培训《钢结构设计》作业及答案(完整版).(完整版).docx
(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 练习题及答案
4、夹层结构一根次梁传给主梁的集中荷载设计值为58.7kN ，主梁与该次梁连接处的加劲肋和主梁腹板采用双面直角角焊缝连接，设焊缝高度mm h f 6=，加劲肋的切角尺寸如图。
试问，该焊缝连接的剪应力设计值（2mm N ）？（20分） 提示：按侧面角焊缝进行计算。
解：7.1.3 直角角焊缝的强度计算在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：……………….侧面角焊缝(作用力平行于焊缝长度方向)： τf =we l h N≤w f f (7.1.3-2) ……………..8.2.7 角焊缝的尺寸应符合下列要求：5 侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf ，当大于上述数值时，其超过部分在计算中 不予考虑。
若内力沿侧面角焊缝全长分布时，其计算长度不受此限。
竖向焊缝的几何长度为900－2×16－2×40=788mm ，扣除2h f 后的计算长度为 776mm>60h f =360mm ，依据《钢结构设计规范》GB 50017-2003第8.2.7条，取计算长 度为60hf=360mm 。
于是4.19360267.0107.583=⨯⨯⨯⨯==w e f l h N τ N/mm 25、在夹层结构中，假定主梁作用于立柱的轴向压力设计值kN N 6.307=；立柱选用Q235B钢材，截面无孔眼削弱，翼缘板为焰切边。
立柱与基础刚接，柱顶与主梁为铰接，其计算长度在两个主轴方向均为5.50m 。
要求对立柱按实腹式轴心受压构件作整体稳定性验算。
试问，柱截面的压应力设计值（2mm N ）？（20分）解：依据《钢结构设计规范》GB 50017- 2003表5.1.2- 1，截面对x 轴y 轴均属于b 类。
表5.1.2-1 轴心受压构件的截面分类(板厚t <40mm )由于x-x 轴和y-y 轴的计算长度相同，因此只需要对弱轴(y 轴)计算即可，此外应注意 回转半径（i x 及i y ）的计算方法 6.56106.77104.248524=⨯⨯==A I i yy mm 976.5655000===yy y i l λ 查规范表C-2，得到φy =0.57569106.77575.0106.30723=⨯⨯⨯=A N y ϕ N/mm 2截 面 形 式 对x 轴 对y 轴 焊接，翼缘为焰切边 b 类 b 类。
钢结构设计原理作业部分答案
《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。
三级焊缝 查附表 1.3： f t w 265N/mm2 ， f vw 180N/mm2 不采用引弧板： l w b 2t 500 2 10 480mm10 500解：NNN 1500 103 312.5N/mm2 f t w 265N/mm2 ，不可。
lw t 480 10改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度： (b / sin ) 2t (500/ sin 56) 20 (500/ 0.829) 20 583mm lwN sin 1500 103 0.829 213N/mm2 f t w 265N/mm2 t lw 583 10 N cos 1500 103 0.559 144N/mm2 fvw 180N/mm2 t lw 583 10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 fw 200N/mm2 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： A 500 10 t2 1 5.4mm ，取 t2=6mm 2b 2 460 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。
《钢结构设计》作业及答案(完整版)
钢结构设计一、填空题[填空题]参考答案：1、在钢屋架设计中，对于受压构件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采等稳定性原则。
2、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，钢结构设计规范对屋架杆件规定了容许长细比。
3、钢结构设计规范将钢材分为四组，钢板越厚，设计强度越小。
4、常用的有檩条钢屋架的承重结构有屋架、檩条、屋面材料、和支撑等。
5、现行钢结构设计法是以概率理论为基础的极限状态设计法。
6、梯形屋架下弦支座节点处应设刚性系杆。
7、在横向水平支撑布置在第二柱间时，第一柱间内的系杆应为刚性系杆。
8、柱头的传力过程为N→垫板→顶板→加劲肋→柱身。
9、柱脚由底板、靴梁、锚栓、隔板、肋板组成。
10、梁的最大可能高度一般是由建筑师提出，而梁的最小高度通常是由梁的刚度要求决定的。
11、在钢屋架设计中，对于受压杆件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采用等稳定性原则。
12、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，《钢结构设计规范》对屋架杆件规定了容许长细比。
13、垂直于屋面坡度放置的檩条按双向受弯构件计算14、三角形屋架由于外形与均布荷载的弯矩图不相适应，因而弦杆的内力沿屋架跨度分布很不均匀。
15、系杆可分为刚性系杆和柔性系杆，通常刚性系杆采用双角钢，按压杆设计。
16、在钢屋架的受压杆件设计中，确定双角钢截面形式时，应采用等稳定的原则17、组成单层钢结构厂房结构的构件按其作用可归并为下列几个体系横向平面框架体系、纵向平面框架体系、屋盖结构体系、吊车梁结构体系、支撑体系、墙架结构体系。
18、柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与砼基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。
19、钢结构设计除抗疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算。
20、冷加工硬化，使钢材强度提高，塑性和韧性下降，所以普通钢结构中常用冷加工硬化来提高钢材强度。
二、选择题[单选题]36、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间（）。
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fwt =160 N/mm2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 wt f W 57516067.0410975.40955057.0431=+-=+???-=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 II M ww =）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()4237393605953601440006124021200.1121cm I =+=+??= 431440001200.1121cm I w =??=21201120cm A w =?=验算正应力m kN M I I M w w ?=?==9.48673936014400025002246/215/9.202600/10144000109.486mm N mm N W M w w w <=??==σ满足验算剪应力2223/125/7.411012010500mm N mm N A V w w <=??==τ满足验算折算应力222222/2362151.1/4.2157.4139.2023mm N mm N w w =?<=?+=+τσ满足要求3-4．图3-74所示一柱间支撑与柱的连接节点，支撑杆承受轴拉力设计值kN N 300=，用2L80×6角钢做成，钢材均为Q235钢，焊条为E43型，手工焊。
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 mmh 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：31135010260.420.720.76160w w f f N l mm h f ⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯，取1270w l mm =； 肢尖计算长度：31215010111.6120.720.76160w 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=⨯⨯⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=1132231147.570.750035073.79276.21221147.570.350015073.7976.2122N K N N kN N K N N kN =-=⨯-=-==-=⨯-=-= 311276.21106205.516211.5120.720.76160w f w f f N l h mm h f ⨯=+=+=+=⨯⨯⨯⨯⨯⨯，取1220w l mm =； 32276.2110656.70662.7020.720.76160w f w f f N l h mm h f ⨯=+=+=+=⨯⨯⨯⨯⨯⨯，取270w l mm =。
钢结构设计课后习题答案
1.1、屋盖结构主要组成部分是哪些？它们的作用是什么？A、屋架：支撑于柱或托架，承受屋面板或檩条传来的荷载；b、天窗：屋架跨度较大时，为了采光和通风的需要；C、支撑系统：用于增强屋架的侧向刚度，传递水平荷载和保证屋盖体系的整体稳定。
1.2、屋盖结构中有哪些支撑系统？支撑的作用是什么？（1）a、上弦横向水平支撑b、下弦横向水平支撑c、上弦纵向水平支撑d、下弦纵向水平支撑e、垂直支撑f、系杆（2）a、保证结构的空间整体性b、为弦杆提供适当的侧向支撑点c、承担并传递水平荷载d、保证结构安装时的稳定与方1.3、如何区分刚性系杆和柔性系杆？哪些位置需要设置刚性系杆？答：（1）刚性系杆：能承受压力，柔性系杆：只能承受拉力（2）上弦平面内檩条和大型屋面板可起到刚性系杆作用，因而可在屋架的屋脊和支座节点处设置系杆，当屋架横向支撑设置在第二柱间时所有系杆均为刚性系杆。
1.4实腹式和格构式檩条各适用于哪种情况？其优缺点是什么？答：（1）实腹式檩条常用于跨度为3~6m的情况，构造简单，制造及安装方便（2）桁架式檩条用于跨度较大（>6m）的情况，分为三种形式：A、平面桁架式檩条，受力明确，用料省，但侧向刚度较差，必须设置拉条；B、T形桁架式檩条，整体性差，应沿跨度全长设置钢箍；C、空间桁架式檩条，刚度好，承载力大，不必设置拉条，安装方便，但是构造复杂，适用跨度和荷载较大的情况1.5为什么檩条要布置拉条？答：为了给檩条提供侧向支撑，减小檩条沿屋面坡度方向的跨度，除了侧向刚度较大的空间桁架式和T形桁架式檩条外，在实腹式檩条和平面桁架式檩条之间设置拉条。
1.6三角形、梯形、平行弦桁架各适用于哪些屋盖体系？答：（1）三角形屋架：屋面坡度较大的有檩屋盖结构或中小跨度的轻型屋面结构（2）梯形屋架：用于屋面坡度较小的屋盖结构、工业厂房屋盖结构最常用形式（3）矩形屋架：用于托架或支撑体系中（4）曲拱屋架：用于有特殊要求的房屋中1.7屋架的腹杆有哪些体系？各有什么特征？答：（1）三角形腹杆：单斜杆式，长杆受拉，短杆受压，经济；人字式，腹杆数少，节点少，构造简单；芬克式，腹杆受力合理，可分开运输。
(完整版)钢结构基本原理课后习题与答案完全版
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）。
《钢结构设计基本原理》练习及答案大全完整版
一 填空题1、 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载的 设计 值；计算疲劳时，应采用荷载的 标准 值。
2、 钢材Q235B 中，235代表 屈服值 ，按脱氧方法该钢材属于 镇静 钢。
3、 对于普通碳素钢，随含碳量的增加，钢材的屈服点和抗拉强度 升高 ，塑性和韧性 降低 ，焊接性能 降低 。
4、当采用三级质量受拉斜对接焊缝连接的板件，承受轴心力作用，当焊缝轴线与轴心力方向间夹角满足 tg θ≤15 ，焊缝强度可不计算 。
5、钢材的选用应根据结构的重要性、 荷载特征 、 钢材厚度 等因素综合考虑，选用合适的钢材。
6、钢材受三向同号拉应力作用，数值接近，即使单项应力值很大时，也不易进入 塑性 状态，发生的破坏为 脆性 破坏。
7、在普通碳素结构钢的化学成分中加入适量的硅、锰等合金元素，将会 提高 钢材的强度。
8、 轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板的 受弯 受力工作确定的。
9、如下图突缘式支座加劲肋，应按承受支座反力的轴心受压构件计算梁平面外（绕Z 轴）稳定，钢材Q235钢，此受压构件截面面积值为 2960 mm 2 ， 其长细比为 21.07 。
10、格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定计算采用换算长细比是考虑 剪切变形的影响 的影响。
11、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制 挠度 ，拉、压构件要限制 长细比 。
12、钢材经过冷加工后，其强度和硬度会有所提高，却降低了塑性和韧性，这种现象称为钢材的冷作硬化 。
13、调质处理的低合金钢没有明显的屈服点和塑性平台，这类钢材的屈服点被定义为：单向拉伸并卸载后，试件中残余应变为 0.2% 时所对应的应力，也称为名义屈服点。
14、高强度低合金钢的焊接性能是通过 碳含量 指标来衡量的。
15、循环荷载次数一定时，影响焊接结构疲劳寿命的最主要因素是 应力幅 和构件或连接的构造形式。
16、在对焊缝进行质量验收时，对于 三 级焊缝，只进行外观检查即可。
《钢结构设计》作业及答案
《钢结构设计》作业及答案1、北方严寒地区建造厂房露天仓库使用非焊接吊车梁,吊车起重量为75t,工作温度低于—20℃，宜选用下列哪一种钢材?（ D ）A。
Q345E B.Q345A C。
Q345B D.Q345C2、在承受动力荷载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用( A ）.A. 不焊透的对接焊缝B。
焊透的对接焊缝C。
斜对接焊缝D。
角焊缝3、梁的整体失稳属于第一类稳定问题，其失稳形式为（ D )。
A。
局部失稳B。
弯曲失稳 C.扭转失稳 D.弯扭失稳4、钢结构更适合于建造大跨度结构,是因为（ C ）A。
钢材具有良好的耐热性 B.钢材具有良好的焊接性C。
钢结构自重轻而承载力高 D.钢结构的实际受力性能和力学计算最符合5、某屋架,采用的钢材为，型钢及节点板厚度均不超过16mm,钢材的抗压强度设计值是（ D ) 。
A。
205 N/mm2 B。
200N/mm2 C.235N/mm2 D.215 N/mm26、对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时（ A ）.A.与侧面角焊缝的计算式相同B.要考虑正面角焊缝强度的提高C.取βf=1。
22D.要考虑焊缝刚度影响7、一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是（ C ).A.被连接构件(板）的承压承载力B。
前两者中的较大值C。
A、B中的较小值 D.螺杆的抗剪承载力8、钢材经过冷加工(冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切）所产生的冷作硬化(应变硬化）后,其（ D ）基本保持不变。
A.韧性B.塑性C.抗拉强度和屈服强度D。
弹性模量9、经济高度指的是( D ）。
A.挠度等于规范限值时梁的截面高度B。
强度与稳定承载力相等时梁的截面高度C。
腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度D。
用钢量最小时梁的截面高度10、对于承受均布荷载的单层翼缘板的焊接组合截面简支梁，跨度为l,当要改变截面时，宜变一次，且只改变翼缘板凳宽度，其最经济的改变截面的位置为（ A ）。
A.距支座l/6B.距支座l/8 C。
完整版钢结构设计原理复习题及参考答案
2011年课程考试复习题及参考答案钢结构设计原理一、填空题：1. 钢结构计算的两种极限状态是___________________________ 和_________________________ 。
2. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是___________________________ 和 _____________________ 。
3. 高强度螺栓预拉力设计值与_______________________ 和___________________ 有关。
4. 钢材的破坏形式有_________________ 和_________________ 。
5. 焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用__________________________ 的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用____________________ 的方法来解决。
6. 高强度螺栓预拉力设计值与___________________ 和 ________________ 有关。
7. 角焊缝的计算长度不得小于_____________ ，也不得小于 ____________ ；侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于____________ 。
8. 轴心受压构件的稳定系数0与 _____________ 、 ___________ 和 _____________ 有关。
9. 钢结构的连接方法有___________________ 、_________________ 和 _________________ 。
10. 影响钢材疲劳的主要因素有___________________ 、 ________________ 和________________ 。
11. 从形状看，纯弯曲的弯矩图为________________________ ，均布荷载的弯矩图为 _______________________ ，跨中央一个集中荷载的弯矩图为_______________________________ 。
2020年[0759]《钢结构设计》作业及答案
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单项选择题1、北方严寒地区建造厂房露天仓库使用非焊接吊车梁，吊车起重量为75t，工作温度低于-20℃，宜选用下列哪一种钢材?( . Q345E. Q345A. Q345B. Q345C.支座约束.初偏心.残余应力3、在承受动力荷载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用（）。
. F. 不焊透的对接焊缝.焊透的对接焊缝.斜对接焊缝.角焊缝.局部失稳.弯曲失稳.扭转失稳.弯扭失稳.钢材具有良好的耐热性.钢材具有良好的焊接性.钢结构自重轻而承载力高.钢结构的实际受力性能和力学计算最符合6、当梁需要验算折算应力时，其公式中的应为( )。
.梁最大剪力截面中的最大正应力和最大剪应力.验算点的正应力和剪应力.梁中的最大正应力和最大剪应力.梁最大弯矩截面中的最大正应力和最大剪应力. 205 N/mm2. 200N/mm2. 235N/mm2. 215 N/mm2.与侧面角焊缝的计算式相同.要考虑正面角焊缝强度的提高.取βf=1.22.要考虑焊缝刚度影响.前两者中的较大值. A、B中的较小值.螺杆的抗剪承载力.韧性.塑性.抗拉强度和屈服强度.弹性模量.腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度.用钢量最小时梁的截面高度.在焊接结构中，对1、2级焊缝在设计图纸中可以不注明.在钢板厚度大于4mm的承受静力荷载的对接连接中，应从板的一侧或两侧做成坡度不大于1:4的斜坡，以减少应力集中.在钢结构设计中，当板件较厚而受力较小时，可采用部分焊透的对接焊缝.当对接焊缝的质量等级为一级或二级时，必须在外观检查的基础上再做无损检测，检测比例为焊缝长度的1/5.距支座l/6 .距支座l/8 .距支座l/4 .距支座l/3. E55. E45. E50. E43.荷载特征、连接方法和工作环境.结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态和连接方法.结构形式、应力状态、钢材厚度和工作环境.结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、工作环境、钢材厚度和价格16、如图所示，连接两工字钢的对接焊缝中，所受正应力最大的点是（）。
(完整版)钢结构基本原理课后习题与答案完全版
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》习题及答案精品文档42页
第一章 绪论一、选择题1．钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于（ C ）A ．钢材具有良好的耐热性B ．钢材具有良好的焊接性C ．钢结构自重轻而承载力高D ．钢结构的实际受力性能和力学计算结果最符合2．关于钢结构的特点叙述错误的是（ C ）。
A ．建筑钢材的塑性和韧性好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 ．钢结构更适合于建造高层和大跨结构3．关于建筑结构钢材的特点，下列说法中错误的是（ C ）A ．钢材具有良好的塑性，达到拉伸极限而破坏时，应变可达20％~30％B ．钢材具有良好的焊接性能，采用焊接结构可以使钢结构的连接大为简化C ．钢结构的耐腐蚀性很好，适合在各种恶劣环境中使用D ．钢结构的耐热性很好，但耐火性能很差4．钢结构具有良好的抗震性能是因为（ C ）。
A ．钢材的强度高B ．钢结构的质量轻C ．钢材良好的吸能能力和延性D ．钢结构的材质均匀5．钢结构的主要缺点是（ C ）。
A ．结构的重量大B ．造价高C ．易腐蚀、不耐火D ．施工困难多6．当钢结构表面可能在短时间内受到火焰作用时，不适合采用的措施是（ A ）A ．使用高强钢材B ．使用耐火耐候钢材C ．表面覆盖隔热层D ．使用防火涂料7．下列属于正常使用极限状态的验算指标是（ C ）A ．强度B ．稳定C ．变形D ．疲劳8．在进行结构或构件的变形验算时，应使用（ A ）A ．荷载的标准值B ．荷载的设计值C ．荷载的最大值D ．荷载的最小值9．当永久荷载效应起控制作用时，钢结构承载力极限状态的设计表达式为： )(10∑=ψγ+γγn i K Q C Q GK G i i i S S ≤A f d ，式中i C ψ是（ B ）A ．结构重要性系数B ．可变荷载组合系数C ．荷载分项系数D ．材料的抗力分项系数10． 结构承载力设计表达式∑=++n i Qid i d Q Gd f 210)(≤σψσσγ中，i ψ是荷载组合系数，它的取值（ B ）。
(0759)《钢结构设计》网上作业题及答案
（0759）《钢结构设计》网上作业题及答案1：钢结构设计原理二2：框架柱3：吊车梁4：屋盖结构体系一5：钢结构设计原理一6：屋盖结构体系二1：[论述题]13-15题条件：下图所示超静定桁架、两斜杆截面相同，承受竖向荷载P，因竖杆压缩而在两斜杆中产生压力250kN。
桁架的水平荷载则使两斜杆分别产生拉力和压力150kN。
13、两斜杆在交叉点均不中断。
当仅承受竖向荷载时，确定斜杆AD在桁架平面外的计算长度（m）?14、两斜杆在交叉点均不中断。
当仅承受水平荷载时，确定斜杆AD在桁架平面外的计算长度（m）?15、两斜杆在交叉点均不中断。
同时作用有竖向荷载和水平荷载时，确定斜杆AD在桁架平面外的计算长度（m）?参考答案：2：[论述题]12、为什么在屋架跨中节点要增加拼接角钢？参考答案：答：当屋架跨度不大时，屋架弦杆的拼接用工厂的拼接，当屋架跨度较大时，屋架弦杆的拼接用工地的拼接；无论工厂或是工地拼接都用与弦杆相同截面的拼接角钢拼接。
3：[论述题]11、在什么样情况下宜选择双壁式屋架杆件的截面形式？参考答案：答：屋架跨度较大时，弦杆等杆件较长，单榀屋架的横向刚度比较低。
为保证安装时屋架的侧向刚度，对跨度的屋架宜设计成双壁式。
4：[单选题]10、屋盖结构的表面长期受辐射热达（）0C以上或在短时间内可能受到火焰作用时，应采取有效的防护措施。
A：100B：150C：200D：250参考答案：B5：[单选题]9、大跨度屋盖结构是指跨度等于或大于（）m的屋盖结构，可采用桁架、钢架或拱等平面结构以及网架、网壳、悬索结构和索膜结构等空间结构。
A：30B：40C：50D：60参考答案：D6：[单选题]8、对支承轻屋面的构件或结构，当仅有一个可变荷载且受荷水平投影面积超过60m2时，屋面均布活荷载标准值应取为（）kN/m2 .A：0.3B：0.4C：0.5D：0.6参考答案：A7：[论述题]7、为了保证两个角钢组成的T形截面共同工作，在两个角钢肢间应设置垫板，压杆垫板间距应满足ld≤40i1，式中 i1为图中（）单角钢对1-1轴的回转半径。
(完整版)钢结构习题答案
第3章 连接1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。
已知：连接承受静力荷载设计值300P kN =，240N kN =，钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2160w f f N mm =，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm 。
2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P 。
已知：钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2/160mm N f wf =，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm 290。
2 解：120P 53M ,P 53V ,P 54N ⨯===p 33.029067.0210p 54A N 3e N =⨯⨯⨯⨯==σ p 25.029067.0210p 53A N 3e N =⨯⨯⨯⨯==τ p 61.029067.061210120p 53W M 23f M=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==σ题2图题1图12w f 222V 2M N mm /N 160f )P 25.0()22.1P 61.0P 33.0()()22.1(=≤++=τ+σ+σ kN 5.197P ≤3、图示角焊缝连接，承受外力kN N 500=的静载，mm h f 8=，2160mm N f w f =，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。
3 解：400,300x y N kN N kN ==2365.90)82410(87.0210400mm N l h N w e x f =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑σ2398.67)82410(87.0210300mm N l h N we yf =⨯-⨯⨯⨯⨯==∑τwf ff f f mm N ≤=+=+222227.10098.67)22.165.90()(τβσ4、计算图示角焊缝连接中的f h 。
已知承受动荷载，钢材为Q235-BF ，焊条为E43型，2160mm N f w f =，偏离焊缝形心的两个力kN F 1801=，kN F 2402=，图中尺寸单位：mm ，有引弧板。
(0759)《钢结构设计》网上作业题及答案
（0759）《钢结构设计》网上作业题及答案三、简答题[论述题]26、在选用钢材时应考虑哪些因素？27、设计实腹式檩条时应进行哪些验算？28、简述拉条的布置原则。
29、疲劳破坏分类？30、选择轴心受压实腹柱的截面时应考虑哪些原则？参考答案：26、在选用钢材时应考虑哪些因素？答：结构的重要性、荷载情况、连接方法、结构所处的温度和环境、钢材厚度。
27、设计实腹式檩条时应进行哪些验算？答：实腹式檩条设计时可不考虑扭矩，按双向受弯构件计算，需验算强度、整体稳定和刚度。
28、简述拉条的布置原则。
答：1）跨度小于4m可不设拉条，4-6m在跨中设一道拉条，大于6m在1/3跨度处设二道拉条。
2）当屋盖有天窗时，应在天窗两侧檩条之间设置斜拉条和直撑杆。
29、疲劳破坏分类？答：1）高周疲劳（应力疲劳）：工作应力小于，没有明显的塑性变形，寿命大于次以上。
典型对象：厂房吊车梁、游乐设施、桥梁、高耸塔架、海洋平台等在日常荷载下的疲劳破坏。
2）低周疲劳（应变疲劳） 作应力达到或大于，有一定的塑性变形，寿命在次以内，甚至几百次、几十次。
型对象：强烈地震下的一般钢结构疲劳破坏。
30、选择轴心受压实腹柱的截面时应考虑哪些原则答：①面积的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定性和刚度；②使两个主轴方向等稳定性，以达到经济效果；③便于与其他构件连接；④尽可能构造简单，制造省工，取材方便。
[论述题]21、钢结构的合理应用范围是根据什么决定的？22、为什么梯形屋架除按全跨荷载计算外，还要按半跨荷载进行计算？23、试述上弦横向水平支撑的作用及布置要求。
24、选择轴心受压实腹柱的截面时应考虑哪些原则？25、简述柱间支撑的作用？参考答案：21、钢结构的合理应用范围是根据什么决定的？答：钢材的合理使用范围由钢材的特点所决定。
钢结构主要应用于高、大、重型和轻型结构。
应用于重型工业厂房的主要原因是钢材具有较好的韧性和钢材轻质高强。
(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。
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《钢结构设计》作业及答案1、北方严寒地区建造厂房露天仓库使用非焊接吊车梁，吊车起重量为75t，工作温度低于-20℃，宜选用下列哪一种钢材?( D )A.Q345EB.Q345AC.Q345BD.Q345C2、在承受动力荷载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用（ A ）。
A. 不焊透的对接焊缝B.焊透的对接焊缝C.斜对接焊缝D.角焊缝3、梁的整体失稳属于第一类稳定问题，其失稳形式为( D )。
A.局部失稳B.弯曲失稳C.扭转失稳D.弯扭失稳4、钢结构更适合于建造大跨度结构，是因为（ C ）A.钢材具有良好的耐热性B.钢材具有良好的焊接性C.钢结构自重轻而承载力高D.钢结构的实际受力性能和力学计算最符合5、某屋架，采用的钢材为，型钢及节点板厚度均不超过16mm，钢材的抗压强度设计值是（ D ）。
A.205 N/mm2B.200N/mm2C.235N/mm2D.215 N/mm26、对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时( A )。
A.与侧面角焊缝的计算式相同B.要考虑正面角焊缝强度的提高C.取βf=1.22D.要考虑焊缝刚度影响7、一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是（ C ）。
A.被连接构件（板）的承压承载力B.前两者中的较大值C.A、B中的较小值D.螺杆的抗剪承载力8、钢材经过冷加工（冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切）所产生的冷作硬化（应变硬化）后，其（ D ）基本保持不变。
A.韧性B.塑性C.抗拉强度和屈服强度D.弹性模量9、经济高度指的是（ D ）。
A.挠度等于规范限值时梁的截面高度B.强度与稳定承载力相等时梁的截面高度C.腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度D.用钢量最小时梁的截面高度10、对于承受均布荷载的单层翼缘板的焊接组合截面简支梁，跨度为l，当要改变截面时，宜变一次，且只改变翼缘板凳宽度，其最经济的改变截面的位置为（ A ）。
A.距支座l/6B.距支座l/8C.距支座l/4D.距支座l/311、用手工电弧焊焊接钢材时，对Q235钢最宜采用（ D ）型焊条。
A.E55B.E45C.E50D.E4312、未焊透的对接焊缝计算应按（ B ）计算。
A.斜焊缝B.角焊缝C.对接焊缝D.断续焊缝13、双轴对称工字形截面偏压柱，压力作用在强轴平面内，一旦失稳将会发生（ C ）。
A.平面内失稳与平面外失稳同时发生B.可能平面内失稳也可能平面外失稳C.平面内失稳D.平面外失稳14、如图所示，连接两工字钢的对接焊缝中，所受正应力最大的点是（ C ）。
A.b点B.d点C.a点D.c点14、螺栓承压承载力设计值计算公式中的∑t是指（ C ）。
A.被连接的所有板件厚度之和B.在同一受力方向承压板件厚度之和的较大值C.在同一受力方向承压板件厚度之和的较小值D.被连接的所有板件厚度的平均值16、双肢格构柱绕虚轴发生失稳时，其换算长细比通常大于实际长细比，这主要是由于（ A ）。
A.格构柱剪切变形的影响B.格构柱轴向变形的影响C.柱肢局部屈曲的影响D.缀材才局部屈曲的影响17、某侧面直角角焊缝hf=4mm，由计算得到该焊缝所需计算长度30mm，考虑起落弧缺陷，设计时该焊缝实际长度取为( A )。
A.50mmB.38mmC.30mmD.40mm18、保证焊接组合工字形截面轴向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？（ D ）A.两边简支，一边自由，一边嵌固；B.四边简支。
C.两边简支，一边自由，一边弹性嵌固；D.三边简支，一边自由；19、轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于（ C ）。
A.底板的厚度B.柱子的截面积C.基础材料的强度等级D.底板的抗弯刚度20、某截面无削弱的热轧型钢实腹式轴心受压柱，设计时应计算（ B ）。
A.强度、局部稳定、长细比B.整体稳定、长细比C.强度、整体稳定、长细比D.整体稳定、局部稳定21、如图等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接，角钢受轴心力N=500kN，肢背焊缝受力N1为（ A ）。
A.350kNB.150kNC.325kND.250kN22、根据施焊时所持焊条与焊件间的相互位置的不同，施焊方位分为四种，其中操作最难、质量最难于保证的施焊方位是（ A ）.A.仰焊B.立焊C.平焊D.横焊23、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( D )。
A.平均应力达到钢材抗拉强度B.最大应力达到钢材抗拉强度C.最大应力达到钢材屈服点D.平均应力达到钢材屈服点24、图示高强螺栓群摩擦型连接受弯后的旋转中心为（ B ）。
A.d点B.a点C.c点D.b点25、普通螺栓受剪连接的破坏性形式可能有五种，即①螺栓杆被剪断；②孔壁挤压破坏；③螺栓杆弯曲；④板端被剪断；⑤钢板被拉断。
其中需通过计算保证的是（ D ）。
A.①②③B.②④⑤C.②③④D.①②⑤26、结构焊接时，所选焊条和被焊接构件之间的匹配原则是( D ).A.弹性模量相适应B.伸长率相适应C.金属化学成份相适应D.强度相适应27、为提高轴心受压构件的整体稳定，在构件截面面积不变的情况下，构件截面面积分布（ B ）。
A.任意分布，无影响B.尽可能远离形心C.尽可能集中于截面的剪切中心D.尽可能集中于截面的形心处28、受弯构件钢材牌号为Q235-B，选用HN600×200×11×17，其抗弯、抗剪强度设计值分别为（ A ）N/mm2。
A.205、125B.215、120C.215、125D.205、12029、某工厂工作平台静重5.4kN/m2，活载2.0kN/m2，其荷载组合设计值为（C ）kN/m2。
A.8.44B.9.25C.9.28D.8.9730、三级焊缝的质量检验内容为( A )。
A.外观检查B.外观检查和100％的焊缝探伤C.外观检查及对焊缝进行强度实测D.外观检查和至少20％的焊缝探伤31、焊缝的强度设计值，（ C ）是错的。
A.角焊缝的强度设计值与母材厚度无关；B.对接焊缝强度设计值，按不同厚度有不同的取值；C.角焊缝的强度设计值与焊缝质量等级有关。
D.质量等级为一级及二级的对接焊缝，其抗压、抗拉、抗剪强度设计值与母材相同；32、需要进行焊缝强度验算是（ B ）。
A.1级焊缝B.3级焊缝C.1级和2级焊缝D.2级焊缝33、某普通螺栓连接承受如图所示集中力作用，螺栓群的旋转中心为（ C ）。
A.dB.aC.cD.b判断题34、加大梁受压翼缘宽度，且减少侧向计算长度，不能有效的增加梁的整体稳定性。
( B ) A.√ B.×35、无对称轴截面的轴心受压构件，失稳形式是弯扭失稳。
（ A ）A.√B.×36、柱脚锚栓不宜用以承受注脚底部的水平反力，此水平反力应由底版与砼基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。
( A ) A.√ B.×37、在格构式柱中，缀条可能受拉，也可能受压，所以缀条应按拉杆来进行设计。
( B )A.√B.×38、由于稳定问题是构件整体的问题，截面局部削弱对它的影响较小，所以稳定计算中均采用净截面几何特征。
( A ) A.√ B.×39、钢结构设计除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算。
( A ) A.√ B.×40、格构式轴心受压构件绕虚轴稳定临界力比长细比相同的实腹式轴心受压构件低。
原因是剪切变形大，剪力造成的附加绕曲影响不能忽略。
（ A ）A.√B.×41、在焊接结构中，对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明，1级可以不在结构设计图纸中注明。
( B ) A.√ B.×42、高强度螺栓在潮湿或淋雨状态下进行拼装，不会影响连接的承载力，故不必采取防潮和避雨措施。
( B ) A.√ B.×主观题43、蓝脆现象参考答案：当温度达250摄氏度左右时，钢材抗拉强度提高，塑性、韧性下降，表面氧化膜呈蓝色。
44、冷作硬化参考答案：钢结构在冷加工过程中引起的强度提高称为冷作硬化。
冷加工包括剪、冲、辊、压、折、钻、刨、铲、撑、敲等。
45、桁架参考答案：承受横向荷载的格构式构件。
46、冷弯性能参考答案：冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。
47、压弯构件弯矩作用平面外的失稳参考答案：压弯构件弯矩作用在构件截面的弱轴平面内，使构件绕强轴受弯，当荷载增加到一定大小时，若构件突然发生弯矩作用平面外的弯曲和扭转变形而丧失了承载能力，这种现象称为构件在弯矩作用平面外丧失稳定性。
48、支承加劲肋参考答案：承受固定集中荷载或者支座反力的横向加劲肋。
49、构件截面的剪切中心参考答案：此截面中剪应力的总合力作用线与对称轴的交点。
50、梁参考答案：承受横向荷载的实腹式受弯构件。
51、单轴对称截面的压弯构件和双轴对称截面的压弯构件弯矩作用平面内稳定验算内容是否相同？参考答案：不相同。
单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用于对称轴平面且使较大翼缘受压时，构件失稳时出现的塑性区除存在受压区屈服和受压、受拉区同时屈服两种情况外，还可能在受拉区首先出现屈服而导致构件失去承载力，故除了按式N/φA+βmxMx/γxW1x(1-0.8N/N ’Ex)≤f 计算外，还应该按下式计算：∣N/A-βmxMx/γxW2x(1-1.25N/N ’Ex)∣≤f 。
52、 轴心压杆有哪些屈曲形式？参考答案：受轴心压力作用的直杆或柱，当压力达到临界值时，会发生有直线平衡状态转变为弯曲平衡状态变形分枝现象，这种现象称为压杆屈曲或整体稳定，发生变形分枝的失稳问题称为第一类稳定问题。
由于压杆截面形式和杆端支承条件不同，在轴心压力作用下可能发生的屈曲变形有三种形式，即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。
53、进行梁的强度验算时，应验算哪些内容？参考答案：答：（1）抗弯强度：梁受弯时的应力-应变曲线关系符合理想弹塑性体的假定。
其计算公式为：Mx/（γxWnx ）+ My/（γyWny ）≤f ；（2）抗剪强度：梁受剪力时截面上的剪应力，计算公式为：τ=VS/ItW ≤fv（3）局部承压强度：σc=ΨF/tWlZ ≤f（4）复杂应力作用下的强度：f t c βσσσσ12223≤+-+54、对接焊缝的构造要求有哪些？参考答案：对接焊缝的构造要求有：1）一般的对接焊多采用焊透缝，只有当板件较厚，内力较小，且受静载作用时，可采用未焊透的对接缝。
2）为保证对接焊缝的质量，可按焊件厚度不同，将焊口边缘加工成不同形式的坡口。
3）起落弧处易有焊接缺陷，所以要用引弧板。
但采用引弧板施工复杂，因此除承受动力荷载外，一般不用引弧板，而是计算时为对接焊缝将焊缝长度减2t （t 为较小焊件厚度）。