钢结构基本原理-重庆大学-习题答案
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【钢结构设计原理】课后习题答案第4章4-1 验算由2635L ⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。
杆端有一排直径为20mm 的孔眼，钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响参考答案：查型钢表2635L ⨯角钢，221.94, 2.82,215/, 6.142x y i cm i cm f N mm A cm ====⨯ 确定危险截面如图1—1截面净截面面积2(6.1420.5)210.28n A cm =-⨯⨯=验算强度： 322227010262.65/215/10.2810n N N mm f N mm A ⨯==>=⨯ （说明截面尺寸不够） 验算长细比：[]0300154.63501.94x x l i λλ===<= []0300106.43502.82y y l i λλ===<= 所以，刚度满足要求 需用净截面面积322701012.56215n N A cm f ⨯≥== 改用2755L ⨯角钢，22.32,3.29,7.412x y i cm i cm A cm ===⨯此时净截面面积22(7.4120.5)212.8212.56n A cm cm =-⨯⨯=> （满足强度要求） []0300129.33502.32x x l i λλ===<= []030091.183503.29y y l i λλ===<= （满足刚度要求） 4-2 一块—400×20的钢板用两块拼接板—400×12进行拼接。
螺栓孔径为22mm ，排列如图5．30所示。
钢板轴心受拉，N ＝135KN （设计值）。
钢材为Q235钢，解答下列问题：（1）钢板1－1截面的强度够否？（2）是否还需要验算2—2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2—2截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？参考答案：（1）验算钢板1—1截面的强度：A n =40×2－3×2.2×2＝66.8cm 2322n N 135010202.1N /mm f 205N /mm A 6680⨯==<=σ=（2）2－2截面虽受力较小，但截面消弱较多，尚应进行验算。
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（）。
钢结构基本原理_重庆大学_习题答案
第4章 轴心受力构件4.1 验算由2∟635⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。
杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：（1）强度 查表得 ∟635⨯的面积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==，22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=， N=270KN327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，强度不满足，所需净截面面积为32270101256215n N A mm f ⨯≥==， 所需截面积为212562057282n A A d t mm =+⋅=+⨯=， 选636⨯，面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ （2）长细比[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 4.2 一块-40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯进行拼接。
螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38所示。
钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。
钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？（2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？解：（1）钢板1-1截面强度验算：210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑，N=1350KN31135010202.12056680n N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=，强度满足。
（2）钢板2-2截面强度验算：（a ），种情况，（a ）是最危险的。
22()0(5)(40080522)206463n a A l d t mm =-⋅⋅=-+⨯⨯=， N=1350KN32135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，但不超过5%，强度满足。
钢结构基本原理第三版课后习题答案
钢结构基本原理第三版课后习题答案3.1 试设计图所示的用双层盖板和角焊缝的对接连接。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E4311，轴心拉力N ＝1400KN(静载，设计值)。
主板-20×420。
解盖板横截面按等强度原则确定，即盖板横截面积不应小于被连接板件的横截面积．因此盖板钢材选Q235钢，横截面为-12×400，总面积A 1为A1＝2×12×400＝9600mm 2＞A ＝420×20＝8400mm2直角角焊缝的强度设计值wf f ＝160N ／mm 2(查自附表1.3)角焊缝的焊脚尺寸：较薄主体金属板的厚度t ＝12mm ，因此，ax h = t-2= 12-2=10mm ；较厚主体金属板的厚度t ＝20mm ，因此，m in ,f h ＝1.5t ＝＝6.7mm ≈7mm ，所以，取角焊缝的焊脚尺寸f h ＝10mm ，满足：m ax ,f h ≥f h ≥m in ,f ha)采用侧面角焊缝时因为b ＝400mm ＞200mm(t ＝12mm)因此加直径d ＝15mm 的焊钉4个，由于焊钉施焊质量不易保证，仅考虑它起构造作用。
侧面角焊缝的计算长度w l 为w l ＝N ／(4f h w f f )＝1.4×106／(4×0.7×10×160)＝312.5mm 满足min ,w l = 8f h = 8×10 ＝80mm ＜w l ＜60f h ＝60×10＝600mm 条件。
侧面角焊缝的实际长度f l 为f l ＝w l + 2f h ＝312.5＋20＝332.5mm,取340mm 如果被连板件间留出缝隙10mm ，则盖板长度l 为l = 2f l +10 = 2×340+10 = 690mmb)采用三面围焊时正面角焊缝承担的力3N 为3N ＝e h B f βw f f ×2＝0.7×10×400×1.22×160×2＝1.093×106N 侧面角焊缝的计算长度w l 为w l ＝(N -3N )／(4e h w f f )＝(1.4×106-1.093×106)/(4×0.7×10×160)＝69mm w l =80mm w ,min l ≤＝ 8fh ＝8×10＝80mm ，取w l =min ,w l =80mm由于此时的侧面角焊缝只有一端受起落弧影响，故侧面角焊缝的实际长度f l 为 f l ＝w l ＋f h = 80＋10 ＝ 90mm ，取90mm ，则盖板长度l 为 l ＝2f l +10＝2×90十10＝190mm3.2 如图为双角钢和节点板的角焊缝连接。
重启大学出版社.钢结构基本原理第(4)版课后习题答案.
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 yy 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 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）。
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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。
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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 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 0σF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 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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2.1 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）。
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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。
钢结构基本原理第三版课后习题答案
3.1 试设计图所示的用双层盖板和角焊缝的对接连接。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E4311，轴心拉力N ＝1400KN(静载，设计值)。
主板-20×420。
解 盖板横截面按等强度原则确定，即盖板横截面积不应小于被连接板件的横截面积．因此盖板钢材选Q235钢，横截面为-12×400，总面积A 1为A1＝2×12×400＝9600mm 2＞A ＝420×20＝8400mm 2直角角焊缝的强度设计值w f f ＝160N ／mm 2(查自附表1.3)角焊缝的焊脚尺寸：较薄主体金属板的厚度t ＝12mm ，因此，h = t-2= 12-2=10mm ；较厚主体金属板的厚度t ＝20mm ，因此，min ,f h ＝1.5t ＝＝6.7mm ≈7mm ，所以，取角焊缝的焊脚尺寸f h ＝10mm ，满足：max ,f h ≥f h ≥min ,f ha)采用侧面角焊缝时 因为b ＝400mm ＞200mm(t ＝12mm)因此加直径d ＝15mm 的焊钉4个，由于焊钉施焊质量不易保证，仅考虑它起构造作用。
侧面角焊缝的计算长度w l 为w l ＝N ／(4f h w f f )＝1.4×106／(4×0.7×10×160)＝312.5mm满足min ,w l = 8f h = 8×10 ＝80mm ＜w l ＜60f h ＝60×10＝600mm 条件。
侧面角焊缝的实际长度f l 为f l ＝w l + 2f h ＝312.5＋20＝332.5mm,取340mm 如果被连板件间留出缝隙10mm ，则盖板长度l 为 l = 2f l +10 = 2×340+10 = 690mmb)采用三面围焊时 正面角焊缝承担的力3N 为3N ＝e h B f βw f f ×2＝0.7×10×400×1.22×160×2＝1.093×106N 侧面角焊缝的计算长度w l 为w l ＝(N -3N )／(4e h w f f )＝(1.4×106-1.093×106)/(4×0.7×10×160)＝69mm w l =80mm w,min l ≤＝ 8f h ＝8×10＝80mm ，取w l =min ,w l =80mm由于此时的侧面角焊缝只有一端受起落弧影响，故侧面角焊缝的实际长度f l 为 f l ＝w l ＋f h = 80＋10 ＝ 90mm ，取90mm ，则盖板长度l 为 l ＝2f l +10＝2×90十10＝190mm3.2 如图为双角钢和节点板的角焊缝连接。
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。
钢筋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 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 =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：0.05869cc 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）。
钢结构设计 重庆大学练习库及答案
1、实腹式偏心受压构件按计算强度，它代表的截面应力分布为（）。
•A、•B、•C、•D、2、下列是提高受弯构件整体稳定承载力的措施：①设刚性铺板与梁翼缘连牢；②梁跨中设侧向支撑点；③增大梁截面高度；④增大梁截面宽度。
其中最有效的是（）。
•A、①②③•B、①②④•C、①③④•D、3、图示单轴对称的压弯构件，当验算其在弯矩作用平面内的整体稳定时，在公式中，W2x应取（）。
•A、I x/y1•B、I x/y2•C、I x/x1•D、4、轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（）。
•A、杆长相等•B、计算长度相等•C、长细比相等•D、6、单层厂房阶形柱在框架平面外的计算长度通常取为（）。
•A、柱的几何长度•B、上段柱和下段柱的几何长度•C、柱的支承点间距离•D、7、与混凝土结构相比，钢结构更适合于建造高层和大跨度房屋，因为（）。
•A、钢结构自重大、承载力较高•B、钢结构自重轻、承载力较高•C、钢结构自重大、承载力较低•确定框架柱平面外的计算长度时，下列哪种说法正确？ ( )•A、取相邻侧向支承点之间的距离•B、与框架柱平面内有无侧移有关•C、与梁、柱的连接情况有关•D、8、压弯构件的计算内容包括（）。
•A、强度•B、强度、刚度•C、强度、局部稳定、整体稳定和刚度•D、9、下列关于摩擦型连接高强螺栓群受弯矩、剪力共同作用时的说法，错误的是（）。
•A、弯矩对螺栓抗剪承载力没有影响•B、弯矩受拉区对螺栓抗剪承载力有不利影响•C、不考虑弯矩受压区对螺栓抗剪承载力的有利影响•D、在下图单向弯曲简支架的整体稳定计算公式，W x=（）。
•A、I x/y1•B、I x/y2•C、I x/y3•D、11、 Q235钢与Q345钢之间的手工焊接，宜选用的焊条是（）。
•A、E43系列•B、E50系列•C、E55系列•12、关于工字形截面腹板的局部稳定，下列说法错误的是（）。
•A、轧制型钢的腹板可以不用验算局部稳定•B、腹板考虑屈曲后强度也必须满足规范对高厚比的限值•C、腹板高厚比的限值与构件长细比有关•D、计算工字形截面腹板局部稳定临界应力时，采用四边简支板模型13、角焊缝构造中关于限制焊缝最小计算长度的说法中，错误的是（）。
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第4章 轴心受力构件4.1 验算由2∟635⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。
杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：（1）强度 查表得 ∟635⨯的面积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==，22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=， N=270KN327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，强度不满足，所需净截面面积为32270101256215n N A mm f ⨯≥==， 所需截面积为212562057282n A A d t mm =+⋅=+⨯=， 选636⨯，面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ （2）长细比[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 4.2 一块-40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯进行拼接。
螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38所示。
钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。
钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？（2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？解：（1）钢板1-1截面强度验算：210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑， N=1350KN 31135010202.12056680n N Mpa fMpa A σ⨯===≤=，强度满足。
（2）钢板2-2截面强度验算：（a ），种情况，（a ）是最危险的。
2222()0(5)(400808080522)206463n a A l d t mm =-⋅⋅=-++-⨯⨯=， N=1350KN32135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，但不超过5%，强度满足。
对应图（d ）的验算：22()0(5)(400522)205800n d A l d t mm '=-⋅⋅=-⨯⨯=， 101013501038.51313N N KN '==⨯= 321038.510179.02055800n N Mpa f Mpa A σ'⨯===≤='，强度满足。
（3）拼接板的强度够否？因为拼接板厚度2122420mm mm =⨯=≥，所以不必验算拼接板。
4.3 验算图4.39所示用摩擦型高强度螺栓连接的钢板净截面强度。
螺栓直径20mm ，孔径22mm ，钢材为Q235AF ，承受轴心拉力N=600KN （设计值）。
解：（1）净截面验算：20min (3)(240322)142436n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑， 6000.536000.5350099N N N KN '=-⨯⨯=-⨯⨯= 350010205.32152436n N Mpa f Mpa A σ'⨯===≤=，强度满足。
（2）全截面验算360010178.621524014N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=⨯，强度满足。
4.4 一水平放置两端铰接的Q345钢做成的轴心受拉构件，长9m ，截面由2∟908⨯组成的肢尖向下的T 形截面，问是否能承受设计值为870KN 的轴心力？ 解：（1）强度验算查表得 ∟908⨯的面积A=13.94cm 2 ，min 2.76x i i cm ==，387010312.131013942N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=⨯，但不超过5%，强度满足。
（2）刚度验算[]0min900032635027.6l i λλ===≤= 4.5 某车间工作平台柱高2.6m ，按两端铰接的轴心受压柱考虑。
如果柱采用I16（16号热轧工字钢），试经过计算解答：（1）钢材采用Q235钢时，设计承载力为多少？ （2）改用Q345钢时，设计承载力是否显著提高？（3）如果轴心压力为330KN （设计值），I16能否满足要求？如不满足，从构造上采取什么措施就能满足要求？解：（1）钢材采用Q235钢时，设计承载力为多少？ 查表得I16的面积A=26.1cm 2 ， 6.57x i cm =， 1.89y i cm =[]026004015065.7x x x l i λλ===≤=，a 类截面，查表得0.941x ϕ= []0260013815018.9y y yl i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.353y ϕ= 0.3532610215198086198.1N Af N KN ϕ≤=⨯⨯==。
（2）改用Q345钢时，设计承载力是否显著提高？40x λ=，a类截面，按48x λ==查表得0.921x ϕ= 138y λ=，b类截面，按164y λ==查表得0.265y ϕ= 0.2652610310214411214.4N Af N KN ϕ≤=⨯⨯==，承载力无太明显的提高。
（3）如果轴心压力为330KN （设计值），I16能否满足要求？如不满足，从构造上采取什么措施就能满足要求？8距uuuuuuuuuuuujuu 因为300198.1N KN KN =≥，所以整体稳定不满足。
在侧向加一支撑，重新计算。
[]02600/26915018.9y y yl i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.757y ϕ=0.7572610215424791424.8300N Af N KN KN ϕ≤=⨯⨯==≥，整体稳定满足。
4.6 设某工业平台柱承受轴心压力5000KN （设计值），柱高8m ，两端铰接。
要求设计一H 型钢或焊接工字形截面柱。
解：H 型钢柱 （1）初选截面设600.807λϕ=⇒=（b 类）则32250001028961289.610.807215N A mmcm f ϕ⨯====⨯，0800013360x y l i i mm λ====， 选4284072035HW ⨯⨯⨯，其面积2361.4A mm =，18.2x i cm =，10.4y i cm =（2）验算[]0800044150182x x x l i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.882x ϕ= []0800077150104y y yl i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.707y ϕ= 32500010195.72050.707361.410N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≤=⨯⨯，整体稳定满足。
焊接工字形（1）初选截面根据H 型钢截面，初选焊接工字形截面，如图所示。
（2）计算参数24203224001834080A mm =⨯⨯+⨯=33941(42046418400) 3.41012x I mm =⨯-⨯=⨯，3841232420 3.951012y I mm =⨯⨯⨯=⨯ 93.410315.934080x x I i mm A ⨯===，843.9510107.734080y y I i mm A ⨯===（2）整体稳定验算[]0800025150315.9x x x l i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.953x ϕ= []0800074150107.7y y yl i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.726y ϕ= 3500010202.32050.72634080N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≤=⨯，整体稳定满足。
（3）局部稳定验算420182 6.28(100.174)17.432b t -'==≤+⨯= 040022.2(250.574)6218w h t ==≤+⨯=，局部稳定满足。
4.7 图4.40（a ）、（b ）所示两种截面（焰切边缘）的截面积相等，钢材均为Q235钢。
当用作长度为10m 的两端铰接轴心受压柱时，是否能安全承受设计荷载3200KN 。
解：计算（a ）图截面（1）计算参数：2500202*********A mm =⨯⨯+⨯=32941208500220500(250) 1.43510122x I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯+=⨯ 3841220500 4.171012y I mm =⨯⨯⨯=⨯91.43510244.524000x x I i mm A ⨯===，844.1710131.824000y y I i mm A ⨯===（2）整体稳定验算[]01000041150244.5x x x l i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.895x ϕ= []01000076150131.8y y yl i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.714y ϕ=3320010186.72050.71424000N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≤=⨯，整体稳定满足。
（3）局部稳定验算5008212.3(100.176)17.620b t -'==≤+⨯= 050062.5(250.576)638w h t ==≤+⨯=，局部稳定满足。
计算（b ）图截面（1）计算参数：224000A mm =328412510400225400(200) 6.56410122x I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯+=⨯ 3841225400 2.671012y I mm =⨯⨯⨯=⨯199.6x i mm ===，4105.5y i mm ===（2）整体稳定验算[]01000050150199.6x x x l i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.856x ϕ= []01000095150105.5y y yl i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.588y ϕ=3320010226.82050.58824000N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≥=⨯，整体稳定不满足。
（3）局部稳定验算4001027.8(100.195)19.525b t -'==≤+⨯= 040040(250.595)72.510w h t ==≤+⨯=，局部稳定满足。
4.8 设计由两槽钢组成的缀板柱，柱长7.5m ，两端铰接，设计轴心压力为1500KN ，钢材为Q235B ，截面无削弱。
解： （1）初选截面：设700.751y λϕ=⇒=（b 类）则322150*********.890.751215y N A mm cm f ϕ⨯====⨯，选2［32a ，，其面积248.50297A cm =⨯=，12.44y i cm =（2）验算实轴的整体稳定[]0750060150124.4y y yl i λλ===≤=，b 类截面，查表得0.807y ϕ= 32150010191.62150.8079710y N Mpa f Mpa A σϕ⨯===≤=⨯⨯，绕实轴的整体稳定满足。