同济大学第八章--钢结构习题参考解答

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同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点

同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点

试卷一一、填空题(每空2分,共计20分)1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取(1/20~1/8 ),在雨水较多的地区取其中的较大值。

2、在设置柱间支撑的开间,应同时设置(屋盖横向支撑),以构成几何不变体系。

3、当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置(刚性)系杆。

4、冷弯薄壁构件设计时,为了节省钢材,允许板件(受压屈曲),并利用其(屈服后强度)强度进行设计。

5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置(隅撑)6、螺栓排列应符合构造要求,通常螺栓端距不应小于(2 )倍螺栓孔径,两排螺栓之间的最小距离为( 3 )倍螺栓直径。

7、垂直于屋面坡度放置的檩条,按(双向受弯)构件设计计算。

8、屋架节点板上,腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于(20mm )。

二、选择题(每题2分,共计20分)1、梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足(A )的要求。

(A) 等稳定(B) 等刚度(C) 等强度(D) 计算长度相等2、普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间( A )。

(A) 垫板数不宜少于两个(B) 垫板数不宜少于一个(C) 垫板数不宜多于两个(D) 可不设垫板3、梯形钢屋架节点板的厚度,是根据(D )来选定的。

(A) 支座竖杆中的内力(B) 下弦杆中的最大内力(C) 上弦杆中的最大内力(D) 腹杆中的最大内力4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢(檩托)上( B )。

(A) 一个普通螺栓(B) 两个普通螺栓(C) 安装焊缝(D) 一个高强螺栓5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L,其平面外计算长度应取(D )。

(A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧向支撑点间距6、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C )。

(A) 端竖杆处(B) 下弦中间(C) 下弦端节间(D) 斜腹杆处7、屋盖中设置的刚性系杆( A )。

(A) 可以受压(B) 只能受拉(C) 可以受弯(D) 可以受压和受弯8、某房屋屋架间距为6m,屋架跨度为24m,柱顶高度24m。

第八章 钢结构工程试题与答案

第八章 钢结构工程试题与答案

第八章钢结构工程试题及答案一、填空题:1.在钢结构构件的零件放样中, 样板和样杆是下料、制弯、铣边、制孔等加工的依据。

2.在制作样板和样杆时,要增加零件加工时的加工余量,焊接构件要按工艺需要增加焊接收缩量。

高层建筑钢结构按设计标高安装时,柱子的长度还必须增加荷载压缩的变形量。

3. 钢材切割下料方法有气割、机械剪切和锯切等。

4. 气割所使用的氧气纯度对氧气消耗量、气割速度和质量起决定性的影响。

5. 钢材的矫平可分为冷矫和热矫的方法。

6. 钢材边缘加工分刨边、铣边和铲边三种。

7. 钢结构的连接方法有焊接、铆接、普通螺栓连接和高强螺栓连接等,目前应用最多的是焊接和高强螺栓连接。

8. 药皮焊条手工电弧焊的电源按电流可分为交流、直流两种,以及交直流两用的特殊形式。

手工电弧焊电源按其使用方式分类有单站式和多站式。

9. 焊接材料选用的原则有:等强度原则、等韧性原则、等成分原则和工作条件。

10. 焊接工艺参数有电源极性、弧长与焊接电压、焊接电流、焊接速度、运条方式和焊接层次。

11. 高强度螺栓从外形上可分为大六角头高强度螺栓(即扭矩型高强度螺栓)和扭剪型高强度螺栓两种。

高强度螺栓和与之配套的螺母、垫圈总称为高强度螺栓连接副。

12. 接头如有高强度螺栓连接又有焊接连接时,宜按先栓后焊的方式施工。

13. 大六角头高强度螺栓连接副一般采用扭矩法和转角法紧固。

14. 多层及高层钢结构工程上节钢柱安装时,上节钢柱就位后,按照先调整标高,再调整位移,最后调整垂直度的顺序校正。

15. 上节钢柱安装与校正时,位移调整应使钢柱定位轴线从地面控制轴线直接引上,不得从下层柱的轴线引上。

16. 国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB 8923—88)将除锈等级分成喷射或抛射除锈、手工和动力工具除锈、火焰除锈三种类型。

17. 钢结构防腐涂装常用的施工方法有刷涂法和喷涂法两种。

18. 钢结构防火涂料按涂层的厚度分为两类:①B类,属薄涂型钢结构防火涂料,涂层厚度一般为2mm~7mm,有一定装饰效果,高温时涂层膨胀增厚,耐火极限一般为0.5h~2h,故又称为钢结构膨胀防火涂料。

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版

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第二章如图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 yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-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:52350.001142.0610yf 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:0.02386y c 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=-=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)。

同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点

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同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点一、填空题(每空2分,共计20分)1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取(1/20~1/8 ),在雨水较多的地区取其中的较大值。

2、在设置柱间支撑的开间,应同时设置(屋盖横向支撑),以构成几何不变体系。

3、当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应当设置(刚性)系杆。

4、冷弯薄壁构件设计时,为了节约钢材,承诺板件(受压屈曲),并利用其(屈服后强度)强度进行设计。

5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置(隅撑)6、螺栓排列应符合构造要求,通常螺栓端距不应小于(2 )倍螺栓孔径,两排螺栓之间的最小距离为( 3 )倍螺栓直径。

7、垂直于屋面坡度放置的檩条,按(双向受弯)构件设计运算。

8、屋架节点板上,腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于(2 0mm )。

二、选择题(每题2分,共计20分)1、梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足(A)的要求。

(A) 等稳固(B) 等刚度(C) 等强度(D) 运算长度相等2、一般钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间( A )。

(A) 垫板数不宜少于两个(B) 垫板数不宜少于一个(C) 垫板数不宜多于两个(D) 可不设垫板3、梯形钢屋架节点板的厚度,是按照(D )来选定的。

(A) 支座竖杆中的内力(B) 下弦杆中的最大内力(C) 上弦杆中的最大内力(D) 腹杆中的最大内力4、槽钢檩条的每一端一样用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢(檩托)上(B )。

(A) 一个一般螺栓(B) 两个一般螺栓(C) 安装焊缝(D) 一个高强螺栓5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L,其平面外运算长度应取(D )。

(A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧向支撑点间距6、屋架下弦纵向水平支撑一样布置在屋架的( C )。

(A) 端竖杆处(B) 下弦中间(C) 下弦端节间(D) 斜腹杆处7、屋盖中设置的刚性系杆(A )。

同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点

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试卷一一、填空题(每空2分,共计20分)1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取(1/20~1/8 ),在雨水较多的地区取其中的较大值。

2、在设置柱间支撑的开间,应同时设置( 屋盖横向支撑),以构成几何不变体系。

3、当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置( 刚性)系杆。

4、冷弯薄壁构件设计时,为了节省钢材,允许板件(受压屈曲),并利用其(屈服后强度)强度进行设计。

5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置(隅撑)6、螺栓排列应符合构造要求,通常螺栓端距不应小于(2)倍螺栓孔径,两排螺栓之间的最小距离为(3)倍螺栓直径。

7、垂直于屋面坡度放置的檩条,按(双向受弯)构件设计计算。

8、屋架节点板上,腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于(20mm)。

二、选择题(每题2分,共计20分)1、梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足(A)的要求。

(A) 等稳定(B)等刚度(C) 等强度(D)计算长度相等2、普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间(A)。

(A)垫板数不宜少于两个(B)垫板数不宜少于一个(C) 垫板数不宜多于两个(D) 可不设垫板3、梯形钢屋架节点板的厚度,是根据(D )来选定的。

(A) 支座竖杆中的内力(B) 下弦杆中的最大内力(C)上弦杆中的最大内力(D) 腹杆中的最大内力4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢(檩托)上( B )。

(A) 一个普通螺栓(B) 两个普通螺栓(C) 安装焊缝(D) 一个高强螺栓5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L,其平面外计算长度应取(D)。

(A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧向支撑点间距6、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C )。

(A) 端竖杆处(B) 下弦中间(C) 下弦端节间(D) 斜腹杆处7、屋盖中设置的刚性系杆( A )。

(A) 可以受压(B) 只能受拉(C)可以受弯(D) 可以受压和受弯8、某房屋屋架间距为6m,屋架跨度为24m,柱顶高度24m。

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试卷一一、填空题(每空2分,共计20分)1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取(1/20~1/8 ),在雨水较多的地区取其中的较大值。

2、在设置柱间支撑的开间,应同时设置(屋盖横向支撑),以构成几何不变体系。

3、当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置(刚性)系杆。

4、冷弯薄壁构件设计时,为了节省钢材,允许板件(受压屈曲),并利用其(屈服后强度)强度进行设计。

5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置(隅撑)6、螺栓排列应符合构造要求,通常螺栓端距不应小于(2 )倍螺栓孔径,两排螺栓之间的最小距离为( 3 )倍螺栓直径。

7、垂直于屋面坡度放置的檩条,按(双向受弯)构件设计计算。

8、屋架节点板上,腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于(20mm )。

二、选择题(每题2分,共计20分)1、梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足(A )的要求。

(A) 等稳定(B) 等刚度(C) 等强度(D) 计算长度相等2、普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间( A )。

(A) 垫板数不宜少于两个(B) 垫板数不宜少于一个(C) 垫板数不宜多于两个(D) 可不设垫板3、梯形钢屋架节点板的厚度,是根据(D )来选定的。

(A) 支座竖杆中的内力(B) 下弦杆中的最大内力(C) 上弦杆中的最大内力(D) 腹杆中的最大内力4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢(檩托)上( B )。

(A) 一个普通螺栓(B) 两个普通螺栓(C) 安装焊缝(D) 一个高强螺栓5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L,其平面外计算长度应取(D )。

(A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧向支撑点间距6、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C )。

(A) 端竖杆处(B) 下弦中间(C) 下弦端节间(D) 斜腹杆处7、屋盖中设置的刚性系杆( A )。

(A) 可以受压(B) 只能受拉(C) 可以受弯(D) 可以受压和受弯8、某房屋屋架间距为6m,屋架跨度为24m,柱顶高度24m。

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全

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第二章如图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 yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-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:52350.001142.0610yf 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:0.02386y c 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=-=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)。

(完整版)同济大学第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答汇总

(完整版)同济大学第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答汇总

nt8.4 有一工字形钢梁,采用I50a (Q235钢),承受荷载如图8-83所示。

F=125kN ,因长度不够而用对接坡口焊缝连接。

焊条采用E43型,手工焊,焊缝质量属Ⅱ级,对接焊缝抗拉强度设计值,抗剪强度设计值。

验算此焊缝受力时是否2205/w t f N mm =2120/w v f N mm =安全。

解:依题意知焊缝截面特性:A=119.25cm 2,Wx =1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3,截面高度h=50cm ,截面宽度b=158mm ,翼缘厚t=20mm ,腹板厚tw=12.0mm 。

假定忽略腹板与翼缘的圆角,计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×(250-10)=7.584×105mm 3。

对接焊缝受力:;125V F kN ==2250M F kN m =⨯=⋅焊缝应力验算:最大正应力:622325010134.5/205/1858.910w tx M N mm f N mm W σ⨯===<=⨯最大剪应力:33224125101084.11024.3/120/464721012w x v x w VS N mm f N mm I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯折算应力:22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ===<=故焊缝满足要求。

8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。

钢材为Q235钢,焊条用E43型,手工焊,角焊缝强度设计值。

T=350kN ,验算焊缝的受力。

2f 160/w f N mm =图8-84 习题8.5 图8-84-1 焊缝截面计算简图解:(注:焊缝上下翼缘长度114mm有些问题,应取,黄钜枝06年6月192130210110l t mm-=-⨯=日)此注错误,应取消。

罗烈08年10月28日如图8-84-1,截面特性计算如下:2(11425242882)0.75667.2fA h mm=⨯+⨯+⨯⨯=228820.73225.6w fA h mm=⨯⨯=3274 1288288[2882114(16)252()4]0.77.913101222f fI h mm=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=⨯焊缝受力:;;247.5N kN==247.5V kN=49.5M V e kN m=⋅=⋅应力验算:危险点为a、b两点,下面分别验算:对a点:32247.51043.67/5667.2NaNN mmAσ⨯===62749.510160100.09/7.91310M aafMyN mmIσ⨯⨯===⨯2243.67100.09143.76/195.2/N M wa a f fN mm f N mmσσβ+=+=<=对b点:32247.51076.73/3225.6VbwVN mmAτ⨯===243.67/N Nb aN mmσσ==62749.51014490.16/7.91310M bbfMyN mmIσ⨯⨯===⨯22133.87/160/wfN mm f N mm==<=故焊缝强度满足要求。

同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案

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同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版第二章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 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:2350.001142.0610y 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)。

同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版

同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版

同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版1. 引言同济大学钢结构基本原理是一门介绍钢结构基本知识和原理的课程。

在学习过程中,课后习题是检验学生掌握程度的重要方式。

本文是同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题的完全版答案。

2. 第一章2.1 选择题1.D2.A3.B4.C5.A2.2 填空题1.拱2.跨度3.支点4.平行5.水平2.3 解答题1.我们可以通过使用方法一和方法二来计算桁架的支反作用力。

方法一使用刚度法,方法二使用Joints法。

具体步骤如下:方法一:–计算桁架的节点刚度矩阵。

–将所有节点刚度矩阵相加得到整个桁架的刚度矩阵。

–构造一个受力平衡的方程组,解得桁架的支反作用力。

方法二:–构造一个支座方程组,解得支座反力。

–通过节点内力平衡,计算出节点的内力。

2.钢结构的主要优点有:–高强度:钢材具有较高的强度和抗拉性能,使得钢结构能够承受较大的荷载。

–轻质:相对于混凝土结构来说,钢结构的自重较轻,可以减少建筑物的结构材料的使用量,降低建筑成本。

–施工速度快:由于钢结构可以在工厂中预制,因此施工速度较快,可以缩短工期,减少施工成本。

–可拆装性好:钢结构可以拆装,便于改建和迁移。

3.塔式起重机是利用强大的垂直支撑能力用高耸的塔架将货物一拉再拉的起重设备。

它是用来适应高空起重和物料搬移的一种机械。

结构上,塔式起重机主要由塔式结构、起升机构、回转机构和顶部配重组成。

其中,塔式结构是起重机的主要承重部分,承担起重机自重和起升机构的荷载。

塔式结构通常使用钢材制作,因为钢材具有较高的强度和抗拉性能,能够承受大的荷载。

此外,塔式起重机的钢结构也具有较好的可拆装性,便于施工和维护。

3. 第二章3.1 选择题1.B2.D3.A4.C5.B3.2 填空题1.核算按简化梁简化支承条件方式2.弹性模量3.建筑结构4.弹性变形5.线弹性3.3 解答题1.三个节点的坐标分别为A(0, 0),B(0, 4),C(4, 0)。

同济大学第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答

同济大学第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答

8.4 有一工字形钢梁,采用I50a (Q235钢),承受荷载如图8-83所示。

F=125kN ,因长度不够而用对接坡口焊缝连接。

焊条采用E43型,手工焊,焊缝质量属Ⅱ级,对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =,抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。

验算此焊缝受力时是否安全。

图8-83 习题8.4解:依题意知焊缝截面特性:A=119.25cm 2,Wx =1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3,截面高度h=50cm ,截面宽度b=158mm ,翼缘厚t=20mm ,腹板厚tw=12.0mm 。

假定忽略腹板与翼缘的圆角,计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×(250-10)=7.584×105mm 3。

对接焊缝受力:125V F kN ==;2250M F kN m =⨯=⋅ 焊缝应力验算:最大正应力:622325010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ⨯===<=⨯ 最大剪应力:33224125101084.11024.3/120/464721012w x v x w VS N mm f N mm I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯ 折算应力:22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。

8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。

钢材为Q235钢,焊条用E43型,手工焊,角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。

T=350kN ,验算焊缝的受力。

图8-84 习题8.5 图8-84-1 焊缝截面计算简图解:(注:焊缝上下翼缘长度114mm 有些问题,应取2130210110l t mm -=-⨯=,黄钜枝06年6月19日)此注错误,应取消。

罗烈08年10月28日如图8-84-1,截面特性计算如下:2(11425242882)0.75667.2f A h mm =⨯+⨯+⨯⨯= 228820.73225.6w f A h mm =⨯⨯=32741288288[2882114(16)252()4]0.77.913101222f f I h mm =⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=⨯焊缝受力:247.5N kN =;247.5V kN =; 49.5M V e kN m =⋅=⋅ 应力验算:危险点为a 、b 两点,下面分别验算: 对a 点: 32247.51043.67/5667.2N aN N mm A σ⨯===62749.510160100.09/7.91310M a af My N mm I σ⨯⨯===⨯ 2243.67100.09143.76/195.2/N Mw a a f f N mm f N mm σσβ+=+=<=对b 点:32247.51076.73/3225.6V bw V N mm A τ⨯=== 243.67/N Nb a N mm σσ==62749.51014490.16/7.91310M b bf My N mm I σ⨯⨯===⨯22133.87/160/w f N mm f N mm =<=故焊缝强度满足要求。

同济大学钢结构设计原理题库及答案.doc

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一、填空1.承受动力荷载作用的钢结构,应选用综合性能好的钢材。

2.冷作硬化会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性、韧性降低。

3.钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。

4.钢材中氧的含量过多,将使钢材出现热脆现象。

5.钢材含硫量过多,高温下会发生热脆,含磷量过多,低温下会发生冷脆。

6.时效硬化会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性、韧性降低。

7.钢材在250oC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象,称之为蓝脆现象。

8.钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越强。

9.钢材牌号Q235-BF,其中235表示屈服强度 ,B表示质量等级为B 级 ,F表示沸腾钢。

10.钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。

11.钢材在250oC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象,称之为蓝脆现象。

12.焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应,一般采用等强度原则。

13.钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 N、O为有害的杂质元素。

14.衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。

15..结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。

16.承重结构的钢材应具有抗拉强度、屈服点、伸长率和硫、磷极限含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳极限含量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,应具有冷弯试验的的合格保证。

17.冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质量的综合指标。

18.冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。

19.薄板的强度比厚板略高。

20.采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条。

21.焊接残余应力不影响构件的强度。

22.角焊缝的最小计算长度不得小于和焊件厚度。

23.承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是。

2.在螺栓连接中,最小端距 22.在螺栓连接中,最小栓距 32.普通螺栓连当板叠厚度5 (-螺栓直)连接可能栓杆受破坏2单个普通螺栓承压承载力设计,式表受力方承压构件总厚度的较小值2.普通螺栓连接螺栓传递剪力;摩擦型高强度螺栓连接摩传递剪力30手工焊焊Q23钢,一般采 E43型焊条31焊接结构在焊缝附近形成热影响该区材存在缺32侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不33承压型高强度螺栓仅用承受非动力荷结构的连接中34采用手工电弧焊焊Q34钢材时应采 E50焊条35承受动力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度3.轴心受压构件的承载能力极限状态强稳定3.格构式轴心受压构件的等稳定性的条绕虚轴与绕实轴的长细比3.双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式弯屈曲39. 单轴对称截面的轴心受压构件,当构件绕对称轴失稳时发生弯扭屈曲。

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版

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同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版(总38页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二章如图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=+-=+-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 =σf yσF图2-35 理想化的σε-图解:(1)A 点: 卸载前应变:52350.001142.0610y f 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:0.02386y 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)。

(完整word版)同济大学钢结构设计原理题库及答案

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一、填空题1.承受动力荷载作用的钢结构,应选用综合性能好的钢材。

2.冷作硬化会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性、韧性降低。

3.钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。

4.钢材中氧的含量过多,将使钢材出现热脆现象。

5.钢材含硫量过多,高温下会发生热脆,含磷量过多,低温下会发生冷脆。

6.时效硬化会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性、韧性降低。

7.钢材在250ºC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象,称之为蓝脆现象。

8.钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越强。

9.钢材牌号Q235-BF,其中235表示屈服强度 ,B表示质量等级为B级 ,F表示沸腾钢。

10.钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。

11.钢材在250ºC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象,称之为蓝脆现象。

12.焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应,一般采用等强度原则。

13.钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 N、O 为有害的杂质元素。

14.衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。

15..结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。

16.承重结构的钢材应具有抗拉强度、屈服点、伸长率和硫、磷极限含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳极限含量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,应具有冷弯试验的的合格保证。

17.冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质量的综合指标。

18.冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。

19.薄板的强度比厚板略高。

20.采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条。

21.焊接残余应力不影响构件的强度。

22.角焊缝的最小计算长度不得小于和焊件厚度。

23.承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是。

24.在螺栓连接中,最小端距是 2d25.在螺栓连接中,最小栓距是 3d。

同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版

同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版

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 tanf yf y 非弹性阶段:f y E'( 丄)f y tan '( 匚)Etan卸载后残余应变: c 0可恢复弹性应变:(2) B 点:(b )理想弹性强化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 22c270 N / mm 2F 0.025 E 2.06 105N/mm 2 E' 1000N/mm 2解:(1)A 点:卸载前应f yE235 2.06 1050.001140.00114图图2-35 理想化的 图卸载前应变:F0.025卸载后残余应变:c0.02386E可恢复弹性应变:y c0.00114(3) C点:c fy卸载前应变:F0.025 0.035 0.06 E'卸载后残余应变:c c0.05869 E可恢复弹性应变:y c0.001312.3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。

同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点

同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点

同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点试卷一一、填空题(每空2分,共计20分)1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取(1/20~1/8 ),在雨水较多的地区取其中的较大值。

2、在设置柱间支撑的开间,应同时设置(屋盖横向支撑),以构成几何不变体系。

3、当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置(刚性)系杆。

4、冷弯薄壁构件设计时,为了节省钢材,允许板件(受压屈曲),并利用其(屈服后强度)强度进行设计。

5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置(隅撑)6、螺栓排列应符合构造要求,通常螺栓端距不应小于(2 )倍螺栓孔径,两排螺栓之间的最小距离为( 3 )倍螺栓直径。

7、垂直于屋面坡度放置的檩条,按(双向受弯)构件设计计算。

8、屋架节点板上,腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于(20mm )。

二、选择题(每题2分,共计20分)1、梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足(A )的要求。

(A) 等稳定(B) 等刚度(C) 等强度(D) 计算长度相等2、普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间( A )。

(A) 垫板数不宜少于两个(B) 垫板数不宜少于一个(C) 垫板数不宜多于两个(D) 可不设垫板3、梯形钢屋架节点板的厚度,是根据(D )来选定的。

(A) 支座竖杆中的内力(B) 下弦杆中的最大内力(C) 上弦杆中的最大内力(D) 腹杆中的最大内力4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢(檩托)上( B )。

(A) 一个普通螺栓(B) 两个普通螺栓(C) 安装焊缝(D) 一个高强螺栓5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L,其平面外计算长度应取(D )。

(A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧向支撑点间距6、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C )。

(A) 端竖杆处(B) 下弦中间(C) 下弦端节间(D) 斜腹杆处7、屋盖中设置的刚性系杆( A )。

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有一工字形钢梁,采用I50a (Q235钢),承受荷载如图8-83所示。

F=125kN ,因长度不够而用对接坡口焊缝连接。

焊条采用E43型,手工焊,焊缝质量属Ⅱ级,对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =,抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。

验算此焊缝受力时是否安全。

图8-83 习题解:依题意知焊缝截面特性:A=119.25cm 2,Wx =1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3,截面高度h=50cm ,截面宽度b=158mm ,翼缘厚t=20mm ,腹板厚tw=12.0mm 。

假定忽略腹板与翼缘的圆角,计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×(250-10)=×105mm 3。

对接焊缝受力:125V F kN ==;2250M F kN m =⨯=⋅ 焊缝应力验算:最大正应力:622325010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ⨯===<=⨯ 最大剪应力:33224125101084.11024.3/120/464721012w x v x w VS N mm f N mm I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯ 折算应力:22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。

图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。

钢材为Q235钢,焊条用E43型,手工焊,角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。

T=350kN ,验算焊缝的受力。

图8-84 习题 图8-84-1 焊缝截面计算简图解:(注:焊缝上下翼缘长度114mm 有些问题,应取2130210110l t mm -=-⨯=,黄钜枝06年6月19日)此注错误,应取消。

罗烈08年10月28日如图8-84-1,截面特性计算如下:2(11425242882)0.75667.2f A h mm =⨯+⨯+⨯⨯= 228820.73225.6w f A h mm =⨯⨯=32741288288[2882114(16)252()4]0.77.913101222f f I h mm =⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=⨯焊缝受力:247.52N kN ==;247.52V kN ==; 49.5M V e kN m =⋅=⋅ 应力验算:危险点为a 、b 两点,下面分别验算: 对a 点: 32247.51043.67/5667.2N aN N mm A σ⨯===62749.510160100.09/7.91310M a af My N mm I σ⨯⨯===⨯ 2243.67100.09143.76/195.2/N Mw a a f f N mm f N mm σσβ+=+=<=对b 点:32247.51076.73/3225.6V bw V N mm A τ⨯=== 243.67/N Nb a N mm σσ==62749.51014490.16/7.91310M b bf My N mm I σ⨯⨯===⨯22133.87/160/w f N mm f N mm =<=故焊缝强度满足要求。

计算图8-85所示的工字形截面焊接梁在距支座5m 拼接处的角焊缝。

钢材为Q345钢,焊条为E50型,2f 200/w f N mm =,F=200kN 。

问:(1)腹板拼接处是否满足要求(2)确定翼缘拼接板焊缝脚尺寸和长度。

图8-85 习题解:(1)根据结构力学知识,拼接处受力:200V F kN ==,2200M kN m =⋅,其中剪力由腹板承担,弯矩由工字梁的翼缘和腹板 惯性矩的比值分配: ()2310411214204502071010 1.2191012x I mm =⨯⨯⨯⨯⨯+=⨯ 3941121420 2.861012w I mm =⨯⨯=⨯图8-85-1 角焊缝计算简图9102.86102200516.161.21910w W x I M M kN m I ⨯==⨯=⋅⨯ 1683.84f w M M M kN m =-=⋅经过分析,拼接板左右两侧受剪力与弯矩作用,相比较而言,右侧拼接板焊缝受力更不利,故以右侧拼接板焊缝验算。

计算焊缝截面特性:21621622216.216221300mm x ⨯⨯==⨯+,116216.2145.8x mm =-=由对称性得:12650y y mm ==23941(16265021300)0.78 1.791012x I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯ ()232741{2[1621628116.2]130016.2}0.78 1.351012y I mm =⨯⨯+⨯-+⨯⨯⨯=⨯941.8010f x y I I I mm =+=⨯()2216213000.789094.4f A mm =⨯+⨯⨯=将剪力、弯矩移至焊缝形心得到焊缝受力:200V kN =;'516.162000.1588547.92w M kN m =+⨯=⋅焊缝验算:分析得A 、B 两点为危险点,下面分别验算: 对A 点:322001011.0/()29094.4Vayf V N mm A σ⨯===↑⨯6219'547.921065098.9/()22 1.8010M w axf M y N mm I τ⨯⨯===→⨯⨯⨯ 6219'547.9210145.822.2/()22 1.8010M w ayf M x N mm I σ⨯⨯===↑⨯⨯⨯22102.6/200/w f N mm f N mm =<= 对B 点,同理可得:211.0/()Vby N mm τ=↑ 298.9/()M bxN mm σ=→ 22.5/()M bx N mm τ=↓2281.5/200/w f N mm f N mm =<= 故焊缝强度满足要求。

(2)翼缘受轴力:61683.84101169.3142020fM N kN h ⨯===+ 对于角焊缝,一般要求f h ≥(1~2)f h t ≤-,取16f h mm =由320.71169.310f w h l ⨯≥⨯,计算得到:261w l mm ≥故取280w l mm =(一侧)便可以满足要求。

验算图8-86中桁架节点焊缝“A ”是否满足要求,确定焊缝“B ”、“C ”的长度。

已知焊缝A 的角焊缝h f =10mm ,焊缝B 、C 的角焊缝h f =6mm 。

钢材为Q235钢。

焊条用E43型,手工焊,2f 160/w f N mm =。

在不利组合下杆件力为N 1=150kN ,N 2=,N 3=230kN ,N 4=,N 5=250kN 。

图8-86 习题解:焊缝A 受力:21339.41V N N kN =-=;339.410.22576.37M V e kN m =⋅=⨯=⋅623376.37106290297.2/1758020.712w f w l M N mm h l σ⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯ 32339.411041.8/20.727580f w V N mm h l τ⨯===⨯⨯⨯⨯2289.9/160/w f N mm f N mm ==<= 故焊缝A 的强度满足要求。

对于焊缝B : 肢背:30.7119.820.7w f w f wN f l mm h l ≤⇒≥⨯ 取130w l mm =。

肢尖:30.351.320.7w f w f wN f l mm h l ≤⇒≥⨯ 取60w l mm =。

对于焊缝C : 肢背:50.7130.220.7w f w f wN f l mm h l ≤⇒≥⨯ 取140w l mm =。

肢尖:50.355.820.7w f w f wN f l mm h l ≤⇒≥⨯ 取65w l mm =。

验算图8-87所示的角焊缝是否安全。

已知:钢材为Q345钢,焊条为E50型,手工焊,h f =10mm ,2f 200/w f N mm =,F=160kN 。

图8-87 习题解:截面特性计算:21901902253.11902300mm x ⨯⨯==⨯+;119053.1136.9x mm =-=;12150y y mm ==图8-87-1 角焊缝计算简图 23741(1901502300)0.7107.5610xI mm =⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯ 749.4210f x y I I I mm =+=⨯()221903000.7104760f A mm =⨯+⨯⨯=焊缝受力:160V F kN ==;160(0.5000.0531)71.5M kN m =⨯-=⋅ 经过分析,危险点为A 、B 点,下面分别对A 、B 点作应力分析: 对A 点:图8-88所示为一梁柱连接,M=100kN ·m ,V=600kN 。

钢材为Q235C 钢。

剪力V 由支托承受,焊条用E43型,角焊缝的强度设计值2f 160/w f N mm =,端板厚14mm ,支托厚20mm 。

(1)求角焊缝“A ”的hf 。

(2)弯矩M 由螺栓承受,级螺栓M24,验算螺栓强度。

2170/b t f N mm =。

图8-88 习题确定图8-90所示A 级螺栓连接中的力F 值。

螺栓M20,N=250kN ,钢板采用Q235B ,厚度为t=10mm ,螺栓材料为45号钢(级),2320/b v f N mm =,2405/b c f N mm =。

图8-89 习题图8-90所示的螺栓连接,验算其受力。

已知:钢材为Q235B 钢,螺栓为C 级普通螺栓,螺栓M20,F=60kN ,螺栓抗拉强度设计值2170/b t f N mm =。

图8-90 习题解:剪力60V F kN ==由承托承受,螺栓群仅受弯矩600.530M F e kN m =⋅=⨯=⋅作用;在弯矩作用下,螺栓群绕低排转动:()61max22222301032025280160240320i My N kN y ⨯⨯===∑⨯+++ 一个螺栓承载力为:2217.654517041.644bb e tt d N f kN ππ==⨯⨯=由max bt N N <,知螺栓受力满足要求。

图8-91所示的螺栓连接采用45号钢,A 级级螺栓,直径d=16mm ,2320/b v f N mm =,2405/b c f N mm =。

钢板是Q235钢,钢板厚度12mm ,抗拉强度设计值2215/f N mm =。

求其连接能承受的F max 值。

图8-91 习题解:一个螺栓的抗剪承载力为:22216320128.744b b vvv d N n f kN ππ==⨯⨯⨯=一个螺栓的承压承载力设计值为:图8-91-1 验算净截面 2016405129.6bb cc Nd tf kN =∑=⨯⨯=故有[]128.7bv N kN =则螺栓群能承受的最大力为:1128.7131673.1F kN =⨯=考虑净截面Ⅰ-Ⅰ:213202017.53205350n A mm =⨯-⨯⨯=考虑净截面Ⅱ-Ⅱ:22(402417.55)206638n A mm =⨯+-⨯⨯= 则钢板能承受的最大力为:211150.25n F A f kN =⋅= 故有max 12min[,]1150.25F F F kN ==。

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