第七章钢结构课后习题答案
钢结构基本原理课后习题集答案解析(第二版)
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 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 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=-=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。
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 =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=-=tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E σf yCσF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）。
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。
第七章 习题参考答案
习题题解1.按化学成分分类，将钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。
非合金钢是指冶炼时不特意掺合金元素的（但含有少量合金元素）钢，一般称为碳素钢。
低合金钢的合金含量和性能介于非合金钢和合金钢之间。
建筑工程中钢结构主要用钢为普通或优质碳素结构钢中的低碳钢和普通质量或优质的一般用途低合金结构钢；钢筋混凝土用钢筋和钢丝，主要应用普通质量的碳素钢筋用钢、普通质量的低合金钢筋钢和优质合金钢筋用钢。
所谓普通、优质和特殊质量是按质量等级分类的钢。
普通质量钢中硫、磷等杂质比优质钢多。
结构钢是按用途分类，以区别其它工具钢、切削钢、耐候钢等专门用途的钢。
非合金钢、低合金钢与合金钢的合金含量界限见GB/T13304-91。
2.建筑用钢的冶炼，主要使用氧气转炉和平炉冶炼。
氧气转炉钢是向氧气转炉中铁水内通入氧气，除去杂质比较彻底，钢质量比较好。
同时熔炼时间短、设备简单，比平炉钢成本低；平炉冶炼的主要是废钢、铁矿石等原料，冶炼时间长，除杂质彻底，钢的化学成分易控制，钢质量好。
尤其适合炼制优质钢和特殊用途专用钢。
由于平炉设备投资大、热效率低，所以钢的成本高。
建筑用钢大部分是氧气转炉钢。
根据冶炼后期加脱氧剂使FeO 还原成Fe 过程中的脱氧程度不同，将钢分成沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。
沸腾钢是脱氧不充分，气体杂质多，钢的时效敏感性大、钢的质量较差，性能不稳定，但钢的利用率高，成本低。
镇静钢和特殊镇静钢脱氧充分，钢质致密，钢性能稳定，质量好，但成本较高。
半镇静钢质量与成本介于上述二者之间。
3.屈服点（s σ）是结构设计时取值的依据，表示钢材在正常工作时承受应力不超过s σ值；屈服点与抗拉强度的比值（/s b σσ）称为屈强比。
它反映钢材的利用率和使用中安全可靠程度；伸长率（δ）表示钢材的塑性变形能力。
钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处超过s σ时，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免钢材提早破坏。
钢结构基本原理课后习题答案完全版
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 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 yσF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）。
钢结构习题答案单元6、7
单元6 复习思考题6-1 屋架支撑有哪些作用？分为哪几种类型？布置在哪些位置？答：1、保证屋盖结构的几何稳定性2、保证屋盖的刚度和空间整体性3、为弦杆提供适当的侧向支承点4、承担并传递水平荷载5、保证结构安装时的稳定与方便有上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑。
下弦纵向水平支撑，垂直支撑和系杆五种。
钢屋架应根据结构及其荷载的不同情况设置可靠的支撑系统，在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中，应设置独立的空间稳定的支撑系统。
屋盖水平支撑：屋盖横向支撑宜布置在温度度区间端部第一或第二开间，当设在第二开间时，在第一开间相应位置设刚性系杆。
下弦纵向水平支撑应设置在屋架下弦端节间内, 与下弦横向水平支撑组成封闭的支撑体系。
垂直支撑联系屋架上、下弦水平支撑,并和屋架水平支撑一起形成几何不变的屋盖空间结构,是上弦横向水平支撑的支承点,在屋盖安装过程中保证屋盖稳定。
系杆沿结构全长布置的系杆，一般在柱子上端与屋脊处布置，有吊车的应在吊车梁布置。
6-2 从图6-2中檩条（CL6-2A~CL6-2F）的布置规律，总结檩条编号及布置的依据。
檩条有主檩和次檩之分。
主檩条连接安装在屋面及外墙结构柱梁上，次檩条用于把屋面板及外墙板连接在基础结构上，主次檩条都是近代钢结构建筑设计常用的主要结构部件。
常见的钢结构檩条可详见图集05SG521-2钢檩条图集。
6-3 檩条间为什么要设置拉条和撑杆，如何设置？檩条的拉条设置与否主要和檩条的侧向刚度有关，对于侧向刚度交叉的实腹式和平面衍架式檩条，为了减小檩条在安装和使用阶段的侧向变形扭转，保证其整体稳定性，一般需根据檩条跨度设置一至两道拉条，作为其侧向支撑点。
檩条撑杆的作用主要是限制檐檩和脊檩以及天窗缺口处边檩向上或向下两个方向的侧向弯曲，撑杆处应同时设置斜拉条。
6-4 支撑杆件与屋架如何连接？支撑与屋架的连接，除设置安装螺栓外，还应加焊缝，并且不允许在屋架满负荷的情况下施焊。
仅采用螺栓连接而不加焊接时，应待构件连接完毕正固定后将螺丝扣打毛或将螺杆与螺母焊接，以防松动。
《建筑结构》第七章 钢结构的强度和稳定性
N
A
f
轴心受压构件整 系体 数稳定
❖ 轴心受力构件广泛用于桁架结构和支承体系中。
1、截面形式：见下图。
2、轴心受拉构件
❖ 受拉承载力计算
❖ 考虑正常使用极限状态的长细比验算（控制变形）
❖3、轴心受压构件
❖ 受压承载力计算（整体稳定计算）。
❖
N≤Af
❖ 局部失稳： 限制构件的宽厚比。
例题
验算钢屋架的受压腹杆见图。N=148.5kN,计算长度
❖ 钢管以外径和壁厚表示，Ø300×8 （单位毫米） 。 （二）连接材料：焊条和焊丝，普通螺栓和高强螺栓，铆
钉。
二、钢结构的特点
（1）材质均匀。 （2）强度高。 （3）塑性好、抗冲击性强。 （4）加工简便，施工周期短。 （5）耐腐蚀性差，耐火性差，造价昂贵。
7.2、受弯构件计算
A. 抗弯强度 M x f xWnx
7.1 钢结构概述
一、钢结构的材料
（一）钢材
1. 种类：碳素结构钢中的低碳钢（Q235）和低合金高强度结 构钢中的 Q345、Q390等。
2. 规格：工字钢、槽钢、角钢、钢管、H型钢等。 3. 表示方法
❖ 槽钢和工字钢以形状为首位，后跟截面高度（单位厘米）
角钢以边长和厚度表示，L100×8（等边角钢） 、 L100×80×8（不等边角钢） 。
式，梁格可分成哪三种典型的形式？ 7-5. 梁的截面验算包括哪些方面的内容？ 7-6. 轴心受力构件包括哪两种？其常用截面形式有哪两大类？ 7-7. 轴心受拉构件的计算包括哪些方面的内容？ 7-8. 实腹式轴心受压构件的计算包括包括哪些方面的内容？ 7-9. 拉弯构件和压弯构件的概念？其计算通常包括哪些方面的内容？
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钢结构基本原理课后习题与答案完全版电子教案
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）。
钢结构基本原理课后习题答案完全版
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-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：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）。
(完整版)钢结构设计原理习题集及答案
式中N——轴心拉力或轴心压力
An——构件的净截面面积
n——在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数目；
n1——所计算截面上高强度螺栓数目；
f——钢材的抗拉或抗压强度设计值。
上式括号内数值小于1，这表明所计算截面上的轴心力N已有一定程度的减少。对比普通螺栓受剪连接构件开孔截面的净截面强度的计算公式：
钢结构设计原理习题集及答案(2011-09-28 10:53:54)
标签：a格极限状态焊缝构件承载力教育分类：试卷题库
钢结构设计原理习题集及答案
第一章绪论
练习题
一、简答题
1．简述钢结构的特点和应用范围。
答：特点：（1）承载能力大；（2）稳妥可靠；（3）便于工业化生产，施工周期短；（4）密闭性好；耐热但不耐火；（5）耐腐蚀性差；（6）容易产生噪音
综上所述，无论是从焊条等焊接材料的消耗和焊接速度、焊接残余应力，或是从焊缝的相对强度，角焊缝都以选用小焊脚尺寸为宜。因此，当焊件的焊接长度较富余，在满足最大焊缝长度的要求下，采用小而长比大强度螺栓的较普通螺栓的小？
答：摩擦型高强度螺栓的受剪连接传力特点不同于普通螺栓。后者是靠螺栓自身受剪和孔壁承压传力，而前者则是靠被连接板叠间的摩擦力传力。一般可认为摩擦力均匀分布于螺栓孔四周，故孔前传力约为0.5。因此，构件开孔截面的净截面强度的计算公式为：
应用范围：（1）承受荷载很大或跨度大，高度大的结构；（2）承受动力荷载作用或经常移动的结构；（3）经常拆装的拼装式结构；（4）对密闭性要求高的结构；（5）高温车间或需承受一定高温的结构；（6）轻型结构
钢结构课后习题答案(DOC)
一、选择题1 钢材在低温下，强度 A 塑性 B ，冲击韧性 B。
(A) 提升 (B) 降落(C) 不变(D) 可能提升也可能降落2 钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是—A—。
3 在构件发生断裂损坏前，有显然预兆的状况是 B 的典型特点。
(A) 脆性损坏(B) 塑性损坏(C) 强度损坏(D) 失稳损坏5 钢材的设计强度是依据—C—确立的。
(A) 比率极限(B) 弹性极限(C) 折服点(D) 极限强度6 结构工程中使用钢材的塑性指标，当前最主要用—D—表示。
(A) 流幅 (B) 冲击韧性(C) 可焊性 (D) 伸长率7钢材牌号 Q235， Q345，Q390是依据资料— A—命名的。
(A) 折服点(B)设计强度(C)标准强度(D)含碳量8钢材经历了应变硬化 ( 应变增强 ) 以后— A—。
(A) 强度提升(B)塑性提升(C)冷弯性能提升(D)可焊性提升9型钢中的 H 钢和工字钢对比，— B—。
(A)二者所用的钢材不一样(B) 前者的翼缘相对较宽(C) 前者的强度相对较高(D)二者的翼缘都有较大的斜度10钢材是理想的— C—。
(A) 弹性体(B)塑性体(C)弹塑性体(D)非弹性体11有两个资料分别为 Q235 和 Q345 钢的构件需焊接，采纳手工电弧焊，—B—采纳 E43焊条。
(A) 不得 (B) 能够(C) 不宜(D) 一定13 同类钢种的钢板，厚度越大，—A—。
(A) 强度越低(B) 塑性越好(C) 韧性越好(D) 内部结构缺点越少14 钢材的抗剪设计强度fv 与 f 相关，一般而言，fv ＝— A—。
(A)f ／ 3 (B) 3 f (C)f ／ 3 (D)3f16 钢材在复杂应力状态下的折服条件是由—D—等于单向拉伸时的折服点决定的。
(A) 最大主拉应力1 (B) 最大剪应力1 (C) 最大主压应力3 (D) 折算应力eq17 k是钢材的— A—指标。
(A) 韧性性能(B) 强度性能(C) 塑性性能(D) 冷加工性能18 大跨度结构应优先采纳钢结构，其主要原由是___D_ 。
第七章钢结构的连接和节点构造(下)(1)
第七章钢结构的连接和节点构造
2、平板式柱脚：分铰接和刚接两种
N
柱 靴梁 底板
X
隔板 锚栓
Y 隔板
如图所示，除底板外根据具体需要，可配置靴 梁、隔板和肋板。对于铰接和刚接柱脚锚栓位置 不一样，受力也不一样。
~500 ~500
第七章钢结构的连接和节点构造
计算： 翼缘板：翼缘拼接以及每侧的 高强度螺栓，通常由等强度条 件决定，拼接板的净截面积应 不小于翼缘的净截面积，高强度螺栓能承受按翼缘净截 面面积N=Anf计算的轴向力。 腹板：腹板的拼接通常先进行螺栓布置，然后验算。 腹板拼接板及每侧的高强度螺栓，主要承受拼接截面的 全部剪力V及按刚度分配到截面上的弯(扭)矩Mw。 受力最大的螺栓应满足：N ( N N ) ( N ) N V M y M x I N N , N M M 其中： ， n I x y x y y N 为使腹板上的螺栓和翼缘上的螺栓受力协调 ： h / 2 N 腹板拼接板的净截面强度验算： M f
第七章钢结构的连接和节点构造
计算： 图 a 、 b ： 连 接需 要 的焊 缝 或螺 栓 应按 次 梁的 反力计 算，考虑到并非理想铰接，故计算时，宜将次梁反力增 加20~30%。 图c：当计算螺栓①时可将短角钢视为与次梁为一体。 因此，螺栓①应承担次梁支反力R和力矩M=Re的共同 作用，而螺栓②则只承受R的作用。反过来，也可以将 短角钢视为与主梁为一体。则螺栓①只承受反力R的作 用，而螺栓②则应承担次梁支反力R和力矩M=Re的共 同作用。 图d:计算方法与图c类似。即焊缝①和焊缝②也分别承 担R或R和M=Re的共同作用。
第七章钢结构的连接和节点构造
2、工地拼接 ①拉杆：可以用拼接板加高强螺栓(图c)或端板加高强 螺栓(图d)。 ②压杆：可以采用焊接(图e、f)或上、下段接触面刨平 顶紧直接承压传力(图g、h)。 拉压杆的拼接宜按等强度原则来计算，亦即拼接材 料和连接件都能传递断开截面的最大内力。
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。
(完整版)第七章钢结构课后习题答案
第七章7.9解：钢材为Q235钢，焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值w 2f 160N/mm f =。
图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K 1=0.65，K 2=0.35。
焊缝受力：110.65600390kN N K N ==⨯=220.35600210kN N K N ==⨯=所需焊缝计算长度，肢背：31w1wf1f 39010217.6mm 20.720.78160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 肢尖：32w2wf2f 21010156.3mm 20.720.76160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12217.628233.6mm l l h =+=+⨯=，取240mm ；肢尖：2w2f22156.326165.6mm l l h =+=+⨯=，取170mm 。
7.11解：①()()fmin fmax 6mm1~2121~210~11mmh h t ====-=-=取f 8mm h =焊缝有效截面的形心位置：()120.781921920.78256.1mm 20.7819230020.780.78x ⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯+⨯ ⎪⎝⎭==⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯()()324x 10.7830020.7820.781921500.7866128649mm 12I =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯=()2y 2340.7830020.7856.111920.7820.781920.7819256.116011537mm1222I =⨯⨯+⨯⨯⨯⎡⎤⨯⎛⎫+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+-=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦4x y 661286491601153782140186mm J I I =+=+=()6yT2A6T2x A 60101500.782111.6N/mm 821401860.78601019256.12101.3N/mm 82140186Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+- ⎪⎝⎭===139.1MPa 160MPa ==≤ 所选焊脚尺寸满足强度要求（可选焊脚尺寸为7mm 验算强度，可能不满足） ②采用四面围焊，取f 6mm h =()()334x 1120020.7630020.7620030059400746mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯= ()()334y 1120020.7630020.7630020032608868mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=4x y 594007463260886892009614mm J I I =+=+= ()6yT2A6T 2xA 60101500.76299.2N/mm 920096141940.7660102264.6N/mm 92009614Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+ ⎪⎝⎭===112.4MPa 160MPa ==≤虽强度富裕较多，但已是最小焊脚尺寸，因此采用方案二的焊角尺寸可减少2mm③方案一耗用的焊条：()223f w 118300200222400mm 22h l ⋅=⨯⨯+⨯= 方案二耗用的焊条：()223f w 116230020018000mm 22h l ⋅=⨯⨯⨯+=所以方案二耗用的焊条少于方案一。
同济大学沈祖炎钢结构基本原理课后习题全套答案
第二章 钢结构材料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：由题意得：（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：分三种情况： （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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第七章7.9解：钢材为Q235钢，焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值w 2f 160N/mm f =。
图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K 1=0.65，K 2=0.35。
焊缝受力：110.65600390kN N K N ==⨯=220.35600210kN N K N ==⨯=所需焊缝计算长度，肢背：31w1wf1f 39010217.6mm 20.720.78160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 肢尖：32w2wf2f 21010156.3mm 20.720.76160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12217.628233.6mm l l h =+=+⨯=，取240mm ；肢尖：2w2f22156.326165.6mm l l h =+=+⨯=，取170mm 。
7.11解：①()()fmin fmax 6mm1~2121~210~11mmh h t ====-=-=取f 8mm h =焊缝有效截面的形心位置：()120.781921920.78256.1mm 20.7819230020.780.78x ⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯+⨯ ⎪⎝⎭==⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯()()324x 10.7830020.7820.781921500.7866128649mm 12I =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯=()2y 2340.7830020.7856.111920.7820.781920.7819256.116011537mm1222I =⨯⨯+⨯⨯⨯⎡⎤⨯⎛⎫+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+-=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦4x y 661286491601153782140186mm J I I =+=+=()6yT2A6T2x A 60101500.782111.6N/mm 821401860.78601019256.12101.3N/mm 82140186Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+- ⎪⎝⎭===139.1MPa 160MPa ==≤ 所选焊脚尺寸满足强度要求（可选焊脚尺寸为7mm 验算强度，可能不满足） ②采用四面围焊，取f 6mm h =()()334x 1120020.7630020.7620030059400746mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯= ()()334y 1120020.7630020.7630020032608868mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=4x y 594007463260886892009614mm J I I =+=+= ()6yT2A6T 2xA 60101500.76299.2N/mm 920096141940.7660102264.6N/mm 92009614Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+ ⎪⎝⎭===112.4MPa 160MPa ==≤虽强度富裕较多，但已是最小焊脚尺寸，因此采用方案二的焊角尺寸可减少2mm③方案一耗用的焊条：()223f w 118300200222400mm 22h l ⋅=⨯⨯+⨯= 方案二耗用的焊条：()223f w 116230020018000mm 22h l ⋅=⨯⨯⨯+=所以方案二耗用的焊条少于方案一。
7.12解：①钢材为Q235钢，焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值w 2f 160N/mm f =。
肢背焊缝：fmin fmax 5.6mm 1.2 1.21012mm h h t =====⨯=，可取f 8mm h =，肢尖焊缝：()()fmin fmax 5.6mm1~2101~28~9mmh h t ====-=-=，可取f 6mm h =。
图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K 1=0.65，K 2=0.35。
焊缝受力：110.65540351kN N K N ==⨯=220.35540189kN N K N ==⨯=所需焊缝计算长度，肢背：31w1wf1f 35110195.9mm 20.720.78160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 肢尖：32w2wf2f 18910140.6mm 20.720.76160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12195.928211.9mm l l h =+=+⨯=，取220mm ；肢尖：2w2f22140.626152.6mm l l h =+=+⨯=，取160mm 。
②连接板和端板间焊缝的计算长度：w f 12f f 223402l l h d d h h =-=+-=-fmin fmax 6.7mm1.2 1.21416.8mmh h t =====⨯=，因此可取f 7mm h =。
12170mm d d +=，拉力N 通过焊缝群的形心，将N 沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方向分解：()()12sin 540299.5kN sin 540449.3kNN N N N αα===↓===→平行于焊缝长度方向的力：垂直于焊缝长度方向的力：()()213N 2fe w 3N 1f e w449.310140.6MPa 0.77234027299.51093.7MPa0.77234027N h l N h l στ⨯===⨯⨯⨯-⨯⨯===⨯⨯⨯-⨯∑∑2w 2f 148.5N/mm 160N/mm f ==≤=所以连接板和端板间焊脚尺寸f 7mm h =满足要求。
③当12150mm 190mm d d ==，时，力N 不通过焊缝群的形心，将N 向形心平移，焊缝群受力为：()()122sin 540299.5kN sin 540449.3kN499.30.028.986kN mN N N N M N e αα===↓===→==⨯=⋅平行于焊缝长度方向的力：垂直于焊缝长度方向的力：弯矩：()34w 0.7734027228294214mm 12I ⨯⨯-⨯=⨯=()()3w w 1228294214166436.6mm 21501902I W d d ===++()()362f e w w 31f e w449.3108.98610194.6MPa0.77234027166436.6299.51093.7MPa0.77234027N M h l W N h l στ⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯-⨯⨯===⨯⨯⨯-⨯∑∑2w 2f 185N/mm 160N/mm f ==≤=所以由②确定的焊脚尺寸不满足要求。
7.13解：查表得8.8级M20高强度螺栓的预拉力P =125kN ， 接触面喷砂，查得摩擦系数0.45μ=。
①螺栓所能承受的最大轴心力设计值10400mm 151521.5322.5mm l d =>=⨯= 折减系数10400=1.1 1.10.9761503225l d β-=-=单个摩擦型高强螺栓的抗剪承载力设计值：bv f 0.90.9760.920.4512598.9kN N n P βμ=⨯=⨯⨯⨯⨯=连接一侧螺栓所能承受的最大轴心力设计值：bv 1098.9989kN N nN ≤=⨯=②构件所能承受的最大轴心力设计值：构件板厚为20mm ，为Q235钢，抗拉强度设计值2205N/mm f = 最外行螺栓孔处受力最大，为最危险截面10.50.52110.910n N N N N n ⨯⎛⎫⎛⎫'=-=⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()2n,110190221.5202940cm A b n d t =-=-⨯⨯= n,10.9205669.7kN 2940N N f N A '=≤=⇒≤ 由上可知，此连接能承受的最大承载力669.7kN N =。
7.14解：①支托承力，螺栓仅承受弯矩作用单个螺栓的抗拉承载力：22b be tt 3.1417.6517041.57kN 44d N f π⨯==⨯= 螺栓群所受弯矩1500.230kN m M Pe ==⨯=⋅旋转中心为最底排螺栓处，第一排螺栓受力最危险，单个螺栓受到的最大拉力为：3b 1t 2222301030032.14kN<41.57kN 2(100200300)t i My N N m y ⨯⨯====∑⨯++ 所以此连接安全。
②支托不承力，则螺栓群承担剪力和弯矩的作用单个螺栓的抗剪承载力：22b b vvv3.1420114044.0kN 44d N n f π⨯==⨯⨯= 单个螺栓的抗压承载力：b bc c 2018305109.8kN Nd t f =∑⋅=⨯⨯=每个螺栓承担的剪力：v 15018.75kN 8V N n ===最危险的螺栓受到的拉力：32.14kN t N =0.881==< 所以此连接安全。
7.15解：查表得10.9级M22摩擦型高强螺栓的预拉力P =190kN ， 接触面喷砂，查得摩擦系数0.5μ=。
①对于角钢与牛腿相连的一肢上螺栓群的受力：剪力V =P =175kN ， 扭矩()1750.20.05525.4kN m T Pe ==⨯-=⋅。
单个高强度摩擦型螺栓的抗剪承载力设计值：()b v f 0.90.920.5190171kN N n P μ==⨯⨯⨯=有两个剪面假设角钢与牛腿相连的一肢上布置3个高强度摩擦型螺栓，螺栓的排列如图所示。
最外侧一排螺栓受力最危险，其受力为： 剪力作用下每个螺栓承担的剪力：()1y V17558.3kN 3V N n ===↓ 扭矩作用下最外排螺栓承担的剪力：()1x 3T12225.410100127kN 2100iTy N y ⨯⨯===→⨯∑ 摩擦型高强螺栓在剪力作用下：b1v 139.7kN 171kN N N ===<=所以此螺栓布置方式满足要求。
②角钢与柱翼缘相连一肢上的螺栓群的受力：剪力V =P =175kN ， 弯矩1750.235kN m M Pe ==⨯=⋅ 假设布置6个螺栓，单个高强度摩擦型螺栓的抗剪承载力设计值：()bv f 0.90.910.519085.5kN N n P μ==⨯⨯⨯=有一个剪面单个螺栓的抗拉承载力设计值：b t 0.80.8190152kN N P ==⨯=若支托承力，高强度螺栓仅承受弯矩作用，此时旋转中心在螺栓群形心处，最外排螺栓受到的拉力最大：3Mb 1tt 22351010087.5kN<152kN 22100i My N N m y ⨯⨯====∑⨯⨯ 若支托不承力，高强度螺栓同时承受剪力和弯矩的作用， 每个螺栓受到的剪力：V17529.1kN 6V N n ===最外排螺栓受到的拉力：M t 87.5kN N =高强度摩擦型螺栓在剪力和拉力联合作用下：t v b b t v 87.529.10.916115285.5N N N N +=+=≤此螺栓布置符合要求。