中南大学钢结构作业参考答案

《钢结构》作业参考答案

作业一

一、填空题：

1.235N/mm 2

；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.y f 和u f

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

p

f

e f 为弹性极限。

（2）弹塑性阶段：EC 段 y

f y

ε为屈服应变。

（3）屈服阶段：CF 段。 （4）强化阶段：FB 段 u f （5）颈缩阶段：BD 段

t ε

2.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

4.

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：（a ）图表示正温范围：随着温度的提高，钢材的强度降低。200 O C 以内变化不大，430-540O

C ，

强度急剧下降， 600 O C 强度很低不能承载。（250 O

C 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

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γ1 换算长细比λx 0

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：

3

90002508142502mm A =⨯+⨯⨯=483310325.1)250242278250(12

1

mm I x ⨯=⨯-⨯=

4

731065.3250141212mm

I y ⨯=⨯⨯⨯= mm A I i x x 3.121900010325.1/8=⨯==

mm

A I i y y 7.6390001065.3/7

=⨯==

（2）刚度验算：

150][5.493.121/6000/0=<===λλx x x i l ，150][1.477.63/3000/0=<===λλy y y i l

（3）整体稳定验算：按长细比最大值5.49=λ，查表得859.0=ϕ，

2

23

/215/2079000859.0101600mm N f mm N A N =<=⨯⨯==ϕσ

2.解：（1）验算整体稳定

A ＝2×104mm 2 I x ＝7.595×108mm 4

I y ＝2.134×108mm 4 i x ＝194.87mm i y ＝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

2

2/215/9.222mm N f mm N A

N

y =>=ϕ

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=⨯+=+<=y

f t b λ

b ．腹板

66.5023.515.025235)5.025(400=⨯+=+<=y

w f t h λ

局部稳定满足要求。

作业三

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 ϕ

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f

A N ≤ϕ中，A 为加劲肋和加劲肋每侧y w f t /23515（w t 为腹板厚度）范

围内的腹板面积；ϕ为轴心受压稳定系数，由

z i l /0=λ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 ，z i 为绕z z -轴的回转半径。