钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案
第三版钢结构课后题答案第六章
6.1 有一两端铰接长度为4m 的偏心受压柱，用Q235的HN400×200×8×13做成，压力设计值为490kN ，两端偏心距相同，皆为20cm 。
试验算其承载力。
解（1）截面的几何特征：查附表7.2 （2）强度验算：（3）验算弯矩作用平面内的稳定： b /h =200/400=0.5<0.8，查表4.3得： 对x 轴为a 类，y 轴为b 类。
查附表4.1得：x 0.9736ϕ=构件为两端支撑，有端弯矩且端弯矩相等而无横向荷载，故mx 1.0β=（4）验算弯矩作用平面外的稳定： 查附表4.2得：y 0.6368ϕ=对y 轴，支撑与荷载条件等与对x 轴相同故：由以上计算知，此压弯构件是由弯矩作用平面外的稳定控制设计的。
轧制型钢可不验算局部稳定。
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 型钢或焊接工字型截面，材料为Q235（注：当选用焊接工字型截面时，可试用翼缘2—400×20，焰切边，腹板—460×12）。
解：设采用焊接工字型截面，翼缘204002⨯-焰切边，腹板—460×12，（1）截面的几何特征， （2）验算强度：因为：20069.720b t -==<，故可以考虑截面塑性发展。
（3）验算弯矩作用平面内的稳定： 查表4.3得：对x 、y 轴均为b 类。
查附表4.2得：784.0x =ϕ()222EX 22x 206000215.2101.1 1.164.39611kNEA N ππλ⨯⨯⨯'==⨯=对x 轴为悬臂构件，故0.1mx =β；(4)弯矩作用平面外的稳定验算： 查附表4.2，749.0y =ϕ()958.0440003.7007.1235.4400007.12y2yb =-=-=f λϕ构件对y 轴为两端支撑，有端弯矩且端弯矩相等而无横向荷载，故取0.1,0.1tx ==ηβtx xy b 1x362322160010 1.0 1.0400100.749215.2100.958407810N 201.5N mm 205mmN M A W f βηϕϕ+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯⨯=<=∴此压弯构件是由弯矩作用平面内的稳定控制设计的。
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 。
钢结构第3章作业参考答案
腹板下口的压应力： 腹板下口的压应力：
M 11.76 ×106 σf下 = ⋅ xo = ×144.48 = 93.82 Mpa < 160Mpa 4 I 1811×10
σf βf 93 .82 2 2 +τ = + 43 .75 = 104 .3Mpa < 160 Mpa 1 .0
533.35 × 103 < 60 h f = 480 mm (满足 ) lw1 = = 298mm >8 h =64 mm且 > 40 mm (满足 ) f 2.3 N3 N1 = a1 N − = 0.67 ×1000 − = 533.35 KN 2 2
N3 273 .3 N 2 = a2N − = 0.33 × 1000 − = 193 .35 KN 2 2
'
σ
' 拉
M ' 120 ⋅ F 6548.4 = ⋅x = × 200 145.43 = ⋅F （ － ） 4 4 I 1955.7 ×10 1955.7 ×10
Q
σ
' 2 拉
+ 3τ
'2
≤ 1 .1 ⋅ f t w
2 2
6548.4 9085.5 ∴ ⋅ F + 3× ⋅ F ≤ 1.1× 185 4 4 1955.7 × 10 1955.7 × 10 ∴ F ≤ 267.9 KN
2 2 I = 0 .56 × 15 × 21 .2 14 .45） + 0 .56 × 13 .8 × 200－ .45） + 14 （ － （
2 × 0 .56 × 20 3 + 2 × 0 .56 × 20 × 14 .45 10） = 1811 cm 4 （ － 2 12
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＝8400mm2直角角焊缝的强度设计值wf 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，m ax ,f h = t-2= 12-2=10mm ；较厚主体金属板的厚度t ＝20mm ，因此，m in,f h t ＝≈7mm ，所以，取角焊缝的焊脚尺寸f h ＝10mm ，满足：m ax ,f h ≥f h ≥m in ,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 wf f ×106／(4×0.7×10×满足m in ,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 mm,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 ××10×400×1.22×160××106N 侧面角焊缝的计算长度w l 为w l ＝(N -3N )／(4e h w f f )×106×106)/(4×0.7×10×160)＝69mm w l =80mm w ,min l ≤＝ 8f h ＝8×10＝80mm ，取w l =m in ,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。
钢结构第3章作业参考答案
2
(1)焊缝最大正应力在腹板和翼缘交界处
M h 1122106 1000 w max 209 . 2 Mpa f 185Mpa t 4 I 2 268193 .110 2
焊缝正应力不满足要求
(2)最大剪应力
V Sx 374103 500 w max 280 14 507 8 500 48 . 3 Mpa f ＝ 125MPa v 4 I t 268193 .110 8 2
焊缝最大剪应力满足要 求
3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图 3.83），拼接处作用有弯矩M=1122KN•m，剪力V=374KN，钢材为 Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该 焊缝的强度。 w 解： 查表得 ft 185Mpa，
f vw 125Mpa
注意：此题中腹板仍受弯剪。
lw 2
60 h f 480 mm (满 足) N2 330103 184mm 8 h 64 mm 且 40 mm (满 足) w f 2hef f 2 0.7 8 160
l1 374 2 8 390mm；l2 184 2 8 200mm 取肢背l1 390mm， 肢尖l2 200mm
N3 273 .3 N 2 a2 N 0.33 1000 193 .35 KN 2 2
lw 2
193.35103 60 h f 480 mm (满 足) ＝ 108m m 8 h 64 mm 且 40 mm (满 足) f 2 0.7 8 160
2 2 I 0.5615 （ 21.2 － 14.45 ） 0.5613.8 （ 200 － 14.45 ）
第三版钢结构课后题答案第四章
4.1 验算由2∟63×5组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270kN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。
杆端有一排直径为20mm 的孔眼，用于螺栓承压型连接。
钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够，应改用什麽角钢？计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：拉杆2L63×5，查附表7.4单角钢毛面积为：6.14 cm 2故：22n cm 28.10228.1210205214.62A =-=⨯⨯⨯-⨯=-钢材Q235,2215mmN f =强度验算：22232156.2621028.1010270mm N f mm N A N n =>=⨯⨯==σ该拉杆强度不满足。
试改用2∟70×6单角钢毛面积为：8.16 cm 2故：221392240163262021016.82mm A n =-=⨯⨯-⨯⨯=强度验算：223215194139210270mm N f mm N A N n =<=⨯==σ强度满足要求。
静力作用只需验算竖向平面内的长细比，按一般建筑结构系杆考虑，容许长细比为400 (或按其他构件300、350)； 由附表7.4cm i x 15.2=长细比验算：[]4005.13915.2300=<===λλx o i l长细比满足要求。
点评：1、实际设计应多方案，在满足要求的方案中选重量最轻的。
如果选用的规格是所有角钢规格中最轻的就是最优设计。
OK4.3 验算图示高强螺栓摩擦型连接的钢板净截面强度。
螺栓直径20mm ，孔径22mm ，钢材为Q235-A.F ，承受轴心拉力N=600kN (设计值)。
解：钢板厚度14mm ，拼接板厚度2×10mmQ235—A.F 查表得2mm N 215f =钢板最外列螺栓处：()224369243360142234080804014mm A n =-=⨯⨯-+++⨯=()n n 5.01N N 1-='==600(1-0.5×3/9)=500kN验算净截面强度：2232153.205243610500mm N f mm N A N n =<=⨯='=σ钢板净截面强度满足要求。
5,6钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案
第五章5.1 一平台的梁格布置如图5.53所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。
设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为 2.02/kN m 。
试选择次梁截面，钢材为Q345钢。
解：1、普通工字形钢34I45a 143332241x x W cm I cm ==选 3、验算： 1）强度63410.410272.82951.05143310x a x x M Mpa f Mp r W σ⨯====⨯⨯2）挠度445455666000384384 2.0610322411016.77[]15k q l v EIx mm v mm⨯=⋅=⋅⨯⨯⨯== 重选I50a444544647255666000384384 2.06104647210x k X I cm q l v EI =⋅⨯=⋅=⋅⨯⨯⨯3）整稳：不必计算。
4）局稳：因为是型钢，不必验算。
32.(220)366/(1.22 1.420)391.2/112291.26410.4886410.410313249391324.9391.05295mxWx r fxq kN m kq kN mM ql kN m x m x W mm cm x r f x ≥=+⨯==⨯+⨯⨯=≥=⨯⨯=⋅⨯≥===⨯5.3解：图5.54（a ）所示的简支梁，其截面为不对称工字形[图5.54（b ）]，材料为Q235B 钢；梁的中点和梁端均有侧向支承；在集中荷载（未包括梁自重）F=160kN (设计值)的作用下，梁能否保证其整体稳定性？2422max 132301800.81011041041076.980.8/0.812160121.2497.384842800.840.5101810.533.2301800.810110.880(82/233.2)80012G X A cm q kN mql Pl M kN my cmI γ-⎡⎤⎣⎦=⨯+⨯+⨯==⨯⨯=⨯⨯=+=⨯+=⋅⎡⎤⎣⎦⨯⨯+⨯⨯=+=⨯+⨯+⨯=⨯⨯+-⨯⨯1、计算梁自重、计算中和轴位置2243133413112.8301(33.20.5)101(48.80.5)9344093440281033.23 3.1 1.751(130110)233012 4.7/600/4.7127.7(130)/12/()0.9623300X X b b y y y y b b cm I W cm y I cm i cml i I I I ϕβλαη+⨯⨯-+⨯⨯-====⎡⎤⎣⎦⇒==⨯⨯+⨯=====⨯=+===、求查附表22'.8(21)0.8(20.961)0.7443202354320104822351.750.74127.728102352.50.60.2820.2821.07 1.070.9572.5b b b by X y b b Ah W f αϕβηλϕϕ-=⨯⨯-=⎤⎥=⨯⨯⨯⨯⎥⎦⎤⨯⎥=⨯⨯⨯⨯⎥⎦==-=-=4、梁整63497.310184.9215()0.957281010b X M Mpa f Mpa W ϕ⎡⎤⎣⎦⨯===⨯⨯体稳定计算满足5.4解：设计习题5.1的中间主梁（焊接组合梁），包括选择截面、计算翼缘焊缝、确定腹板加劲肋的间距。
钢结构基本原理第三版课后习题答案
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＝8400mm2直角角焊缝的强度设计值wf 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，ax h = t-2= 12-2=10mm ；较厚主体金属板的厚度t ＝20mm ，因此，m in ,f h ＝1.5t ＝＝6.7mm ≈7mm ，所以，取角焊缝的焊脚尺寸f h ＝10mm ，满足：m ax ,f h ≥f h ≥m in ,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 ≤＝ 8fh ＝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。
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/wf f N m m = 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 f N 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 m m = 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(第三版)戴国欣主编
第二章 钢结构的材料
四、冷弯性能 冷弯性能是检验钢材适应冷加工（常温下加工） 的能力和显示钢材内部缺陷状况的一项指标 冷弯性能是考察钢材在复杂应力状态下发展塑性 变形能力的指标 冷弯性能由冷弯试验确定
19 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
钢材物理性能指标 弹性模量 E 206 10 3 N mm 2 泊松比
6钢材的疲劳二常幅疲劳计算?????????采用页表类按类别分为参数根据构件和连接应力循环次数常幅疲劳的容许应力幅力取负值拉应力取正值压应力中的最小拉应力或压应计算部位每次应力循环值中的最大拉应力取正计算部位每次应力循环力对焊接部位为应力幅2
钢结构
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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 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。
25 2.4 各种因素对钢材主要性能的影响
第二章 钢结构的材料
二、冶金缺陷
常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹等。
偏析——化学成分分布的不均匀程度。
三、加荷速度
加荷速度高，钢材屈服点提高，呈脆性。因此， 1．材性试验要求缓慢加载 2．要考虑动荷载对结构的不利影响
钢结构考试复习题简答题与课后习题解答
参考书目：戴国欣《钢结构》一、小题1、柱板（ 铰接 ）时下柱弯矩较大，厂房横向刚度较差2、柱间（ 下层支撑 ）设在温度区段中部，（ 上层支撑 ）支撑布置在温度区段端部，在有（ 下层支撑 ）支撑处也应设置（ 上层支撑 ）支撑3、屋架外形常用形式（ 三角形 ）、（ 梯形 ）、（ 平行弦 ）、（ 人字形 ）等4、对框架的分析，按（ 弹性 ）理论确定其计算长度5、大跨度建筑依据（用途）、（使用条件）、（建筑选型方面要求）决定结构方案6、框架大跨结构中，横梁与柱连接的框架节点（ 内角弯折处 ）应做成平整曲线以避免（ 应力集中 ）7、（ 框架—支撑 ）体系是高层建筑钢结构中应用最多的一种结构体系8、P183页的屋架平面支撑体系的判别9、框架柱按结构形式可分为（等截面柱）、（阶形柱）和（分离式柱）三大类10、网架的受力特点是，杆件均为（ 铰接 ），不能承受（ 弯矩 ）和（ 扭矩 ），及所有杆件只承受（ 轴向力 ）11、（ 帽桁架 ）和（ 腰桁架 ）使外围柱与核心抗剪结构共同工作，可有效减少结构的侧向变形，刚度也有很大提高12、高层钢结构中，（ 水平 ）荷载对结构设计起着主要的控制作用13、高层钢结构的内力与位移一般采用（ 弹性方法 ）计算，在考虑罕遇地震的情况下，还要进行（ 弹塑性 ）方法进行分析14、温度伸缩缝最普遍的做法是（ 设置双柱 ）15、在桁架中约束节点转动的主要因素是（ 拉杆 ）16、屋架弦杆在平面外的计算长度，应取（ 侧向支撑点间的距离 ）17、托架通常支承于钢柱的（ 腹板上 ），支承端板的厚度一般不宜小于（ 20mm ）。
18、隅撑的作用是（ 作为梁的侧向支撑，保证梁在钢架平面外的稳定 ）19、柱脚的剪力应由（地板与基础间的摩擦力）传递，超过时应设置（抗剪键）20、跨度大于35~40m 时，梁式结构的支座之一必须做成（ 可移动的 ）（原因？）21、实腹式拱的截面高度一般为跨度的（ 80/1~50/1 ），格构式拱的截面高度则为跨度的（ 60/1~30/1 ）22、空间结构的特性有：（ 1、优越的力学性能 2、良好的经济性、安全性与适用性 ）（老师有可能会变成简答，这个说不准P264）23、空心球外径D 与壁厚t 的比值一般为（ 25~45 ）；空心球壁厚t 与钢管最大壁厚的比值宜为（1.2~2.0 ）；空心球壁厚t 不宜小于（ 4mm ）。
【精品】钢结构课程设计 (35)
钢结构课程设计学生姓名：学号：所在学院：工程学院专业班级：09级土木（2）指导教师：中国·大庆2011年11月目录1.设计资料................................................... 错误!未指定书签。
2。
屋架形式,尺寸,材料选择.................................... 错误!未指定书签。
3．荷载和内力计算............................................ 错误!未指定书签。
3．1荷载计算............................................. 错误!未指定书签。
3。
2荷载组合 (1)3。
3.内力计算............................................ 错误!未指定书签。
4。
杆件截面选择. (2)4.1上弦 (2)4。
2下弦.................................................................................................. 错误!未指定书签。
4。
3斜腹杆J-F斜腹杆I-D,杆H—D (3)4.4杆C—I杆E—J杆斜G-K腹杆A-H................................................................................................................... 错误!未指定书签。
4。
5斜腹杆H-B，杆B—I，杆H-K (4)5节点设计 (5)5.1下弦节点b (6)5.2上弦节点H (7)5.3屋脊节点D (8)5。
4支座节点a (9)5.5跨中下弦节点d (13)6主要参考资料 141。
设计资料某车间跨度24m ，长度96m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板，檩条间距1.5m ，屋面坡度i 1/10=，屋面活荷载标准值为20.5kN/m ，当地雪荷载0。
钢结构(第三版)
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 f N 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 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 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(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/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 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 fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，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＝8400mm2直角角焊缝的强度设计值wf 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，ax h = t-2= 12-2=10mm ；较厚主体金属板的厚度t ＝20mm ，因此，m in ,f h ＝1.5t ＝＝6.7mm ≈7mm ，所以，取角焊缝的焊脚尺寸f h ＝10mm ，满足：m ax ,f h ≥f h ≥m in ,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。
第三版钢结构 课后题答案第六章
6.1 有一两端铰接长度为4m 的偏心受压柱，用Q235的HN400×200×8×13做成，压力设计值为490kN ，两端偏心距相同，皆为20cm 。
试验算其承载力。
解（1）截面的几何特征：查附表7.2244x y 83.37cm 22775cm 1735cm A I I ===，，31x x y 1139cm 16.53cm 4.56cm W i i ===，；（2）强度验算：x n x nx34232249010490201083.3710 1.0511*******.7N mm 215N mm M N A r W f +⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯=<=（3）验算弯矩作用平面内的稳定：[]x 400024.215016.5310λλ==<=⨯b /h =200/400=0.5<0.8，查表4.3得： 对x 轴为a 类，y 轴为b 类。
查附表4.1得：x 0.9736ϕ=构件为两端支撑，有端弯矩且端弯矩相等而无横向荷载，故mx 1.0β=()2EX2x2221.120600083.37101.124.226312kNEA N πλπ'=⨯⨯⨯=⨯=mx xx x 1x EX 32432210.8490100.973683.37101.049020104901.0511391010.826312143.6N mm 215N/mmM N AN r W N f βϕ+⎛⎫-⨯ ⎪'⎝⎭⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⎛⎫⨯⨯⨯-⨯ ⎪⎝⎭=<= （4）验算弯矩作用平面外的稳定：[]y 40087.71504.56λλ==<=查附表4.2得：y 0.6368ϕ=22y b 87.71.07 1.070.89524400044000λϕ=-=-=对y 轴，支撑与荷载条件等与对x 轴相同故：tx 1.0 1.0βη==，tx x y b 1x34232249010 1.0 1.049020100.636883.37100.8952113910N188.4N mm 215mm M N A W f βηϕϕ+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯⨯=<= 由以上计算知，此压弯构件是由弯矩作用平面外的稳定控制设计的。
第三版钢结构 课后题答案第五章
5.1一平台的梁格布置如图5.53所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上，设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为 2.0kN/m 2，活荷载的标准值为20kN/m 2。
试选择次梁截面，钢材为Q345钢。
解：平台板与次梁连牢，所以不必计算整体稳定。
假设次梁自重为m kN 1，次梁间距为3m ，故次梁承受的线荷载标准值为：()mm N 67m kN 67320130.2k ==⨯++⨯=q 线荷载设计值为：[可以判定是活载起控制作用，故恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.3]： ()m kN 4.863.13202.1130.2=⨯⨯+⨯+⨯=q 最大弯矩设计值：m kN 8.38864.86818122x ⋅=⨯⨯==ql M 根据抗弯强度选择截面，需要的截面模量为： 36x x nx cm1194)31005.1/(108.388)/(=⨯⨯==f r M W 选用HN 446199812⨯⨯⨯，3x 1217cm W =验算强度： 跨中无孔眼削弱，此nx W 大于3nx cm 1194=W 。
由于型钢的腹板较厚，一般不必验算抗剪强度；若将次梁连于主梁的加劲肋上也不必验算次梁支座处的局部承压强度。
其他截面特性：4X 27146cm I =，自重65.1㎏/m=0.651kN m ，小于假设自重，不必重新计算抗弯强度。
由附表2，验算刚度：()k 2.030.65120366.651kN m 66.651N mm q =⨯++⨯==在全部荷载标准值作用下：()[]33T k 34x T 66.65160005538438420610271001011294250v q l l EI v l ⨯=⋅=⨯⨯⨯⨯=<=在可变荷载标准值作用下：Q Q 12031129466.651323300v v l l ⎡⎤⨯⎣⎦=⨯=<= 5.3 图5.54(a)所示的简支梁，其截面为不对称工字型[图5.54(b)]，材料为Q235-B 钢；梁的中点和两端均有侧向支撑；在集中荷载（未包括梁自重）F =160kN （设计值）的作用下，梁能否保证稳定性？解：该简支梁的稳定性系数b ϕ应按附3.1计算y b 21y x 2y b b 2354.41.4320f h t W Ah ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ηλλβϕ该梁的跨度中点有侧向支撑m 61=l ，且主要承受集中荷载的作用，查附表3.1，得75.1b =β；()()4333y cm 8.23361018.080301121=⨯+⨯+⨯=I 2cm 1048.080110130=⨯+⨯+⨯=Acm 74.41048.2336y y ===A I i 6.12674.4600y 1y ===i l λ 964.0101121301121301121333211b =⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+=I I I α截面不对称影响系数b η（加强受压翼缘）()()7424.01964.028.0128.0b b =-⨯⨯=-=αη求形心，设形心到上翼缘外边缘的距离为d ，则： d⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯1045.81110418.0805.0130cm 2.33=∴d ()()()4232323x cm934405.0811*******1418.080808.01215.0130130121=+-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯=d d d I 上翼缘：3x 1x cm 28102.3393440===d I W 下翼缘：x13X x2cm 8.19148.489344082W d I W <==-=()2352356.05.27424.0824.416.12612810821046.126432075.12354.41.432022yb 1y x12y b b >=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=f h t W Ah ηλλβϕ得：由bb 282.007.1ϕϕ-='∴0.1957.05.2282.007.1b <=-='ϕ 梁单位长度自重标准值（钢材重量集度为 77kN/m 3）： m kN 8.010104774k =⨯⨯==-A q ρmkN 3.4971216041122.18.081418122x ⋅=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=Fl ql M236x1b x N/mm 9.184102810957.0103.497=⨯⨯⨯='W M ϕ2mm N 215=<f故梁可以保证其整体稳定性。
钢结构第3章作业参考答案
2138 . 39 cm
4
I p I x I y 22321 . 69 cm
4
Tx
T 250 IP
，
F
Ty
T 163 IP
F 5096
Vy
F
h e lw
910 0 . 7 8
Ty Vy f
2
Tx
xi
2
y i 8 6 4 ( 6 . 5 19 . 5 ) 1978 cm
lw 2
193 . 35 10
32 0 . 7 Fra bibliotek 8 160
＝108 mm
60 h f 480 mm ( 满 足 ) 8 h f 64 mm 且 40 mm ( 满 足 )
l1 298 8 308 mm ； l 2 108 8 116 mm 取肢背 l1 310 mm ， 肢尖 l 2 120 mm
w 解： 查表得 f t 185 Mpa ， w
fv
125 Mpa
注意：此题中腹板仍受弯剪。
I 2 28 1 . 4 50 . 7
2
0 . 8 100 12
3
268193 . 1cm
4
(1)焊缝最大正应力在腹板和翼缘交界处
max
M I
h 2
1122 10
374 10
3
焊缝最大剪应力满足要
求
(3)腹板和翼缘交界处
'
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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 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 fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，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 。
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 =。
焊脚尺寸：8f h mm =焊缝截面的形心：0205205 5.62245.6511.2 5.62205 5.6x mm ⨯⨯⨯==⨯+⨯⨯则2 5.620545.6162.22e mm =+-=（1）内力分析：V=F ， 12()(300162.2)462.2T F e e F F =⋅+=⨯+= （2）焊缝截面参数计算：328415.6511.22205 5.6(250 2.8) 2.091012X I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯+=⨯ 22742055.6511.245.62205 5.6(162.2) 1.41102y I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯-=⨯842.23110p x y I I I mm =+=⨯2511.2 5.62205 5.65158.72e wh lmm =⨯+⨯⨯=∑（3）应力计算 T 引起的应力：48462.2255.65.295102.23110Py Tx T r F F I τ-⋅⨯===⨯⨯48462.2166.23.360102.23110P x Ty T r F F I τ-⋅⨯===⨯⨯ V 引起的应力：41.938105158.72Vy e w V F F h l τ-===⨯∑（4160≤410160F -⇒≤46.8510160F -⇒⨯≤233577233.58F N KN ⇒≤=3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊。
（1）内力分析：V=F=98KN ， 980.1211.76M F e K N m =⋅=⨯=⋅ （2）焊缝截面参数计算：取10f h mm = 焊缝截面的形心：11931507 3.52697(712 3.5)21937(7127)275.51507269721937y mm ⨯⨯+⨯⨯⨯+++⨯⨯⨯+++==⨯+⨯⨯+⨯⨯2712719375.5143.5y mm =+++-=22237411931507(75.5 3.5)2697(75.5712 3.5)71931937143.51222.2510X I mm ⎡⎤⎛⎫=⨯⨯-+⨯⨯⨯---+⨯⨯+⨯⨯-⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦=⨯ （3）应力计算 M 引起的应力：622,max711.7610143.574.96/2.2510f x M y N mm I σ⋅⨯⨯===⨯ V 引起的应力：32981036.27/27193f e w V N mm h l τ⨯===⨯⨯∑ （42271.35/160/w f N mm f N mm =≤= 3.4 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。
（1）内力分析：V=F ， 0.120.12(/M F e F F K N m =⋅=⨯= （2）焊缝截面参数计算：11501262001211266.61501220012y mm ⨯⨯+⨯⨯==⨯+⨯221266.6145.4y mm =-=3227411220015012(66.66)20012(145.4100) 1.9561012X I mm =⨯⨯+⨯⨯-+⨯⨯-=⨯ （3）应力计算 M 引起的应力：62270.1210145.40.892(/)1.95610maxx M y F F N mm I σ⋅⨯⨯===⨯V 引起的应力：32100.417(/)20012V F F N mm A τ⊥⨯===⨯（4）1 1.1weq t f σ=≤21.148 1.1 1.1185203.5(/)w t F f N mm ⇒=≤=⨯=177.3F KN ⇒≤3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图 3.83），拼接处作用有弯矩m kN M .1122=，剪力V=374KN ，钢材为Q235B 钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
（1）内力分析：V=374KN ， m kN M .1122= （2）焊缝截面参数计算：49231068.250714280210008121mm I x ⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯=42987440250850050714280mm S w =⨯⨯+⨯⨯= 41198744050714280mm S w =⨯⨯=（3）应力计算322max937410298744052.1/125/2.68108w w v x w VS N mm f N mm I t τ⨯⨯===<=⨯⨯ 腹板和翼缘交接处：62119112210500209.3/2.6810x M y N mm I σ⋅⨯⨯===⨯ 3211937410198744034.7/2.68108w x w VS N mm I t τ⨯⨯===⨯⨯ 折算应力：22217.8/ 1.1 1.1185204/w t N mm f N mm ==>=⨯=不满足3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接，F =100KN(设计值)，130e cm =。
（1）内力分析：V=100KN ， 1205300402.52e mm =+=， 1000.402540.25T V e KN m =⋅=⨯=⋅（2）参数计算：单个螺栓抗剪承载力（M22）2222114053.244b b vv vd N n f KN ππ⋅=⋅⋅=⋅⋅=，min 20830567.1b b t c N d t f KN =⋅⋅=⨯⨯=∑{}min min ,53.2b b b v c N N N KN ==222164000iix ymm +=∑∑（3）内力计算 T 引起的应力：611x2240.251016039.26164000T i i T y N KN x y ⋅⨯⨯===+∑∑ 6112240.25106014.73164000Tyi iT x N KN x y ⋅⨯⨯===+∑∑ V 引起的应力：11001010Vy V N KN n === （4）1min 46.453.2bN KN N KN ===≤=3.7 试设计如图3.84所示：构Q235B ，螺栓为粗制螺栓。
①角钢与连接板的螺栓连接；②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
12170d d mm ==。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
1150d mm =，2190d mm =。
①角钢与连接板的螺栓连接； 单个螺栓抗剪承载力（M20）2220214087.944b b vv vd N n f KN ππ⋅=⋅⋅=⋅⋅=min 201430585.4b b t c N d t f KN =⋅⋅=⨯⨯=∑{}min min ,85.4b b b v c N N N KN ==螺栓个数 m i n 3504.185.4bN n N ≥==个，取5个螺栓，按规范规定间距排列（图省略）。
②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
12170d d mm ==。
内力分析350247.522x N N N KN ===⨯=350247.5y V N N KN ====，由支托承担。
单个螺栓抗拉承载力（M20，22.45e A cm =）24517041.65b b t e t N A f KN =⋅=⋅=螺栓个数 247.5 5.941.65b t N n N ≥==个，取6个螺栓，排2排，按规范规定间距排列（图省略）。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
1150d mm =，2190d mm =。
350247.5x N N N KN ====， 247.50.020 4.95x M N e KN m =⋅=⨯=⋅350247.5y V N N KN ====，由支托承担。
3611222247.510 4.951012040.2241.6584(12040)b t i M y N N KN N KN n y ⋅⨯⨯⨯=+=+=≤=⨯+∑ 3.8 按摩擦型连接高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接（取消承托板），且分别考虑：①12170d d mm ==；②1150d mm =，2190d mm =。
螺栓强度级别及接触面处理方式自选。
Q235钢，喷砂处理，M20，8.8级，P=125KN ，µ=0.45，0.80.8125100bt N P KN ==⨯= ①12170d d mm ==247.5N KN =， 247.5V K N =一个螺栓承担的拉力1247.524.7510010b t ti t N N N KN N KN n ====≤= 247.5itNKN =∑247.50.9( 1.25)0.910.45(10125 1.25247.5)381.0f ti V KN n nP N KNμ=≤-=⨯⨯⨯⨯-⨯=∑②1150d mm =，2190d mm =247.5N KN =， 247.5V K N =， 247.50.020 4.95x M N e K N m=⋅=⨯=⋅ 一个螺栓的最大拉力3611222247.510 4.951016030.94100104(16080)bt i M y N N KN N KN n m y ⋅⨯⨯⨯=+=+=≤=⨯+∑ 227.85N KN = 324.75N KN =421.65N KN = 518.56N KN =247.5iNKN =∑247.50.9( 1.25)0.910.45(10125 1.25247.5)381.0f ti V KN n nP N KN μ=≤-=⨯⨯⨯⨯-⨯=∑第四章 轴心受力构件4.1 验算由2∟635⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。