第6章 钢结构例题分析
钢结构习题及参考答案
第二章习题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、抗拉强度2．钢材的伸长率δ是反映材料的性能指标。
A、承载能力B、抵抗冲击荷载能力C、弹性变形能力D、塑性变形能力3．四种厚度不等的Q345钢钢板，其中钢板设计强度最高。
A、16mmB、20mmC、25mmD、30mm4．钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有。
A、良好的塑性B、高强度和良好的塑性C、良好的韧性D、质地均匀、各向同性5．下列因素中与钢构件发生脆性破坏无直接关系。
A、钢材屈服点的大小B、钢材含碳量C、负温环境D、应力集中6．钢材的疲劳破坏属于破坏。
A、弹性B、塑性C、脆性D、低周高应变7．对钢材的疲劳强度影响不显著的是。
A、应力幅B、应力比C、钢种D、应力循环次数8.吊车梁的受拉下翼缘在下列不同板边的加工情况下，疲劳强度最高的是A、两侧边为轧制边B、两侧边为火焰切割边C、一侧边为轧制边，另一侧边为火焰切割边D、一侧边为刨边，另一侧边为火焰切割边答案1、C2、D3、A4、C5、A6、C7、C8、A第三章习题1．T形连接中，t1＝6 mm，t2＝12mm，若采用等角角焊缝连接，按构造要求，焊脚尺寸hf 取最合适。
A、4mmB、6mmC、8mmD、10mm2．焊接残余应力对构件的无影响。
A、变形B、静力强度C、疲劳强度D、整体稳定3．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力。
A、与摩擦面的处理方法有关B、与摩擦面的数量有关C、与螺栓直径有关D、与螺栓的性能等级无关4．在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为。
A、均匀分布B、一端大、一端小C、两端大、中间小D、两端小、中间大5．以下关于对接焊缝的描述，其中描述错误的是。
A、在钢板厚度相差大于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1：2．5的斜坡，以减少应力集中B、当对接正焊缝的强度低于焊件的强度时，为提高连接的承载力，可改用斜缝C、在钢结构设计中，若板件较厚而受力较小时，可以采用部分焊透的对接焊缝D、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20％。
第6章钢结构偏心受力构件
min 63.9 116.0 52.1N/mm2
max min 179 .9 52 .1 0 max 179 .9
平面外稳定公式
tx M x N f y A bW1x
y—弯矩作用平面外轴心受压构件稳定系数 —截面影响系数：箱形截面0.7, 其他截面1.0 b—均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数(附录3) tx—弯矩作用平面外的等效弯矩系数
1）弯矩作用平面外有支承，由支点弯矩定 无横向荷载作用时 0.65 0.35 M 2
178.5N/mm2
f 215N/mm2
满足强度条件
2017/10/20 21
《钢结构》— 原理与设计
3. 弯矩作用平面内的稳定验算 x 55.3 b类截面 x 0.831
无端弯矩，有横向荷载：mx=1.0 2 EA 2 2.06105 14080 5 N Ex 85 . 1 10 N 2 2 1.1x 1.1 55.3 N mx M x x A xW1x 1 0.8 N / N Ex
《钢结构》— 原理与设计
第6章 拉弯和压弯构件
6.1 6.2 6.3 6.4 拉弯和压弯构件概述 拉(压)弯构件的强度和刚度 压弯构件的稳定 框架柱的设计要点
2017/10/20
1
《钢结构》— 原理与设计
6.1 拉弯和压弯构件概述
基本概念
外力因素
• 轴向拉力或轴向压力 • 弯矩：轴向力偏心、端弯矩、横向荷载
6
《钢结构》— 原理与设计
单偏心
N Mx f An xWnx
双偏心
My N Mx f An xWnx yWny
不考虑塑性发展的情况
钢结构习题答案第6章
钢结构习题答案第6章第6章钢结构习题答案钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构材料。
它具有高强度、耐腐蚀、抗震等优点，因此被广泛应用于大型建筑、桥梁、塔楼等工程中。
然而，钢结构的设计和施工并不简单，需要经过严格的计算和分析。
本文将针对钢结构的第6章习题提供详细的解答，帮助读者更好地理解和掌握钢结构的相关知识。
1. 问题：一根长度为10m的钢梁，截面为矩形，宽度为200mm，高度为400mm。
如果梁的材料为Q345B，弹性模量为200GPa，计算梁的弯矩和最大应力。
解答：首先计算梁的惯性矩I，根据矩形截面的公式I=(1/12)bh^3，代入宽度和高度的数值，得到I=(1/12)×0.2×0.4^3=0.00533m^4。
然后计算梁的弯矩M，根据梁的长度和材料的弹性模量，使用弯矩公式M=EI/R，其中E为弹性模量，I为惯性矩，R为曲率半径。
曲率半径可以通过梁的长度和挠度计算得到，挠度可以通过梁的受力和材料的弹性模量计算得到。
假设梁的受力为F，根据受力平衡，可以得到F=mg，其中m为梁的质量，g为重力加速度。
将质量和重力加速度的数值代入，得到F=780N。
根据梁的受力和挠度的关系，可以得到挠度δ=F×L^3/(48EI)，将受力、长度、弹性模量和惯性矩的数值代入，得到挠度δ=0.00026m。
最后，根据挠度和曲率半径的关系，可以得到曲率半径R=δ/(2L^2)，将挠度和长度的数值代入，得到曲率半径R=0.0000013m。
将弹性模量、惯性矩和曲率半径的数值代入弯矩公式，可以得到弯矩M=200GPa×0.00533m^4/0.0000013m=820000N·m。
最大应力可以通过弯矩和截面惯性矩的关系计算得到，最大应力σ=M×h/2I，将弯矩、高度和惯性矩的数值代入，得到最大应力σ=820000N·m×0.4m/(2×0.00533m^4)=307MPa。
工程力学课后习题答案第六章 杆类构件的内力分析共6页
第六章 杆类构件的内力分析6.1。
题6.1图解：（a ）应用截面法：对题的图取截面2-2以下部分为研究对象，受力图如图一所示： 图一图二由平衡条件得：0,AM=∑ 6320N F ⨯-⨯=解得： N F =9KN CD 杆的变形属于拉伸变形。
应用截面法，取题所示截面1-1以右及2-2以下部分作为研究对象，其受力图如图二所示，由平衡条件有：0,O M =∑6210N F M ⨯-⨯-=（1）0,y F =∑60N S F F --=（2）将N F =9KN 代入（1）-（2）式，得： M =3 kN·m S F =3 KN AB 杆属于弯曲变形。
（b ）应用截面法 ，取1-1以上部分作为研究对象，受力图如图三所示，由平衡条件有： 图三NF =2KN0,DM=∑ 210M -⨯= M =2KNAB 杆属于弯曲变形6.2题6.2图解：首先根据刚体系的平衡条件，求出AB 杆的内力。
刚体1的受力图如图一所示图一图二平衡条件为：0,CM=∑104840D NF F ⨯-⨯-⨯=（1） 刚体2受力图如图二所示，平衡条件为：0,EM=∑240N D F F ⨯-⨯= （2）解以上两式有AB 杆内的轴力为：N F =5KN6.3 题6.3图解：（a ） 如图所示，解除约束，代之以约束反力，做受力图，如图1a 所示。
利用静力平衡条件，确定约束反力的大小和方向，并标示在图1a 中，作杆左端面的外法线n ，将受力图中各力标以正负号，轴力图是平行于杆轴线的直线，轴力图线在有轴向力作用处要发生突变，突变量等于该处总用力的数值，对于正的外力，轴力图向上突变，对于负的外力，轴力图向下突变，轴力图如2a 所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =-2KN 2N F =-8KN ， （b ）解题步骤和（a ）相同，杆的受力图和轴力图如（1b ）（2b ）所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =4KN 2N F =6KN（c ）解题步骤和（a ）相同，杆的受力图和轴力图如（1c ）（2c ）所示，截面1，截面2和截面3上的轴力分别为1N F =3F2N F =4F ，3N F =4F（d ）解题步骤和（a ）相同，杆的受力图和轴力图如（1d ）（2d ）所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =2KN 2N F =2KN 6.4。
钢结构案例分析
N T fx fx
2
2
23.8 104 .2 2 6.0 78.0 1.22
2
134 .4 N / mm 2 f fw 160 N / mm 2
所以，此连接的焊缝强度满足要求。
10
【例3.6】两块截面为14mm×400mm的钢板，采用双拼接板进行拼接，拼接板 厚8mm，钢材Q235，板件受轴向拉力N＝960kN，试用直径d＝20mm的C级普 通螺栓拼接。 【要求】：设计连接螺栓。 【解】：1.单栓承载力设计值： d 2 b 20 2 b
3
2.受力情况 V=F=550KN, M=Fe=550×0.3=165KN· m 3.焊缝强度验算
max
max
h 6 2 165 10 206 89.2 N/mm 2 f w 185N/mm 2 t Iw 3.81 10 8 M
VS x 550 10 3 1.04 10 6 125 .1N/mm 2 f vw 125N/mm 2 8 lxt 3.81 10 12
6
翼缘焊缝的最大应力：
M h 127 .8 10 3 f1 205 .6 8 I w 2 1.88 10 139 .8 N / mm 2 f f fw 1.22 160 195 N / mm 2
腹板焊缝中设计控制点A由于弯矩M引起的应力： 170 f 2 140 115 .8 N / mm 205 .6 由于剪力V在腹板焊缝中产生的平均剪应力：
( xi2 yi2 ) 5.28 10 5 mm 2
N1Tx
N1Ty
Ty1 60000 160 18.2 KN 2 2 5 xi yi 5.28 10
钢结构习题答案第六章
最大弯矩设计值： M max =
1 1 ( g + q )l 2 = × 56.4 × 5.52 = 213.26KN ⋅ m 8 8
最大剪力设计值： Vmax =
1 1 ( g + q)l = × 56.4 × 5.5 = 155.1KN 2 2
①截面选择： 由 Wnx ≥
（2）当采用工字型截面时：
4 2 5 g k l 4 ( 5n + 2n + 1) p k l 3 νT = + 384 EI x 384n3 EI x
③腹板局部承压计算：由于在支座反力作用处设置了支承加劲肋，因而不必验算腹板的局部承压强度。
④刚度：梁跨中的最大绕度为：
4
νQ
(5n =
(5 × 54 + 2 × 52 +1) 5 × 3.06 × 18000 + × 119.61× 103 × 180003 3 1 18000 5 = × = 22.3mm ≤ [ν T ] = = 45mm 3 4 384 206 × 10 × 1097352 × 10 400
《钢结构》第六章
习题答案
1 解： （1）荷载统计： 图1 由板传给次梁的荷载（先不考虑工字梁的自重） ： 则：次梁上的线荷载标准值为： 可变荷载效应控制的组合：
g k = 2.0 × 3 = 6KN / m, qk = 4.5 × 3 = 13.5KN / m
g k + q k = 6 + 13.5 = 19.5KN / m
主梁的自重： g k = 1.1× 7850 × 354 × 10 = 3.06KN/m （1.1 表示考虑加劲肋等的重量而采用的构造系数）
-6
1 M max = 2047.032 + 1.2 × × 3.06 × 182 = 2195.748KN ⋅ m 8 ；
钢结构基础第六章答案
钢结构基础第六章答案6.1 工字形焊接组合截面简支梁，其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变形。
梁上均布荷载（包括梁自重）4/q kN m =，跨中已有一集中荷载090F kN =，现需在距右端4m 处设一集中荷载1F 。
问根据边缘屈服准则，1F 最大可达多少。
设各集中荷载的作用位置距梁顶面为120mm ，分布长度为120mm 。
钢材的设计强度取为2300/N mm 。
另在所有的已知荷载和所有未知荷载中，都已包含有关荷载的分项系数。
图6-34 题6.1解：（1）计算截面特性2250122800812400A mm =⨯⨯+⨯= 339411250824(2508)800 1.33101212x I m m =⨯⨯-⨯-⨯=⨯633.229102x x I W mm h ==⨯32501240640082001858000m S m m =⨯⨯+⨯⨯= 31250124061218000S m m =⨯⨯= （2）计算0F 、1F 两集中力对应截面弯矩()210111412901263422843F M F kN m =⨯⨯+⨯⨯+⨯=+⋅ ()1118128248489012824424333F M F kN m =⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯=+⋅令10M M >，则当1147F kN >，使弯矩最大值出现在1F 作用截面。
（3）梁截面能承受的最大弯矩63.22910300968.7x M W f kN m ==⨯⨯=⋅令0M M =得：1313.35F kN =；令1M M =得：1271.76F kN = 故可假定在1F 作用截面处达到最大弯矩。
（4） a ．弯曲正应力61m ax 68(244)1033003.22910xxF MW σ+⨯==≤⨯ ①b.剪应力1F 作用截面处的剪力1111122412449053()2233V F F kN ⎛⎫=⨯⨯-⨯+⨯+=+ ⎪⎝⎭311m ax 925310185800031.33108m x F V S I tτ⎛⎫+⨯⨯⎪⎝⎭==≤⨯⨯ ②c.局部承压应力在右侧支座处：()312244510330081205122120cF σ⎛⎫++⨯ ⎪⎝⎭=≤⨯+⨯+⨯ ③ 1F 集中力作用处：()311030081205122120c F σ⨯=≤⨯+⨯+⨯ ④d.折算应力1F 作用截面右侧处存在很大的弯矩，剪力和局部承压应力，计算腹板与翼缘交界处的分享应力与折算应力。
钢结构第六章作业参考答案
习题 6.1 有一两端铰接长度为4m 的偏心受压柱，用Q235的HN400x200x8x13做成，压力的设计值为490KN ，两端偏心距相同，皆为20cm 。
试验算其承载力。
解：（1）截面的几何特性A = 84.12 cm 2 I X = 23700cm 4 I y = 1740cm 4 i x = 16.8cm i y = 4.54cm w x = 1190cm 3 (2) 验算强度 N= 490kN M= N x e 0 =490x0.2=98kN ∙mAnN+ X Mx r Wnx = 324901084.1210⨯⨯ + 6398101.05119010⨯⨯⨯ = 58.25+78.43=136.68N/mm 2 < f =215 N/mm 2 (3) 验算弯矩作用平面内的稳定 λx = x xl i =40016.8= 23.8< [λ] =150 查附表4.2（b 类截面） ϕx = 0.958'Ex N = 22X1.1EAπλ = 2220600084121.123.8π⨯⨯⨯ = 2744.86kN mx β=1.0 x ANϕ +mx X 1x 'Mxr W (10.8)ExNN β- =3490100.9588412⨯⨯+631.098104901.05119010(10.8)2744.86⨯⨯⨯⨯-=152.30N/mm 2 < f =215 N/mm 2可见平面内不失稳。
（4）验算弯矩作用平面外的稳定 λy = 4004.54=88.1 查附表4.2 （b 类截面） ϕy = 0.634ϕb = 1.07 -2y 44000λ = 1.07-288.144000=0.894 tx β=1.0 , η=1.0y A N ϕ + b 1tx x x M W βηϕ = 3490100.6348412⨯⨯ + 631.098101.00.894119010⨯⨯⨯⨯⨯ =184 N/ mm 2< f = 215 N/mm 2 平面外不失稳。
第六章受弯构件典型例题_钢结构
３６０
３ｍ
３ｍ
３ｍ
３ｍ １０
Ｍ图（KN·m) １３９６ １４４６ ４８３ ４６８．３ Ｖ 图 （ KN) ４７４ ４６５．３ １６３．８ １５５．１ １８６１．２ １９１５．８ １３９６ １４４６
１５５．１ １５５．１ １６３．８ ４６５．３ ４７４
１５５．１
４６８．３ ４８３
【解答】 分析： （1）选择工字形焊接组合梁截面的步骤是先确定腹板高度和厚度，即 h0 和 t w ； 再确定翼缘板的宽度和厚度，即 b 和 t 。确定腹板高度时，除考虑经济要求外，还应注意满 足刚度要求；满足局部稳定要求外，还应注意满足抗剪强度要求。 （2）选择截面后，应进行强度、刚度和整体稳定的验算。强度验算时，应注意在集中 力作用的跨中截面除进行抗弯强度验算外，还应进行腹板高度处折算应力的验算。抗剪强度 和刚度，因在选择截面时已满足要求，可不再进行验算。整体稳定验算时应考虑梁跨中有侧 向支承后，受压翼缘的自由长度是实际侧向支承点的距离。 1．内力计算 跨中截面：
(200 − 8) b 96 2 (1) 翼缘: 1 = =截面满足局部稳定要求。
h0 800 = = 100 tw 8
80＜
钢结构习题5-6章参考答案
钢结构习题5-6章参考答案第5章受弯构件14. ⼀简⽀梁，梁跨为7m,焊接组合⼯字形对称截⾯150mm 450mm 18mm 12mm ×××（图5-57），梁上作⽤有均布恒载（标准值，未含梁⾃重）17.1kN/m ，均布活荷载6.8kN/m ，距梁端2.5m 处，尚有集中恒荷载标准值60kN ，⽀承长度200mm ，荷载作⽤⾯距离钢梁顶⾯为120mm ，钢材抗拉强度设计值为2215N/mm ，抗剪强度设计值为2125N/mm ，荷载分项系数对恒载取1.2，对活载取1.4。
试验算钢梁截⾯是否满⾜强度要求（不考虑疲劳）。
解：截⾯积2A=1501824141210368mm ××+×=334150450138414323046144mm 1212××=?=x I3x W 1440000mm 2==xI h梁⾃重 32-67850kg/m 10368mm 10=81.4kg/m=0.814kN/m ××简⽀梁承受的均布恒载荷载标准值k (0.814+17.1)kN/m=17.9kN/m q =均布线荷载设计值y 1.217.9+1.4 6.8=31kN/m q =××集中荷载设计值y 1.26072kN p =×=（1）验算该简⽀梁的抗弯强度按y xx nx y ny+γW γW M M f ≤计算，取y 0M =。
集中恒荷载作⽤处有2x 317 4.512.572 2.531 2.5290.1kN m 272M ×=×+××?××=? 跨中处2x 317 4.513.572 3.531 3.5721279.9kN m 272M ×=×+××?××?×=?受压翼缘的宽厚⽐：w 1b-t b 15012= 3.8t 2t 36?==取x 1.05γ=截⾯模量6y 22xx nx y ny 290.110+192.3N/mm 215N/mm 1.051440000γγ×==<=×M M f W W （满⾜）（2）验算抗剪强度⽀座处剪⼒最⼤且317 4.572108.546.3154.8kN 27V ×=+×=+= 320715018(2079)20712840294mm 2S =××++××=322v w 154.810840294=33.5N/mm 125N/mm 32304614412VS f It τ××==<=×（满⾜）（3）局部承压强度集中⼒沿腹板平⾯作⽤于梁上翼缘，该荷载作⽤处未加加劲肋，应验算该处腹板计算⾼度上边缘的局部承压强度。
(完整版)钢结构基础第六章答案
钢结构基础第六章答案6.1 工字形焊接组合截面简支梁，其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变形。
梁上均布荷载（包括梁自重），跨中已有一集中荷载，现需在距右端4处4/q kN m =090F kN =m 设一集中荷载。
问根据边缘屈服准则，最大可达多少。
设各集中荷载的作用位置距梁1F 1F 顶面为120mm ，分布长度为120mm 。
钢材的设计强度取为。
另在所有的已知2300/N mm 图6-34 题6.1解：（1）计算截面特性2250122800812400A mm =⨯⨯+⨯= 339411250824(2508)800 1.33101212x I mm =⨯⨯-⨯-⨯=⨯633.229102x x IW mm h ==⨯ 32501240640082001858000m S mm =⨯⨯+⨯⨯=31250124061218000S mm =⨯⨯=（2）计算、两集中力对应截面弯矩0F 1F ()210111412901263422843F M F kN m =⨯⨯+⨯⨯+⨯=+⋅()1118128248489012824424333F M F kN m =⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯=+⋅令，则当，使弯矩最大值出现在作用截面。
10M M >1147F kN >1F （3）梁截面能承受的最大弯矩63.22910300968.7x M W f kN m==⨯⨯=⋅令得：；令得：0M M =1313.35F kN =1M M =1271.76F kN =故可假定在作用截面处达到最大弯矩。
1F （4）a ．弯曲正应力①61max68(244)1033003.22910x x F M W σ+⨯==≤⨯b.剪应力作用截面处的剪力1F 1111122412449053()2233V F F kN ⎛⎫=⨯⨯-⨯+⨯+=+ ⎪⎝⎭ ②311max925310185800031.33108m x F V S I t τ⎛⎫+⨯⨯ ⎪⎝⎭==≤⨯⨯c.局部承压应力在右侧支座处： ③()312244510330081205122120c F σ⎛⎫++⨯⎪⎝⎭=≤⨯+⨯+⨯集中力作用处： ④1F ()311030081205122120c F σ⨯=≤⨯+⨯+⨯d.折算应力作用截面右侧处存在很大的弯矩，剪力和局部承压应力，计算腹板与翼缘交界处的分享1F 应力与折算应力。
钢结构第6章课后问答-
钢结构第6章课后问答1、钢结构第6章课后问答6.1轴心受力构件的强度的计算公式怎么确定的？答:P191是按净截面的平均应力o不超过材料的屈服强度fy来确定的。
6.2轴心受压构件整体失稳有几种形式？双轴对称界面的屈曲形式是怎么样的？答：P193有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲三种形式。
一般的双轴对称截面的轴心压杆，屈曲形式为弯曲屈曲、薄壁十字形截妞在确定的状况下发生扭转屈曲、单对称轴截面如角钢、槽钢和T形钢或双板T形，由于其截面只有一个对称轴，截面形心和剪心不重合，会产生弯扭屈曲。
6.3轴心受力构件整体稳定承载力与哪些因素有关？哪些因素被称为初始缺陷。
答:P196剩余应力初弯曲初偏心〔为初始缺陷〕、长细比X;p264小结〔4〕。
6.4提高轴心压杆钢材的抗压强度能否提高其稳定承载力？答:pl95?196不能2、，在弹性阶段稳定承载力和抗压强度无关〔欧拉公式〕；在弹塑性阶段，ocr不仅是X的函数，还是Et的函数，而Et与材料的抗压强度有关。
6.5轴心屈曲为什么要分为弹性屈曲和弹塑性屈曲？划分依据？答：同6.4;划分依裾：P195,对于瘦长杆，钢材长细比大于截面应力为比例极限时构件的长细比，即满足欧拉公式的适用条件；对于中长干，截面应力在屈曲前已经超过比例极限进入弹塑性阶段。
6.6怎样区分压杆稳定的第一类稳定问题和其次类稳定问题？答：抱负轴心受力构件/偏心受力构件6.7剩余应力、初弯曲、初偏心对轴心压杆承载力的主要影响有哪些？为什么剩余应力在截面的两个主轴方向对承载力的影响不同？答：6.8轴心受力构件的稳定系数I为什么要按截面分成4类？答：p203由于轴心受压构件稳定承载力和多种因素有关3、，依据常用的截妞形式，不同加工所产生的剩余应力，经过数理统计和牢靠度分析,依据截面形式、板厚、屈曲方向、和加工条件归纳为4种。
6.9局部稳定承载力计算屮，为什么要取较大的长细比？答：p208考虑板的局部失稳不先于杆件的整体失稳的原则oocr，杆件整体失稳计算中ocr=iDf,巾对应的是较大的长细比。
钢结构课后题讲解
焊缝连接1.试设计双角钢与节点板的角焊缝连接。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
（焊缝2160/w f f N mm =）1、解：（1）三面围焊2160/w f f N mm =123α=213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==，8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-=3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算： 11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =，26f h mm =内力分配：22110003333N N KN α==⨯=，11210006673N N KN α==⨯=焊缝长度计算： 116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。
钢结构试题与答案解析
5.格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于X的换算长细比ox是考虑〔A格构构件的整体稳定承载力高B考虑强度降低的影响D考虑剪切变形的影A没有本质差异B施工方法不同C承载力计算方法不同D材料不同7.为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应〔〕。
A控制肢间距B控制截面换算长细比C控制单肢长细比D控制构件计算长度8. 梁的纵向加劲肋应布置在〔A靠近上翼缘B靠近下翼缘9. 同类钢种的钢板，厚度越大〔A.强度越低B.塑性越好〕。
C靠近受压翼缘D靠近受拉翼缘]C.韧性越好D.部构造缺陷越少10.在低温工作的钢构造选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需〔〕指A.低温屈服强度B.低温抗拉强度C.低温冲击韧性11.钢材脆性破坏同构件〔〕无关。
A应力集中B低温影响C剩余应力D弹性模量12 .焊接剩余应力不影响构件的〔〕A.整体稳定B.静力强度C.刚度13.摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力〔D.疲劳强度D.局部稳定A.与摩擦面的处理方法有关B.与摩擦面的数量有关C.与螺栓直径有关14 .直角角焊缝的焊脚尺寸应满足的厚度。
D.与螺栓的性能等级无关h fmin 1.5jt1 及h fmax 1.2?七2,那么t〔、t?分别为〔〕A. t〔为厚焊件，t2为薄焊件C. t1、t2皆为厚焊件B. t1为薄焊件，t2为厚焊件D. t1、t2皆为薄焊件1 .表达钢材塑性性能的指标是〔〕A. 屈服点B.强屈比C.延伸率D.抗拉强度2. 在构造设计中，失效概率pf与可靠指标6的关系为（）。
A. pf越大，6越大，构造可靠性越差B. pf越大，6越小，构造可靠性越差C. pf越大，6越小，构造越可靠D. pf越大，6越大，构造越可靠3 .对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制（）来保证的。
A.稳定承载力B.挠跨比C.静力强度D.动力强度4. 钢框架柱的计算长度与以下哪个因素无关〔〕A.框架在荷载作用下侧移的大小B.框架柱与根底的连接情况C.荷载的大小D.框架梁柱线刚度比的大小15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是〔〕。
第六章 钢结构习题解答-讲义
N 20 1 0.2 0.996, 查表17 1得 x 0.847 NE 1.1 1031.4
20 10 3 0.847 2610 215 0.757 1.0
0.996 22.5 10 3 1.05 141 10 3 215 (1 0.8 20 ) 1031.4
解 答
7.1 有一悬臂柱的受力及支承情况如图 7-19 所示。采用 Q235-B 的 HN450╳200╳9╳14 做 成，截面无削弱，验算其截面强度和弯矩作用平面内的稳定性。
200 N 450kN 3000 3000
y
N
2850
N
x
x
Mx
6000
Mx
y
图 7-20 习题 7.2 图 7-19 习题 7.1 解：
x
350 10 3 0.920 7644 215 0.231
l0 y iy
Mx 1.05 877.6 10 3 215 (1 0.8 350 ) 6600 / 1.1
Mx 1.0, 得M x 145.2kN m 188872684
3000 111.5 ， y 26.9 fy E
3
6.3 解：
f 235 N / mm , f 215 N / mm
2 y
2
，
查型钢截面特性表得：
A 26.1cm 2 , I x 1130cm 4 ,Wx 141cm 3 , i x 6.58cm
（a）平面内稳定性计算（按 a 曲线）
N 20kN, M x 30kN m
6.4 确定图示无侧移框架柱的计算长度。各杆线刚度 EI 相同。
第三版钢结构 课后题答案第六章
6.1 有一两端铰接长度为4m 的偏心受压柱，用Q235的HN400×200×8×13做成，压力设计值为490kN ，两端偏心距相同，皆为20cm 。
试验算其承载力。
解（1）截面的几何特征：查附表7.2244x y 83.37cm 22775cm 1735cm A I I ===，，31x x y 1139cm 16.53cm 4.56cm W i i ===，；（2）强度验算：x n x nx34232249010490201083.3710 1.0511*******.7N mm 215N mm M N A r W f +⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯=<=（3）验算弯矩作用平面内的稳定：[]x 400024.215016.5310λλ==<=⨯b /h =200/400=0.5<0.8，查表4.3得： 对x 轴为a 类，y 轴为b 类。
查附表4.1得：x 0.9736ϕ=构件为两端支撑，有端弯矩且端弯矩相等而无横向荷载，故mx 1.0β=()2EX2x2221.120600083.37101.124.226312kNEA N πλπ'=⨯⨯⨯=⨯=mx xx x 1x EX 32432210.8490100.973683.37101.049020104901.0511391010.826312143.6N mm 215N/mmM N AN r W N f βϕ+⎛⎫-⨯ ⎪'⎝⎭⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⎛⎫⨯⨯⨯-⨯ ⎪⎝⎭=<= （4）验算弯矩作用平面外的稳定：[]y 40087.71504.56λλ==<=查附表4.2得：y 0.6368ϕ=22y b 87.71.07 1.070.89524400044000λϕ=-=-=对y 轴，支撑与荷载条件等与对x 轴相同故：tx 1.0 1.0βη==，tx x y b 1x34232249010 1.0 1.049020100.636883.37100.8952113910N188.4N mm 215mm M N A W f βηϕϕ+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯⨯=<= 由以上计算知，此压弯构件是由弯矩作用平面外的稳定控制设计的。
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【例6.1】图6.7所示的拉弯构件，间接承受动力荷载，轴向拉
力的设计值为800kN，横向均布荷载的设计值为7kN/m。试选择
其截面，设截面无削弱，材料为Q345钢。
图6.7
【解】
设采用普通工字钢I22a，截面积 A 42.1cm2 ，自重
重力0.33kN/m，Wx 310cm3 , ix 8.99cm , iy 2.32cm . 验算强度：
柱C1,C3:
【例6.5】图6.14所示为Q235钢焰切边工字形截面柱，两端铰支, 中间1/3长度处有侧向支承,截面无削弱，承受轴心压力的设计 值为900kN，跨中集中力设计值为100kN。试验算此构件的承载 力。
图6.14
【解】 (1)截面的几何特性
A 2 32 1.2 64 1.0 140.8cm 2 1 I x (32 66.43 31 643 ) 103475cm 4 12 1 I y 2 1.2 323 6554cm 4 12 103475 W1x 3117cm3 33.2 103475 6554 ix 27.11cm，i y 6.82cm 140.8 140.8
x
1500 55.3 [ ] 150 27.11
查附表4.2(b类截面)， x 0.831
2 EA 2 206000 140.8 102 3 N Ex 8510 10 N 8510kN 2 2 1.1x 1.1 55.3 mx 1.0 mx M x N x A W (1 0.8 N )
值。
l
l
图6.12
【解】
根据附表5.1，得各柱的计算长度系数如下：
6 10 K1 3，K 2 1.67，得 1.16 2 24 66 10 10 柱C2: K1 3，K 2 1.67，得 1.16 4 48 10 柱C4,C6: K1 1.67，K 2 10，得 1.13 24 10 10 柱C5: K1 1.67，K 2 0，得 2.22 48
表6.1 柱截面特征（x轴为强轴）
截面
A(cm2 )
I x (cm4 ) Wx (cm3 )
38900 2000
ix (cm)
16.9
iy (cm)
7.26
HM390×300×10×16 136.7
（A）173.7
（B）182.1
（C）191.4
（D）205.1
【解】（D）
2 2 2 EA (3.14159) 206000 136.7 10 ' N Ex 4781kN 2 2 1.1x 1.1 72.7
y
600 259 [ ] 350 2.32
【例6.2】(注册结构工程师考试试题) 某框架柱内力设计值N=174.2kN、M x 386.6kNm ,已 知该柱的 x 72.7 ,柱截面特征见表6.1,钢材为Q235B， 在其弯矩作用平面内以应力（N mm2）形式表达的稳定性 计算数值与（ ）最接近。 提示：x 0.825, mx 1.0, 3.14159
1 M x (7 0.33 1.2) 62 33.3kN m 8 N xWnx 42.110 1.05 310103
292N / m m2 f 310N / m m2
验算长细比：
600 x 66.7 8.99
mx M x N x A W (1 0.8 N ) x 1x ' N Ex
174.2 103 1.0 386.6 106 2 0.825 136.7 10 1.05 2000 103 (1 0.8 174.2 ) 4781 205.1N mm2
【例6.3】(注册结构工程师考试试题) m , 柱截面 某框架柱内力设计值N=310kN、M x 486kN 特征见表6.2。平面外计算长度为4.5m,材料为Q235B钢， 2 其以应力（ N mm ）形式表达的弯矩作用平面外稳定性 计算数值与（ ）最接近。 提示：按b截面查 y ,b 0.981, tx 0.65, 1.0
x 1x
N Ex
900 103 2 0.831140.8 10
1.0 375 106 900 3 1.05 3117 10 1 0.8 8510 202 N / mm 2 f 215 N / mm 2
(2)验算强度
1 M x 10015 375kN m 4 N Mx 900103 375106 2 An xWnx 140.8 10 1.05 3117103 178.5 N / m m2 f 215N / m m2
(3)验算弯矩作用平面内的稳定
tx M x N 310 103 0.65 486 106 1.0 151.1N mm2 2 3 y A bW1x 0.793 157.4 10 0.981 2550 10
loy
【例6.4】图6.12为一有侧移双层框架，图中圆圈内数字为横梁 或柱子的线刚度。试求出各柱在框架平面内的计算长度系数μ
表6.2 柱截面特征（x轴为强轴）
截面
A(cm2 )
I x (cm4 ) Wx (cm3 )
56100 2550
ix (cm)
18.9
iy (cm)
7.18
HM440×300×11×18 157.4
（A）151.1
（B）164.3
（C）184.9
（D）208.1
【解】（A）
450 y 62.7 iy 7.18 查附表4.2（b类）得： y 0.793