钢机构设计原理-夏志斌_部分课后习题答案 2
钢结构原理与设计 部分答案参考答案 4.1解：
kN N N N QK Q GK G 4203153
2
4.1315312.1=??+??=+=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 35.11185
200104203
=??=≥
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=?-= t
l N f 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?????=?=≤=?=≥mm t h mm t h f f 6.982.12.174.4105.15.1m in 1m ax 1
趾部尺寸()()?????=-=-≤=?=≥mm t 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
=b
e 对角钢趾部取力矩平衡得:
21Ne b N =
kN N N b
e N 52.744.2483.03.02
1=?===
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。
角钢趾：mm h mm f h N l f W
f f W 488130160
85.067.01052.7485.07.03
11=>=????=?≥ 取mm l 1401
= （mm h f 1422130=+，取10mm 的整数倍）
角钢背：mm h mm f h N l f W f f W 36060304160
85.067.01088.17385.07.0322
=<=????=?≥ 取mm l 3202= （mm h f 3162304=+，取10mm 的整数）
4.5解：
腹板受到轴心拉力k N 作用
kN N N N QK Q GK G 4.5984408.04.14402.02.1=??+??=+=γγ
焊脚尺寸f h
mm
t h f 6.55.1max =≥，
mm
t h f 9~8)2~1(m in =-≤
取mm h f 6=时，mm h mm f h N l f W f f W 360602.445160
67.02104.5987.023
=>=????=?≥
不可行； 取mm h f
7=时，mm l w 6.381≥，mm h l f w 42060=≤
可行，mm h l
f 6.39526.381=+=，取mm l 400=
取mm h f 9=时，mm l w 8.296≥，mm h l f w 54060=<
可行，mm h l
f 8.31428.296=+=，取mm l 320=
故最小的焊脚尺寸可取mm 7，钢板搭接长度为mm 400 最大的焊脚尺寸可取mm 9，钢板搭接长度为mm 320 4.7解： （1）直接计算法
m kN Nl M ?=?==102.050
2
2
62/1.148862407.0101067.0mm N h h l h M f f W f f =??==σ 23/6.2972407.010507.0mm N h h l h N f
f W f f =??==τ
W f f f f f ≤+???
? ??22
τβσ 1606.29722.11.14882
2
≤?
??
? ??+???? ??f f h h 解得：mm h f
85.7=
采用()mm
t mm
t mm
h f
9~82~136.6185.15.18min max =-≤=?=≥=，可
（2）试算法
()?
??=-≤=?=≥mm t mm
t h f 9~82~136.6185.15.1min max
取mm h f
8=
2134424087.07.0mm l h l h A W f W e W =??===
3225376024087.061
61mm l h W W e W =???==
2
2
62/0.186624087.0101067.0mm N l h M W f f =???==σ 23
/2.37240
87.010507.0mm N l h N W f f =???==τ
2222
22
/160/9.1562.3722.1186mm N f mm N W f f f
f =≤=+??? ??=+???
? ??τβσ，可 故mm h f 8=
4.8解：
kN R R R k k 405%754.1%252.1=?+?=
mm l 300= mm l h 701080=-=
取焊脚尺寸mm h f 6= mm h h f e 2.47.0==
（1）几何关系 水平焊缝计算长度mm h l l f h Wh 64670=-=-=
全部焊缝计算长度mm l l l Wh W 4286423002=?+=+=
全部焊缝有效截面
W e W l h A =
形心位置cm h h A l l h x
e e W
Wh
Wh e 96.08
.4224.64.6222=????=?
=
略去3
e h 项
423236.21542304.642.02123042.02212cm l l h l h I Wh e e x =????
??????? ?????+?=??????????? ???+=
4
22
3
2
238.4796.04.642.096.024.64.642.0124.642.022122cm x l h x l l h l h I Wh e Wh Wh e Wh e y =??+???
????
??
??
??-??+??=+???
???????? ??-+=
焊缝有效截面对形心O 的极惯性矩
404.22028.476.2154cm I I I y x =+=+=
（2）强度验算
kN R V 5.2022== mm x a 4.7080=-= m kN Ra T ?=??==-3.142
104.7040523
mm x l x Wh 4.546.9641=-=-= mm l
y 1502
1==
↑=???==2
4
601/3.35104.22024.54103.14mm N I Tx T f
σ ←=???==24
601/4.9710
4.2202150103.14mm N I Ty T
f
τ ↑=??==23
/7.112428
2.4105.202mm N A V V f
σ
剪力和扭矩共同作用下的强度条件
()
2222
2
2
/160/6.1554.9722.17.1123.35mm
N f mm N W f T
f f V
f T
f =≤=+??
? ??+=+???
?
?
?+τβσσ，可 5.1解：
QK Q GK G N N N γγ+=则：N N k 8.772560%904.1560%102.1=??+??=
查表，得：钢板螺栓孔壁承压承载力设计值：2/405mm N f b
c =
螺栓的强度设计值为：
2/190mm N f b
v =
)(32.119101904
400
24
32
kN f d n N b
v e v
b
v =????
==-ππ
)(1621040520203kN tf d N b
c b
c =???=∑=-
取)(32.119},min{kN N N N b
c b v b ==
需要的螺栓数目：48.632
.1198.772===
b N N n 最少采用7=n
试取螺栓距mm mm d p o 655.613≈==
端距mm mm d a o 45412≈==
边距mm mm d c
o 3575.305.1≈==
因为板宽mm b 250=，若边距为mm 35则不满足间距不大于mm t 12012=要求，故最外排每列螺栓
应设3个，取螺栓横向间距为mm 90，端距为mm 45，螺栓数增加为8个。
取螺栓纵向间距为mm 65，边距为mm 35。 第二列布置2个螺栓，符合不大于mm t
24024=的构造要求。
已知，在最外侧螺栓处的截面，钢板受力最大，截面上有3个螺栓孔，其净面积为最小，即：
21377020)5.203250()3(mm t d b A o n =??-=-=
净截面平均拉应力为：223
1/205/2053770
108.772mm N f mm N A N n =≤=?==σ，（1n A 为
mm 20钢板面积，f 应该按照mm 20钢板取）可
下面再验算拼接板四角处有无块状拉剪破坏的危险。则每一块板呗抗剪破坏所需之力为
)
(9.2071021510)5.205.035(1012510)5.205.265245(331kN N =????-+????-?+=--拼缝一侧上、下两块拼接板同时有4角拉剪破坏时所需轴向力为
)(8.772)(6.8319.207441kN kN N N >=?==
因而此处不会发生块状拉剪破坏。
5.4解：
2/190mm N f b v = 2/405mm N f b c =
设螺栓单列为n 个。
kN P P P k k 544%804.1%202.1=?+?= m kN Pe T ?=??==
682505442
1
21 （1）单个螺栓受剪承载力设计值： 螺栓杆被剪断承载力：kN f d n N b v v
b
v
2.72190224
14
22=???
==π
π
螺栓孔承压破坏承载力：kN f t d N b c b
c 56.1424051622=??==∑
单个螺栓受剪承载力：()
kN N N N b c b v b
2.72,min m in
==
（2）求每列螺栓的个数n 的值。取b
T
N N min
=
由修正公式（5.10）：
83.535.6135.670102.72210686163
6=??
?
??-?????=??
?
??-=
n n p mN T n T
取n=6
（3）强度验算：
螺栓除受扭转作用外，还受到竖向的剪力。
()
kN y x Ty N i
i i T
xi
93.471751053548012175
10682
222622=++?+???=+=∑∑ ()
kN y x Tx N i i i T yi
91.21175
105354801280
10682
222622=+++???=+=∑∑ kN n
P
N P y 67.222==
由偏心剪力作用下强度条件：
()()
()kN N N N
N b
P y
T yi T xi 2.7246.6567.2291.2193.47min 2
22
2=≤=++=++，可
5.5解：
2/140mm N f b v = 2/170mm N f b t = 2/305mm N f b c =
设螺栓单列为n 个。
kN N N k 5604.1==
（1）单个螺栓受剪承载力设计值： 螺栓杆被剪断承载力：kN f d n N b v v
b
v
2.53140224
14
.314
22=???
==π
螺栓孔承压破坏承载力：kN f t d N b c b
c 36.1073051622=??==∑
单个螺栓受剪承载力：()
kN N N N b c b v b
2.53,min m in ==
（2）单个螺栓受拉承载力kN f A N b t e b t 6.511704.303=?==（由附表1.4得直径22mm 的螺栓有
效截面积2
4.303mm ）
（3）单个螺栓受剪力和拉力的设计值：kN n
n N N N N t N
v 2
140222=?=
=
（4）因为螺栓同时受剪和受拉，需满足：
12
2≤???
?
??+???? ??b t t b v v N N N N 解得：34.5≥n 取6=n 5.8解：
查表得：螺栓抗剪强度
2/250mm N f b
v =
一个高强度螺栓的设计预拉力值kN P 150= 钢板螺栓孔壁承压承载力设计值2/470mm N f b
c =
抗滑移系数45.0=μ
)(5.12115045.029.09.0kN P n N f b
v =???==μ ∑=???==-)(44.1651047016223kN tf d N b
c b
c
取)(5.121},min{kN N N N
b
c b v b
==
则93.6705.121210136663
=????==p
mN T n T
（b v N 中传力摩擦面为2，故两边一起算，T 不需除2） 修正41.6)93
.6193.6(93.6))1((
=-?=-≈n n n n 取7=n 验算强度：
)(3640)21147(4814222222
2
cm y
x =++?+?=+∑∑
)(23.393640100
21682
2max max kN y x Ty N T
x =??=+=
∑∑
)(8.293640100
81362
2max max kN y x Tx N T
y =??=+=
∑∑
)(86.387
2544kN mn P N P
y =?==
0=P
x N
强度：
)
(5.121)(26.104)86.388.29(46.78)()(222max 2max kN N kN N N N N b
v P y T y P x T x =<=++=+++可，每侧所需螺栓数目为7个。 5.9解：
预拉力值：kN P 190= 螺栓杆被剪断承载力：kN P n N f b
v 95.7619045.019.09.0=???==μ
单个螺栓受拉承载力：kN P N b
t
1521908.08.0=?==
单个螺栓受剪力和拉力的设计值：kN n
n N N N N t N
v 2
140222=?=
=
因为螺栓同时受剪和受拉，需满足：
1≤+b t
t
b
v v N N N N 解得：9.3≥n 取4=n 摩擦型连接无需验算孔壁承压强度
6.2解:
由结点b 的力的平衡可得: Ab 杆受压力KN F 37.121
= Cb 杆受拉力KN F 37.122=
需要的构件截面面积：
22576.010215
100037.12cm f N A A n =??=≥
=- 其中Ab 杆为压杆，Cb 为拉杆。 Cb 杆需要的截面回转半径为
[]cm l i ox
x 06.1400100
23=??=≥λ []cm l i oy y 06.1400
10023=??=≥λ
由截面面积和回转半径可选用截面如下: 选用5452?∠
供给
222576.0584.8292.42cm cm cm A >=?=
cm cm i x 06.137.1>= cm cm i y 06.118.2>=
A,i x ,i y 均满足要求，无需验算。 Ab 杆需要的截面回转半径为：
[]
cm l i ox
x 12.220010023=??=
≥
λ []cm l i oy y 12.2200
100
23=??=≥λ
可选4702?∠ 供给
222576.014.1157.52cm cm cm A >=?=
cm cm i x 12.218.2>=
cm cm i y 12.214.3>=
对
X
轴：62.19418
.2100
23=??==
x ox i l λ
此截面为B 类截面，查表知195.0=?
22/215/67.56100
14.11195.01000
37.12mm N f mm N A N =<=???=?，稳定性符合要求，可。 （同理，可得对Y 轴：12.13514
.310023=??==
x ox i l λ
此截面为B 类截面，查表知365.0=?
22/215/42.30100
14.11365.01000
37.12mm N mm N A N <=???=?，稳定性符合要求，可。
） 6.5解：
以实轴为X 轴，虚轴为Y 轴，则有：
3
335.4760812404.36128.4237cm I x =?-?= 3311819212374.1cm I y =??=
26.127406.02374.1cm A =?+??=
cm A
I i x
x 32.19==
cm A I i y y 62.9==
4.4132.19800
===x ox x i l λ 6.4162
.9400===y oy y i l λ
此工字钢截面对x 轴屈曲为B 类截面，对y 轴屈曲为C 类截面。查表知：
893.0=x ? 83.0=y ?
f
A
N
≤min ? k k k N N N N
34.1%704.1%302.1=??+??=
KN Af N k 2277101006.12721583.034.13m in =????=≤?
解得：KN N K 3.1699≤
6.6解:
KN N N 214421440007.016004.13.016002.1==??+??= cm l ox 800= cm l oy 400=
此工字钢对x 轴屈曲为b 类截面,对Y 轴屈曲为c 类截面 （1）试取60==y x
λλ
查附表1.20可知：
807.0=x ? 709.0=y ?
cm l i x
ox
x 3.13==
λ cm l i y
oy
y 67.6==
λ
需要翼缘板宽度：cm i b y 78.2724
.0=≥
需要腹板宽度：cm i h x
01.3143.0=≥
需要截面面积：
223min
65.14010215
709.0102144cm f N
A =???=≥
-? 试选截面：280162?- 26.89cm A f
=
320161?- 22.51cm A w
=
28.140cm A A A w f =+=
（2）试取50==y x λλ
查表知:856.0=x
? 775.0=y ?
cm l i x
ox
x 16==
λ cm l i y
oy
y 8==
λ
cm i h x
21.3743
.0==
cm i b y 33.3324.0==
故
223
min
67.12810215
775.0102144cm f N
A =???=≥
-? ()mm b
t x 1.111.0102=+≥
λ（b 取340mm ）考虑到容许宽厚比()
y
w f t h 2355.0250λ+≤，w t 不宜取
太小，故取t=14mm
mm h bt
A t w
w 92=-=
，取mm t w 10= 试选截面：340142?- 22.954.1342cm A f =??=
370101?-
237370.1cm A w =?=
2267.1282.132cm cm A A A w f >=+=
（3）40=λ略
经比较，方案二较为合理，采用第二个方案 截面尺寸：340142?-
370101?-
()[]()
4333
316.3933137338.393412
1121cm h t b bh I w w x =?-??=--=
cm A
I i x
x 42.16==
()()
4333
302.9174137344.1212
12121cm t h tb I w w y =?+???=+=
cm A
I i y y 39.8==
4.46==
x
oy x i l λ 02.48==
y
oy y i l λ
查表知：874.0=x ?，788.0=y ?
（4）验算整体稳定：
222
3min /215/81.205102.132788.0102144mm N f mm N A N
=<=???=-? ，可 （5）验算局部稳定：
()48,max ==y x λλλ
()492355.025370.137=+<==y
w o f t h λ
()8.14235
1.01079.114.121342=+<=?-=-y
w f t t b λ，可 （6）强度不需验算。 6.7解：
（1）轴心压力设计值()kN N
40203000%704.1%302.1=??+?=
m l l y x 700==，2/215mm N f =
（2）对截面实轴的稳定性选用分肢的截面 假设60=x
λ，则807.0=?
需要分肢截面面积：223
8.11510215
807.021040202cm f N A =????=≥-?
需要回转半径：cm l i x
x
x
67.1160
700
0==
=
λ 根据
A ，x i 选择I50a ：2304.119cm A =，cm cm i x 67.117.19>>=说明所选λ过大。
假设40=x λ，0.899x ?=
223
99.10310215899.021040202cm f N A =????=≥-?
cm l i x
x
x 5.1740
700
0==
≥
λ 选用工字钢
I45a ：
2
446.102cm A =
cm
i x 7.17=
cm
i 89.21=
cm t w 15.1=
41855cm I =此处A 略小于需要的, x i 略大于需要的, 工字钢I45a 可能是合适的截面。
（3）由等稳定原则确定两工字钢中心线距b 对x 轴和y 轴屈曲时均为b 类截面，等稳定原则要求
2
1
20λλλλ+==y y x
55.397
.17700
0===
x x x i l λ 由分肢长细比要求:??
?
=≤≤77
.195.040
11x λλλ
取()77.195.0,40min 1
==x λλ
cm i a 15.5711==λ 取cm a 57=
所以72.1989
.25711
===
i a λ 28.3472.1955.39222
12=-=
-=λλλx y cm l i y
y
y 42.2028
.34700
0==
=
λ
???
???????? ??+=A b I I y 2
122
2
2122?
?
?
??+==b i A I i y
y
解出:
cm b 43.40= 取整数cm b 41=
（4）截面验算: 1)长细比72.191
1
==
i a
λ 17.7x i cm =
[]15055.397
.177000=<===
λλx x x i l cm
b i i y 7.205.2089.22222
21=+=??
?
??+=[]15081.337
.20700
0=<==
=
λλy
y y i l 55.3914.3972.1981.332
221
20=<=+=+=x y y λλλλ 2)构件的稳定验算 由55.39=x
λ得到901.0=?
2223
/215/76.21710
446.1022901.0104020mm N f mm N A N =>=????=? 在允许范围之内 , 可以 3)分肢验算:
()?
??
=<=77.1955.39,14.39max 5.04072.191λ ，可
（5）缀板连接及验算 1)确定缀板尺寸 分肢轴线距mm b 4100
=
缀板高度mm b d b
410~3.2731~320=??
?
??≥ 采用mm d b
400=(尽量取大的,使角焊缝不容易达到强度设计值)
缀板厚度mm b t b
25.10~2.8401~501
0=??
? ??≥ 采用mm t b
10=
缀板中心距mm d a a 97040057001=+=+=
缀板长度
mm b b b 3203021500=?--=
其中mm 150为工字钢的翼缘长度. 采用缀板的尺寸为:
40032010??-
2)缀板内力几角焊缝连接计算:
柱中剪力: kN f Af V y
83.518521510446.102223585
2=???== 每个缀板平面分担的剪力:
kN V
V 9.252
1==
缀板的内力:
kN b a V T 3.61410
970
9.25011=?==
m kN a V M ?=??==
-56.12102
970
9.252311 ()???=-≤=?≥mm
t mm
h f 9~82~136.6185.1 其中18mm 为工字钢45a 的翼缘平均厚度. 取mm h f
8=
角焊缝长度:mm d l b w 400==
22
6
2/16.8440087.01056.1267.06mm N l h M W f f =????==σ 2
32
/37.27400
87.0103.617.0mm N l h T W f f =???==τ 22.1取f β2222
22
/160/21.7437.2722.116.84mm N mm N f f
f
≤=+??? ??=+???
?
??τβσ，可 3)缀板刚度验算:
两缀板惯性距
433
7.1066640112
1
2122cm td I b b =???=?=
及线刚度
3016.26041
7.10666cm b I b == 分肢工字钢41
855cm I =
线刚度
31181.897
855cm a I == 线刚度比
65.2981
.816.260110>==a I b I b ，可。 6.8解：
(1)由等稳定原则确定工字钢轴线间距b
dy y y x A A 2720+==λλλ
采用5501?∠ 查表28.4cm A d
= cm i 98.0m in =
26.98.422cm A A d dy =?== 55.39=x λ
43.316
.92
446.1022755.392722=??-=
-=dy x y A A λλ
cm l i y
y
y 27.2243
.31700
0==
=
λ
cm b b i i y 27.22289.222
22
21=??
?
??+=??? ??+=
解出:
cm b 16.44= 取cm b 45=
(2)截面验算 ?=40α
cm b i i y 68.2224589.222
2221
=??
?
??+=??? ??+=
86.3068
.22700
0==
=
y
y y i l λ
55.3927.386
.92
446.1022786.3027220=<=??+=
+=x dy y y A A λλλ
由55.39=x
λ得901.0=x ?
2223
/215/76.21710
446.1022901.0104020mm N f mm N A N =>=????=? 在允许范围之内，可 (3)验算局部稳定
为保证斜缀条与分肢轴线夹角为?45左右，采用mm a 400=
{}69.2755.397.0max 7.084.1389
.240011=?=<===
x y i a λλλ，，可 (4)缀条稳定验算 两工字钢腹板内侧间距mm t b b w 5.4385.114500=-=-=
缀条长度mm a b l d
5.5934005.43822220=+=+=
缀条内力kN l b V V N d d
08.355
.5935.4382
83.512sin 20====
α
[]15087.488.99.478min =<===
λλi l d d 查表得862.0=d
?
单面连接等边角钢强度设计值折减系数
673.087.480015.06.00015.06.0=?+=+=d f λη
稳定验算:
222
3/7.144215673.0/78.84108.4862.01008.35mm N f mm N A N f
d d d =?=<=???=η?，可
7.1解：
kN F F k 8.164.1124.1=?=?=
查表得槽钢
[a 36：3660cm W x = 3min
5.63cm W y = 3max 186cm W y =
05.1=x γ 2.141==y y γγ 05.142==y y γγ
(1)抗弯强度
初判断点1为最先达到强度最大值的点，min 41
y y y W W W ==
kN F F y 55.1430cos =?= kN F F x 4.830sin =?=
m kN F l M y
x ?=?=
8.2122 m kN F l M x y ?=?=6.122
2 223
636min 1/215/9.19610
5.632.110
6.121066005.1108.21mm N f mm N W M W M y y y x x x =<=???+???=+γγ
(2)剪切强度
kN F V y 27.72
max ==
查表得: 槽钢
[a 36： 411900cm I x = 4455cm I y = 39.389cm S x = mm t w 9=
22433max /125/65.29
1011900109.3891027.7mm N f mm N t I S V v
w x x =<=?????==τ (3)挠度由两个方向合成
mm
EI l F v y x x 33.40104551006.2486000104.848453
33=??????==mm EI l F v x y y 67.210119001006.24860001055.14484
53
33
=??????==
总挠度mm v v v y x 42.4022=+=
7.3解：
m l 6= I56a
查表1.10可以得到
（1）Q235，上翼缘承受满跨均布荷载，跨度中间无侧向支承点
131.36>=b
l
需要验算整体稳定性6.059.0<=b ?
（2）Q345钢，
5.101.36>=b l 需要验算整体稳定性，
6.04.0345
23559.0<=?=b ? （3）Q345钢，集中荷载作用于跨中的下翼缘,跨中有一侧向支承点，则自由长度1
3l m =
2.2=b ? 对于Q345钢 6.05.1345
235
2.2>=?
=b ? 882.05
.1282
.007.1282
.007.1'=-
=-
=b
b ?? （4）Q345，钢集中荷载作用于跨中的下翼缘,无侧向支承点
2.1=b ? 对于Q345钢 6.0817.0345
235
2.1>=?
=b ? 725.0817
.0282
.007.1282
.007.1'=-
=-
=b
b ??
结构设计原理课后题答案8—20
8-1大小偏心受拉构件的界限如何区分？它们的特点与破坏特征各有何不同？ 答：当偏心拉力作用点在As合力点与A’s合力点之间时为小偏心受拉情况，否则为大偏心受拉。小偏心情况下，构件破坏前混凝土已全部裂通，拉力完全由钢筋承担；大偏心情况下，裂缝不会贯通整个截面，裂缝开展很大，受压区混凝土被压碎。 8-2《公路桥规》对大小偏心受拉构件纵向钢筋的最小配筋率有哪些要求？ 答：规定小偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按构件毛截面面积计算，而大偏心受拉构件 一侧受拉纵筋的配筋率按As/bh 0计算,他们的值都不应小于45f td /f sd ，同时不小于0.2. 9-1对于钢筋混凝土构件，为什么《公路桥规》必须进行持久状况正常使用极限状态计算和短暂状况应力计算？与持久状况承载能力极限状态计算有何不同之处？ 答：因为钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。不同点：○1极限状态取构件破坏阶段○2截面承载能力大于最不利荷载效应○3作用效应取短期和长期效应的一种或两种组合，汽车荷载不计冲击系数。 9-2什么是钢筋混凝土构件的换算截面？ 答：将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面。 9-3引起钢筋混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些？ 答：作用效应、外加变形或约束变形、钢筋锈蚀。 9-4影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？混凝土结构耐久性设计应考虑什么？ 答：混凝土冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损、混凝土的碳化、钢筋锈蚀。混凝土耐久性设计可能与混凝土材料、结构构造和裂缝 12-1何为预应力混凝土?为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？ 答：所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。 对构件施加预应力原因：使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或推迟开裂或者使裂缝宽度减小。 基本原理：由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在均布荷载q作用使下边缘所产生的拉应力全部被抵消，因而可避免混凝土出现裂缝，混凝土梁可以全截面参加工作，这就相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强钢材的目的。 12-2什么是预应力度？《公路桥规》对预应力混凝土构件如何分类？ 预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩与外荷载产生的弯矩的比值。分三类：○1全预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力（不得消压）○2部分预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝○3钢筋混凝土构件—不预加应力的混凝土构件 12-4什么是先张法？答：先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。 12-5什么是后张法？答：后张法是先浇筑构件混凝土待混凝土结硬后再张拉预应力钢筋并锚固的方法。 13.3何谓预应力损失？何谓张拉控制应力？张拉控制应力的高低对构件有何影响？ 答：预应力损失：预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象 张拉控制应力：指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。影响：张拉控制应力能够提高构建的抗裂性、减少钢筋用量。过高使钢筋在张拉或施工过程中被拉断、应力松弛损失增大、构件出现纵向裂缝也降低了构件的
钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)
页脚内容1 《钢结构设计原理》 三. 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1.3：2w t N/mm 265=f ，2w v N/mm 180=f 不采用引弧板：m m 4801025002w =?-=-=t b l 3 2w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010 N f l t σ?===>=?，不可。 改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度： m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w =-=-?=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310 N f l t θσ??===<='? 32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310 v N f l t θτ??==≈<='? 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。
页脚内容 2 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。 查附表1.3：2w f N/m m 200=f 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： 1250010 5.4mm 22460 A t b ?≥==?，取t 2=6mm 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 。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。 1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸：t h t ==m ax m m 6f ，mm 最小焊脚尺寸：7.4105.15.1min f =?==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm 2）焊接设计： 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=?????=?=f b h N β 侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 557184942816101500331=-?=-=N N N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有4条侧缝）： mm 172620067.045571847.04f w f f 1f w =+???=+?=+=h f h N h l l 取侧面焊缝实际长度175mm L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。
钢结构设计原理复习题及参考答案[1]
2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于；侧面角焊缝承受静载时，其计算长 度不宜大于。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？
5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？ 三、计算题： 1.一简支梁跨长为5.5m，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值为10.2kN/m（不包括梁自 重），活载标准值为25kN/m，假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。梁的截面选用I36a轧制型钢，其几何性质为：W x=875cm3，t w=10mm，I / S=30.7cm，自重为59.9kg/m，截面塑性发展系数 x=1.05。 钢材为Q235，抗弯强度设计值为215N/mm2，抗剪强度设计值为125 N/mm2。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。（恒载分项系数γG=1.2，活载分项系数γQ=1.4）
结构设计原理课后习题答案(第三版)
结构设计原理课后习题答案 1 配置在混凝土截面受拉区钢筋得作用就是什么？ 混凝土梁得受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉 区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋得屈服强度。因此，钢筋混凝土梁得承载能 力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词： 混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得得抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法与试验方法测得得混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150得棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋， 当试件在没有钢筋得中部截面拉断时，此时得平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定得试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压得应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应 变曲线有哪几个因素？ 完整得混凝土轴心受压得应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~0、3fc 时呈直线；0、3~0、8fc 曲线偏离直线。0、8fc 之后，塑性变形 显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。D 点之后， 曲线趋于平缓。 因素：混凝土强度，应变速率，测试技术与试验条件。 4 什么叫混凝土得徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载得长期作用下，混凝土得变形随时间增长，即在应力不变得情况下， 混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土得徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生得应力大小，加载时龄期，混 凝土结构组成与配合比，养生及使用条件下得温度与湿度。 5 混凝土得徐变与收缩变形都就是随时间而增长得变形，两者有与不同之处？ 徐变变形就是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形就是混凝土在凝 结与硬化得物理化学反应中体积随时间减小得现象，就是一种不受外力得自由变 形。 6 普通热轧钢筋得拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用 得普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别就是什么？ 答：屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶 段，破坏阶段 按屈服强度分为：235MPa ，300MPa ，335MPa ，400MPa ，500MPa 代号：HPB235(R235),HRB335，HRB400，RRB400(KL400) 7 什么就是钢筋与混凝土之间粘结应力与粘结强度？为保证钢筋与混凝土之间 有足够得粘结力要采取哪些措施？ （1）由于变形差（滑移）沿混凝土与钢筋接触面上产生得剪应力称为粘结应力。 （2）在拔出试验失效时得最大平均应力作为粘结强度。dl πτF = （3）主要措施：提高混凝土强度，调整钢筋布置位置，调整钢筋间距，增加保
钢结构设计原理练习题参考答案
钢结构原理与设计练习题 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、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ A ） A 、0
8、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 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。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）______强度高、自重轻__________、2）_____塑性、韧性好_______________，3）______材质均匀、工作可靠性高______________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 5、根据功能要求，结构的极限状态可分为下列两类：__承载力极限状态____ ______正常使用极限状态_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之增大。 三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比，具有哪些特点？ 2、钢结构采用什么设计方法？其原则是什么？ 3、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？ 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中，各符号的意义？ 第2章钢结构材料 一、选择题 1、钢材在低温下，强度（A），塑性（B），冲击韧性（B）。 (A)提高(B)下降(C)不变(D)可能提高也可能下降 2、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是（A）。
结构设计原理-叶见曙版-课后习题第7-9(附答案)
第七章 7-2试简述钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形态和破坏类型。 答：破坏形态： （1）受拉破坏—大偏心受压破坏，当偏心距较大时，且受拉钢筋配筋率不高时，偏心受压构件的破坏是受拉钢筋先达到屈服强度，然后受压混凝土压坏，临近破坏时有明显的预兆，裂缝显著开展，构件的承载能力取决于受拉钢筋的强度和数量。 （2）受压破坏—小偏心受压破坏，小偏心受压构件的破坏一般是受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋压应力达到屈服强度，破坏前钢筋的横向变形无明显急剧增长，正截面承载力取决于受压区混凝土的抗压强度和受拉钢筋强度。 破坏类型：1）短柱破坏；2）长柱破坏；3）细长柱破坏 7-3由式（7-2）偏心距增大系数与哪些因素有关？ 由公式212 000)/e 140011ζζη?? ? ??+=h l h （可知，偏心距增大系数与构件的计算长度，偏心 距，截面的有效高度，截面高度，荷载偏心率对截面曲率的影响系数，构件长细比对截面曲 率的影响系数。 7-4钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件的截面设计和截面复核中，如何判断是大偏心受压还是小偏心受压？ 答：截面设计时，当003.0h e ≤η时，按小偏心受压构件设计，003.0h e >η时，按大偏心受压构件设计。 截面复核时，当b ξξ≤时，为大偏心受压，b ξξ>时，为小偏心受压. 7-5写出矩形截面偏心受压构件非对称配筋的计算流程图和截面复核的计算流程图 注意是流程图 7-6 解： 查表得： .1,280',5.110====γMPa f f MPa f sd sd cd m kN M M kN N N d d ?=?=?==?=?=6.3260.16.326,8.5420.18.54200γγ
钢结构设计原理作业参考答案
按构造要求确定焊角高h f 为 h fmin =1.5t =1.5?10=4.74mm mm t h fmsx 77.51==,取h f =6mm 取盖板截面为260?6mm 2,则端缝承载力为 w t f e f B h b N ???=21 查表1－4得f w t =160 N/mm 2
则 kN N 8.42631616022.167.026021=?????= 接缝一侧一条焊缝需要长度 ()mm f h N N L w t f W 57516067.0410975.40955057.043 1=+????-=+???-= 取L W =60mm.则盖板全长为： mm L L W 130********=+?=+?= 3-3．图3-73所示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为m kN M ?=2500，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准，试验算拼接焊缝强度。（提示：剪力V 可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即M I I M w w = ） 解：查得2/215mm N f w t =，2/215mm N f w c =，2/125mm N f w v = 计算焊缝截面特征值 () 4237393605953601440006124021200.1121 cm I =+=???+??= 431440001200.112 1 cm I w =??= 21201120cm A w =?= 验算正应力 m kN M I I M w w ?=?== 9.486739360 1440002500
2 24 6/215/9.202600/10144000109.486mm N mm N W M w w w <=??==σ满足 验算剪应力 222 3 /125/7.411012010500mm N mm N A V w w <=??==τ满足 验算折算应力 222222/2362151.1/4.2157.4139.2023mm N mm N w w =?<=?+=+τσ 满足要求 3-4．图3-74所示一柱间支撑与柱的连接节点，支撑杆承受轴拉力设计值 kN N 300=，用2L80×6角钢做成，钢材均为Q235钢，焊条为E43型，手工焊。 (1) 支撑与节点板采用角焊缝相连，焊脚尺寸见图，试确定焊缝长度。 (2) 节点板与端板用两条角焊缝相连，试演算该连接焊缝强度。 解：查附表1-4得2/160mm N f w f = (1) 采用两边围焊，肢背、肢尖的受力为 kN N K N 2103007.011=?=?= kN N K N 903003.022=?=?= 据题设焊脚高度为 mm h f 81=，mm h f 62= 计算肢背、肢尖所需焊缝长度为
钢结构设计原理试题库
<钢结构设计原理试题库> 一、单项选择题 1、有四种厚度不等的Q345钢板，其中 厚的钢板设计强度最高。 (A)12mm (B)18mm (C)25mm (D)30mm 2、焊接残余应力不影响构件的 。 A 整体稳定性 B 静力强度 C 刚度 D 局部稳定性 3、考虑角焊缝应力分布的不均匀，侧面角焊缝的计算长度不宜大于 。 A 40hf B 60hf C 80hf D 120hf 4、确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比限值的原则是 。 A 等厚度原则 B 等稳定原则 C 等强度原则 D 等刚度原则 5、最大弯矩相等的情况下，下列简支梁整体稳定性最差的是 A ．两端纯弯作用 B ．满跨均布荷载作用 C ．跨中集中荷载作用 D ．跨内集中荷载作用在三分点处 6、钢材塑性破坏的特点是 。 A 变形小 B 破坏经历时间非常短 C 无变形 D 变形大 7、.梁的最小高度是由___ _____控制的. A 强度 B 建筑要求 C 刚度 D 整体稳定 8、摩擦型高强度螺栓的抗剪连接以 作为承载能力极限状态。 A 螺杆被拉断 B 螺杆被剪断 C 孔壁被压坏 D 连接板件间的摩擦力刚被克服 9、梁整体失稳的方式为 。 A 弯曲失稳 B 剪切失稳 C 扭转失稳 D 弯扭失稳 10、受弯构件的刚度要求是ν≤[ν]，计算挠度ν时，则应 。 A ．用荷载的计算值 B ．用荷载的标准值 C ．对可变荷载用计算值 D ．对永久荷载用计算值 1．钢材牌号Q235，Q345，Q390是根据材料 命名的 (A) 屈服点 (B) 设计强度 (C) 极限强度 (D) 含碳量 2．当角焊缝无法采用引弧施焊时，其计算长度等于 。 (A) 实际长度 (B) 实际长度-2t (C) 实际长度-2h f (D) 实际长度-2h e 3．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I 螺栓杆剪断；Ⅱ孔壁挤压破坏；Ⅲ钢板被拉断；Ⅳ钢板剪断；Ⅴ螺栓弯曲破坏。其中 种形式是通过计算来保证的。 （A ）Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ （B ）Ⅰ，Ⅱ，Ⅳ （C ）Ⅰ，Ⅱ，Ⅴ （D ）Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ 4．计算梁的 时，应用净截面的几何参数。 (A) 正应力 (B) 疲劳应力 (C) 整体稳定 (D) 局部稳定 5．钢结构受弯构件计算公式nX x x W M γσ=中，x γ 。 （A ）与材料强度有关 （B ）是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比 （C ）表示截面部分进入塑性 （D ）与梁所受荷载有关
钢结构设计原理习题及参考答案
钢结构设计原理习题及参考答案1 单项选择题 1.焊接组合梁截面高度h是根据多方面因素确定的，下面哪一项不属于主要影响因素？（） A、最大高度 B、最小高度 C、等强高度 D、经济高度答案：C 2.焊接的优点不包括（）。 A、直接连接方便简单 B、节省材料 C、结构刚度大，提高焊接质量 D、最大化体现钢材料性能答案：D 3.轴心压杆计算时满足（）的要求。 A、强度，刚度 B、强度，刚度，整体稳定 C、强度，整体稳定，局部稳定 D、强度，整体稳定，局部稳定，刚度答案：D 4.对关于钢结构的特点叙述错误的是（）。 A、建筑钢材的塑形和韧性好 B、钢材的耐腐蚀性很差 C、钢材具有良好的耐热性和防火性 D、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构 答案：C 5.轴心受压构件整体稳定的计算公式的物理意义是（）。 A、截面平均应力不超过钢材强度设计值 B、截面最大应力不超过钢材强度设计值 C、截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值 D、构件轴力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值答案：D 6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面（）。 A、最大应力达到钢材屈服点 B、平均应力达到钢材屈服点 C、最大应力达到钢材抗拉强度 D、平均应力达到钢材抗拉强度答案：B 7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标？（） 精选范本
A、屈服点 B、抗拉强度 C、伸长率 D、线胀系数答案：D 8.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用（）。 A.E55型 B.E50型 C.E43型 D.E60型答案：C 9.梁受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足要求时，采用（）是比较合理的措施。 A、加厚翼缘 B、在集中荷载作用处设置支承加劲肋 C、增加横向加劲肋的数量 D、加厚腹板答案：B 10.最大弯矩和其他条件均相同的简支梁，当（）时整体稳定最差。 A、均匀弯矩作用 B、满跨均布荷载作用 C、跨中集中荷载作用 D、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用答案：A 11.不考虑腹板屈曲后强度，为保证主梁腹板的局部稳定，（）。 A、需配置横向加劲肋和纵向加劲肋 B、不需要配置加劲肋 C、需设置横向加劲肋 D、需配置纵向加劲肋答案：C 12.轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（）。 A、杆长相等 B、长细比相等 C、计算长度相等 D、截面几何尺寸相等答案：B 13.钢结构压弯构件设计应该进行哪几项内容的计算（）。 A、强度，弯矩作用平面内的整体稳定性，局部稳定，变形 B、弯矩作用平面内的稳定性，局部稳定，变形，长细比 C、强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，变形 D、强度，强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性，局部稳定，长细比答案：C 1.钢梁进行刚度验算时，应按结构的正常使用极限状态计算，此时荷载应按（）计。 A、折算值 B、设计值 C、标准值 D、当量值答案：C 2.钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有（）。 精选范本
钢结构设计原理题库及答案.
钢结构设计原理题库 一、 单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选 或未选均无分) 1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于 【 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σ σσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σ max 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同情况下，下列疲劳强度最低的是 【 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021 ==k k C 35.0,65.021 ==k k D 35.0,75.021 ==k k 12．轴心受力构件用侧焊缝连接，侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是
钢结构设计原理习题及答案
钢结构设计原理题库 一、单项选择题 1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数n 大于或等于 【 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同情况下，下列疲劳强度最低的是 【 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k C 35.0,65.021==k k D 35.0,75.021==k k
结构设计原理课后习题答案
1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 混凝土梁的受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋的屈服强度。因此，钢筋混凝土梁的承载能力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词： 混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得的抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150的棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋，当试件在没有钢筋的中部截面拉断时，此时的平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定的试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？ 完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~时呈直线；~曲线偏离直线。之后，塑性变形显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。D 点之后，曲线趋于平缓。 因素：混凝土强度，应变速率，测试技术和试验条件。 4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间增长，即在应力不变的情况下，混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加载时龄期，混凝土结构组成和配合比，养生及使用条件下的温度和湿度。 5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？ 徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象，是一种不受外力的自由变形。 6 普通热轧钢筋的拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用的普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别是什么？ 答：屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，破坏阶段 按屈服强度分为：235MPa ，300MPa ，335MPa ，400MPa ，500MPa 代号：HPB235(R235),HRB335，HRB400，RRB400(KL400)
《钢结构设计原理》／试题库(含答案).
钢结构设计原理试题库 一、填空题 1. 钢结构计算的两种极限状态是和。 2. 钢结构具有、、、、 和等特点。 3. 钢材的破坏形式有和。 4. 影响钢材性能的主要因素有、、、 、、、和。 5. 影响钢材疲劳的主要因素有、、、 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是、、、 和。 7. 钢结构的连接方法有、和。 8. 角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于。侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即、、、、和。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有、、和。 12. 轴心受压构件的稳定系数 与、和有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是、和。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用的方法来解决。 二、问答题 1.钢结构具有哪些特点？ 2.钢结构的合理应用范围是什么？ 3.钢结构对材料性能有哪些要求？ 4.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？ 5.影响钢材性能的主要因素是什么？ 6.什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？ 7.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 8.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 9.焊缝可能存在的缺陷有哪些？ 10.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 11.对接焊缝的构造要求有哪些？ 12.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 13.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结 构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 14.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形 式有何不同？ 15.螺栓的排列有哪些构造要求？
钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)
《钢结构设计原理》
三. 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
N
N
500
查附表 1.3：
f tw
?
265 N/mm 2 ，
f
w v
? 180 N/mm 2
10
不采用引弧板： lw ? b ? 2t ? 500 ? 2 ?10 ? 480 mm
?
?
N lwt
1500 ?103 ?
480 ?10
? 312.5N/mm2
?
ftw
?
265N/mm2 ，不可。
改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度：
lw? ? (b / sin? ) ? 2t ? (500 / sin 56?) ? 20 ? (500 / 0.829 ) ? 20 ? 583mm
?
?
N sin? lw? t
? 1500?103 ?0.829 583?10
? 213N/mm2
?
ftw
? 265N/mm2
?
?
N cos? lw? t
? 1500?103 ?0.559 583?10
? 144N/mm2
?
fvw
? 180N/mm2
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。
查附表
1.3：
f
w f
?
200 N/mm
2
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 2b
?
500 ?10 2? 460
?
5.4mm
，取
t2=6mm
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。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面
围焊。
1
结构设计原理第四版课后答案叶见曙
结构设计原理第四版课后答案叶见曙 目录 第一章...........1 第二章...........3 第三章...........5 第四、五章......13 第六章...........16 第七、八章.......18 第九章.. (26) 第一章 1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。 1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。 答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号 cu f 表示。 混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号 c f 表示。 混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》 （JTJ 053-94）规定，采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度 ts f 按下式计算： 20.637ts F F f A = =πA 。 混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏
钢结构设计原理课后习题答案
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.. .
3. 连接
《钢结构设计原理》作业标答
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。
N
N
500
解：
三级焊缝
10
查附表 1.3：
f tw
265 N/mm 2 ，
f
w v
180 N/mm 2
不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mm
N lwt
1500 103
480 10
312.5N/mm2
f
w t
265N/mm2 ，不可。
改用斜对接焊缝：
方法一：按规取 θ=56°，斜缝长度：
lw (b / sin ) 2t (500 / sin 56) 20 (500 / 0.829 ) 20 583mm
N sin lw t
1500103 0.829
58310
213N/mm2
ftw
265N/mm2
N cos lw t
1500103 0.559 58310
144N/mm2
fvw
180N/mm2
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。
查附表
1.3：
f
w f
200 N/mm 2
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..范文
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钢结构设计原理第3阶段测试题
江南大学现代远程教育 第三阶段测试卷 考试科目:《钢结构设计原理》第五、六、七章（总分100分） 时间：90分钟 学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分： 一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分） 1、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式x 1(10.8')mx x x x Ex M f A W N N βN ?γ+≤-中，W 1x 代 表( )。 A 、受压较大纤维的净截面抵抗矩 B 、受压较小纤维的净截面抵抗矩 C 、受压较大纤维的毛截面抵抗矩 D 、受压较小纤维的毛截面抵抗矩 2、两端铰接、单轴对称的T 形截面压弯构件，弯矩作用在截面对称轴平面并使翼缘受压。可用（ ）进行整体稳定计算。 Ⅰ. )'8.01(1Ex x x x mx x N N W M A N -+γβ?≤f Ⅱ.f W M A N x b x tx y ≤+1?β? Ⅲ. ) '25.11(2Ex x x x mx N N W M A N --γβ≤ Ⅳ.)]'1([1Ex x x x mx x N N W M A N ?β?-+ ≤f A 、Ⅰ，Ⅲ，Ⅱ B 、Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ C 、Ⅰ，Ⅱ，Ⅳ D 、Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ 3、梁的受压翼缘侧向支撑点的间距和截面尺寸都不改变，且跨内的最大弯矩相等，则临界弯矩最大的是（ ）。 A 、受多个集中荷载的梁 B 、受均布荷载的梁 C 、受跨中一个集中荷载的梁 D 、受纯弯矩的梁 4、受弯构件的刚度要求是w ≤[w ]，计算挠度 时，则应( )。 A 、用荷载的计算值 B 、用荷载的标准值 C 、对可变荷载用计算值 D 、对永久荷载用计算值 5、焊接工字型截面梁腹板设置加劲肋的目的（ ）。 A 、提高梁的抗弯强度 B 、提高梁的抗剪强度
专升本《钢结构设计原理》_试卷_答案
专升本《钢结构设计原理》 一、（共75题,共150分） 1. 钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于( ) （2分） A.钢材具有良好的耐热性 B.钢材具有良好的焊接性 C.钢结构自重轻而承载力高 D.钢结构的实际受力性能和力学计算结果最符合 标准答案：C 2. 钢结构正常使用极限状态是指( ) （2分） A.已达到五十年的使用年限 B.结构达到最大承载力产生破坏 C.结构和构件产生疲劳裂纹 D.结构变形已不能满足使用要求 标准答案：D 3. 钢结构正常使用极限状态是指( ) （2分） A.已达到五十年的使用年限 B.结构达到最大承载力产生破坏 C.结构和构件产生疲劳裂纹 D.结构变形已不能满足使用要求 标准答案：B 4. 钢材的伸长率用来反映材料的( ) （2分） A.承载能力 B.弹性变形能力 C.塑性变形能力 D.抗冲击荷载能力 标准答案：C 5. 设计某重级工作制的焊接吊车钢梁，吊车起重量为75t，工作温度低于-20℃，宜选用下列哪一种钢材( ) （2分） 235A 235C 标准答案：D 6. 对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面( ) （2分） A.最大应力达到钢材屈服点 B.平均应力达到钢材屈服点 C.最大应力达到钢材抗拉强度 D.平均应力达到钢材抗拉强度 标准答案：B 7. 轴心受压构件柱脚底板的厚度主要取决于( ) （2分） A.底板的抗弯刚度 B.基础材料的强度等级 C.底板的抗弯强度 D.底板的的抗剪强度 标准答案：C 8. 双轴对称焊接组合工字形截面偏心受压柱，偏心荷载作用在腹板平面内。若两个方向支撑情况相同，可能发生的失稳形式为( ) （2分） A.在弯矩作用平面内的弯曲失稳或弯矩作用平面外的弯曲失稳 B.在弯矩作用平面内的弯扭失稳或弯矩作用平面外的弯扭失稳 C.在弯矩作用平面外的弯曲失稳 D.在弯矩作用平面内的弯曲失稳或弯矩作用平面外的弯扭失稳 标准答案：D 9. 梁的整体失稳属于( ) （2分） A.弯曲失稳 B.扭转失稳 C.弯扭失稳 D.局部失稳 标准答案：C 10. 梁上作用较大固定集中荷载时，其作用点处应( ) （2分） A.设置纵向加劲肋 B.设置支承加劲肋 C.减少腹板厚度 D.增加翼缘的厚度 标准答案：B 11. 进行钢结构计算时，所用荷载设计值和标准值，下列说法正确的是( ) （2分） A.计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值 B.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值 C.计算结构或构件的强度、稳定性以及疲劳强度时，应采用荷载设计值 D.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值 标准答案：B 12. 某节点采用角焊缝焊接连接，钢材为Q235B·F钢，手工焊接用焊条为E43型，节点板厚度22mm，下列设计指标选用正确的是( ) （2分） A.节点板的抗压强度为215N/mm2，角焊缝的强度设计值为215N/mm2 B.节点板的抗拉强度为205N/mm2，角焊缝的强度设计值为160N/mm2 C.节点板的抗弯强度为115N/mm2，角焊缝的强度设计值为160N/mm2 D.节点板的抗剪强度为120N/mm2，角焊缝的强度设计值为215N/mm2 标准答案：B 13. T型截面压弯构件需用公式进行验算的情况是( ) （2分） A.弯矩作用于对称轴平面内且使较大翼缘受压时 B.弯矩作用于对称轴平面内且使无翼缘端受压时 C.弯矩作用于非对称轴平面内且使翼缘受压时 D.弯矩作用于非对称轴平面内且无翼缘端受压时 标准答案：A 14. 格构式轴心受压构件的整体稳定计算时，需用换算长细比代替的原因是( ) （2分） A.格构式柱可能发生较大的剪切变形 B.要求实现等稳定设计 C.格构式柱可能单肢失稳 D.格构式柱承载能力提高 标准答案：A 15. 高强螺栓的承压型连接适用于( ) （2分） A.直接承受动力荷载的连接 B.冷弯薄壁型钢的连接 C.承受反复荷载作用的结构 D.承受静力荷载及间接承受动力荷载的连接 标准答案：D
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