钢结构设计原理张耀春版课后习题答案完整版
钢结构设计原理张耀春版课后习题答案完整版
Nv 26.5kN<Ncb 97.6kN 满足。
2. 改用高强度螺栓摩擦型连接 查表 3.5.2 8.8 级 M20 高强螺栓预拉力 P=125kN，摩擦面仅用钢丝刷清除浮锈 μ=0.3 单个螺栓受剪承载力设计值： Nvb 0.9nf P 0.910.3125 33.75kN
单个螺栓受拉承载力设计值：
(150
2hf
)
2
150 12 2
hf
2
(200
2hf
)hf
2hf
) 200 2hf 2
hf
(150
12)
12
200
3
2
150 2
12
6
200
3
2
(200
12)
200 2
12
6
(150
12)
2
150 12 2
6
2
(200
12)
6
139mm
全部有效焊缝对中和轴的惯性矩：
N3
2 0.7hf bf
f
w f
2 0.7 6 4601.22 200
942816N
侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N1 N N3 1500 103 942816 557184N 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
hf
N1 4 0.7hf
ffw
yc 200 12
最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 12 5.2 mm
取 hf=6mm 满足焊缝构造要求。
2） 焊缝截面几何性质
12
焊缝截面形心距腹板下边缘的距离 yc
yc
钢结构设计原理 张耀春版课后习题答案
《钢结构设计原理》作业标答3. 连接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。
解： 三级焊缝查附表：2w t N/mm 265=f ，2w v N/mm 180=f 不采用引弧板：m m 4801025002w =⨯-=-=t b l32w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010N f l t σ⨯===>=⨯，不可。
改用斜对接焊缝：方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度：m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w=-=-︒=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310N f l t θσ⨯⨯===<='⨯32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310v N f l t θτ⨯⨯==≈<='⨯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。
条件同习题，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：2w f N/m m 200=f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：1250010 5.4mm 22460A t b ⨯≥==⨯，取t 2=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 h t ==m ax m m 6f ，mm最小焊脚尺寸：7.4105.15.1min f =⨯==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm2）焊接设计：正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=f b h N β侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 557184942816101500331=-⨯=-=N N 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）：mm 172620067.045571847.04fwf f 1f w =+⨯⨯⨯=+⨯=+=h f h N h l l取侧面焊缝实际长度175mm ，则所需盖板长度： L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。
钢结构设计原理习题及参考答案1
钢结构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、结构刚度大，提高焊接质量D、最大化体现钢材料性能答案：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.对关于钢结构的特点叙述错误的是（）。
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、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构答案：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，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面（）。
A、最大应力达到钢材屈服点B、平均应力达到钢材屈服点C、最大应力达到钢材抗拉强度D、平均应力达到钢材抗拉强度答案：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：D18.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用（）。
A.E55 型：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（）是比较合理的措施。
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相同的简支梁，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，（）。
A、需配置横向加劲肋和纵向加劲肋B、不需要配置加劲肋C需设置横向加劲D、需配置纵向加劲肋答案：C12.轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（）。
钢结构设计原理课后思考题答案
1.钢结构对钢材性能有哪些要求？答：较高的强度，较好的变形能力，良好的工艺性能。
2.钢材的塑性破坏和脆性破坏有何区别？答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉轻度 fu 后才发生。
破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的端口呈纤维状，色泽发暗。
在塑性破坏前，构件发生较大的塑性变形，且变形持续的时间较长，容易及时被发现而采取补救措施，不致引起严重后果。
另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能力。
脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢才的屈服点 fy，断裂从应力集中处开始。
冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。
破坏前没有任何预兆，无法及时察觉和采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，后果严重，损失较大。
3.刚才有哪几项主要性能，分别可用什么指标来衡量？答：屈服点 fy，抗拉强度 fy，伸长率δ，冷弯性能，冲击韧性4.影响钢材性能的主要性能有哪些？答：化学成分的影响。
冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响。
钢材的硬化。
温度的影响。
应力集中的影响。
重复荷载作用的影响。
5.简述化学元素对钢材性能有哪些影响？答;碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。
硫和磷降低钢材的塑性。
韧性。
可焊性和疲劳强度。
氧使钢热脆，氮使钢冷脆。
硅和锰是脱氧剂，使钢材的强度提高。
钒和钛是提高钢的强度和抗腐蚀性又不显著降低钢的塑性。
铜能提高钢的强度和抗腐蚀性能，但对可焊性不利。
6.什么是冷作硬化和时效硬化？答：钢材受荷超过弹性范围以后，若重复地卸载加载，将使钢材弹性极限提高，塑性降低，这种现象称为钢材的应变硬化或冷作硬化。
轧制钢材放置一段时间后，强度提高，塑性降低，称为时效硬化。
7 简述温度对钢材的主要性能有哪些影响？答：温度升高，钢材强度降低，应变增大，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。
钢结构设计原理课后思考题答案
1.钢结构对钢材性能有哪些要求？答：较高的强度，较好的变形能力，良好的工艺性能。
2.钢材的塑性破坏和脆性破坏有何区别？答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉轻度fu 后才发生。
破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的端口呈纤维状，色泽发暗。
在塑性破坏前，构件发生较大的塑性变形，且变形持续的时间较长，容易及时被发现而采取补救措施，不致引起严重后果。
另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能力。
脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢才的屈服点fy，断裂从应力集中处开始。
冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。
破坏前没有任何预兆，无法及时察觉和采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，后果严重，损失较大。
3.刚才有哪几项主要性能，分别可用什么指标来衡量？答：屈服点fy，抗拉强度fy，伸长率δ，冷弯性能，冲击韧性4.影响钢材性能的主要性能有哪些？答：化学成分的影响。
冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响。
钢材的硬化。
温度的影响。
应力集中的影响。
重复荷载作用的影响。
5.简述化学元素对钢材性能有哪些影响？答;碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。
硫和磷降低钢材的塑性。
韧性。
可焊性和疲劳强度。
氧使钢热脆，氮使钢冷脆。
硅和锰是脱氧剂，使钢材的强度提高。
钒和钛是提高钢的强度和抗腐蚀性又不显著降低钢的塑性。
铜能提高钢的强度和抗腐蚀性能，但对可焊性不利。
6.什么是冷作硬化和时效硬化？答：钢材受荷超过弹性范围以后，若重复地卸载加载，将使钢材弹性极限提高，塑性降低，这种现象称为钢材的应变硬化或冷作硬化。
轧制钢材放置一段时间后，强度提高，塑性降低，称为时效硬化。
7 简述温度对钢材的主要性能有哪些影响？答：温度升高，钢材强度降低，应变增大，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。
钢结构设计原理课后答案
钢结构设计原理课后答案以下为钢结构设计原理课后答案：1. 梁的弯曲设计原理：- 梁在受力时会发生弯曲变形，根据梁的静力平衡原理，可得到梁的弯矩方程；- 根据材料力学理论，可以推导出梁的弯矩和弯曲曲率之间的关系；- 采用合适的截面形状和尺寸，使得梁在受到外力作用时能够保持合理的弯曲变形，从而满足设计要求。
2. 柱的压缩设计原理：- 柱在受压力作用时会发生压缩变形，根据柱的静力平衡原理，可得到柱的压力方程；- 根据材料力学理论，可以推导出柱的压力与变形之间的关系；- 采用合适的截面形状和尺寸，使得柱在受到外压力作用时能够保持合理的压缩变形，从而满足设计要求。
3. 接头的设计原理：- 接头是连接钢结构构件的重要部分，其设计原理主要包括强度计算和刚度计算；- 强度计算要考虑接头在受力时承受的拉力、压力和剪力等作用；- 刚度计算要保证接头具有足够的刚度和变形能力，使得构件能够满足整体的刚度要求；- 通常采用焊接、螺栓连接等方式进行接头设计。
4. 桁架结构的设计原理：- 桁架结构是由多个构件组成的三角形结构，其设计原理主要包括构件受力分析和整体稳定性分析；- 构件受力分析要考虑各构件在受荷载作用下的拉力和压力，通过静力平衡方程求解各个构件的受力；- 整体稳定性分析要保证桁架结构在外力作用下不发生整体失稳，通常采用稳定性计算方法进行分析；- 桁架结构设计要满足强度、刚度和稳定性等要求。
5. 桩基设计的原理：- 桩基设计的主要目的是保证建筑物或结构的稳定和承载能力；- 桩基设计的原理包括桩身的承载力计算和桩身的变形计算； - 桩身承载力计算要考虑桩身的竖向承压力和横向剪切力等作用；- 桩身变形计算要考虑桩身在受荷载作用下的竖向和横向变形。
请注意，以上答案仅供参考，具体答案可能会因教材版本和教师要求有所不同。
建议与教材或教师进一步核对。
(完整版)钢结构设计原理习题集及答案
式中N——轴心拉力或轴心压力
An——构件的净截面面积
n——在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数目；
n1——所计算截面上高强度螺栓数目；
f——钢材的抗拉或抗压强度设计值。
上式括号内数值小于1，这表明所计算截面上的轴心力N已有一定程度的减少。对比普通螺栓受剪连接构件开孔截面的净截面强度的计算公式：
钢结构设计原理习题集及答案(2011-09-28 10:53:54)
标签：a格极限状态焊缝构件承载力教育分类：试卷题库
钢结构设计原理习题集及答案
第一章绪论
练习题
一、简答题
1．简述钢结构的特点和应用范围。
答：特点：（1）承载能力大；（2）稳妥可靠；（3）便于工业化生产，施工周期短；（4）密闭性好；耐热但不耐火；（5）耐腐蚀性差；（6）容易产生噪音
综上所述，无论是从焊条等焊接材料的消耗和焊接速度、焊接残余应力，或是从焊缝的相对强度，角焊缝都以选用小焊脚尺寸为宜。因此，当焊件的焊接长度较富余，在满足最大焊缝长度的要求下，采用小而长比大强度螺栓的较普通螺栓的小？
答：摩擦型高强度螺栓的受剪连接传力特点不同于普通螺栓。后者是靠螺栓自身受剪和孔壁承压传力，而前者则是靠被连接板叠间的摩擦力传力。一般可认为摩擦力均匀分布于螺栓孔四周，故孔前传力约为0.5。因此，构件开孔截面的净截面强度的计算公式为：
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
钢结构设计原理课后思考题答案
1.钢结构对钢材性能有哪些要求答：较高的强度，较好的变形能力，良好的工艺性能。
2.钢材的塑性破坏和脆性破坏有何区别答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉轻度fu后才发生。
破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的端口呈纤维状，色泽发暗。
在塑性破坏前，构件发生较人的塑性变形，且变形持续的时间较长，容易及时被发现而采取补救措施，不致引起严重后果。
另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而捉高了结构的承载能力。
脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢才的屈服点fy，断裂从应力集中处开始。
冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。
破坏前没有任何预兆，无法及时察觉和采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，后果严重，损失较大。
3.刚才有哪几项主要性能，分别可用什么指标来衡量答：屈服点fy.抗拉强度fy,伸长率6, 冷弯性能，冲击韧性4.影响钢材性能的主要性能有哪些答：化学成分的影响。
冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响。
钢材的硬化。
温度的影响。
应力集中的影响。
重复荷载作用的影响。
5.简述化学元素对钢材性能有哪些影响答;碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。
硫和磷降低钢材的塑性。
韧性。
可焊性和疲劳强度。
氧使钢热脆，氮使钢冷脆。
硅和镒是脱氧剂，使钢材的强度提高。
帆和钛是提高钢的强度和抗腐蚀性又不显若降低钢的塑性。
铜能捉高钢的强度和抗腐蚀性能，但对可焊性不利。
6.什么是冷作硬化和时效駛化答：钢材受荷超过弹性范围以后，若重复地卸载加载，将使钢材弹性极限提高，塑性降低，这种现象称为钢材的应变硬化或冷作硬化。
轧制钢材放置•段时间后，强度提高，塑性降低，称为时效破化。
7简述温度对钢材的主要性能有哪些影响答：温度升高，钢材强度降低，应变增人，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。
钢结构设计原理课后思考题答案
1.钢结构对钢材性能有哪些要求？答：较高的强度，较好的变形能力，良好的工艺性能。
2.钢材的塑性破坏和脆性破坏有何区别？答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉轻度 fu 后才发生。
破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的端口呈纤维状，色泽发暗。
在塑性破坏前，构件发生较大的塑性变形，且变形持续的时间较长，容易及时被发现而采取补救措施，不致引起严重后果。
另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能力。
脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢才的屈服点 fy，断裂从应力集中处开始。
冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。
破坏前没有任何预兆，无法及时察觉和采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，后果严重，损失较大。
3.刚才有哪几项主要性能，分别可用什么指标来衡量？答：屈服点 fy，抗拉强度 fy，伸长率δ，冷弯性能，冲击韧性4.影响钢材性能的主要性能有哪些？答：化学成分的影响。
冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响。
钢材的硬化。
温度的影响。
应力集中的影响。
重复荷载作用的影响。
5.简述化学元素对钢材性能有哪些影响？答;碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。
硫和磷降低钢材的塑性。
韧性。
可焊性和疲劳强度。
氧使钢热脆，氮使钢冷脆。
硅和锰是脱氧剂，使钢材的强度提高。
钒和钛是提高钢的强度和抗腐蚀性又不显著降低钢的塑性。
铜能提高钢的强度和抗腐蚀性能，但对可焊性不利。
6.什么是冷作硬化和时效硬化？答：钢材受荷超过弹性范围以后，若重复地卸载加载，将使钢材弹性极限提高，塑性降低，这种现象称为钢材的应变硬化或冷作硬化。
轧制钢材放置一段时间后，强度提高，塑性降低，称为时效硬化。
7 简述温度对钢材的主要性能有哪些影响？答：温度升高，钢材强度降低，应变增大，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。
钢结构设计原理 张耀春版课 后习题答案
3.11 试设计如图（P114习题3.11）所示牛腿与柱的角焊缝连接。钢材 Q235-B，焊条E43型，手工焊，外力设计值N=98kN，（静力荷载）， 偏心e=120mm。（注意力N对水平焊缝也有偏心） 解：查附表1.3：
1） 初选焊脚尺寸Image
最大焊脚尺寸：mm 最小焊脚尺寸：mm 取hf=6mm满足焊缝构造要求。
局部压应力：lz=5hy+a=5×20+150=250mm 梁的强度不满足要求。
4） 刚度验算 全部荷载作用： 活荷载作用： 梁的强度和刚度满足要求。
5.4 如果习题5.3中梁仅在支座处设有侧向支承，该梁的整体稳定是否能 满足要求。如果不能，采用何种措施？ 解：
1） 截面几何性质 对y轴的惯性矩：
按刚度：得标准值： ，设计值： 所以该梁所能承受的最大荷载设计值为q=64N/mm2（由整体稳定控 制）。
5.3 如习题5.3图所示，某焊接工字形等截面简支梁，跨度10m，在跨中 作用有一静力集中荷载，该荷载有两部分组成，一部分为恒载，标准值 为200kN，另一部分为活荷载，标准值为300kN，荷载沿梁跨度方向支 承长度为150mm。该梁支座处设有支承加劲肋。若该梁采用Q235B钢制 作，试验算该梁的强度和刚度是否满足要求。 解：
Image
3） 截面验算 截面几何性质 截面面积： 截面惯性矩： 截面抵抗矩： 强度验算 钢梁自重标准值： 钢梁自重设计值： 由自重产生的弯矩：
∴考虑截面塑性发展
抗弯强度：
剪应力、刚度不需要算，因为选腹板尺寸和梁高时已得到满足。
支座处设置支承加劲肋，不需验算局部压应力。
整体稳定依题意满足。
4） 局部稳定验算 翼缘：满足 腹板：，不利用腹板屈曲后强度。应设置横向加劲肋。设计略 5.2 某工作平台梁两端简支，跨度6m，采用型号I56b的工字钢制作，钢 材为Q345。该梁承受均布荷载，荷载为间接动力荷载，若平台梁的铺 板没与钢梁连牢，试求该梁所能承担的最大设计荷载。
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(张耀春 周绪红)高等教育出版社课后习题答案
《钢结构设计原理》复习题参考答案
一、填空题
1.承载能力极限状态、正常使用极限状态
2.轻质高强、材质均匀，韧性和塑性良好、装配程序高，施工周期短、密闭性好、耐热不耐火、易锈蚀。
3.塑性破坏、脆性破坏。
4.化学成分、钢材缺陷、冶炼，浇注，轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残余应力、重复荷载作用。
5.应力集中、应力幅(对焊接结构)或应力比(对非焊接结构)、应力循环次数。
6.屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。
7.焊接连接、铆钉连接、螺栓连接
8.8hf、40mm 60hf
9.螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏。
钢结构设计原理(张耀春所著书籍)
钢结构设计原理(张耀春所著书籍)范本一：1. 引言1.1 背景介绍1.2 目的与范围2. 钢结构概述2.1 钢结构的定义2.2 钢结构的特点2.3 钢结构的应用领域3. 钢结构设计原理3.1 荷载分析3.1.1 自重荷载3.1.2 活载荷载3.1.3 风荷载3.1.4 地震荷载3.2 结构选择与布局3.2.1 结构形式选择3.2.2 框架结构的布局原则3.2.3 梁柱系统的布局原则3.3 材料选择与规格确定3.3.1 钢材种类选择3.3.2 钢材规格确定3.4 结构计算与分析3.4.1 试算法3.4.2 系数法3.5 断面设计3.5.1 普通钢材的断面设计3.5.2 带肋钢材的断面设计3.6 节点设计3.6.1 节点分类3.6.2 节点的力学模型3.6.3 节点的设计原则3.7 连接设计3.7.1 强度计算3.7.2 刚度计算3.7.3 选择合适的连接形式4. 钢结构施工与质量控制4.1 施工准备4.2 吊装与安装4.3 焊接与热处理4.4 表面防腐与涂装4.5 质量控制与检验5. 经济性与可持续性5.1 钢结构的经济性5.2 钢结构的可持续性6. 结论附件：附件一：钢结构设计实例分析附件二：设计计算工具软件法律名词及注释：1. 承重结构：指承担重要荷载的结构，如建筑物的主体结构。
2. 断面：指钢材截面形状，在钢结构中起到承载作用。
3. 节点：指连接钢构件的部位，承载力和刚度的影响较大。
4. 连接形式：指连接两个或多个钢构件的方式，如焊接、螺栓连接等。
5. 活载：指在使用过程中变动的荷载，如人员、家具等。
6. 地震荷载：指地震引起的荷载，钢结构需要考虑地震力的作用。
7. 质量控制：指对钢结构施工过程中的质量进行控制和检验。
范本二：1. 简介1.1 文档目的1.2 读者对象1.3 使用注意事项2. 钢结构基本概念2.1 钢结构定义2.2 钢的特性与优势2.3 钢结构应用领域3. 钢结构设计原理3.1 荷载分析3.1.1 自重荷载3.1.2 活载荷载3.1.3 风荷载3.1.4 地震荷载3.2 结构选型3.2.1 钢结构形式选择3.2.2 结构布局原则3.3 材料选择与规格确定3.3.1 钢材种类选择3.3.2 钢材规格确定3.4 结构计算与分析3.4.1 荷载计算3.4.2 结构分析3.4.3 断面计算与验证3.5 节点与连接设计3.5.1 节点分类与分析3.5.2 节点设计原则3.5.3 连接设计与优化4. 钢结构施工与质量控制4.1 施工准备4.1.1 施工方案制定4.1.2 材料采购与加工4.2 钢结构安装4.2.1 吊装操作流程4.2.2 焊接与螺栓连接4.2.3 涂装与防腐处理4.3 质量控制与检测4.3.1 施工质量控制4.3.2 钢结构检测方法5. 钢结构的经济性与可持续性5.1 钢结构的经济性分析5.2 钢结构的可持续性考虑结尾内容：1. 本文档涉及附件：附件一：钢结构设计案例附件二：钢结构施工图纸2. 本文所涉及的法律名词及注释：1) 承重结构：指主要承担建筑物荷载的结构体系。
钢结构设计原理第五章习题参考答案
钢结构设计原理第五章习题参考答案钢结构设计原理第五章习题参考答案P196：5-7解：（一）计算截面参数222000101000240015mm A =?+??=493310924.3121000390121030400mm I x ?=?-?= 4833106.11210100021240015mm I y ?=?+??= 3610295.4250500105.50740015mm S c ?=??+??=3610045.35.50740015mm S b ?=??=（二）梁自重计算单位长度梁自重标准值：m KN g k /727.15.7810220006=??=- 单位长度梁自重设计值（因题意不明，假设2.1=G γ）m KN g /07.2727.12.1=?=（三）抗弯强度验算计算位置：危险截面：跨中截面，危险点：a 点跨中截面弯矩： m KN M /73.104381307.25.24002max =?+?= 296max /215/47.130********.305.11073.1043mm N f m N W M nx x x ==== γσ抗弯强度满足要求。
（四）抗剪强度验算计算位置：危险截面：支座截面，危险点：c 点支座截面剪力：KN V 46.4131307.221400max =??+= P a2963max /26.451010924.310295.41046.413mm N It VS w ===τ （五）局部承压强度验算计算位置：因支座支承情况不明，故计算集中力作用截面b 点。
223/215/320)15550(10104000.1mm N f mm N l t F z w c ==?+== ψσ 局部承压强度满足要求。
（六）折算应力验算计算位置：集中力作用截面b 点集中力作用截面弯矩：m KN M .22.102725.207.25.246.4132=?-?= b 点由弯矩产生的正应力：296/66.12450010924.305.11022.1027mm N W M nx x x ===γσ 集中力作用截面剪力：KN V 29.4085.207.246.413=?-=b 点由剪力产生的剪应力：2963/68.311010924.310045.31029.408mm N It VS w ===τ 折算应力验算：212222222/5.2362151.1/71.28468.31332066.12432066.124 3mm N f mm N c c =?==?+?-+=+-+βτσσσσ 折算应力满足要求。
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。
(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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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：
N
b te
Ae
fb te
245170 41650N 41.65kN
每个螺栓承受均匀剪力和拉力：
螺栓最大剪力（拉力）2
排
2
列：
Nv
Nt
N 2 2
106.07 4
=26.5kN
拉-剪共同作用时：
Nv
N
b v
2
Nt
N
b t
2
26.5 2 43.96
26.5 2 41.65
0.88 1
N lwt
1500103 480 10
312.5N/mm2
f
w t
265N/mm2
，不可。
改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度：
lw (b / sin ) 2t (500 / sin 56) 20 (500 / 0.829) 20 583mm
N sin lw t
弯矩引起的焊缝应力： f
6M
2hel
2 w
6 8000 103 2 2002 he
600 N/mm2 he
剪力产生的焊缝剪应力： f
V 2helw
400 103 2 200 he
1000 N/mm2 he
2
2
2
所需焊脚尺寸：
f f
f2
600 1.22he
1000 he
f
w f
200N/mm 2
Fmax Fmax / (1 0.5n1 / n) 1048 / (1 0.53 /13) 1184kN 此连接采用高强度螺栓摩擦型连接时最大能承受的 Fmax=1088kN 。
2) 承压型连接 单个螺栓受剪承载力设计值（受剪面不在螺纹处）：
N
b v
d2 nv 4
f
b v
202 23.14 310 194680N=194.68kN
N3
2 0.7hf bf
f
w f
2 0.7 6 4601.22 200
942816N
侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N1 N N3 1500 103 942816 557184N 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
hf
N1 4 0.7hf
ffw
3
3.11 试设计如图（P114 习题 3.11）所示牛腿与柱的角焊缝连接。钢材 Q235-B，焊条 E43 型，手工焊，外力设计值 N=98kN，（静力荷载），偏心 e=120mm。（注意力 N 对水平焊 缝也有偏心）
解：查附表
1.3：
f
w f
160N/mm2
1） 初选焊脚尺寸
150
最大焊脚尺寸： hf max 1.2t 1.212 14.4 mm
Ix
4.2 (150 12) (2.1 12 61)2
2 4.2 150 12 2
6 (61 2.1)2
2 4.2 188 1883 2 4.2 188 (139 94)2 12954006mm4 12
3） 焊缝截面验算
弯矩： M Ne 98120 11760kN mm
8
3.16. 如上题中将 C 级螺栓改为 M20 的 10.9 级高强度螺栓，求此连接最大能承受的 Fmax 值。要求按摩擦型连接和承压型连接分别计算（钢板表面仅用钢丝清理浮锈） 解：查表 3.5.2 10.9 级 M20 高强螺栓预拉力 P=155kN，摩擦面仅用钢丝刷清除浮锈 μ=0.3
查附表
解：
f
w f
160N/mm2 ,
f
b t
170N/mm2 ，
Ae
353mm2
1） 支托焊脚尺寸计算 支托采用三面围焊，且有绕角焊缝，不计焊缝起落弧的不利影响，同时考虑剪力传力
偏心和传力不均匀等的影响，焊缝计算通常取竖向剪力的 1.2~1.3 倍。
正面角焊缝能承受的力： N2
heb f
f
w f
300 1.22 160he
用 M20 的 8.8 级高强度螺栓摩擦型连接（摩擦面仅用钢丝刷清除浮锈）其承载力有何差
别？
解： 1. 采用普通螺栓连接
150kN
40 60 60 40
查表：
f
b v
140N/mm2 ,
f
b t
170N/mm
2
，
f
b c
305N/mm2
45°
Ae 245mm2
1) 内力计算
24 16
剪力： V N sin 45 150 0.707 106.07kN
解：查附表 1.3：
f
b v
140N/mm2 ，
f
b c
305N/mm 2
12 12 406060606040
查附表 1.1： f 205N/mm2 假设螺栓孔直径 d0=21.5mm
t=20mm
单个螺栓受剪承载力： Nvb
nv
d 4
2
fvb
23.14 202 140 87920N=87.92kN 4
1500103 0.829 58310
213N/mm2
ftw
265N/mm2
N cos lw t
1500103 0.559 58310
144N/mm2
fvw
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。
1
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。
he
600 2 1.22 200
1000 2 200
5.57mm
hf
he 0.7
5.57 0.7
7.79mm
取焊脚尺寸 hf=8mm
焊缝构造要求：
最大焊脚尺寸： hf max t (1 2) 18 (1 2) 17 16 mm
最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 20 6.7 mm 取 hf=8mm 满足焊缝构造要求。
1.3
高强度螺栓承压型连接：
f
b v
310N/mm2 ，
f
b c
470N/mm 2
1）摩擦型连接
单个螺栓受剪承载力设计值： Nvb 0.9nf P 0.9 20.3155 83.7kN
螺栓连接最大能承受的 Fmax 值： Fmax nNvb 1383.7 1088kN 构件截面最大能承受的轴力设计值：
查附表
1.3：
f
w f
200N/mm 2
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：
t2
A1 2b
500 10 2 460
5.4mm
，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
Nb te
0.8P 0.8125 100kN
拉-剪共同作用： Nv Nt 26.5 26.5 1.05 1
N
b v
Ntb
33.75
100
连接不满足要求。
7
3.15.如图所示螺栓连接采用 Q235B 钢，C 级螺栓直径 d=20mm，求此连接最大能承受的
Fmax 值。
10 40 60 60 60 60 40 40 60 60 60 60 40
单个螺栓抗拉承载力设计值：
N
b te
Ae
fb te
353170 60010N
弯矩作用最大受力螺栓所承受的拉力：
N1
My1 yi2
2 (6002
100 106 600 5002 3002 2002
1002 )
40000N
N
b t
60010N
满足。
6
3.14. 试验算如图所示拉力螺栓连接的强度，C 级螺栓 M20，所用钢材为 Q235B，若改
Nv 26.5kN<Ncb 97.6kN 满足。
2. 改用高强度螺栓摩擦型连接 查表 3.5.2 8.8 级 M20 高强螺栓预拉力 P=125kN，摩擦面仅用钢丝刷清除浮锈 μ=0.3 单个螺栓受剪承载力设计值： Nvb 0.9nf P 0.910.3125 33.75kN
单个螺栓受拉承载力设计值：
考虑弯矩由全部焊缝承担
弯矩引起翼缘边缘处的应力： f
M Wf1
11760 103 (6112 4.2) 12954006
70N/mm2
弯矩引起腹板边缘处的应力： f
M Wf2
11760 103 139 12954006
126N/mm2
剪力由腹板承担，剪力在腹板焊缝中产生的剪应力：
4
f
V helw
hf
557184 6 172mm 4 0.7 6 200
取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度：
175 10 175
L=175×2+10(盖板距离)=360mm。
N
N
∴此加盖板的对接连接，盖板尺寸取-360×460×
6mm，焊脚尺寸 hf=6mm
6 6 500 10
2