最新4钢结构基础第二版课后习题答案
钢结构第二版课后习题答案
钢结构第二版课后习题答案钢结构第二版课后习题答案钢结构是一门重要的工程学科，它涉及到建筑、桥梁、车辆等领域的设计和施工。
在学习钢结构的过程中，课后习题是非常重要的一部分，它可以帮助学生巩固所学知识，提高解决问题的能力。
本文将为大家提供钢结构第二版课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
第一章：钢结构基础知识1. 钢结构的优点有哪些？答：钢结构具有重量轻、强度高、施工周期短、可重复利用等优点。
2. 钢结构的分类有哪些？答：钢结构可以分为工业建筑钢结构、桥梁钢结构和特殊用途钢结构等。
3. 钢结构设计的基本原则是什么？答：钢结构设计的基本原则是满足强度、刚度和稳定性的要求。
第二章：钢结构的材料性能1. 钢材的强度是指什么？答：钢材的强度是指其抵抗外力破坏的能力。
2. 钢材的塑性是指什么？答：钢材的塑性是指其在受力作用下可以发生塑性变形而不断延展。
3. 钢材的屈服点是什么意思？答：钢材的屈服点是指在拉伸过程中，材料开始发生塑性变形的点。
第三章：钢结构的连接方式1. 钢结构的连接方式有哪些？答：钢结构的连接方式包括焊接连接、螺栓连接和铆接连接等。
2. 焊接连接的优点是什么？答：焊接连接具有连接强度高、结构刚度大、施工简便等优点。
3. 螺栓连接的优点是什么？答：螺栓连接具有拆卸方便、可重复利用、施工速度快等优点。
第四章：钢结构的设计原则1. 钢结构的设计原则是什么？答：钢结构的设计原则是满足强度、刚度和稳定性的要求，并考虑施工的可行性和经济性。
2. 钢结构的荷载有哪些？答：钢结构的荷载包括自重、活载、风荷载、地震荷载等。
3. 钢结构的稳定性是指什么？答：钢结构的稳定性是指在受力作用下，结构不发生失稳现象。
第五章：钢结构的施工工艺1. 钢结构的施工工艺包括哪些环节？答：钢结构的施工工艺包括制作、运输、安装和验收等环节。
2. 钢结构的制作工艺有哪些？答：钢结构的制作工艺包括切割、焊接、钻孔和组装等。
3. 钢结构的安装工艺有哪些？答：钢结构的安装工艺包括起吊、定位、连接和调整等。
钢结构基础(第二版)课后习题【完整版本】
危险螺栓验算
满足强度要求！ （2）牛腿处螺栓计算 单个螺栓抗剪承载力
危险螺栓所受荷载
满足强度要求！
解：⑴先确定焊脚尺寸 计算焊缝群形心 计算焊缝有效截面性质
计算危险点焊缝应力 满足强度要求!
②按焊缝构造要求， 计算焊缝群截面性质
满足强度要求!
③方案1与方案2的焊条用量： 方案2所耗焊条较方案1的少19.6%。
7.13 如图所示螺栓双盖板连接，构件钢材为Q235钢， 承受轴心拉力，螺栓为8.8级高强度摩擦型螺栓连接，接 触面喷砂处理螺栓直径20mm，孔径21.5mm。试验算此 连接最大承载力。 解：单个螺栓承载力 螺栓群承载力截面特性
面内稳定验算
面内稳定满足要求！ 面外稳定验算
面外稳定满足要求！
解：（A）根据GB50017对不完整框架的压杆计算长度系 数修正考虑，两边梁的线刚度应为
则梁柱线刚度的比值为（两柱相同） 根据表5-2的近似公式
解：（B）根据GB50017对不完整框架的压杆计算长度系 数修正考虑，两边梁的线刚度应为
采用近似计算 验算梁整体稳定性 满足稳定性要求！
若无跨中侧向支撑 计算稳定系数
计算所能承受的荷载
第三次作业
解: 计算构件截面几何特性
计算虚轴折算长细比 虚、实轴对应的截面均为b类，则 压杆整体稳定验算 满足整体稳定要求！
解（1）验算平面内稳定
面内稳定满足要求！
（2）分析面外稳定强于面内稳定 可考虑不计算面外稳定性 跨中受压翼缘有侧向支撑点时，所需
构件承载力
此连接承载力
解：（1）支托受力，螺栓抗拉验算 单个螺栓承载力
危险螺栓抗拉验算
满足强度要求！
（2）支托不受力，螺栓抗拉抗剪验算 单个螺栓抗剪承载力 危险螺栓所受剪力 螺栓抗剪拉验算
钢结构基础(第二版)课后习题第四章答案
4.10验算图示焊接工字形截面轴心受压构件的稳定性。
钢材为Q235钢，翼缘为火焰切割边，沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。
已知构件承受的轴心压力为N=1500kN 。
解：由支承条件可知0x 12m l =，0y 4ml =23364x 1150012850025012225012476.610mm12122I +⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭ 3364y 5001821225031.310mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯=⨯2225012*********mm A =⨯⨯+⨯=x 21.8cm i ===，y 5.6cmi ===0x x x 12005521.8l i λ===，0y y y 40071.45.6l i λ===，翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b 类截面，故按y λ查表得=0.747ϕ整体稳定验算：3150010200.8MPa 215MPa0.74710000N f A ϕ⨯==<=⨯，稳定性满足要求。
4.13图示一轴心受压缀条柱，两端铰接，柱高为7m 。
承受轴心力设计荷载值N=1300kN ，钢材为Q235。
已知截面采用2[28a ，单个槽钢的几何性质：A=40cm2，iy=10.9cm ，ix1=2.33cm ，Ix1=218cm4，y0=2.1cm ，缀条采用∟45×5，每个角钢的截面积：A1=4.29cm2。
试验算该柱的整体稳定性是否满足？解：柱为两端铰接，因此柱绕x 、y 轴的计算长度为：0x 0y 7ml l ==224x x10262221840 2.19940.8cm 22b I I A y ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+-=⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦x 11.1cm i === 0x xx 70063.111.1l i λ=== 0y y y 70064.210.9l i λ===0x 65.1λ===格构柱截面对两轴均为b 类截面，按长细比较大者验算整体稳定既可。
《钢结构原理与设计第二版》 4-8章课后答案
4.1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4.2解：k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-= tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4.4解： 1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1m in 1m ax 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mmt h mm t h f f 7~62~182~174.4105.15.1m in 2m ax 2 为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=b e 7.02=be对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0.85。
4钢结构基础第二版课后习题答案12页word文档
《钢结构基础》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 按经验公式可得梁的经济高度为由净截面抵抗矩、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 m 875000W >=，截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
钢结构基本原理(第二版)习题参考解答第七章
7.1 一压弯构件长15m ，两端在截面两主轴方向均为铰接，承受轴心压力1000N kN =，中央截面有集中力150F kN =。
构件三分点处有两个平面外支承点（图7-21）。
钢材强度设计值为2310/N mm 。
按所给荷载，试设计截面尺寸（按工字形截面考虑）。
解：选定截面如下图示：图1 工字形截面尺寸下面进行截面验算：（1）截面特性计算()23002026502021420540A mm =⨯⨯+-⨯⨯=339411300650286610 1.45101212x I mm =⨯⨯-⨯⨯=⨯ 63/325 4.4810x x W I mm ==⨯337411220300610149.01101212y I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯ 53/150 6.0110y y W I mm ==⨯266.2x i mm ==66.2y i m m = （2）截面强度验算36226100010562.510172.3/310/20540 4.4810x M N N mm f N mm A W σ⨯⨯=+=+=<=⨯ 满足。
（3）弯矩作用平面内稳定验算 长细比1500056.3266.2x λ== 按b 类构件查附表4-4，56.368.2，查得0.761x ϕ=。
2257222.061020540' 1.20101.1 1.156.3EX x EA N N ππλ⨯⨯⨯===⨯⋅⨯ 弯矩作用平面内无端弯矩但有一个跨中集中荷载作用：371000101.00.2 1.00.20.981.2010 1.1mx EX N N β⨯=-⨯=-⨯=⨯⨯， 取截面塑性发展系数 1.05x γ= 363611000100.98562.5100.7612054010001010.8 1.05 4.481010.8' 1.2010mx x x x x EX M N A N W N βϕγ⨯⨯⨯+=+⨯⎛⎫⎛⎫⨯-⨯⨯⨯-⨯ ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 22189.54/310/N mm f N mm =<= ，满足。
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 σ − ε 关系式。
σ σ
fy
fy tgα=E tgα'=E'
α'
0
α ε
0
α ε
图 2-34 σ − ε 图 （a）理想弹性－塑性 （b）理想弹性强化
σ 2 = −80 N / mm2 ，B 点的正应力 σ1 = −20 N / mm2 ， σ 2 = −120 N / mm2 ，求梁 A 点与 B 点
的应力比和应力幅是多少？ 解： （1）A 点： 应力比：ρ = （2）B 点： 应力比：ρ =
σ2 80 =− = −0.667 σ1 120
应力幅：△σ = σ max − σ min = 120 + 80 = 200 N / mm 2
第 95 页-4.4：
解：截面参数
A = 300 × 12 × 2 + 8 × 376 = 10208 mm 2
I xn =
1 1 × 300 × 400 3 − × (300 − 8) × 376 3 = 3.065 × 10 8 mm 4 12 12
第 5 页 共 45 页
《钢结构基本原理》 （第二版）练习参考解答：第二、五 × 502622.2 − = − = 0 ⇒ M = 502622.2 N ⋅ m ⇒ q = = 62827.8 N m 17280 5790208 A W 82
故： 当 q ≤ 62827.8 N m (0.628kN/cm)时，不考虑稳定问题 当 q > 62827 .8 N m 时，应考虑稳定问题
《钢结构原理与设计第二版》 4-8章课后答案
4.1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4.2解：k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-= tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4.4解： 1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1m in 1m ax 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mmt h mm t h f f 7~62~182~174.4105.15.1m in 2m ax 2 为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=b e 7.02=be对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0.85。
(完整版)钢结构基本原理同济第二版沈祖炎重点习题课后答案
习题1：某管道支架分别采用图1-1、图1-2两种结构布置方案，在柱顶承受轴心压力P 作用。
这两种方案中，l =3000mm ，柱两段铰接，钢材为Q235，截面无孔眼削弱，柱截面采用焊接工字形截面，翼缘为剪切边，翼缘-250×14，腹板-250×10。
试计算这两种方案中，根据整体稳定性确定的柱子所能承受的最大轴心压力P 各是多少？分析比较这两种方案的优劣？图1-1图1-2解：1) 图1-1所示结构布置方案；mm l x 60000=mml y 30000=mmA 950010250214250=⨯+⨯⨯=()433135103167250240278250121mm I x =⨯-⨯⨯=()4333647916725010214250121mm I y =⨯+⨯⨯⨯=；mm A I i x x 3.1199500135103167===mmAI i y y 0.62950036479167===；3.503.11960000===x x x i l λ4.480.6230000===y y y i l λ此截面对x 轴为b 类，对y 轴为c 类，查表得(附表4-4)；(附表4-5)855.0=x ϕ785.0=y ϕ应根据确定柱子整体稳定的承载力y ϕkNAf P d y 16032159500785.0max =⨯⨯==ϕ2) 图1-2所示结构布置方案；mm l x 60000=mml y 30000=；；mm A 9500=mm i x 0.62=mmi y 3.119=；8.960.6260000===x x x i l λ1.253.11930000===y y y i l λ此截面对x 轴为c 类，对y 轴为b 类，查表得(附表4-5)；(附表4-4)478.0=x ϕ953.0=y ϕ应根据确定柱子整体稳定的承载力x ϕkNAf P d x 9762159500478.0max =⨯⨯==ϕ3) 分析比较两种结构布置方案所使用的材料完全相同，但是图1-1所示方案（为下文表述的方便，以后简称方案A ）的承载力为1603kN ，而图1-2所示方案（为下文表述的方便，以后简称方案B ）的承载力仅为976kN 。
钢结构第二版课后习题答案
钢结构第二版课后习题答案【篇一：钢结构基础(第二版)课后习题第四章答案】q235钢，翼缘为火焰切割边，沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。
已知构件承受的轴心压力为n=1500kn。
l?4m解：由支承条件可知l0x?12m，0y11?500?12?64ix??8?5003??250?123?2?250?12476.6?10 mm12122?? 50031iy??8?2??12?2503?31.3?106mm412122a?2?250?12?500?8?10000mmix??21.8cmiy5.6cm，l0y400l0x120071.4?x?55?y?i5.6ix21.8y，，2翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b类截面，故按y查表得?=0.747n1500?103200.8mpa?f?215mpa整体稳定验算：?a0.747?10000，稳定性满足要求。
4.13图示一轴心受压缀条柱，两端铰接，柱高为7m。
承受轴心力设计荷载值n=1300kn，钢材为q235。
已知截面采用2[28a，单个槽钢的几何性质：a=40cm2，iy=10.9cm，ix1=2.33cm，解：柱为两端铰接，因此柱绕x、y轴的计算长度为：l0x?l0y?7m22b26??ix?2?ix1?a??y02?218?40??2.19940.8cm422l0y700l0x70064.263.1ix???11.1cmyxiy10.9ix11.10x格构柱截面对两轴均为b类截面，按长细比较大者验算整体稳定既可。
由?0x?65.1，b类截面，查附表得??0.779，65.1n1300?103208.6mpa?f?215mpa2整体稳定验算：?a0.779?2?40?10 所以该轴心受压的格构柱整体稳定性满足要求。
4.17焊接简支工字形梁如图所示，跨度为12m，跨中6m处梁上翼缘有简支侧向支撑，材料为q345钢。
集中荷载设计值为p=330kn，间接动力荷载，验算该梁的整体稳定是否满足要求。
《钢结构原理与设计第二版》__4-8章课后答案
4.1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4.2解：k k k Q K Q G K G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-=tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4.4解： 1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1min 1max 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 7~62~182~174.4105.15.1min 2max 2 为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N Q K Q G K G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=be 7.02=b e对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0.85。
最新4钢结构基础第二版课后习题答案汇总
4钢结构基础第二版课后习题答案《钢结构基础》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 3n g <≈+⨯=+=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 m 875000W >=，截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
钢结构基础(第二版)课后习题答案
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）129.91kNql/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 maxnx 791274mm2151.051063.178fM 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 791274mm875000W >=，截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
同济大学版钢结构基本原理（第二版）习题参考解答
5.1 影响轴心受压稳定极限承载力的初始缺陷有哪些?在钢结构设计中应如何考虑?5.2 某车间工作平台柱高2.6m,轴心受压,两端铰接.材料用I16,Q235钢,钢材的强度设计值2215/d f N mm =.求轴心受压稳定系数ϕ及其稳定临界荷载. 如改用Q345钢2310/d f N mm =,则各为多少? 解答:查P335附表3-6,知I16截面特性,26.57, 1.89,26.11x y i cm i cm A cm === 柱子两端较接,1.0x y μμ==故柱子长细比为 1.0260039.665.7x x xli μλ⨯=== ,2600 1.0137.618.9y y y l i μλ⨯=== 因为x y λλ<,故对于Q235钢相对长细比为137.61.48λπ==钢柱轧制, /0.8b h ≤.对y 轴查P106表5-4(a)知为不b 类截面。
故由式5-34b 得()223212ϕααλλλ⎡=++⎢⎣()2210.9650.300 1.48 1.482 1.48⎡=+⨯+⎢⎣⨯ 0.354=(或计算137.6λ=,再由附表4-4查得0.354ϕ=)故得到稳定临界荷载为20.35426.1110215198.7crd d N Af kN ϕ==⨯⨯⨯= 当改用Q365钢时,同理可求得 1.792λ=。
由式5-34b 计算得0.257ϕ=(或由166.7λ=,查表得0.257ϕ=)故稳定临界荷载为20.25726.1110310208.0crd d N Af kN ϕ==⨯⨯⨯=5.3 图5-25所示为一轴心受压构件,两端铰接,截面形式为十字形.设在弹塑性范围内/E G 值保持常数,问在什么条件下,扭转屈曲临界力低于弯曲屈曲临界力,钢材为Q235.5.4 截面由钢板组成的轴心受压构件,其局部稳定计算公式是按什么准则进行推导得出的.5.5 两端铰接的轴心受压柱,高10m,截面为三块钢板焊接而成,翼缘为剪切边,材料为Q235,强度设计值2205/d f N mm =,承受轴心压力设计值3000kN (包括自重).如采用图5-26所示的两种截面,计算两种情况下柱是否安全.图5-26 题5.5解答:截面特性计算: 对a)截面:32394112(5002020500260)8500 1.436101212x I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯ 3384112205005008 4.167101212y I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯ 2250020500824000A mm =⨯⨯+⨯=244.6x i mm ==131.8y i mm ==对b)截面:32384112(4002540025212.5)104009.575101212x I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯ 33841122540040010 2.667101212y I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯ 24002524001024000A mm =⨯⨯+⨯=199.7x i mm ==105.4y i mm==整体稳定系数的计算:钢柱两端铰接,计算长度10000ox oy l l mm == 对a)截面: 1000040.88244.6ox x x l i λ=== 1000075.87131.8ox y y l i λ=== 对b)截面: 1000050.08199.7kx x x l i λ=== 1000094.88105.4ox y y l i λ=== 根据题意,查P106表5-4(a),知钢柱对x 轴为b 类截面,对y 轴为c 类截面.对a)截面:对x 轴:40.880.440x λπ===()223212x x x x ϕααλλλ⎡=++⎢⎣()2210.9650.30.440.4420.44⎡=⨯+⨯+⎢⨯⎣0.895=(或计算40.88λ=,再由附表4-4查得0.896x ϕ )对y 轴:25.870.816y λπ==()223212y y y y ϕααλλλ⎡=++⎢⎣()2210.9060.5950.8160.81620.816⎡=⨯+⨯+⎢⨯⎣0.604=(或计算75.87λ=,再由附表4-5查得0.604y ϕ )故取该柱的整体稳定系数为0.604ϕ=对b)截面,同理可求得0.852x ϕ=,0.489y ϕ=,故取该柱截面整体稳定系数为0.489ϕ= 整体稳定验算:对a)截面 0.604240002052971.68 3000 crd d N Af kN kN ϕ==⨯⨯=<不满足。
钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版.docx
《钢结构基本原理》(第二版)练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案第二章2.1如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力一应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶 段的二-:关系式。
图2-34 二 _ ；图(a )理想弹性—塑性(b )理想弹性强化解：(1) 弹性阶段： ；:=E ；=ta n 、£；非弹性阶段: 二=f y (应力不随应变的增大而变化)(2) 弹性阶段：E ；=ta n _：「:非弹性阶段:二一 f y ∙ E'(;f y) _ f y tan :•'(;- J y)Etan 二2.2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J C 及可恢复的弹性应变；y 各是多少？f y =235N∕mm 2 二 c =270N∕mm 2 ；F =0∙025 E =2.06 105 N ∕mm 2 E' =IOOON ∕mm 2卸载后残余应变：；c =0 可恢复弹性应变：0.00114（2） B 点：解： (1) A 点：卸载前应f y E 2352.06 IO 5= 0.00114 Cr图2-35 理想化的；「-;图卸载前应变：；=τ -0.025、、f y卸载后残余应变： C 0.02386E可恢复弹性应变：；y - ；- ；C =0.00114（3） C 点：■ c _ f y卸载前应变：；=；F - y=0.025 ■ 0.035 =0.06F E'■ C卸载后残余应变： C - =0.05869E可恢复弹性应变：■:y - ；- ；- =0.001312.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的二-；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：当构件反复力二_ f y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，钢材匚-:曲线基本无变化；当|「| 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，钢材二-；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）。
4钢结构基础第二版课后习题答案.doc
《钢结构基础》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）、钏接组合截面、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3550mm2,扣除孔洞后的净面积为A n =3550-2l.5x7x2 = 3249mm2o工字钢较厚板件的厚度为ll.4mm,故由附录4可得Q235钢材的强度设计值为f = 215N/mm2 ,构件的压应力为<7 = —=竺5 牝138.5 < 215 N/mm2,即该柱的强度满足要求。
A n 3249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N a =27.9x6x9.81xl.2 = 1971N;构件的拉应力为。
=旦％ =竺5空kl39.11<215N/mm2,即该柱的强度满足A n3249要求。
3.8题：解：1、初选截面假定截面钢板厚度小T* 16mm,强度设计值取f = 215 , f v = 125。
可变荷载控制组合:q = 1.2 x 10.2 +1.4 x 25 = 47.24kN ,永久荷载控制组合：q = 1.35 x 10.2 +1.4x 0.7 x 25 = 38.27kN简支梁的支座反力（未计梁的自重）R=ql/2 = 129.91kN,跨中的最大弯矩为1 9 1 ?M niax =；qF =「47.24x5.52 578.63kN・m，梁所需净截面抵抗矩为O Ow M max 178.63X106 m 力3W nY =—= ----------------- « 791274mm ,nx /x f 1.05x215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1/250,参照表3-2可知其容许最小高度为1 _ 5500 24~ 24按经验公式可得梁的经济高度为h e = 7^/W7 -300 = 7^791274 -300 = 347mm ,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W nx =875000>791274mm3,截面高度h = 360>229mm且和经济高度接近。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4钢结构基础第二版课后习题答案《钢结构基础》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 3n g <≈+⨯=+=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 m 875000W >=，截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
按附录1中附表5取窄翼缘H 型钢 HN400×150×8×13，截面抵抗矩3nx 791274m m 942000W >=，截面高度229mm 400h >=。
普通工字钢梁翼缘的外伸宽度为63m m 2/)10136(b 1=-=，13f /2351399.315.863t b y 1=<≈=，故翼缘板的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展。
窄翼缘型钢梁的翼缘的外伸宽度为71m m 2/)8150(b 1=-=，13f /2351346.51371t b y 1=<≈=，故翼缘板的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展。
2、验算截面（1）普通工字钢I36a 截面的实际几何性质计算：27630mm A =，4x m 157600000m I =，3x 875000mm W =，307m m S I x x =，梁自重估算，由荷规附录A 得钢的重度为78.5kN/m 3，梁的自重为m /719kN .05.782.1107630g -6≈⨯⨯⨯=，修正为m /60kN .05.78107630g -6≈⨯⨯=自重产生的跨中最大弯矩为m 2.72kN 5.51.260.081M 2g ⋅≈⨯⨯⨯=，式中1.2为可变荷载控制组合对应的荷载分项系数。
跨中最大总弯矩为m 35kN .18172.263.178M x ⋅=+=，A 点的最大正应力为16)8.15(t 215N/mm f 39.1978750001.051035.181max 26<==<≈⨯⨯=σ B 点的最大剪应力为131.89kN 2/5.5)1.260.024.47(V max ≈⨯⨯+=16)8.15(t 125N/mm f 42.961030710131.89max 2v 3<==<≈⨯⨯=τ 故由以上分析可知，该普通工字钢等截面钢梁满足强度要求。
（2）窄翼缘型钢HN400×150×8×13截面的实际几何性质计算：27112mm A =，4x m 188000000m I =，3x 942000mm W =，梁自重估算，由荷规附录A 得钢的重度为78.5kN/m 3，梁的自重为m /670kN .05.782.1107112g -6≈⨯⨯⨯=，修正为m /56kN .05.78107112g -6≈⨯⨯=自重产生的跨中最大弯矩为m 2.54kN 5.51.256.081M 2g ⋅≈⨯⨯⨯=，式中1.2为可变荷载控制组合对应的荷载分项系数。
跨中最大总弯矩为m 17kN .18154.263.178M x ⋅=+=，A 点的最大正应力为16)13(t 215N/mm f 183.179420001.051017.181max 26<==<≈⨯⨯=σ B 点的最大剪应力为131.76kN 2/5.5)1.256.024.47(V max ≈⨯⨯+=，面积矩可近似计算如下32x 517201m m 2/8)13200()2/132/400(13150S =⨯-+-⨯⨯=，16)8.135(t 125N/m m f 45.3181088.151720110131.76max 2v 83<==<≈⨯⨯⨯⨯=τ 故由以上分析可知，该窄翼缘型钢等截面钢梁满足强度要求。
比较普通工字钢和窄翼缘型钢可发现，在相同的计算条件下采用窄翼缘型钢更加经济。
3.9题：解：强度验算部位：A 点的最大正应力；B 点的最大剪应力；C 点的折算应力；D 点的局部压应力和折算应力。
300kN P R ==，m 600kN 2300M max ⋅=⨯=，梁截面的相关参数：212000mm 2102808800A =⨯⨯+⨯=，433x mm 1259920000)800272-820(280121I =⨯⨯=， 腹板轴线处的面积矩31774000mm 200840040510280S =⨯⨯+⨯⨯=，腹板边缘处的面积矩31134000mm 40510280S =⨯⨯=。
梁的自重标准值1.1304kN/m2.15.781012000g -6=⨯⨯⨯=（也可按课本的方法计算，此处直接采用荷规附录A 提供的重度），m 16.956kN 1.2101.130481M 2g ⋅=⨯⨯⨯=，跨中最大总弯矩 m 956kN .616956.16600M x ⋅=+=。
A 点的最大正应力为： 由于翼缘自由外伸的宽厚比为，13fy 235136.131028280=>=⨯-，故取x 对轴的部分塑性发展系数0.1x =γ。
16)10(t 215N/mm f 77.20012599200001.041010616.956max 26<==<≈⨯⨯⨯=σ B 点的最大剪应力为：306.78kN 2/101304.12.1300V max ≈⨯⨯+=16)8(t 125N/m m f 99.538125992000017740001078.306max 2v 3<==<≈⨯⨯⨯=τ C 点的折算应力为：m 610.85kN 1.221304.15.0278.306M 2⋅≈⨯⨯⨯-⨯=，304.07kN 21304.12.1306.78V ≈⨯⨯-=，2334.21N/mm 8125992000011340001007.304≈⨯⨯⨯=τ， 2693N/mm .193125992000040010610.85≈⨯⨯=σ，折算应力为 222ZS 236.5N/mm 1f .178.2023=<=+=τσσ。
D 点的局部压应力和折算应力215Mpa f mm /250N 1508103000.1l t F23z w c =>=⨯⨯⨯==ψσ；D 点正应力为压应力，其值大小为293N/mm .193=σ；剪应力向下，大小为234.21N/mm =τ。
代入折算应力计算公式可得，22c 2c 2ZS 236.5N/mm 1f .1234.813=<=+-+=τσσσσσ，即D 点的折算应力满足强度要求，但局部压应力不满足强度要求。
故由以上分析可知，该焊接工字型等截面钢梁不满足强度要求。
3.10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 =，简支梁的支座反力（未计梁的自重）750kN P/2R ==，跨中的最大弯矩为m 3000kN 4750M max ⋅=⨯=，梁所需净截面抵抗矩为376x max nx mm 103289.12151.05103000f M W ⨯≈⨯⨯==γ， 梁的高度在净空方面无限值条件；按经验公式可得梁的经济高度为1358mm 300101.32897300W 7h 373x e =-⨯=-=，考虑到梁截面高度大一些，更有利于增加刚度，初选梁的腹板高度为1400mm h w =。
腹板厚度按支点处最大剪力需要确定，43mm .61251400107505.1f h 1.5V t 3v w w ≈⨯⨯⨯==，按经验公式估算 40mm .311140011h t ww ≈==，故选用腹板厚度为10mm t w =。
修正为：10.76mm 1.076cm 1114011h t w w =≈==，故选用腹板厚度为10mm t w =。
按近似公式计算所需翼缘板面积27w w w x 7159mm 61400101400103289.16h t h W bt ≈⨯-⨯=-=，初选翼缘板宽度为400mm ，则所需厚度为9mm .174007159t ≈=。
考虑到公式的近似性和钢梁的自重作用等因素，选用20mm t =。
梁翼缘的外伸宽度为195m m 2/)10400(b 1=-=，13f /2351375.920195t b y 1=<==，故翼缘板的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展。
2、验算截面截面的实际几何性质计算：230000mm 220400101400A =⨯⨯+⨯=，41033x mm 101.0353)1400390-1440(400121I ⨯≈⨯⨯=， 3710x mm 101.4379720101.0353W ⨯≈⨯=， 腹板轴线处的面积矩36mm 1013.83501070071020400S ⨯=⨯⨯+⨯⨯=，腹板边缘处的面积矩36mm 1068.571020400S ⨯=⨯⨯=。