钢结构设计基本原理课后答案 肖亚明
(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
显而易见，在受剪连接中，摩擦型高强度螺栓开孔对构件截面的削弱影响较小。
第五章轴心受力构件
练习题
一、选择题
1．对于焊接组合工字形截面轴心受压杆，其腹板局部稳定的高厚比限制条件是根据边界条件为的矩形板单向均匀受压确定的。
A．两受荷边简支，另两边弹性嵌固；B．四边弹性嵌固；
C．两边简支，另两受荷边弹性嵌固；D．四边简支
B．单个螺栓的承压承载力设计值；
C．单个螺栓的抗剪和承压承载力设计值中的较小值；
D．单个螺栓的抗剪和承压承载力设计值中的较大值。
3．如图所示，一截面尺寸100×8的板件与厚度为10mm的节点板仅用侧焊缝连接（承受静载），根据焊缝长度的构造要求，侧焊缝长度最有可能取。
A．40mm；B．80mm；
C．120mm；D．400mm
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。
钢结构设计原理 课后答案
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
....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。
NN500解：三级焊缝10查附表 1.3：f tw265 N/mm 2 ，fw v 180 N/mm 2不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mmN lwt1500 103 480 10 312.5N/mm2fw 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 583mmN sin lw t1500103 0.829 58310 213N/mm2ftw265N/mm2N cos lw t 1500103 0.559 58310 144N/mm2fvw 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：fw f200 N/mm 2. 学习.资料.....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：t2A1 2b500 10 2 4605.4mm，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。
1) 确定焊脚尺寸最大焊脚尺寸： t 6mm，hf max t mm 最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 10 4.7 mm 取焊脚尺寸 hf=6mm 2）焊接设计：正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N3 2 0.7hf bffw f2 0.7 6 460 1.22 200 942816N侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N1 N N3 1500 10 3 942816 557184 N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有 4 条侧缝）：l lw hfN1 4 0.7hffw f hf557184 4 0.7 6 200 6 172 mm取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度：175 10 175L=175×2+10(盖板距离)=360mm。
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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一应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶 段的 关系式。
解:(1)弹性阶段：E tan非弹性阶段： f y (应力不随应变的增大而变化) (2)弹性阶段：E tan f yf y 非弹性阶段：f y E'(」)f y tan '( ・) Etan(b )理想弹性强化图(2) B 点:卸载前应变： F 0.025卸载后残余应变：c0.02386E可恢复弹性应变：y c0.00114(3) C 点：c f y卸载前应变： F0.025 0.035 0.06E'卸载后残余应变：c c0.05869E可恢复弹性应变： yc0.001312.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的 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I I 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?2f y 235N/mm 22270 N / mm 2F0.025 E2.06 105N/mm 2 E' 1000N/mm 2解： (1)A 点:卸载前应变:f y E2350.001142.06 105卸载后残余应变:可恢复弹性应变:0.00114图图2-35 理想化的 C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）。
钢材曲线会相对更高而更短。
另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材曲线也会更高而更短。
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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=+-=+-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=-=（2）B 点： 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=-=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一应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的解：（1）A 点:卸载后残余应变: 关系式。
解:（1弹性阶段:非弹性阶段: (2)弹性阶段:非弹性阶段:（b）理想弹性强化tan（应力不随应变的增大而变化）tanE'(y―)f y tan '( tan2.2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?f y 235N/mm2270N/mm20.025 E 5 22.06 105N/mm2A、B、C卸载至零，则在三种情况下，卸2E' 1000N/mm2卸载前应变: fyE23552.06 1050.00114可恢复弹性应变: c 0.00114 (2)B 点:卸载前应变: 0.025图图图2-35 理想化的卸载后残余应变:可恢复弹性应变:2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。
答：钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力|| f y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| | f y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）。
钢材曲线会相对更高而更短。
另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材曲线也会更高而更短。
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。
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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-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：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=-=（2）B 点：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）。
钢结构设计基本原理课后答案 肖亚明
合肥工业大学出版社出版（肖亚明主编）第三章1. 解：Q235钢、2/160mm N f w f =、kN N 600= （1）采用侧面角焊缝最小焊脚尺寸：mm t h f 6.5145.15.1max =⨯=≥角钢肢背处最大焊脚尺寸：mm t h f 12102.12.1min =⨯=≤ 角钢肢尖处最大焊脚尺寸：mm t h f 8~9)2~1(10)2~1(=-=-≤ 角钢肢尖和肢背都取 mm h f 8=查表3-2得：65.01=K 、35.02=KkN N K N 39060065.011=⨯==，kN N K N 21060035.022=⨯== 所需焊缝计算长度：mm f h N l w f f w 63.21716087.02103907.02311=⨯⨯⨯⨯=⨯= mm f h N l wff w 19.11716087.02102107.02322=⨯⨯⨯⨯=⨯= 焊缝的实际长度为：mm h l l f w 63.2338263.217211=⨯+=+=，取240mm 。
mm h l l f w 19.1338219.117222=⨯+=+=，取140mm 。
（2）采用三面围焊缝，取mm h f 6= 正面角焊缝承担的内力为：kN f l h N w f f w f 97.16316022.1100267.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯==∑β侧面角焊缝承担的内力为：kN N N K N 01.3082/97.16360065.02/311=-⨯=-= kN N N K N 02.1282/97.16360035.02/322=-⨯=-=所需焊缝计算长度：mm f h N l wf f w 17.22916067.021001.3087.02311=⨯⨯⨯⨯=⨯= mm f h N l w f f w 25.9516067.021002.1287.02322=⨯⨯⨯⨯=⨯= 焊缝的实际长度为：mm h l l f w 17.235617.22911=+=+=，取240mm 。
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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 =f yσ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=-=（2）B 点：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。
钢结构设计原理课后习题答案
钢结构设计原理课后习题答案1. 引言。
钢结构是一种重要的结构形式，广泛应用于建筑、桥梁、船舶等领域。
钢结构设计原理是钢结构工程师必须掌握的基础知识，通过课后习题的解答，可以加深对设计原理的理解，提高解决实际问题的能力。
本文将针对钢结构设计原理课后习题进行详细的答案解析，帮助读者更好地掌握相关知识。
2. 钢结构设计原理课后习题答案。
2.1 第一题。
题目，请简要说明弹性模量的概念及其在钢结构设计中的作用。
答案，弹性模量是材料的一项重要力学性能指标，表示了材料在受力作用下的变形能力。
在钢结构设计中，弹性模量可以用来计算结构在受力时的变形情况，帮助工程师预测结构的变形和变形后的性能，从而进行合理的结构设计和优化。
2.2 第二题。
题目，简述钢结构设计中的载荷类型及其特点。
答案，钢结构设计中的载荷类型包括静载荷和动载荷。
静载荷是指结构在静止状态下受到的外部力，如自重、雪荷、风荷等；动载荷是指结构在运动状态下受到的外部力，如地震、风振等。
静载荷和动载荷的特点分别是稳定和不稳定，需要工程师在设计中进行合理的考虑和处理。
2.3 第三题。
题目，简要说明钢结构设计中的安全系数及其确定方法。
答案，安全系数是钢结构设计中非常重要的参数，用于保证结构在使用过程中的安全性。
安全系数的确定方法包括经验法和概率统计法。
经验法是根据历史数据和经验确定安全系数的数值；概率统计法是通过概率统计理论和可靠性设计原理确定安全系数的数值。
工程师需要根据具体情况选择合适的确定方法，并合理确定安全系数的数值。
3. 结语。
通过对钢结构设计原理课后习题的答案解析，我们可以更深入地了解钢结构设计的基本原理和方法。
在实际工程中，工程师需要根据具体情况进行合理的设计和计算，保证结构的安全性和稳定性。
希望本文对读者有所帮助，谢谢阅读！。
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. 引言。
钢结构是一种广泛应用于建筑工程中的结构形式，具有重量轻、强度高、施工速度快等优点。
在进行钢结构设计时，需要掌握一定的设计原理和方法，以确保结构的安全和稳定。
本文将针对钢结构设计原理课后习题进行详细解答，帮助读者加深对钢结构设计原理的理解。
2. 钢结构设计原理课后习题答案。
2.1 第一题。
题目，简要说明钢结构设计的基本原理。
答案，钢结构设计的基本原理包括受力分析、结构构件设计、连接设计等内容。
在进行受力分析时，需要考虑结构所受到的外部荷载以及内部受力情况，确保结构的受力合理。
在进行结构构件设计时，需要根据结构的受力情况选择合适的构件尺寸和材料，以满足结构的强度和刚度要求。
连接设计则是确保结构各构件之间能够有效连接，形成一个整体结构。
2.2 第二题。
题目，钢结构设计中常用的受力分析方法有哪些？答案，钢结构设计中常用的受力分析方法包括静力分析、弹性分析、极限状态分析等。
静力分析是指在结构受到静力荷载作用时，通过平衡方程和变形方程进行受力分析。
弹性分析是指在结构受到荷载作用时，考虑结构的变形情况进行受力分析。
极限状态分析是指在结构受到极限荷载作用时，进行受力分析以确保结构在极限状态下的安全性。
2.3 第三题。
题目，钢结构设计中常用的结构构件有哪些？答案，钢结构设计中常用的结构构件包括梁、柱、梁柱节点、框架节点等。
梁是承受弯矩作用的构件，通常用于支撑楼板和屋顶结构。
柱是承受压力作用的构件，通常用于支撑建筑的垂直荷载。
梁柱节点和框架节点则是连接梁和柱的重要构件，需要进行合理的连接设计以确保结构的整体稳定性。
2.4 第四题。
题目，钢结构设计中连接设计的重要性是什么？答案，连接设计在钢结构设计中具有非常重要的作用。
连接是构件之间传递荷载和力的通道，连接的质量直接影响着结构的安全性和稳定性。
合理的连接设计可以确保结构构件之间能够有效传递荷载，同时也可以减小结构的变形和挠度，提高结构的整体性能。
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钢结构设计原理课后习题是帮助学生巩固课堂知识，提高问题解决能力的重要环节。
下面是一份含有答案的钢结构设计原理课后习题答案，供参考。
1. 什么是钢结构设计原理？
答案：钢结构设计原理是指在钢结构设计过程中，基于力学原理和结构力学的基本原理，根据结构的受力状态和要求，确定结构的材料、形状和尺寸等参数，以保证结构的安全、经济和合理。
2. 钢结构设计原理的基本步骤是什么？
答案：钢结构设计原理的基本步骤包括结构计算、材料选择、构件设计、连接设计和整体设计。
3. 钢结构中常见的受力形式有哪些？
答案：钢结构中常见的受力形式有拉力、压力、弯矩、剪力和扭矩等。
4. 什么是结构的安全性？
答案：结构的安全性是指结构在正常使用和预定荷载下，不发生破坏和失效的能力。
5. 结构的安全系数是什么？
答案：结构的安全系数是指结构的承载能力与设计荷载的比值，用于保证结构在设计荷载下的安全性。
6. 钢结构的设计荷载包括哪些？
答案：钢结构的设计荷载包括常规荷载、可变荷载、特殊荷载和地震荷载等。
7. 钢结构的构件设计需要考虑哪些因素？
答案：钢结构的构件设计需要考虑构件的受力状态、截面形状和尺寸、材料强度和连接方式等因素。
8. 钢结构的连接设计需要考虑哪些因素？
答案：钢结构的连接设计需要考虑连接的刚度、强度、可拆卸性和耐久性等因素。
9. 钢结构的整体设计需要考虑哪些因素？
答案：钢结构的整体设计需要考虑结构的稳定性、刚度和振动等因素。
10. 钢结构设计中常用的计算方法有哪些？
答案：钢结构设计中常用的计算方法有弹性计算、塑性计算、稳定性计算和疲劳计算等。
钢结构基本原理课后习题答案完全版
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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
2.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上 A 点正应力为 1 120 N / mm2 ， 2 80 N / mm2 ，B 点的正应力
1 20 N / mm2 ， 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： （2）B 点： 应力比：
2 80 0.667 1 120
应力幅： max min 120 80 200 N / mm2
1 20 0.167 2 120
(3)Q390E
应力幅： max min 20 120 100 N / mm2
1 3 2 2 3 2 4 2 2 2 2 1 0.965 0.300 1.48 1.482 0.965 0.300 1.48 1.482 4 1.482 2 2 1.48
σ σ
fy
fy tgα=E tgα'=E' α ε α
α'
0
0
ε
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： f y （应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段： E tan 非弹性阶段： f y E '(
第五章 5.1 影响轴心受压稳定极限承载力的初始缺陷有哪些?在钢结构设计中应如何考虑?
5.2 某车间工作平台柱高 2.6m,轴心受压,两端铰接.材料用 I16,Q235 钢,钢材的强度设计值 压稳定系数 及其稳定临界荷载. 如改用 Q345 钢 解答: 查 P335 附表 3-6,知 I16 截面特性, 柱子两端较接,
钢结构设计原理课后答案
钢结构设计原理课后答案钢结构是一种常见的建筑结构形式，具有较高的强度和稳定性，被广泛应用于工业厂房、桥梁、高层建筑等领域。
在学习钢结构设计原理的过程中，我们需要掌握一些基本的知识和技能，才能够进行有效的设计和分析。
下面，我将针对一些常见的问题，给出钢结构设计原理课后答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这一知识。
1. 什么是钢结构？钢结构是指以钢材为主要材料构成的结构体系，其特点是强度高、刚度大、重量轻、可塑性好。
钢结构主要由钢柱、钢梁、钢桁架等构件组成，具有较强的承载能力和抗震性能，因此在工程建设中得到了广泛的应用。
2. 钢结构设计的基本原理是什么？钢结构设计的基本原理包括受力分析、构件设计和连接设计。
在进行钢结构设计时，首先需要对结构受力进行分析，确定结构的受力状态和作用力，然后根据受力分析的结果进行构件设计，确定构件的尺寸和材料，最后进行连接设计，确保构件之间能够有效地传递力和变形。
3. 钢结构设计中需要考虑哪些因素？在进行钢结构设计时，需要考虑结构的受力状态、荷载情况、材料的性能和连接方式等因素。
另外，还需要考虑结构的稳定性、抗震性能和变形控制等问题，确保结构在使用过程中能够满足安全和使用要求。
4. 钢结构的设计方法有哪些？钢结构的设计方法包括弹性设计和极限状态设计两种。
弹性设计是指在结构受力处于弹性范围内时进行的设计，主要考虑结构的强度和刚度；极限状态设计是指在结构受力超过弹性范围时进行的设计，主要考虑结构的变形和破坏状态。
在进行钢结构设计时，需要根据具体的情况选择合适的设计方法。
5. 钢结构的连接方式有哪些？钢结构的连接方式包括焊接、螺栓连接和铆接等。
焊接是将构件通过熔化的方式连接在一起，具有连接强度高、造价低的特点；螺栓连接是通过螺栓将构件连接在一起，具有安装方便、可拆卸的特点；铆接是通过铆钉将构件连接在一起，具有连接性能稳定、适用于高温环境的特点。
在进行钢结构设计时，需要根据结构的具体情况选择合适的连接方式。
钢结构基本原理课后习题答案(第二版)
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 =f 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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合肥工业大学出版社出版 （肖亚明主编）第三章1. 解：Q235钢、2/160mm N f w f =、kN N 600= （1）采用侧面角焊缝最小焊脚尺寸：mm t h f 6.5145.15.1max =⨯=≥角钢肢背处最大焊脚尺寸：mm t h f 12102.12.1min =⨯=≤ 角钢肢尖处最大焊脚尺寸：mm t h f 8~9)2~1(10)2~1(=-=-≤ 角钢肢尖和肢背都取 mm h f 8=查表3-2得：65.01=K 、35.02=KkN N K N 39060065.011=⨯==，kN N K N 21060035.022=⨯== 所需焊缝计算长度：mm f h N l w f f w 63.21716087.02103907.02311=⨯⨯⨯⨯=⨯= mm f h N l wff w 19.11716087.02102107.02322=⨯⨯⨯⨯=⨯= 焊缝的实际长度为：mm h l l f w 63.2338263.217211=⨯+=+=，取240mm 。
mm h l l f w 19.1338219.117222=⨯+=+=，取140mm 。
（2）采用三面围焊缝，取mm h f 6= 正面角焊缝承担的内力为：kN f l h N w f f w f 97.16316022.1100267.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯==∑β侧面角焊缝承担的内力为：kN N N K N 01.3082/97.16360065.02/311=-⨯=-= kN N N K N 02.1282/97.16360035.02/322=-⨯=-=所需焊缝计算长度：mm f h N l wf f w 17.22916067.021001.3087.02311=⨯⨯⨯⨯=⨯= mm f h N l w f f w 25.9516067.021002.1287.02322=⨯⨯⨯⨯=⨯= 焊缝的实际长度为：mm h l l f w 17.235617.22911=+=+=，取240mm 。
mm h l l f w 25.101625.9522=+=+=，取110mm 。
2. 解：Q235钢、2/160mm N f w f = （1）取mm d d 17021==角焊缝受到轴力和剪力的共同作用，且均作用在角焊缝形心处角焊缝受到轴力为：kN N 23.49915.15.160022=+⨯=角焊缝受到剪力为：kN V 82.33215.1160022=+⨯=f f w h h l 234021702-=-⨯=23/2.19516022.1)2340(4.11023.4997.02mm N f h h l h N w f f f f w f f =⨯=≤-⨯=⨯=βσ由上式求得：mm h f 55.5≥23/160)2340(4.11082.3327.02mm N f h h l h V w f f f w f f =≤-⨯=⨯=τ由上式求得：mm h f 49.4≥最小焊脚尺寸mm t h f 71.6205.15.1max =⨯=≥ 故取焊脚尺寸为mm h f 7=223/2.195/26.156)72340(74.11023.4997.02mm N f mm N l h N w f f w f f =≤=⨯-⨯⨯=⨯=βσ23/16018.104)72340(74.11082.3327.02mm N f l h V w f w f f =≤⨯-⨯⨯=⨯=τ()()222222/160/10.16518.10422.1/26.156/mm N f mm N w f f ff=>=+=+τβσ由于折算应力较接近w f f ，故取mm h f 8=可满足要求。
（2）改取mm d 1501=，mm d 1902= 角焊缝受到轴力、剪力和弯矩的共同作用 角焊缝受到轴力为：kN N 23.49915.15.160022=+⨯=角焊缝受到剪力为：kN V 82.33215.1160022=+⨯=角焊缝受到弯矩为：mm N mm kN Ne M ⋅⨯=⋅=⨯==6109846.96.99842023.499mm h e 6.587.0=⨯=，mm h l f w 324823402190150=⨯-=-+=4631074.31123246.52mm I w ⨯=⨯⨯=3361096.1953241074.3123242mm I W w w ⨯=⨯⨯==最大正应力为：22363/2.19516022.1/53.1881096.195109846.932487.021023.4997.02mm N mm N W M l h N w w f f =⨯<=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+⨯=σ 23/16072.9132487.021082.3327.02mm N f l h V w f w f f =≤=⨯⨯⨯⨯=⨯=τ()()222222/160/70.17972.9122.1/53.188/mm N f mm N w f f ff=>=+=+τβσ不满足要求。
3. 解：Q235钢、2/160mm N f w f = （1）角焊缝①最小焊脚尺寸：mm t h f 2.5125.15.1max =⨯=≥ 最大焊脚尺寸：mm t h f 4.14122.12.1min =⨯=≤ 取mm h f 6=角焊缝①受到轴力和弯矩的共同作用 角焊缝受到轴力为：kN F N 100== 角焊缝受到弯矩为：m kN Ne M ⋅=⨯==220100mm h e 2.467.0=⨯=，mm h l f w 188622002200=⨯-=-=4631065.4121882.42mm I w ⨯=⨯⨯=3361048.491881065.421882mm I W w w ⨯=⨯⨯==最大正应力为：22363/2.19516022.1/74.1031048.4910218867.02101007.02mm N mm N W M l h N w w f f =⨯<=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+⨯=σ 满足要求。
（2）角焊缝②③角焊缝的有效截面如图所示 取mm h f 8=角焊缝有效截面形心位置：mm y y 03.136)6.519226.54.5526.5134/(]2/1926.51922)8.2192(6.54.552)8.212192(6.5134[2=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+-⨯⨯⨯+++⨯⨯==剪力由腹板焊缝承担，腹板面积为：24.21506.51922mm A w =⨯⨯=全部焊缝对x 轴的惯性矩为：4632221056.1512/1926.52)2/19203.136(6.51922)8.203.136192(6.54.552)8.21203.136192(6.5134mmI w ⨯=⨯⨯+-⨯⨯⨯+--⨯⨯⨯+++-⨯⨯=翼缘焊缝最外边缘的截面模量：346111015.216.51203.1361921056.15mm h I W w w ⨯=++-⨯==翼缘和腹板连接处的截面模量：346221081.2703.1361921056.15mm h I W w w ⨯=-⨯== 腹板底边缘处的截面模量：346231044.1103.1361056.15mm y I W w w ⨯=⨯== 弯矩：m kN M ⋅=⨯=12120100由弯矩得最大应力为：24633/90.1041044.111012mm N W M w =⨯⨯==σ腹板的剪应力为：23/50.464.2150/10100/mm N A F w =⨯==τ翼缘和腹板连接处的折算应力；2222223/160/75.9750.4622.190.104mm N f mm N w f f=<=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ 满足要求。
4. 解：Q235钢、查附表1-2得2/185mm N f w t =，2/125mm N f w v =，2/215mm N f w c =焊缝有效截面形心位置：mm y y 13.134)1218812126/(]2/18812188)6188(12126[2=⨯+⨯⨯⨯++⨯⨯==焊缝对x 轴的惯性矩为：463221070.1512/18812)2/18813.134(12188)613.13412188(12126mm I x ⨯=⨯+-⨯⨯+--+⨯⨯= 翼缘焊缝边缘的截面模量：346111083.2313.134121881070.15mm y I W x ⨯=-+⨯==翼缘和腹板连接处的截面模量：346221014.2913.1341881070.15188mm y I W x ⨯=-⨯=-=腹板底边缘处的截面模量：346231070.1113.1341070.15mm y I W x ⨯=⨯==弯矩：F M 120=由翼缘上边缘处焊缝拉应力241/1851083.23120mm N f F W M w t t =≤⨯==σ 得：kN F 38.367120/1083.231854=⨯⨯≤由腹板下边缘处焊缝压应力243/2151070.11120mm N f F W M w c c =≤⨯==σ 得：kN F 62.209120/1070.112154=⨯⨯≤由腹板焊缝单独承担剪力，腹板的剪应力2/125)12188/(/mm N f F A F w v w =≤⨯==τ得：kN F 00.28212188125=⨯⨯≤腹板下端点正应力、剪应力均较大，由腹板下端点的折算应力()222422/5.2031851.11.11218831070.111203mm N f F F w t c =⨯=≤⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=+τσ 得：kN F 84.158≤综上得该连接所能承受的最大荷载为kN F 84.158=。
5. 解：Q345B 钢、2/200mm N f w f =，mm h f 8=角焊缝有效截面的形心位置：mm x x 41.43)6.55006.51972(/)2/1976.51972(1=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==截面的惯性矩：46321023.19612/5006.52506.51972mmI wx ⨯=⨯+⨯⨯⨯=462321011.1941.435006.512/1976.52)41.432/197(6.51972mmI wy ⨯=⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯⨯=4331034.21510)11.1923.196(mm I I J wy wx ⨯=⨯+=+=扭矩：F F T 59.461)41.43205300(=-+= 由扭矩产生的最大应力266/2001088.5351034.21525059.461mm N f F F Jr T w fy T f=≤⨯=⨯⋅=⋅=-τ 得：kN F 22.3731088.535/2006=⨯≤-266/24420022.11023.3291034.215)41.43197(59.461mm N f F F J r T w f f x T f =⨯=≤⨯=⨯-⋅=⋅=-βσ得：kN F 12.7411023.329/2446=⨯≤-由力F 产生的应力26/2441074.1996.55006.51972mm N f F FA F w f f w V f =≤⨯=⨯+⨯⨯==-βσ 得：kN F 59.12211074.199/2446=⨯≤-由最大应力点的折算应力262626622/2001032.689)1088.535(22.11074.1991023.329)(mm N f F F F F w f T f f Vf Tf =≤⨯=⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+----τβσσ 得：kN F 14.2901032.689/2006=⨯≤-综上得该连接所能承受的最大荷载为kN F 14.290=。