯⨯⨯-=+⨯⨯⨯-=

取L W =60mm.则盖板全长为： mm L L W 130********=+⨯=+⨯=

I M w

w =

）

解：查得2/215mm N f w t =，2/215mm N f w c =，2/125mm N f w v = 计算焊缝截面特征值

()

4237393605953601440006124021200.1121

cm I =+=⨯⨯⨯+⨯⨯= 431440001200.112

cm I w =⨯⨯=

21201120cm A w =⨯=

验算正应力

m kN M I I M w w ⋅=⨯==

9.486739360

1440002500

钢结构设计原理作业参考答案

《钢结构设计原理》作业参考答案

作业一

一、单项选择题： 1.B 2.C 3.C 4.A 5.D 6.A 7.B 8.A 9.B 10.B

二、填空题：

1.螺栓群形心轴

2.设计

3.角钢

4.沸腾钢

5.冲击韧性A KV 值或冲击韧性值或A KV 值

6.H

7.翼缘

8.低或小

9.y f /1515 10．X －轴

三、简述题：

1.钢材在循环应力多次反复作用下，裂纹生成、扩展以至断裂破坏的现象称为钢材的疲劳。影响疲劳破坏的主要因素：

（1）应力集中（2）应力幅（3）应力循环次数

2.（1）强度验算

A N n

≤=

σ （2）刚度验算 ][max λλ≤ （3）整体稳定验算

≤min φ

（4）局部稳定验算

fy t b 235)1.010(max 1λ+≤ fy t h w 235

)5.025(max 0λ+≤

3.结构或构件的承载能力极限状态包括静力强度、动力强度和稳定等的计算〉达到这种极限状态时，结构或构件达到了最大承载力而发生破坏，或达到了不适于继续承受荷载的巨大变形。结构或构件的正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。达此极限状态时，结构或构件虽仍保持承载力，但在正常荷载和作用下产生的变形已不能使结构或构件满足正常使用的要求，包括静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的剧烈振动等。

4.选择屈服点作为结构钢材设计强度标准值是因为：

（1）它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理，

避免发生破坏；

（2）从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大 200 倍，且抗拉强度与屈服点之比

钢结构设计原理习题及参考答案

钢构造设计原理习题及参考答案1

单项选择题

1.焊接组合梁截面高度h是根据多方面因素确定的，下面哪一项不属于主要影响因素？〔〕

A、最大高度

B、最小高度

C、等强高度

D、经济高度答案：C

2.焊接的优点不包括〔〕。

A、直接连接方便简单

B、节省材料

C、构造刚度大，提高焊接质量

D、最大化表达钢材料性能答案：D

3.轴心压杆计算时满足〔〕的要求。

A、强度，刚度

B、强度，刚度，整体稳定

C、强度，整体稳定，局部稳定

D、强度，整体稳定，局部稳定，刚度答案：D

4.对关于钢构造的特点表达错误的选项是〔〕。

A、建筑钢材的塑形和韧性好

B、钢材的耐腐蚀性很差

C、钢材具有良好的耐热性和防火性

D、钢构造更适合于高层建筑和大跨构造

答案：C

5.轴心受压构件整体稳定的计算公式的物理意义是〔〕。

A、截面平均应力不超过钢材强度设计值

B、截面最大应力不超过钢材强度设计值

C、截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值

D、构件轴力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值答案：D

6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，"钢构造设计标准"采用的准则为净截面〔〕。

A、最大应力到达钢材屈服点

B、平均应力到达钢材屈服点

C、最大应力到达钢材抗拉强度

D、平均应力到达钢材抗拉强度答案：B

7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标？〔〕

A、屈服点

B、抗拉强度

C、伸长率

D、线胀系数答案：D

8.Q235与Q345两种不同强度的钢材进展手工焊接时，焊条应采用〔〕。

A.E55型

B.E50型

C.E43型

D.E60型答案：C

9.梁受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足要求时，采用〔〕是比拟合理的措施。

钢结构设计原理课后答案

以下为钢结构设计原理课后答案：

1. 梁的弯曲设计原理：

- 梁在受力时会发生弯曲变形，根据梁的静力平衡原理，可得到梁的弯矩方程；

- 根据材料力学理论，可以推导出梁的弯矩和弯曲曲率之间的关系；

- 采用合适的截面形状和尺寸，使得梁在受到外力作用时能够保持合理的弯曲变形，从而满足设计要求。

2. 柱的压缩设计原理：

- 柱在受压力作用时会发生压缩变形，根据柱的静力平衡原理，可得到柱的压力方程；

- 根据材料力学理论，可以推导出柱的压力与变形之间的关系；

- 采用合适的截面形状和尺寸，使得柱在受到外压力作用时能够保持合理的压缩变形，从而满足设计要求。

3. 接头的设计原理：

- 接头是连接钢结构构件的重要部分，其设计原理主要包括强度计算和刚度计算；

- 强度计算要考虑接头在受力时承受的拉力、压力和剪力等作用；

- 刚度计算要保证接头具有足够的刚度和变形能力，使得构件能够满足整体的刚度要求；

- 通常采用焊接、螺栓连接等方式进行接头设计。

4. 桁架结构的设计原理：

- 桁架结构是由多个构件组成的三角形结构，其设计原理主

要包括构件受力分析和整体稳定性分析；

- 构件受力分析要考虑各构件在受荷载作用下的拉力和压力，通过静力平衡方程求解各个构件的受力；

- 整体稳定性分析要保证桁架结构在外力作用下不发生整体

失稳，通常采用稳定性计算方法进行分析；

- 桁架结构设计要满足强度、刚度和稳定性等要求。

5. 桩基设计的原理：

- 桩基设计的主要目的是保证建筑物或结构的稳定和承载能力；

- 桩基设计的原理包括桩身的承载力计算和桩身的变形计算； - 桩身承载力计算要考虑桩身的竖向承压力和横向剪切力等

钢结构设计原理习题及答案.

钢结构设计原理习题集及答案

第一章绪论

练习题

一、简答题

1．简述钢结构的特点和应用范围。

答：特点：（1）承载能力大；（2）稳妥可靠；（3）便于工业化生产，施工周期短；（4）密闭性好；耐热但不耐火；（5）耐腐蚀性差；（6）容易产生噪音应用范围：（1）承受荷载很大或跨度大，高度大的结构；（2）承受动力荷载作用或经常移动的结构；（3）经常拆装的拼装式结构；（4）对密闭性要求高的结构；（5）高温车间或需承受一定高温的结构；（6）轻型结构

2．试举例说明钢结构的主要发展趋势。

答：（1）高性能钢材的研制；（2）设计方法和计算理论的改进；（3）结构形式的革新

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。

(A) 流幅 (B)冲击韧性 (C) 可焊性 (D)伸长率

4、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

5、下列因素中_ A__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

6、当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性_ B__。

(A) 升高 (B)下降 (C) 不变 (D) 升高不多

(完整版)钢结构设计原理习题集及答案

应用范围：（1）承受荷载很大或跨度大，高度大的结构；（2）承受动力荷载作用或经常移动的结构；（3）经常拆装的拼装式结构；（4）对密闭性要求高的结构；（5）高温车间或需承受一定高温的结构；（6）轻型结构
2．试举例说明钢结构的主要发展趋势。
答：（1）高性能钢材的研制；（2）设计方法和计算理论的改进；（3）结构形式的革新
4．当沿受力方向的连接长度（孔径）时，螺栓的抗剪和承压设计承载力均应降低，以防止。
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。
5．图示高强度螺栓群受弯后的旋转中心为。
A．a点；B．b点；C．c点；D．d点
参考答案：
1．C；2．C；3．C；4．B；5．B
二、填空题
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。
第三章钢结构的设计方法
练习题
一、填空题
1．钢结构的设计方法大体经历了三个阶段：、和，目前《钢规》主要采用。
容许应力设计法、半概率半极限状态设计法和概率极限状态设计法，概率极限状态设计法。

钢结构设计原理习题答案

钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构形式，其设计原理涉及到力学、材料力学等多个学科的知识。在学习钢结构设计原理的过程中，习题是非常重

要的辅助工具，可以帮助我们巩固所学的理论知识，并提高解决实际问题的能力。下面是一些常见的钢结构设计原理习题及其答案，供大家参考。

习题一：一个钢柱的截面尺寸为200mm×200mm，材料为Q235钢，求该钢柱

的截面面积、惯性矩和抗弯强度。

答案：该钢柱的截面面积为200mm×200mm=40000mm²，惯性矩为

(200mm×200mm³)/12=1333333.33mm⁴。根据钢材的抗弯强度公式：抗弯强

度 = 弯矩 / (截面面积× 弯矩系数)，其中弯矩系数为1.5，假设该钢柱所受的弯矩为1000kN·m，则该钢柱的抗弯强度为1000kN·m / (40000mm² × 1.5) =

16.67kN/mm²。

习题二：一个钢梁的跨度为10m，截面尺寸为300mm×500mm，材料为Q345钢，求该钢梁的自重。

答案：该钢梁的自重可以通过计算其体积和密度来求得。首先，计算该钢梁的

体积：体积 = 跨度× 截面面积= 10m × (300mm × 500mm) = 15000000mm³。然后，根据Q345钢的密度为7850kg/m³，将体积转换为m³：体积 = 15000000mm³ / (1000mm/m)³ = 0.015m³。最后，计算该钢梁的自重：自重 =

体积× 密度= 0.015m³ × 7850kg/m³ = 117.75kg。

钢结构设计原理习题及参考答案1

单项选择题

1.焊接组合梁截面高度h是根据多方面因素确定的，下面哪一项不属于主要影响因素？（）

A、最大高度

B、最小高度

C、等强高度

D、经济高度答案：C

2.焊接的优点不包括（）。

A、直接连接方便简单

B、节省材料

C、结构刚度大，提高焊接质量

D、最大化体现钢材料性能答案：D

3.轴心压杆计算时满足（）的要求。

A、强度，刚度

B、强度，刚度，整体稳定

C、强度，整体稳定，局部稳定

D、强度，整体稳定，局部稳定，刚度答案：D

4.对关于钢结构的特点叙述错误的是（）。

A、建筑钢材的塑形和韧性好

B、钢材的耐腐蚀性很差

C、钢材具有良好的耐热性和防火性

D、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构

答案：C

5.轴心受压构件整体稳定的计算公式的物理意义是（）。

A、截面平均应力不超过钢材强度设计值

B、截面最大应力不超过钢材强度设计值

C、截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值

D、构件轴力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值答案：D

6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面（）。

A、最大应力达到钢材屈服点

B、平均应力达到钢材屈服点

C、最大应力达到钢材抗拉强度

D、平均应力达到钢材抗拉强度答案：B

7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标？（）

A、屈服点

B、抗拉强度

C、伸长率

D、线胀系数答案：D

8.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.E55型

B.E50型

C.E43型

D.E60型答案：C

9.梁受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足要求时，采用（）是比较合理的措施。

钢结构设计原理作业参考答案

(参考资料)钢结构设计原理课后习题作业及答案

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