《钢结构设计基本原理》练习及答案大全完整版
(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（答案）
钢结构设计原理（答案）一、填空题（每空1分，共10分）1、钢材的两种破坏形式分别为脆性破坏和。
2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为、搭接、角接和T 形连接。
3、钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛，其中轴心受拉构件需进行钢结构强度和的验算。
4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有、和。
5、梁整体稳定判别式11l b 中，1l 是 1b 。
6、静力荷载作用下，若内力沿侧面角焊缝没有均匀分布，那么侧面角焊缝的计算长度不宜大于。
7、当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 时，对一般梁可不配置加劲肋。
二、单项选择题（每题2分，共40分）1、有两个材料分别为Q235和Q345钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，采用E43焊条。
(A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为yf t b 235)1.010(1λ+≤，其中λ的含义为。
(A)构件最大长细比，且不小于30、不大于100 (B)构件最小长细比(C)最大长细比与最小长细比的平均值 (D)30或1003、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式x 1(10.8')mx x x x Ex M f A W N N βN ?γ+≤-中，其中，1x W 代表。
(A)受压较大纤维的净截面抵抗矩(B)受压较小纤维的净截面抵抗矩(C)受压较大纤维的毛截面抵抗矩 (D)受压较小纤维的毛截面抵抗矩4、承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是。
(A)抗拉强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能(C)抗拉强度、屈服强度、伸长率(D)屈服强度、伸长率、冷弯性能5、随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是。
(A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降(B)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均有所提高(C)钢材的抗拉、抗压、抗弯强度提高，而抗剪强度下降(D)视钢号而定6、在低温工作(-20oC)的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需要的指标是。
《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（）。
钢结构设计原理练习题答案
钢结构原理与设计练习题第1章 绪论一、选择题1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。
A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差C 、P f 越大，β越小，结构越可靠D 、P f 越大，β越大，结构越可靠2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ A ）A 、0<ZB 、0>ZC 、0≥ZD 、0=Z3、钢结构具有塑性韧性好的特点，则主要用于（ A ）。
A ．直接承受动力荷载作用的结构B ．大跨度结构C ．高耸结构和高层建筑D ．轻型钢结构4、在重型工业厂房中，采用钢结构是因为它具有（ C ）的特点。
A ．匀质等向体、塑性和韧性好B ．匀质等向体、轻质高强C ．轻质高强、塑性和韧性好D ．可焊性、耐热性好5、当结构所受荷载的标准值为：永久荷载k G q ，且只有一个可变荷载k Q q ，则荷载的设计值为（ D ）。
A ．k G q ＋k Q qB ．1.2（k G q ＋k Q q ）C ．1.4（k G q ＋k Q q ）D ．1.2k G q ＋1.4k Q q6、钢结构一般不会因偶然超载或局部荷载而突然断裂破坏，这是由于钢材具有（ A ）。
A ．良好的塑性B ．良好的韧性C ．均匀的内部组织D ．良好的弹性7、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8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B）A.密封性好B.自重轻C.制造工厂化D.便于拆装二、填空题1、结构的可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。
3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）______强度高、自重轻__________、2）_____塑性、韧性好_______________，3）______材质均匀、工作可靠性高______________。
(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：C2.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：D3.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：D4.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：C5.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：D6.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：B7.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：D8.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：C9.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。
A、加厚翼缘B、在集中荷载作用处设置支承加劲肋C、增加横向加劲肋的数量D、加厚腹板答案：B10.最大弯矩和其他条件均一样的简支梁，当〔〕时整体稳定最差。
A、均匀弯矩作用B、满跨均布荷载作用C、跨中集中荷载作用D、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用答案：A11.不考虑腹板屈曲后强度，为保证主梁腹板的局部稳定，〔〕。
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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。
钢结构基本原理课后习题答案完全版
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-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）。
钢结构设计原理习题及答案
第一章绪论1．选择题（1）在结构设计中，失效概率P f与可靠指标β的关系为。
A. P f越大，β越大，结构可靠性越差B. P f越大，β越小，结构可靠性越差C. P f越大，β越小，结构越可靠D. P f越大，β越大，结构越可靠（2）按承载力极限状态设计钢结构时，应考虑。
A. 荷载效应的基本组合B. 荷载效应的标准组合C. 荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合D. 荷载效应的频遇组合2．填空题（1）某构件当其可靠指标 减小时，相应失效概率将随之。
（2）承载能力极限状态为结构或构件达到或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。
（3）在对结构或构件进行极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。
3．简答题（1）钢结构和其他建筑材料结构相比的特点。
（2）钢结构的设计方法。
第二章钢结构的材料1．选择题（1）钢材的设计强度是根据确定的。
A. 比例极限B. 弹性极限C. 屈服点D. 极限强度（2）钢结构设计中钢材的设计强度为。
A. 强度标准值B. 钢材屈服点C. 强度极限值D. 钢材的强度标准值除以抗力分项系数（3）钢材是理想的体。
A. 弹性B. 塑性C. 弹塑性D. 非弹性（4）钢结构中使用钢材的塑性指标，目前最主要用表示。
A. 流幅B. 冲击韧性C. 可焊性D. 伸长率（5）钢材的伸长率 用来反映材料的。
A. 承载能力B. 弹性变形能力C. 塑性变形能力D. 抗冲击荷载能力（6）建筑钢材的伸长率与标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。
A. 达到屈服应力时 B. 达到极限应力时C. 试件塑性变形后D. 试件断裂后（7）钢材的三项主要力学性能为。
A. 抗拉强度、屈服强度、伸长率B. 抗拉强度、屈服强度、冷弯性能C. 抗拉强度、冷弯性能、伸长率D. 冷弯性能、屈服强度、伸长率（8）钢材的剪切模量数值钢材的弹性模量数值。
A. 高于B. 低于C. 相等于D. 近似于（9）在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。
钢结构基本原理课后习题答案完全版
fy E
235 2.06 105
0.00114
卸载后残余应变： c 0 可恢复弹性应变： y c 0.00114 （2）B 点： 卸载前应变： F 0.025
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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
0.354
(或计算
y
fy 235
137.6
,再由附表 4-4 查得 0.354 )
故得到稳定临界荷载为
Ncrd Af d 0.354 26.11102 215 198.7kN
当改用 Q365 钢时,同理可求得 1.792 。
由式 5-34b 计算得 0.257 (或由 故稳定临界荷载为
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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
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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
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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
因为
x y
,故对于 Q235 钢相对长细比为
fy E
137.6
Hale Waihona Puke 235 1.48 2.06 105
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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
钢柱轧制, b / h 0.8 .对 y 轴查 P106 表 5-4(a)知为不 b 类截面。 故由式 5-34b 得
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 '(
钢结构计算题(含答案)
《钢结构设计原理》【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。
钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。
钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，2/185mm N f w t =。
试求连接所能承受的最大拉力?=N解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。
根据公式 w t w f tl N<⋅=σ 移项得： kN N f t l N w t w 5.42542550018510)102250(==⨯⨯⨯-=⋅⋅< 【变化】若有引弧板，问?=N解：上题中w l 取实际长度250，得kN N 5.462=【练习2】两截面为450⨯14mm 的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm ，长度410mm(中间留空10mm)，厚度8mm 。
钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载，mm h f 6=。
求最大承载力?=N解：端焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f f w f 49190416022.130067.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β侧焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f w f 521472160)6200(67.047.011=⨯-⨯⨯⨯=∑= 最大承载力kN N N 4.10131013376521472491904==+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N解：上题中令03=N ，622001⨯-=w l ,得kN N N 344.5051==【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。
双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。
等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。
求最大承载力?=N解：端焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f f w f 20496016022.112567.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=⨯-⨯⨯⨯=∑=根据2311N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2204960327936(7.01)2(1311==+=+=【变化】若取消端焊缝，问?=N解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456=【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f wf =，静态荷载。
钢结构设计原理习题及答案
钢结构设计原理题库一、单项选择题1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定C 连接破坏D 动荷载作用下过大的振动2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f eC 屈服强度f yD 极限强度f u3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数n 大于或等于【 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×1064．焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ∆=- B max min σσσ∆=-C max min 0.7σσσ∆=-D max min σσσ∆=+5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。
在其它条件完全相同情况下，下列疲劳强度最低的是 【 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1C 脉冲循环ρ=0D 以压为主的应力循环6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高C 塑性更好D 韧性更好7．钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值C 屈服强度与极限强度的比值D 极限强度与比例极限的比值.8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏C 脆性断裂D 反复破坏.9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大C 计算结果不可靠D 不便于施工10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】 A 平焊 B 立焊C 横焊D 仰焊11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【】A 25.0,75.021==k kB 30.0,70.021==k kC 35.0,65.021==k kD 35.0,75.021==k k12．轴心受力构件用侧焊缝连接，侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是【 】A.两头大中间小B. 两头小中间大C.均匀分布D.直线分布 .13．焊接残余应力不影响钢构件的 【 】A 疲劳强度B 静力强度C 整体稳定D 刚度14．将下图（a ）改为（b ）是为了防止螺栓连接的 【 】A 栓杆被剪坏B 杆与孔的挤压破坏C 被连构件端部被剪坏D 杆受弯破坏15．规范规定普通螺栓抗拉强度设计值只取螺栓钢材抗拉强度设计值的0.8 倍，是因为【 】A 偏安全考虑B 考虑实际作用时可能有偏心的影响C 撬力的不利影响D 上述A 、B 、C16．受剪栓钉连接中，就栓钉杆本身而言，不存在疲劳问题的连接是 【 】A 普通螺栓B 铆钉连接B 承压型高强度螺栓 D 受剪摩擦型高强度螺栓17．高强度螺栓的预拉力设计值计算公式e u 0.90.90.91.2P A f ⨯⨯=中，三个0.9∙不∙是考虑 【 】A 螺栓材料不均匀性的折减系数B 超张拉系数C 附加安全系数D 考虑拧紧螺栓时扭矩产生的剪力的不利影响。
钢结构基本原理课后习题标准答案完全版
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 y0f 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 yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-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 y 0σ图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610yf E ε===⨯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：0.02386yc f E εε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点：卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-= 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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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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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，焊缝强度可不计算 。
5、 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 ， 其长细比为 21.07 。
1200 1010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。
13拉伸并卸载后，也称为名义屈服点。
1415和构件或连接的构造形式。
1617构件的稳定承载力。
18承压型连接。
19、对于单轴对称的轴心受压构件，绕非对称主轴屈曲时，会发生弯曲屈曲；而绕对称主轴20高稳定承载力。
21、梁的整体稳定系数φb大于0.6时，需用φb′代替φb，它表明此时梁已经进入_______ __阶段。
22、弯矩绕虚轴作用的双肢格构式压弯构件，采用缀条式格构柱，其分肢的稳定应按构件进行验算。
23强度确定的。
24原则。
25、设杆件节点间的几何长度为l，则梯形钢屋架的支座斜杆在屋架平面内的计算长度为杆件几何长度或l。
26、钢材的冲击韧性越小,。
27。
28、焊接结构选用焊条的原则是,。
29 。
二、选择题1、对于Q235钢板，其厚度越大 D 。
A. 塑性越好B.韧性越好C.内部缺陷越少D.强度越低2、如图采用C。
A. 1B. 3C. 2或4D. 53、工 字形截面轴心受压构件,翼缘外伸部分的宽厚比'/(100.1b t λ≤+C 。
A.构件绕强轴方向的长细比B.构件两个方向的长细比平均值C.构件两个方向的长细比较大值D.构件两个方向的长细比较小值4、单向受弯构件的抗弯强度/()x x nx M W f σγ=≤ 其中 1.05x γ=时,为使翼缘不先失去局部稳定, 翼缘外伸部分的宽厚比b`/t 为B 。
A .B.C. D. 5、已知焊接工字形截面简支梁，承受均布荷载作用,钢材Q235，fy =235N/mm 2，并在支座设置支承加劲肋，梁腹板高度900mm ，厚度12mm ，要求考虑腹板稳定性，则 D 。
A 布置纵向和横向加劲肋B 按计算布置横向加劲肋C 按构造要求布置加劲肋D 不用布置加劲肋6、荷载作用于截面形心的焊接工字形等截面简支梁，最容易发生整体失稳的情况是C 。
A 跨中集中荷载作用B 跨间三分点各有一个集中荷载作用C 梁两端有使其产生同向曲率、数值相等的端弯矩作用D 全跨均布荷载作用7、计算梁的抗弯强度M W f x x nx x /()(.)γγ≤〉10,与此相应的翼缘外伸肢宽厚比不应超过A 。
y y y yf D f C f B f A /235)5.025(/235)1.010(/23513/23515++λ8、已知双轴对称工字钢截面轴心受压柱，轴心压力小，根据刚度控制截面面积A[]22150,8000,4500,2,0.5ox oy x y l mm l mm I A I A λ=====截面面积A 为 B A 1422.2mm 2 B 1800mm 2 C 2000mm 2 D 2500mm 29 、关于建筑结构钢材的优缺点，下列说法中错误的是 CA.钢材的强度较高，结构自重轻B.钢材具有良好的冷加工和热加工性能C.钢结构的耐腐蚀性能很好，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10、钢结构设计中，对下列哪一项内容需按正常使用极限状态进行验算 AA. 构件的变形B. 构件的强度C. 构件的疲劳强度D. 构件的整体稳定11、不同质量等级(A 、B 、C 、D)的同一类钢材，下列哪项力学指标不同 BA. 抗拉强度f uB. 冲击韧性A KC. 伸长率δD. 屈服点f y12、26、支承加劲肋进行稳定计算时，计算面积应包括加劲肋两端一定范围内的腹板面积，该范围是 A 。
A. 15y w f t 235 B. 13y w f t 235 C. 13235y w f t D. 15235y w f t 13、对于普通螺栓连接，限制端距e ≥2d 0的目的是为了避免 DA. 螺栓杆受剪破坏B. 板件被拉断破坏C. 板件受挤压破坏D. 板件端部冲剪破坏14、如图所示承受静力荷载的T 形连接，采用双面角焊缝，按构造要求所确定的合理焊脚尺寸应为 DA 、4mmB 、6mmC 、8mmD 、10mm15、初始弯曲和荷载的初始偏心对轴心受压构件整体稳定承载力的影响为 BA. 初弯曲和初偏心均会降低稳定承载力B. 初弯曲和初偏心均不会影响稳定承载力C. 初弯曲将会降低稳定承载力，而初偏心将不会影响稳定承载力D. 初弯曲将不会影响稳定承载力，而初偏心将会降低稳定承载力16、保证焊接组合工字型截面轴心受压柱翼缘板局部稳定的宽厚比限值条件，是根据矩形板t=8mm t=6mm单向均匀受压时下列哪种边界条件确定的 CA.两边简支、一边自由、一边弹性嵌固B.两边简支、一边自由、一边嵌固C.三边简支、一边自由D.四边均为简支17、腹板屈曲后强度产生的原因是 CA.腹板屈曲后产生钢材的弹塑性强化，能够继续承担更大的荷载B.腹板屈曲后产生薄膜拉力场，牵制了板变形的发展，存在继续承载的潜能C.腹板屈曲后产生复杂的应力状态，提高了钢材的屈服点D.由于横向加劲肋的存在，提高了腹板局部稳定承载力18、计算长度一定的轴心压杆回转半径增大，其稳定承载力 A 。
A.提高B.降低C.不变D.不能确定19、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20、钢材中硫的含量超过规定标准 D 。
A.将提高钢材的伸长率B.将提高钢材的抗拉强度C.将使钢材在低温工作时变脆D.将使钢材在高温工作时变脆21、角焊缝的最小焊脚尺寸表示式中t t h f ,5.1 B 。
A.较薄板厚度B.较厚板厚度C.任意板厚22、下面的 B 情况应将其设计强度进行折减。
A.动力荷载作用的构件B.单角钢单面按轴压计算稳定的构件C.有应力集中影响的构件D.残余应力较大的构件23、验算工字形组合截面轴心受压构件翼缘和腹板的局部稳定时，计算公式中的长细比为C 。
A.绕强轴的长细比B.绕弱轴的长细比C.两方向长细比的较大值D.两方向长细比的较小值24、格构柱设置横隔的目的是 B 。
A.保证柱截面几何形状不变B.提高柱抗扭刚度C.传递必要的剪力D.上述三种都是三、简答题1、焊接残余应力产生的原因和对结构工作性能的影响？焊缝出现不均匀温度场。
焊缝附近温度最高，可高达1600度以上。
在焊缝区以外，温度则急剧下降。
焊缝区受热而纵向膨胀，但这种膨胀因变形的平截面规律(变形前的平截面，变形后仍保持平面)而受到其相邻较低温度区的约束，由于钢材在600℃以上时呈塑性状态(称为热塑状态)，因而高温区的这种压应力使焊缝区的钢材产生塑性压缩变形对结构的静力强度没影响，降低结构的刚度，影响压杆的稳定性，对低温冷脆有影响，对疲劳强度不利。
2、简述影响梁整体稳定的因素。
梁的侧向抗弯刚度EIy、抗扭刚度GIt，和抗翘曲刚度EIw愈大，则临界弯矩愈大。
梁两端支承条件、构件侧向支承点间距、受压翼缘宽度、荷载的种类和作用位置。
3、为什么在截面为单轴对称的实腹式轴心受压构件，绕对称轴的稳定计算采用换算长细比？对于单轴对称截面，构件除绕非对称轴发生弯曲屈曲外，还可能发生绕对称轴弯扭屈曲，轴力由于截面的转动产生作用于形心处非对称轴方向的剪力，剪力不通过剪心，产生扭矩，弯扭屈曲比绕对称轴的弯曲屈曲的临界应力要低，因此绕对称轴的稳定应采用考虑扭转效应的换算长细比计算。
4、简述梁腹板设置加劲肋的原则。
(不考虑梁的屈曲后强度)1)当时，腹板局部稳定能够保证，不必配置加劲肋；对吊车梁及类似构件（），应按构造配置横向加劲肋。
(2分)2)当时，应配置横向加劲肋。
(2分)3)当（受压翼缘扭转受到约束，如连有刚性铺板或焊有铁轨时）或（受压翼缘扭转未受到约束时），或按计算需要时，除配置横向加劲肋外，还应在弯矩较大的受压区配置纵向加劲肋。
局部压应力很大的梁，必要时尚应在受压区配置短加劲肋。
(2分)4)梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。
(1分)5、双轴对称工字形实腹式单向压弯构件有哪几种失稳形式？并简要说明它们是如何产生的。
1）失稳形式：单向压弯构件的整体失稳分为弯矩作用平面内和弯矩作用平面外两种情况（1分），弯矩作用平面内失稳为弯曲屈曲（1分），弯矩作用平面外失稳为弯扭屈曲（1分）。
2）产生原因：平面内失稳时：直杆在偏心压力作用下，弯矩作用平面内构件挠度随压力的增加而增大，且呈非线性地增长，这是由于二阶效应的影响。
最后达到偏心压力的极值点，失去平面内稳定，不存在分枝现象。
（2分）平面外失稳时：假如构件没有足够的侧向支撑，且弯矩作用平面内稳定性较强。
无初始缺陷时，压力作用下，构件只产生弯矩平面内的挠度，当压力增加到某一临界值N cr之后，构件会突然产生弯矩作用平面外的弯曲变形和整体扭转，发生了弯扭失稳，是一种分枝失稳。
有初始缺陷压弯构件在弯矩作用平面外失稳为极值失稳，无分枝现象。
（2分）6、简述普通受剪螺栓连接的破坏形式有哪些种类？如何避免？7、螺栓在构件上的排列有几种形式？应满足什么要求？最小的栓距和端距分别是多少？8、为保证梁腹板的局部稳定，应按哪些规定配置加劲肋？9、图示实腹式轴压柱截面，柱长细比5855＝，＝λλYx,钢材Q345，试判断该柱腹板的局部稳定有无保证？如无保证应采取何种措施（至少回答出二种方法）？四、计算题1、 图示连接，受静载F =120kN(设计值)，角焊缝焊脚尺寸h f =8mm,钢材Q235B ，手工焊,焊条E43型，f fw =160N/mm 2。
验算焊缝强度。
1、解：将力F 简化到焊缝群的形心为： V = Fcos60o = 60 kN N = Fsin60o =103.9 kNM = N ×35 = 3636.5 kNmm600 50 120F8（2分）在N 作用下：32e w N 103.91060.24N mm τ()20.78(17028)h Nfl ⨯===⨯⨯⨯-⨯∑在V 作用下：32e wV 601034.79N mm τ()20.78(17028)h Vfl ⨯===⨯⨯⨯-⨯∑在M 作用下：32226M63636.51082.14N mm 0.78(17028)2Mfe w h l σ⨯⨯===⨯⨯-⨯⨯ 焊缝上下两点最危险w2121.78N mm f f ==≤ ∴ 焊缝满足承载力要求2、如图所示，两块钢板截面厚度16mm 宽度420mm ，两面用厚度10mm 盖板连接， 钢材Q235B 承受轴心力作用，采用8.8级螺栓M20高强度螺栓摩擦型连接，孔径21.5mm ，接触面采用喷砂处理，f =215N/mm 2，预拉力P=125 kN ，摩擦面的抗滑移系数µ＝0.45，求此连接接头能承受的最大轴心力设计值2、解： 单个螺栓的抗剪承载力设计值：N v b = 0.9n f μP = 0.9×2×0.45×125＝101.25 kN 盖板一侧螺栓能传递的荷载为： N 1 = 16 N v b = 1620kN 被连接板所能承担的轴力为：N 2 = A f = 16×420×215＝602000 N = 1444.8 kN连接板的横截面尺寸大于被连接板横截面，且采用相同的钢材，故不必计算连接板55 80 55 55 80 5580 80 10 80 801（5分）（3分）（3分）（3分）的承载力。