钢结构习题_第3~6章
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％。
钢结构(第三版)戴国欣主编 课后习题答案
第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
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。
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 fN 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 m m = 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 。
(完整版)钢结构基础第三章课后习题答案
习题参考答案3.1题：答：（1）按制作方法的不同分为型钢截面和组合截面两大类。
型钢截面又可分为热轧型钢和冷弯薄壁型钢两种。
组合截面按连接方法和使用材料的不同，可分为焊接组合截面（焊接截面）、铆接组合截面、钢和混凝土组合截面等。
（2）型钢和组合截面应优先选用型钢截面，它具有加工方便和成本较低的优点。
3.7题：解：由附录1中附表1可得I20a 的截面积为3550mm 2，扣除孔洞后的净面积为3249275.213550A n =⨯⨯-=mm 2。
工字钢较厚板件的厚度为11.4mm ，故由附录4可得Q235钢材的强度设计值为215f =N/mm 2，构件的压应力为2155.138324910450A N 3n <≈⨯==σN/mm 2，即该柱的强度满足要求。
新版教材工字钢为竖放，故应计入工字钢的自重。
工字钢I20a 的重度为27.9kg/m ，故19712.19.8169.27N g =⨯⨯⨯=N ；构件的拉应力为215139.113249197110450A N N 3ng <≈+⨯=+=σN/mm 2，即该柱的强度满足要求。
3.8题：解：1、初选截面假定截面钢板厚度小于16mm ，强度设计值取215f =，125f v =。
可变荷载控制组合：24kN .47251.410.22.1q =⨯+⨯=， 永久荷载控制组合：38.27kN 250.71.410.235.1q =⨯⨯+⨯=简支梁的支座反力（未计梁的自重）129.91kN ql/2R ==，跨中的最大弯矩为m 63kN .1785.547.2481ql 81M 22max⋅≈⨯⨯==，梁所需净截面抵抗矩为36x max nx 791274mm 2151.051063.178f M W ≈⨯⨯==γ，梁的高度在净空方面无限值条件；依刚度要求，简支梁的容许扰度为l/250，参照表3-2可知其容许最小高度为229mm 24550024l h min ≈==， 按经验公式可得梁的经济高度为347mm 3007912747300W 7h 33x e ≈-=-=，由净截面抵抗矩、最小高度和经济高度，按附录1中附表1取工字钢 I36a ，相应的截面抵抗矩3nx 791274m m875000W >=，截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
第六章。《钢结构工程》练习题
《钢结构工程》练习题1.下列哪一个不是钢结构的优点：（D ）A.结构轻B.精度高C.施工周期短D.耐火性能好2.熔点较高的金属宜采用的切割方法是（ D ）A.机械切割法B.气割法C砂轮切割 D.等离子切割3.下列哪一个不属于机械加工的内容（ D ）A.火焰矫正B.手工矫正C.机械矫正D.冷脆矫正4.钢结构拼装前的主要准备工作是：（ B ）A.检查剖口截面B.测量放线C.卡具、角钢的数量D.施工流向5.较厚的钢结构构件通常要开坡口，其目的不是：（ D ）A.提高焊接质量B.使根部能够焊透C.易于清楚熔渣D.减小焊接热影响范围6.下列哪一个不是钢结构工艺参数：（ C ）A.焊接电流B.焊接层数C.焊条类型D.电弧电压7.关于普通螺栓级别的说法正确的是（ A ）A.A级螺栓是精致螺栓B.C级螺栓是精致螺栓C.A、B级均为精致螺栓D.B级螺栓为半粗质螺栓8.下列哪一个不是高强螺栓的连接形式（ C ）A.承压连接B.张拉连接C.紧固连接D.摩擦连接9.高强螺栓与普通螺栓之间的主要区别是：（ A ）A.是否抗剪B.抗腐蚀性好C.耐火性好D.是否铆接10. 螺栓紧固时必须从中心开始施拧，同时还要求：（ B ）A.不对称施拧B.对称施拧C.先松后紧施拧D.强力一次施拧11.检查核对钢结构材料，在材料上划出切割、铣、刨、制孔等加工位置，打冲孔，标出零件编号等的操作是（ C ）。
A.放样B.制孔C.号料D.边缘加工12.钢结构焊缝缺陷通常分为六类，弧坑缩孔属于（A ）这一类缺陷。
A.孔穴B.固体夹渣C.未熔合、未焊透D.形状缺陷13.普通螺栓孔成孔的方法是（C ）。
A.气割扩孔B.气割成型C.钻孔成型D.气焊成型14.钢结构安装采用普通螺栓连接时，对于精制螺栓（A 、B 级螺栓），螺栓孔必须是( A ）。
A . 1 类孔B . II类孔 C.III类孔 D .IV类孔15.钢结构采用普通螺栓连接紧固时，紧固次序应（A ）。
钢结构第三章课后作业
l lw1 2hf 131mm 2 10mm 151mm , 取160mm。
两块被拼接钢板间留出10mm间隙，则拼接盖板的长度为：
L 2l 10mm=2 160mm+10mm=330mm 。
3.3
查表，Q235钢材，E43焊条，
N=320kN
N3 192 103 hf3 7.8mm ，端、背都取8mm。 w 0.7 2lw3 f ff 0.7 2 90 1.22 160
N1 N N3 320 192 128kN
N1 128 103 计算长度：lw1 = 71.4mm， 48mm lw1 360mm。 w 2he ff 2 0.7 8 160
翼缘与腹板连接处的折算应力：
My 260 106 230 2 = =123.05N / mm Ix 48600 104 VSx1 130 103 160 20 240 2 = =14.67N / mm I xt 48600 104 14
w 2 +3 2 123.052 +3 14.67 2 =125.65N / mm 2 1.1 f t2 203.5N/mm 2
两块被拼接钢板间留出10mm间隙，则拼接盖板的长度为：
L 2l 10mm=2 380mm+10mm=770mm 。
（2）采用三面围焊 已知正面角焊缝的长度
' lw 370mm ，两条正面角焊缝所能承受的力为：
' N ' =0.7hf lw f ffw 0.7 10 2 370 1.22 200 1263.9kN
200 55 50 100 100 100 50 40 F 14 55 55
（完整版）钢结构课后习题第三章
（完整版）钢结构课后习题第三章第三章部分习题参考答案3.8 已知A3F 钢板截⾯mm mm 20500?⽤对接直焊缝拼接，采⽤⼿⼯焊焊条E43型，⽤引弧板，按Ⅲ级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最⼤轴⼼拉⼒设计值。
解：焊缝质量等级为Ⅱ级，抗拉的强度设计值20.85182.75/w f f f N mm == 采⽤引弧板，故焊缝长度500w l b mm ==承受的最⼤轴⼼拉⼒设计值3500*20*182.75*101827.5N btf kN -===3.9 焊接⼯字形截⾯梁，在腹板上设⼀道拼接的对接焊缝(如图3-66)，拼接处作⽤荷载设计值：弯矩M=1122kN ·mm ，剪⼒V=374kN ，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半⾃动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
解：（1）焊缝截⾯的⼏何特性惯性矩3341(28102.827.2100)26820612x I cm =-= ⼀块翼缘板对x 轴的⾯积矩3128 1.4(507)2234.4X S cm =??+=半个截⾯对x 轴的⾯积矩31500.8253234.4X X S S cm =+??=（2）焊缝强度验算焊缝下端的剪应⼒33214374102234.41038.9/268206108x x w VS N mm I t τ===?? 焊缝下端的拉应62max4112210500209/0.852********x M h N mm f I σ??=?==>? 所以，该焊缝不满⾜强度要求（建议将焊缝等级质量提为⼆级）则 max σ2209/N mm =<215f =2/N mm下端点处的折算应2222max 3219.6/ 1.1236.5/N mm f N mm στ+=<=且焊缝中点处剪应⼒33224374103234.41056.3/125/268206108w x v x w VS N mm f N mm I t τ===<=??3.10 试设计如图3-67所⽰双⾓钢和节点板间的⾓焊缝连接。
钢结构第三章-习题答案
3.3 影响焊接残余应力的因素主要有哪些？减少焊接应力和变形的措施有哪些？答：在焊接过程中，由于不均匀的加热，在焊接区域产生了热塑性压缩变形，当冷却时焊接区要在纵向和横向收缩，势必导致构件产生局部鼓曲、弯曲、歪和扭转等。
焊接残余变形包括纵、横向的收缩，弯曲变形，角变形和扭曲变形等。
为了减少焊接残余应力和变形可以采取以下措施：1）合理的焊缝设计，包括合理的选择焊缝尺寸和形式；尽可能的减少不必要的焊缝、合理的安排焊缝的位置、尽量避免焊缝的过分集中和交叉；尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。
2）合理的工艺措施，包括采用合理的焊接顺序和方向；采用反变形法减少焊接变形或焊接应力；锤击或碾压焊缝；对于小尺寸焊接构件可进行提前预热，然后慢慢冷却以消除焊接应力和焊接变形。
3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。
轴心拉力N=1500 kN，钢材Q345A，焊条E50型，手工焊，焊缝质量Ⅲ级。
解：直缝连接其计算长度：l w=500-2×10=480mm焊缝的正应力为：σ=Nl w t =1500×1000480×10=312.5N/mm2＞f t w=265N/mm2不满足要求，改用斜对接焊缝，取截割斜度为1.5：1，即56°焊缝长度l=500sin56°=603mm计算长度l w=603−2×10=583mm 故此时焊缝的正应力为：σ=Nsin θl w t=1500×1000×sin56°583×10=213N mm2⁄＜f t w=265N mm2⁄剪应力为：τ=Ncos θl w t=1500×1000×cos56°583×10=144N mm2⁄＜f v w=180N mm2⁄满足要求。
故设计斜焊缝，如图所示。
3.10 有一支托角钢，两边用角焊缝与柱相连，如图所示，钢材为Q345A，焊条为E50型，手工焊，已知柱翼缘厚20mm，外力N=400kN。
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3章作业参考答案
(2) 当采用二面侧焊时
N1a1N0.6 710 0607K0N N2a2N0.3 310 0303K0N
lw12hN ef1fw26 0.77 8 1 03 1 06037m4m 8hf660h4fm4m 且 8m 04m 0(m满m (满 足 ) 足 )
《钢结构》(第三版)戴国欣 主编
钢结构第3章作业参考答案
3.1 试设计双角钢与节点板的角焊接连接。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。
解： hf max1.21012mm
hf min1.5 125.2mm 假定hf 8mm
按剪力由腹板承担，弯矩由腹板和翼缘共同承担考虑
V 9 8 1304.7 3M 5 p 1a 6 M 0pa
helw 25.6200
翼缘上边的拉应力：
M 1.7 1 1 660
f上 x 上 I1
8 11 4 0 6 1 .5 7 2 4.8 3 M 5 1 pM 6 a0pa
腹板下口的压应力：
(1) 采用三面围焊时，
N32helw3 f ffw
20.781251.2216027.33KN
N 1 a 1 N N 3 0 .6 1 70 2 0.3 7 0 5 3.3K 5 3N
2
2
lw125 03.7 .3 385 11306029m8m 8hf660h4fm4m 且 8m 04m 0(m满m (满 足 ) 足 )
即，最大设计荷载 F=236.53KN
3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝、、。 钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。
第三章钢结构连接习题及答案
第三章 钢结构的连接习题参考答案1． 已知A3F 钢板截面mm mm 20500⨯用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条E43型，用引弧板，按Ⅲ级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。
解：查附表1.2得：2518mm N f w t =则钢板的最大承载力为：KNf bt N w t w 185010185205003=⨯⨯⨯==-2．焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩mm KN M ⋅=1122，剪力KN V 374=，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半自动焊，Ⅲ级检验标准，试验算该焊缝的强度。
解：查附表1.2得：2518mm N f w t =，2512mm N f w v =。
截面的几何特性计算如下：惯性矩：44233102682065071428014280121210008121mm I x ⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=翼缘面积矩：41198744050714280mm S x =⨯⨯=则翼缘顶最大正应力为：2243185215021026820610281011222mm N f mm N .h I M w tx =<=⨯⨯⨯⨯=⋅=σ 满足要求。
腹板高度中部最大剪应力：2243125075281026820625008500198744010374mm N f mm N .t I VS w vw x x =<=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯==τ满足要求。
上翼缘和腹板交接处的正应力：2120805075002150507500mm N ..=⨯=⨯σ=σ上翼缘和腹板交接处的剪应力：243116434810268206198744010374mmN .t I VS w x x =⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：2222212152031100606434320803mm N .f .mm N ...w t =<=⨯+=τ+σ 满足要求。
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第三章3.9图为一两端铰接的焊接工字形等截面钢梁，钢材为Q235。
梁上作用有两个集中荷载P =300 kN （设计值），集中力沿梁跨度方向的支承长度为100mm 。
试对此梁进行强度验算并指明计算位置。
解：首先计算梁的截面模量，计算出梁在荷载作用下的弯矩和剪力，然后按照规定的计算公式，分别验算梁的抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力强度等。
（1）计算截面模量324x 188002280104041255342933mm 12I =⨯⨯+⨯⨯⨯= 334y 11210280800836620800mm 1212I =⨯⨯⨯+⨯⨯=3x1280104041131200mm S =⨯⨯= 3x2400113120040081771200mm 2S =+⨯⨯=（2）验算截面强度 梁上剪力和弯矩图分布如图所示，由此确定危险点。
①弯曲正应力B 、C 两点间梁段弯矩最大 ()128010213.51310b t-==>，不考虑截面发展塑性6x maxx nx 60010410196MPa 215MPa 11255342933M f W σγ⨯⨯===<=⨯ ②剪应力A 、B 两点间梁段和C 、D 两点间的梁段上的剪力最大3x2maxv x w 30010177120052.9MPa 125MPa 12553429338VS f I t τ⨯⨯===<=⨯ ③局部承压在集中力作用B 、C 两点处没有加劲肋，应验算局部承压应力。
x y R 52100510150mm l a h h =++=+⨯=3c z w 130010250MPa>215MPa 1508Ff l t ψσ⨯⨯====⨯④折算应力 B 左截面、C 右截面处同时存在较大的弯矩、剪力和局部压应力，应计算腹板与翼缘交界处的折算应力。
钢结构各章习题
第三章习题1．焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩mm KN M ⋅=1122，剪力KN V 374=，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半自动焊，Ⅲ级检验标准，试验算该焊缝的强度。
2 试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。
钢材Q235B ，焊条E43型，手工焊，轴心拉力设计值KN N 500=(静力荷载)。
①采用侧焊缝；②采用三面围焊。
3． 如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值KN N 1000=。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。
4． 试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。
已知KN N 390=(设计值)，与焊缝之间的夹角︒=θ60，钢材为A3，手工焊、焊条E43型。
5． 试设计如图所示牛腿与柱的连接角焊缝①，②，③。
钢材为Q235B ，焊条E43型，手工焊。
6． 试求如图所示连接的最大设计荷载。
钢材为Q235B ，焊条E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸mmh f 8=，cm e 301=。
7． 如图所示两块钢板截面为40018⨯，钢材A3F ，承受轴心力设计值KN N 1180=，采用M22普通螺栓拼接,I 类螺孔，试设计此连接。
8． 如图所示的普通螺栓连接，材料为Q235钢，采用螺栓直径20mm ，承受的荷载设计值KN V 240=。
试按下列条件验算此连接是否安全：1)假定支托不承受剪力；2)假定支托承受剪力。
9、验算图示采用10.9级 M20摩擦型高强度螺栓连接的承载力。
已知，构件接触面喷砂处理，钢材Q235-BF，构件接触面抗滑移系数μ＝0.45，一个螺栓的预拉力设计值P＝155 kN。
第四章轴心受力构件1：一块－400×20的钢板用两块拼接板－400×12进行拼接。
螺栓孔径22mm，排列如图。
钢板轴心受拉，N＝1350KN（设计值）。
钢材为Q235钢，请问：(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) 拼接板的强度是否需要验算？2：一实腹式轴心受压柱，承受轴压力3500kN（设计值），计算长度l0x=10m，l=5m，截面为焊接组合工字型，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为Q235，0y容许长细比。
钢结构设计原理复习题-答案
钢结构设计原理复习题第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、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3、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4、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 q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。
三、简答题1、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？答：两种极限状态指的是承载能力极限状态和正常使用极限状态。
承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或是出现不适于继续承载的变形，包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形等。
正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，包括出现影响正常使用或影响外观的变形，出现影响正常使用或耐久性能的局部损坏以及影响正常使用的振动等。
第2章钢结构材料一、选择题1、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是（A）。
2、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3、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4、结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用（D ）表示。
(完整word版)钢结构基础第三章课后习题答案
第三章3。
7一两端铰接的热轧型钢I20a 轴心受压柱，截面如图所示,杆长为6米,设计荷载N=450KN ，钢材为Q235钢，试验算该柱的强度是否满足？解：查的I20a 净截面面积A 为35502m m ，所以构件的净截面面积232495.217235505.21*23550mm d A n =⨯⨯-=-=22/215/5.1383249450000mm N f mm N A N n =<===σ 所以该柱强度满足要求。
3。
8 一简支梁跨长为5.5米，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值10.2KN/m(不包括梁自重)，活荷载标准值25KN/m ，假定梁的受压翼缘有可靠的侧向支撑,钢材为Q235，梁的容许挠度为l/250,试选择最经济的工字型及H 型钢梁截面,并进行比较。
解：如上图示，为钢梁的受力图荷载设计值m KN q /24.47254.12.102.1=⨯+⨯= 跨中最大弯矩KNm ql M 63.1785.524.47818122=⨯⨯==f w M x x ≤=γσmax 所以3561091.7)21505.1/(1063.178mm fM w x x ⨯=⨯⨯=≥γ 查型钢表选择I36a ，质量为59.9kg/m,Wx 为8750003m m ，所以钢梁自重引起的恒载标注值m KN /58702.010008.99.59=÷⨯=，可见对强度影响很小，验算挠度即可:荷载标准值m KN q k /79.35252.1058702.0=++=挠度mm EI l q x k 13.1310576.11006.2384105.579.3553845851244=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ω<[l/250］=22mm I36a 满足挠度要求。
查型钢表选择HN400x200x8x13,质量为66kg/m ，Wx 为11900003m m钢梁自重引起的恒载标注值m KN /6468.010008.966=÷⨯=,可见对强度影响很小,验算挠度即可：荷载标准值m KN q k /85.35252.106468.0=++=挠度mm EI l q x k 7.810237001006.2384105.585.3553845451244=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ω<［l/250]=22mmHN400x200x8x13满足挠度要求。
钢结构第三章课后答案
《钢结构设计原理》作业答案 3. 连接3.8 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 1.3： f t w 265N/mm2 ， f vw 180N/mm2 不采用引弧板： l w b 2t 500 2 10 480mmN 1500 103 312.5N/mm2 f t w 265N/mm2 ，不可。
lw t 480 10改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度： (b / sin ) 2t (500/ sin 56) 20 (500/ 0.829) 20 583mm lwN sin 1500 103 0.829 213N/mm2 f t w 265N/mm2 t lw 583 10N cos 1500 103 0.559 144N/mm2 fvw 180N/mm2 t lw 583 10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。
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。
10500NN查附表 1.3： f fw 200N/mm2 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 500 10 5.4mm ，取 t2=6mm。
2b 2 460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。
钢结构第3章作业参考答案
2138 . 39 cm
4
I p I x I y 22321 . 69 cm
4
Tx
T 250 IP
，
F
Ty
T 163 IP
F 5096
Vy
F
h e lw
910 0 . 7 8
Ty Vy f
2
Tx
xi
2
y i 8 6 4 ( 6 . 5 19 . 5 ) 1978 cm
lw 2
193 . 35 10
32 0 . 7 Fra bibliotek 8 160
＝108 mm
60 h f 480 mm ( 满 足 ) 8 h f 64 mm 且 40 mm ( 满 足 )
l1 298 8 308 mm ； l 2 108 8 116 mm 取肢背 l1 310 mm ， 肢尖 l 2 120 mm
w 解： 查表得 f t 185 Mpa ， w
fv
125 Mpa
注意：此题中腹板仍受弯剪。
I 2 28 1 . 4 50 . 7
2
0 . 8 100 12
3
268193 . 1cm
4
(1)焊缝最大正应力在腹板和翼缘交界处
max
M I
h 2
1122 10
374 10
3
焊缝最大剪应力满足要
求
(3)腹板和翼缘交界处
'
(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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第三章钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
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。
解：（1）三面围焊确定焊脚尺寸：，，内力分配：焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为，取310mm。
，则实际焊缝长度为，取120mm。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取，内力分配：，焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为:，取390mm。
，则实际焊缝长度为:，取260mm。
3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。
钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸，。
焊脚尺寸：焊缝截面的形心：则（1）内力分析：V=F，（2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算T引起的应力：V引起的应力：（4）3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。
钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。
（1）内力分析：V=F=98KN，（2）焊缝截面参数计算：取焊缝截面的形心：（3）应力计算M引起的应力：V引起的应力：（4）3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。
（1）内力分析：V=F，（2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算M引起的应力：V引起的应力：（4）3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
（1）内力分析：V=374KN，（2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算腹板和翼缘交接处：折算应力：不满足3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接，F=100KN(设计值)，。
（1）内力分析：V=100KN，，（2）参数计算：单个螺栓抗剪承载力（M22），（3）内力计算T引起的应力：V引起的应力：（4）3.7 试设计如图3.84所示：构件钢材为Q235B，螺栓为粗制螺栓。
①角钢与连接板的螺栓连接；②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
，。
①角钢与连接板的螺栓连接；单个螺栓抗剪承载力（M20）螺栓个数个，取5个螺栓，按规范规定间距排列（图省略）。
②竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
内力分析，由支托承担。
单个螺栓抗拉承载力（M20，）螺栓个数个，取6个螺栓，排2排，按规范规定间距排列（图省略）。
③竖向连接板与柱的翼缘板的螺栓连接。
，。
，，由支托承担。
3.8 按摩擦型连接高强度螺栓设计习题3.7中所要求的连接（取消承托板），且分别考虑：①；②，。
螺栓强度级别及接触面处理方式自选。
Q235钢，喷砂处理，M20，8.8级，P=125KN，µ=0.45，①，一个螺栓承担的拉力②，，，一个螺栓的最大拉力第四章轴心受力构件4.1 验算由2∟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∟的面积A=6.14cm2，，，N=270KN，强度不满足，所需净截面面积为，所需截面积为，选，面积A=7.29cm2（2）长细比4.2 一块-的钢板用两块拼接板-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：，N=1350KN，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。
，N=1350KN，但不超过5%，强度满足。
对应图（d）的验算：，，强度满足。
（3）拼接板的强度够否？因为拼接板厚度，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：，，强度满足。
（2）全截面验算，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∟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∟的面积A=13.94cm2，，，但不超过5%，强度满足。
（2）刚度验算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=26.1cm2，，，a类截面，查表得，b类截面，查表得。
（2）改用Q345钢时，设计承载力是否显著提高？，a类截面，按查表得，b类截面，按查表得，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，所以整体稳定不满足。
在侧向加一支撑，重新计算。
，b类截面，查表得，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（b类）则，，选，其面积，，（2）验算，b类截面，查表得，b类截面，查表得，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，，（2）整体稳定验算，b类截面，查表得，b类截面，查表得，整体稳定满足。
（3）局部稳定验算，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：，（2）整体稳定验算，b类截面，查表得，b类截面，查表得，整体稳定满足。
（3）局部稳定验算，局部稳定满足。
计算（b）图截面（1）计算参数：，（2）整体稳定验算，b类截面，查表得，b类截面，查表得，整体稳定不满足。
（3）局部稳定验算，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（b类）则，选2［32a，，其面积，（2）验算实轴的整体稳定，b类截面，查表得，绕实轴的整体稳定满足。
（3）确定柱宽设，取b=330mm，如下图所示。
（4）验算虚轴的整体稳定，，截面对虚轴的参数：130，，，绕虚轴的整体稳定满足。
（5）缀板的设计选用缀板尺寸为-，则，取，分支线刚度缀板线刚度则横向剪力取焊脚尺寸，采用绕角焊，则焊缝计算长度为验算焊缝：，第五章5.1 一平台的梁格布置如图5.53所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。
设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为2.0。
试选择次梁截面，钢材为Q345钢。
解：1、普通工字形钢3、验算：1）强度2）挠度重选I50a3）整稳：不必计算。
4）局稳：因为是型钢，不必验算。
5.3解：图5.54（a）所示的简支梁，其截面为不对称工字形[图5.54（b）]，材料为Q235B钢；梁的中点和梁端均有侧向支承；在集中荷载（未包括梁自重）F=160(设计值)的作用下，梁能否保证其整体稳定性？5.4解：设计习题5.1的中间主梁（焊接组合梁），包括选择截面、计算翼缘焊缝、确定腹板加劲肋的间距。
钢材为Q345钢，E50型焊条（手工焊）。
解：（1）试选截面：（2）强度验算：（3）整稳验算：（4）刚度验算：（5）翼缘和腹板的连接焊缝计算：（6）主梁加劲肋设计Ⅲ区格：Ⅰ区格：Ⅱ区格：Ⅲ区格：横向加劲助尺寸：中部支承加劲助：第六章6.1 有一两端铰接长度为4m的偏心受压柱子，用Q235钢的HN400×200×8×13做成，压力的设计值为490kN，两端偏心距均为20cm。
试验算其承载力。
解：查型钢表得：A=83.37cm2，Ix＝22775cm4，ix＝16.53cm，iy＝4.56cm，Wx=1139cm3。
M= 490×0.2=98kN.m强度验算：平面内整体稳定验算：βmx= 1N Ex/=π2E I x/(1.1×l0x2)=3.142×2.06×105×22775×104/(1.1×40002)=26283KNλx= l0x/i x=4000/165.3=24.2，属于a类截面，查表，得φx=0.974N/(φx A)+βmx M x/[γ1x W1x(1-0.8N/N Ex/)]=490×103/(0.974×8337)+1.0×98×106/[1.05×1139×103×(1-0.8×490 / 26283 )]=60.3+83.2=143.5 N/mm2<f=215 N/mm2平面外整体稳定验算：λy= l0y/i y=4000/45.6=87.7，属于b类截面查表，得φy=0.637φb=1.07-λy2/44000=1.07-87.72/44000=0.895<1.0βtx=1.0N/(φy A)+βtx M x/ (φb W1x)=490×103/(0.637×8337)+1.0×98×106/（0.895×1139×103）=92.3+96.1=188.4 N/mm2< f=215 N/mm2该构件强度、平面内整体稳定、平面外的整体稳定均满足要求。
6．2 如图所示悬臂柱，承受偏心距为25cm的设计压力1600kN，弯距作用平面外有支撑体系对柱上端形成支点，要求选定热轧H型钢或焊接工字形截面，材料为Q235钢（注：当选用焊接工字形截面时，可试用翼缘2－400×20，焰切边，腹板－460×12）。
解：选用选用焊接工字形截面时，可试用翼缘2－400×20，焰切边，腹板－460×12平面内计算长度l0x＝14000mm，平面外计算长度l0y＝7000mm承受均匀弯距M=1600×0.25=400kN.m计算截面特性：A=400×20×2+460×12=21520mm2Wx＝Ix/(h/2)=1.019×109/(500/2)=4.076×106mm3i x=( I x/A)1/2=(1.019×109/21520) 1/2=217.6mmi y=( I y/A)1/2=(2.134×108/21520) 1/2=99.6mmλx=l ox/ i x=14000/217.6=64.3<[λ]=150λy=l oy/ i y=7000/99.6=70.3<[λ]=150 刚度满足要求强度验算：平面内整体稳定验算：βmx= 1N Ex/=π2E I x/(1.1×l0x2)=3.142×2.06×105×1.019×109/(1.1×140002)=9599KNλx= l0x/i x=14000/217.6=64.3<[λ]=150属于b类截面，查表，得φx=0.784N/(φx A)+βmx M x/[γ1x W1x(1-0.8N/N Ex/)]=1600×103/(0.784×21520)+1.0×400×106/[1.05×4.076×106×(1-0.8×1600 / 9599)]=94.8+107.8=202.6 N/mm2<f=215 N/mm2平面外整体稳定验算：λy= l0y/i y=7000/99.6=70.3<[λ]=150属于b类截面查表，得φy=0.749φb=1.07-λy2/44000=1.07-70.32/44000=0.958<1.0βtx=1.0N/(φy A)+βtx M x/ (φb W1x)。