钢结构课后习题测验第三章
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 。
钢结构_武汉理工大学出版社_课后习题答案
e1 30cm 。
焊脚尺寸： h f 8mm
205 2 2 45.6mm 焊缝截面的形心： x0 511.2 5.6 2 205 5.6 5.6 则 e2 205 45.6 162.2mm 2 205 5.6
6.85 104 F 160 F 233577 N 233.58KN
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，
M F e 98 0.12 11.76 KN m
2 max 3 2 1.1 ft w
(0.892 F ) 2 3 (0.417 F ) 2 1.148 F 1.1 ft w 1.1185 203.5( N / mm2 )
F 177.3KN
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 M 1122kN .m ， 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。
M 1122kN .m 1 8 1000 3 2 280 14 507 2 2.68 10 9 mm 4 （2）焊缝截面参数计算： I x 12
（1）内力分析：V=374KN，
S w 280 14 507 500 8 250 2987440mm 4
M y2 0.12 F 106 145.4 0.892 F ( N / mm 2 ) 7 Ix 1.956 10
(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。
钢结构第三章
第三章习题参考答案注意：①要求学生尽量图示；②若无特别说明，焊缝计算长度可不考虑起弧、落弧的影响。
③题中“（考虑荷载分项系数后）”的意思为荷载设计值，时刻提醒学生别忘了结构可靠度理论。
3.1 解：①对接焊缝：3125010208.318550012w t w N MPa f MPa l t σ⨯===>=⨯，不满足要求，改用斜对接焊缝，取切割斜度为1.5:l ，即5.1tan =θ、o 56=θ。
②围角焊缝、双拼接板：设盖板宽2460b mm =，注意拼接板截面面积必须验算：2246050012t ⨯≥⨯，取28t mm =（常用的板厚以偶数居多）。
角焊缝的焊脚尺寸h f 应根据板件厚度确定：由于此处的焊缝在板件边缘施焊，且拼接盖板厚度t 2=8mm>6mm ，t 2< t 1，则()()max 21~281~26~7f h t mm mm =-=-=min 5f h mm ===取角焊缝的焊脚尺寸h f ＝6mm ，角焊缝的强度设计值2/160mm N f wf =，则()f e w f e w f f h l h f b h f N -=-422β代入数据，注意围焊缝只有一个起弧点和一个落弧点，有()31250102 1.221600.7646041600.766l ⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯-解、取整得 l ＝195mm上、下各一块拼接板的长度为 2l 10219510400mm L =+=⨯+= 最后选定的上、下拼接板的尺寸为2—460×8×400。
3.2 解：注意仅腹板在此拼接、翼缘在此无拼接，即翼缘处无焊缝、当然也无需验算，但截面依然是工字形的，不少同学仅按腹板矩形截面计算是完全错误的。
焊缝处1026.375M kN m =⋅、172.5V kN =3394112801032(2808)1000 2.979101212x I mm =⨯⨯-⨯-⨯=⨯ 63x S 280165085008250 3.27610mm =⨯⨯+⨯⨯=⨯ 63x1S 28016508 2.27610mm =⨯⨯=⨯最大剪应力为：3622max9172.510 3.2761023.7N/mm 125N/mm 2.979108w x v x VS f I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯ 上翼缘和腹板交接处“l ”点的正应力：621191026.37510500172.3N/mm 2.97910x My I σ⨯⨯===⨯ 剪应力：362119172.510 2.2761016.5N/mm 2.979108x x VS I t τ⨯⨯⨯===⨯⨯ 由于“1”点同时受有较大的正应力和剪应力(无需单独验算)，故应验算折算应力：22174.7/ 1.1185204/N mm N mm =<⨯=均满足要求。
第三章 钢结构的连接课后习题答案
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 min 1.5 1.512 5.2f h t 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 w f fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w w f 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 w f f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
钢结构第3章作业参考答案
2
(1)焊缝最大正应力在腹板和翼缘交界处
M h 1122106 1000 w max 209 . 2 Mpa f 185Mpa t 4 I 2 268193 .110 2
焊缝正应力不满足要求
(2)最大剪应力
V Sx 374103 500 w max 280 14 507 8 500 48 . 3 Mpa f ＝ 125MPa v 4 I t 268193 .110 8 2
焊缝最大剪应力满足要 求
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M=1122KN•m，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。 w 解： 查表得 ft 185Mpa，
f vw 125Mpa
注意：此题中腹板仍受弯剪。
lw 2
60 h f 480 mm (满 足) N2 330103 184mm 8 h 64 mm 且 40 mm (满 足) w f 2hef f 2 0.7 8 160
l1 374 2 8 390mm；l2 184 2 8 200mm 取肢背l1 390mm， 肢尖l2 200mm
N3 273 .3 N 2 a2 N 0.33 1000 193 .35 KN 2 2
lw 2
193.35103 60 h f 480 mm (满 足) ＝ 108m m 8 h 64 mm 且 40 mm (满 足) f 2 0.7 8 160
2 2 I 0.5615 （ 21.2 － 14.45 ） 0.5613.8 （ 200 － 14.45 ）
钢结构(第三版)戴国欣主编课后习题答案解析
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/wf f N m m = 123α= 213α=确定焊脚尺寸：,m ax m in 1.2 1.21012f h t m m ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h m m =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28wf f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N K N α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N K N α=-=⨯-=焊缝长度计算： 11530.032960.720.78160w w ffN l m m hf≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l m m h m m '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w w ffN l m m hf≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l m m h m m '=+=≤=⨯=，取120mm 。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h m m =， 26f h m m = 内力分配：22110003333N N K N α==⨯=， 11210006673N N K N α==⨯=焊缝长度计算： 116673720.720.78160w wf fN l m m h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，390mm 。
223332480.720.76160w wffN l m m hf≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。
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。
第三章 钢结构连接习题
第三章钢结构连接习题3、1简述钢结构连接得类型及特点3、2受剪普通螺检有哪几种可能得破坏形式？如何防止？3、3简述普通螺检连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时得异同点？3、4为何要规定螺栓排列得最大与最小间距要求？3、5影响高强螺栓承载力得因素有哪些？3、6有一焊接连接如图所示，钢材为Q235钢，焊条为E43系列，采用手工焊接，承受得静力荷载设计值N = 600kN，试计算所需角焊缝得长度。
习题3、6图3、7如图所示得螺栓双盖板连接，构件钢材为Q235钢，承受轴心拉力，螺栓为8、8级高强度螺检摩擦型连接，接触面喷砂处理，螺栓直径d=20mm，孔径d o = 21、5 mm，试计算此连接最大承载力N=？3、8图示焊接连接采用三面围焊，焊脚尺寸为6mm,钢材为Q235B·F钢，试计算此连接所能承受最大拉力N=？习题3、8图3、9图示牛腿板承受扭矩设计值T=60kN·m,钢材为Q235B·F钢，焊条为E43系列。
①方案一：采用三面围焊得角焊缝与柱连接，试设计此角焊缝。
②方案二：采用四面围焊得角焊缝与柱连接，焊角尺寸可以减少多少？③方案二所耗焊条就是否少于方案一？习题3、9图3、10图示连接中，2∟I00x80x10（长肢相并）通过14mm厚得连接板与20mm厚得端板连接于柱得翼缘，钢材用Q235-B·F，焊条为E43系列型，采用手工焊接，所承受得静力荷载设计值N=540kN。
①要求确定角钢与连接板间得焊缝尺寸。
②取d1=d2 = 170mm，确定连接板与端板间焊缝得焊角尺寸h f=?③改取d1=150mm, d2 = 190mm,验算上面确定得焊角尺寸h f就是否满足要求？习题3、10图3、11图示为C级螺栓得连接，钢材为Q235钢，已知d = 20mm, d e =17、65mm, d o=21、5mm，承受设计荷载P=l50kN①假定支托承力，试验算此连接就是否安全？②假定支托不承力，试验算此连接就是否安全？习题3、11图3、12如图所示得连接构造，牛腿用连接角钢2L100 x 20及M22高强度螺栓(10、9级)摩擦型连接与柱相连。
钢结构(第-三四版)戴国欣主编--课后习题答案.doc123
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 min 1.5 1.512 5.2f h t 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 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 。
钢结构智慧树知到课后章节答案2023年下山东交通学院
钢结构智慧树知到课后章节答案2023年下山东交通学院山东交通学院第一章测试1.杭州钱塘江大桥由桥梁专家茅以升主持设计，是我国自行设计、建造的第一座（）。
答案:钢桁架桥2.卢浦大桥的结构形式为（）。
答案:钢拱桥3.2018年，中国粗钢累计产量约占全球产量的（）。
答案:50%4.钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于（）。
答案:钢结构自重轻而承载力高5.关于建筑结构钢材的特点，下列说法中错误的是（）。
答案:钢结构的耐腐蚀性很好，适合在各种恶劣环境中使用6.钢结构具有良好的抗震性能是因为（）。
答案:钢材良好的吸能能力和延性7.当钢结构表面可能在短时间内受到火焰作用时，不适合采用的措施是（）。
答案:使用高强钢材第二章测试1.在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（）的典型特征。
答案:塑性破坏2.钢材的标准应力-应变曲线是通过（）试验得到的。
答案:单向拉伸试验3.钢材的伸长率可以通过（）试验来获得。
答案:单向一次拉伸试验4.钢材的抗拉强度与屈服点之比反映的是钢材的（）。
答案:强度储备5.随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是（）。
答案:钢材的抗拉、抗压、抗剪、抗弯强度均下降6.钢材在多轴应力状态下的屈服条件是（）。
答案:折算应力σeq等于钢材屈服点7.钢材的塑性性能受很多因素的影响，下列结论中正确的是（）。
答案:加载速度越快，钢材表现出的塑性越差8.随着钢材中含碳量的提高，钢材的（）。
答案:强度提高，而塑性和韧性下降9.钢材在250℃左右时，会出现抗拉强度略有提高，塑性降低，脆性增加的现象，这一现象称为（）。
答案:蓝脆现象10.决定疲劳破坏的关键因素是（），疲劳计算是以此为准则进行的。
答案:应力幅11.下列可引起钢材疲劳破坏的荷载是（）。
答案:产生拉应力的循环荷载12.应进行疲劳强度验算的应力变化循环次数为（）。
答案:n≥5×10413.当前我国在钢结构的设计中对钢材的疲劳计算采用的是（）。
答案:容许应力设计法14.Q235钢按照质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高，其分类依据是（）。
钢结构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 min 1.5 1.512 5.2f h t 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 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 。
钢结构第三章答案
所有习题中为计算方便，仅3.10考虑了重力，大家做题时根据实际情况判断是否考虑重力。
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 max x 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。
局部承压验算已不满足，此处不必验算折算应力。
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。
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。
钢结构习题3-4章参考答案
1
0.5
4 15
= 1500
1
0.5
4 15
= 1300kN
σ=
= 18
1300000 550 4 18
21.5 = 155.7N/mm
= 205N/mm
满足要求；
毛截面强度验算：
σ=
=
1500000 18 550
=
151.5N/mm
满足 要求。
= 205N/mm
20. 如图 3-62 所示的连接节点，斜杆承受轴心拉力设计值 = 300kN，端板与 柱翼缘采用 10 个 8.8 级摩擦型高强度螺栓连接，抗滑移系数 = 0.3，求最小螺 栓直径。
=
1500 0.411
10 17979
=
203N/mm
故整体稳定性满足要求。
= 205N/mm
（2）采用热轧 H 型钢
由于热轧 H 型钢可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因而长细比的假设值可
适当减小，假设λ = 60，对宽翼缘截面 / 0.8，故构件的截面为类型均为 b
类。
10
λ 235 = 60 需要的截面几何量为：
1
解:正面角焊缝
1.2 10 = 12mm， 10 1~2 = 8~9mm 且
1.5√16 = 6mm
故可取 = 8mm，此时焊缝的计算长度 64mm（8 且 40mm）
正面焊缝的作用：
= 2 0.7
= 2 0.7 8 140 1.22 160 10 = 306.1kN
则由平衡条件得：
= =
2
=
140 38.2 140
解：因有引弧板和引出板，故焊缝计算长度 = 500mm，则焊缝正应力应满足：
(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
'
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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。
钢材Q235-B ，焊条E43型，手工焊，轴心拉力设计值N=500kN (静力荷载)。
①采用侧焊缝；②采用三面围焊。
解：①采用侧焊缝一．角焊缝的焊脚尺寸f h最大 (12)6f h t mm mm ≤-=: 最小 max 1.5 4.7f h t mm ≥=采用f h =6mm.满足上述要求（规范第8.2.7条） 二．角钢背部侧面角焊缝长度10.7500350N N kN α==⨯= 则所需角焊缝长度311350102600.720.76160w wf tN l mm h f ⨯===⨯⨯⨯∑ 160360w f l h mm <= ，1848w f l h mm >=，满足构造要求实际长度112w f l l h =+ =272mm ，取280mm三．角钢趾部侧面角焊缝长度20.3500150N N kN β==⨯=则所需角焊缝长度322150101120.720.76160w wf tN l mm h f ⨯===⨯⨯⨯∑ 同理满足构造要求实际长度222w f l l h =+ =124mm ，取130mm ②采用三面围焊一． 构件端部正面角焊缝所能承受的力3330.70.76290 1.2216010147.6w f w f t N h lf kN β-==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∑二．角钢背部侧面角焊缝长度对2N 边取力矩，由20M=∑,得1301()286.22b N b N N b y N kN +=-⇒=则311286.2102130.720.76160w wf t N l mm h f ⨯===⨯⨯⨯∑，满足构造要求 实际长度11w f l l h =+=219mm ，取220mm三．角钢趾部侧面角焊缝长度 213N N N N =--=66.2Kn 则32266.210500.720.76160w wf t N l mm h f ⨯===⨯⨯⨯∑，满足构造要求 实际长度22w f l l h =+=56mm ，取60mm可知，第二种方法更经济。
3.11 图3-68所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值N=1000KN 。
钢材为Q235B ，焊条为E43系列型，试验算此连接焊缝是否满足要求。
解：（1）正面角焊缝能传之力3110.78200 1.2216010218.6wf w f t N h l f kN β-==⨯⨯⨯⨯⨯=侧面角焊缝能传之力3220.78(2008)16010190wf w t N h l f kN -==⨯⨯-⨯⨯=则该接头按角焊缝强度计算能承受的轴心拉力设计值122(2)2(218.62190)11971000N N N kN kN =+=⨯+⨯=>,满足 （2）计算拼接板或钢板所能承受的轴心拉力 钢板的截面积 A= 222448cm ⨯= 两块拼接板面积s A = 22 1.22048cm ⨯⨯=3222100010208.3/205/4810N N mm f N mm A ⨯∴==≈=⨯，基本能满足。
3.12 试计算图3-69所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。
已知N=390kN (设计值)，与焊缝之间的夹角︒=θ60，钢材为A3，手工焊、焊条E43型。
解：把N 分解为水平和竖向两个分力sin 338x N N kN θ==cos 195y N N kN θ==外力通过焊缝形心，故焊缝应力3233810164/20.720.78(20016)x f f w N N mm h l σ⨯===⨯⨯⨯⨯-321951094.6/20.720.78(20016)x f f w N N mm h l τ⨯===⨯⨯⨯⨯-代入焊缝的强度条件222222164()()94.6164.4/160/1.22f w f f f N mm f N mm στβ+=+=≈=，差不多满足3.13试设计如图图3-70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。
解：一. 角焊缝①的设计根据剪应力互等定理，焊接牛腿翼缘与腹板接触面间沿梁轴单位长度上的水平剪力Th 为111w x w xVS VSTh t I t I =⋅⋅= 为了保证翼缘板和腹板的整体工作，应使两条角焊缝的剪应力f τ不超过角焊缝的强度设计值wf f 。
即11.4 1.4w f f f x f xVS Th f h I h I τ==≤因此可得11.4f w f xVS h f I ≥=2.4mm ，取6f h mm =三．角焊缝②，③的设计焊缝尺寸近似标于左图，并设角焊缝②，③尺寸皆为f h 焊缝有效截面的形心位置120201902115701301201902y mm ⨯+⨯⨯==++⨯对x 轴的惯性矩 332241152421251372849.6()33x e e e e e I h h h h h cm =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯= 焊缝应力和焊脚尺寸假设弯矩由全部焊缝承受，剪力只由竖向角焊缝承受并沿竖向均匀分布焊缝上端拉应力 621411.76107028.89(/)2849.610f x e eM y N mm I h h σ⨯⨯===⨯ 下端拉应力6224()11.7610(21270)58.6(/)2849.610w f x e eM l y N mm I h h σ-⨯⨯-===⨯ 竖向焊缝上的平均剪应力322981051.6(/)19210f W e eV N mm A h h τ⨯===⨯⨯⨯则下端处折算应力需满足以下条件22222258.651.6()()()160/1.22f w f f f e ef N mm h h στβ+=+≤= 所以 4.4, 6.3e f h mm h mm ≥≥，取f h =8mm ，满足构造要求3.14试求图3-71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mm h f 8=，cm e 301=。
解：1.有效截面的几何特性两水平角焊缝的计算长度为2058197w l mm =-=面积2(219.750)50.1e A h cm =⨯+=形心位置 219.70.70.89.854.3450.1x cm ⨯⨯⨯⨯==惯性矩 3241(50219.725)0.70.81379612x I cm =⨯+⨯⨯⨯⨯=()2224150 4.342 4.3415.40.70.86233y I cm ⎡⎤=⨯+⨯⨯+⨯⨯=⎢⎥⎣⎦4014419x y I I I cm =+= 2.扭矩和剪力设计值1,(205)0.46V F T F e x F ==⋅+-= 3.角焊缝的强度条件及最大设计荷载以左上角点的应力最大61400.46102500.7981441910TfTy F F I τ⨯⨯===→⨯ ()61400.461019743.40.491441910TfF Tx F I σ⨯⨯-===↓⨯ 32100.250.110V fW V F F A σ⨯===↓⨯由角焊缝强度条件：222220.490.2()()(0.798)160/1.22V Tf f T w f ff F F F f N mm σστβ+++=+≤=163.6F kN ∴≤3.15如图3-72所示:两块钢板截面为20400⨯，钢材A3F ，承受轴心力设计值N=1180kN ，采用M22普通螺栓拼接,I 类螺孔，试设计此连接。
解：螺栓连接的强度设计值：22140/,305/b b v c f N mm f N mm ==1.计算螺栓的承载力设计值受剪 2233.1422214010106.444bb vv vd N n f kN π-⨯=⋅⋅=⨯⨯⨯= 承压 3222030510134.2bb c cN dt fkN -=⋅=⨯⨯⨯=∑2.计算所需螺栓并进行布置所需螺栓数为（由受剪控制）118011.1106.4bv N nN ===，采用12个 3.构件净截面强度的验算由于拼接板截面面积大于钢板，故只需验算钢板即可224024 2.3561.2n A cm =⨯-⨯⨯=故钢板净截面应力为 22118010192.8/205/61.2N N N mm f N mm A σ⨯===≤=，满足3.16 图3-73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V=240kN 。
试按下列条件验算此连接是否安全：1)假定支托承受剪力；2)假定支托不承受剪力。
解：1) 假定支托承受剪力验算受力最大螺栓的抗拉强度（即最上排）222221020301400iycm =++=∑6max max 222400.111030028.32140010i My N kN m y ⨯⨯⨯===⨯⨯∑3max 244.81701041.6b b t e t N A f kN N -=⨯=⨯⨯=＞，满足。