5－2.一跨度为4.5m 的工作平台简支梁，承受均布荷载设计值28kN/m （静载不
包自重），采用普通轧制工字钢I32a ，钢材Q235，验算强度、刚度和整体稳定。跨中无侧向支撑点。 解：
I32a 轧制工字钢的主要参数如下： 自重m N g /46.5168.97.520=?=，32.692cm W x =mm t w 5.9=， .5.27cm S I x
x
= I X =11076cm 4, r=11.5cm, t=15mm, b=130mm
加上自重后取最大弯矩和剪力设计值分别如下：
()m kN l g ql M ?=??+=?+=44.725.42.1516.02881
2.181812202m ax
kN V 39.645.42.1516.02
1
5.42821m ax =???+??=
1.强度验算 抗弯强度：
()满足223
3
3max 21567.9910
2.69205.1101044.72mm N f mm N W r M x x =<=????=? 抗剪强度：
()满足223
max 12565.2410
5.95.271039.64mm N f mm N t I S V v w x x =<=???=?? 局部承压强度： mm t r h y 5.16155.11=+=+= 假定支承长度a=100mm kN V F mm h a L y Z 39.64 13325.161002m ax ===?+=+=支座处
()满足223
21596.50133
5.91039.640.1mm N f mm N L t F
z w c =<=???==?σ 2.刚度验算：
按荷载标准值计算有
m N m kN q /85.23/85.23516.02
.128
==+=
mm l
mm EI ql V 18250
58.5101107610206450085.23384538454344m ax
=<=?????=?=
3.稳定性验算：（因为
136.34130
4500>==b l ） 由题意可知跨中无侧向支承点，均布荷载作用于上翼缘
I32a,6.083.0,5.4>==b m l ?查表，可得
73.0282
,007.1'
=-
=b
b ??可得
223
6
'max 2153.14310
2.6927
3.0104
4.72mm N f mm N W M x b =<=???? 故整体稳定性满足要求。
5-5.图5
重为
梁受压翼缘侧向自由长度1l 与其宽度的比值
1620300
60001>==b l 故应进行整体稳定计算
（1）.截面特征值
()cm y 2.331
108.080130)5.0801(1101408.0805.01301=?+?+?++??++??+??=
()cm y 8.482.3318012=-++=
()()()42
32
3235.929575.08.4811011012
14018.48808.0808.012
15.02.33130130121cm I x =-??+??+
--??+??+-??+??=
4333.2333110121
301121cm I y =??+??= 4312250301121cm I =??= 4323.83110121cm I =??=
319.27992
.335
.92957cm y I W x x ===
21041108.080130cm A =?+?+?=
cm A I i y y 74.4104
3
.2333==
=
58.12674
.46001===
y y i l λ （2）.最大弯矩：
()m kN M ?=???+???=76.485124.11104
1
122.11.1812m ax
（3）.求整体稳定系数
y b y X y b b f h t W Ah 2354.414320212???
?????+???? ??+??=ηλλβ? h=82cm,
8.096.03
.23332250211>==+=
I I I b α ()()736.0196.028.0128.0=-??=-?=b b αη
2
235mm N
f y =
跨度中点有一个侧向支撑点，集中荷载作用在上翼缘 75.1=b β
6.058.2235235736.0824.4158.12619.27998210458.126432075.122
>=????
?????+??? ??
??+????=b ?
96.0282
,007.1'
=-
=b
b ??可得
（4）.验算整体稳定性
()满足223
6
'max 2157.18010
9.279996.01076.485mm N f mm N W M x b =<=???=?
5－7.某平台的梁格布置如图5－56所示。铺板为预制钢筋混凝土板，焊接于次
3336m a x 7.1378107.1378215
05.11025.311cm mm f r M W x nreq
=?=??== 选用I45a,自重m kN m N g 788.092.7878.94.800==?=
31430cm
W x =，cm S I mm t cm I x
x w x 6.38,5.11,322404===
r=13.5cm, t=18.0mm, b=150mm
加上自重后的最大弯矩设计值（跨中）max M 和最大剪力设计值（支座）max V 如下：
m kN M ?=???+=2.31452.1788.08
1
25.3112m ax
()[]kN V 4.25152.1788.0533.1202.1162
1
m ax =??+???+??=
3）.截面验算： （1）.强度
抗弯强度：
()满足2
23
6max /215/3.20910
143005.1102.314mm N f mm N W M X X =<=???=γ 抗剪强度：
()满足223
max /125/7.565
.11386104.251mm N f mm N t I S V v w X X =<=??= 局部承压强度：
mm t r h y 5.31185.13=+=+=
假设支承长度
mm h a l mm a y z 5.1785.315.21005.2,100=?+=+==
()
满足223/215/3.12275
.1785.11104.2510.1mm N f mm N l t F
z w c =<=???==ψσ（2）.刚度验算： 按荷载标准值计算：
mm kN g k /8.78320788.036=?++?=
mm l mm EI l g V X k 20250
5000
2507.910322401020650008.78384538454344max
==<=?????=??=
所以满足要求。 2. 主梁的设计 1）.截面选择
次梁传来集中荷载设计值
()kN F 7.50252.1788.0533.12032.16=??+???+??=
最大弯矩设计值（不包括主梁自重）为：
()m kN M ?=?+?-???=
--3.452410150045007.5021075007.5022
4
33m ax 最大剪力设计值：
kN V 4.10057.502421
m ax =??=
需要的截面抵抗矩（按翼缘厚度≤ 20mm ，2/215mm N f =）
3336
m ax 210431021043215
103.4524cm mm f M W X =?=?==
梁的最小高度：根据容许挠度
[]得－查表95,400
1
=
l
v mm l h 100015
1015153m in
=?== 或[]mm v l l f h 1004400
128500015000
2151285000min =??=?=
梁的经济高度为：
()cm
W h cm
W
h x e x
e 16330210437307166210431.31.33
35
252=-?=-?==?==
取腹板高度mm h mm h W 1590,1550约为
梁高=
腹板厚度（按mm t w 20≤）
mm h t m
f h V t w w v w w 3.1111
1550
11
2.51251550104.10052.12.14
max ==
=
=???=≥
取mm t w 12=，需翼缘面积
mm h b mm h t h W
A w x
f 318~530159051~3151~
3
1100556
1590121590102104462
3=???
?
??=??? ??==?-?=-=
取上下翼缘宽为500mm,厚度为20mm,则
y f f mm A 235132.1220/244 10000205002<==?=则
可按部分截面发展朔性进行抗弯强度计算 截面验算：
4
232
5.16048375.7825021551212
135525021155cm
I cm A x =???+??==??+?= 36.201862
cm h I W x
x ==
375.145375.382.15.775.78250cm S =??+??=
梁自重（取刚重力密度为76.933/m kN ）:
m kN g /7.293.761035540=??=-
最大剪力设计值（支座处）kN V 8.1029157.22.12
1
4.1025m ax =???+=
最大弯矩设计值（跨中）
kN M 71.4615157.22.18
1
552.45242m ax =???+=
抗弯强度：
()满足23
6
max /2157.21710
6.2018605.110
7.4615mm N W r M X x ≈=???=
抗剪强度：
()满足＝2
24
33max /125/2.6112
105.16048371075.11453108.1029mm N f mm N t I S V v w x =<=?????=τ
局部承压强度：拟设置支承加劲肋，不必验算。
梁截面改变：梁在左右半跨内各改变截面一次，采用改变翼缘宽度的方法。
变截面处离支座的距离为：m b l x 5.26
15
===
变截面处弯矩，剪力设计值：
kN
V m
kN F M 6.101714.23545.225.205.27.22.12
1
5.22121=?=?+???-?=
需截面的抵抗矩：
3336
1111880107.11879215
1014.2554cm mm f M W =?=?==
需翼缘面积：
22
3211455.792121552.15.7911880222cm h I h W A w =??-
?=??
?
??-= 取改变后翼缘尺寸：
,2301mm b =
,201mm t =
2211464600cm mm b t ==
变截面后截面验算：
3
114
3
1118152
9393155.78223212
1552.1cm
h I W cm I ===???+?= 抗弯强度（变截面处）：
()满足226
11/215/9.20511815
05.11014.2554mm N mm N W r M X x <=??= 抗剪强度（支座处）：
()满足
2
24331max 3
/125/9.6512109393151075.7214108.102975.721475.385.772.15.78223mm N mm N t I s V cm S x <=?????===??+??=τ
折算应力：
2
43311114
121
'1/6.3212
10939315103611106.101736115.78223/7.200159
155
9.205mm
N t I S V cm S mm N h h w w =?????===??==?==τσσ
2
1222212/5.2362151.1/5.2086.3237.2003mm N f mm N l i =?=<=?+=+βσ
刚度验算，荷载折算成均布荷载
()[]()
满足则
mm l
mm W m
kN q k 8.42350
41613461110939315105.16048372.31105.160483710206384150007.1995,6
15.15.2/7.1997.22
5
788.020633
44434max =<=????
??????? ?
??-??? ?????? ??-??+??????====+?+=+=α 整体稳定
()可以保证167.8230
200011<==b l
翼缘焊缝计算
mm I VS f h x w f f 77.110939315103611108.10291604.114.114
3
31=??????=≥ mm
t h mm t h f mm f 4.14122.12.17.6205.15.1min max min =?=====
取,8mm h f =可满足要求。
加劲肋的设计：
一、腹板加劲肋的设计： 已知截面尺寸： 腹板－1550?12mm,翼缘－500?20mm （跨中），－230?20mm(端部) 170235170802358012912
15500=<=>==y y w f f t h
因此，应配置横向加劲肋并进行计算。
1. 加劲肋间距计算
支座处：23
max /37.5512
1550108.1029mm N t h V w w =??==
τ 0.1 125 ,0＝，－查表ησ=
120096137.550.112
1550
0<=?=ητw t h 变截面处：
2
2
2
0'12
'12
01'1/8.3341210015507.200100/7.200/71.5412
15506
.1017mm N t h mm N mm N t h V w w =??? ???=???? ?
?==?==
σστ
查表5－12，得14.1=η
1200102071.540.112
1550'10<=?=ητw t h 根据上述支座处和变截面处的计算，均可按构造配置加劲肋， 取a ＝3000mm mm h b s 954030 155040300=+=+≥ 1. 腹板平面外的稳定 443 3103.1333122002012mm tb I z ?=?== 258001215020200mm A =?+?= mm A I i z x 485800 103.13334 =?== 23 0/9.1995800 888.0108.1029888.062 ,3.3248 1550mm N A N i l z =??==== ??λ＝，－查附表 2. 端部承压强度： 223/320/5.257200 20108.1029mm N f mm N A N ce ce ce =<=??==σ 3. 支座加劲肋与腹板的连接焊缝： ()7.6205.15.172.31601015507.02108.10297.02m ax m in 3 ===≥==?-???=???=t h mm h mm f l N h f w f w f 取 横 向 加 劲 肋 焊 缝 也 按 构 造 确 定 ， mm h mm t h f f 6 ,2.5125.15.1m ax m in ====取 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 4m l = 2 3364 x 1150012850025012225012476.610mm 12122I +??=??+??+???=? ??? 3364y 5001821225031.310mm 1212 I =?+???=? 2225012500810000mm A =??+?= x 21.8cm i === ，y 5.6cm i === 0x x x 12005521.8l i λ===，0y y y 400 71.45.6 l 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=0.747? 整体稳定验算： 3 150010200.8MPa 215MPa 0.74710000 N f A ??==<=?，稳定性满足要求。 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 =40cm 2，i y =，i x1=，I x1=218cm 4 ，y 0=， 1-21 y y x 1 x 1 x 260 缀条采用∟45×5，每个角钢的截面积：A 1=。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 7m l l == 22 4x x10262221840 2.19940.8cm 22b I I A y ???? ????=+-=+-=???? ? ????????????? x 11.1cm i = == 0x x x 70063.111.1l i λ=== 0y y y 70064.210.9 l 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。 由0x 65.1λ=，b 类截面，查附表得0.779?=， 整体稳定验算： 3 2 130010208.6MPa 215MPa 0.77924010N f A ??==<=??? 所以该轴心受压的格构柱整体稳定性满足要求。 某压弯格构式缀条柱如图所示，两端铰接，柱高为8m 。承受压力设计荷载值N =600kN ，弯矩100kN m M =?，缀条采用∟45×5，倾角为45°，钢材为Q235，试验算该柱的整体稳定性是否满足 已知：I22a A=42cm 2，I x =3400cm 4，I y1=225cm 4 ； [22a A=，I x =2394cm 4，I y2=158cm 4 ； ∟45×5 A 1=。 解：①求截面特征参数 截面形心位置： 1231.826 112mm 260112148mm 4231.8 x x ?= ==-=+， 24231.873.8cm A =+= 第四章 4.7 试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。杆件由屈服强度 f y 235N mm 2 的钢材制成，材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成，假定不 计残余应力。E 206 103 N mm2（由于材料的应力应变曲线的分段变化的，而每段的 4.8某焊接工字型截面挺直的轴心压杆，截面尺寸和残余应力见图示，钢材为理想的弹塑［性体，屈服强度为f y 235N mm2，弹性模量为 E 206 103N mm2，试画出o cry -人无量纲关系曲线，计算时不计腹板面积。 L - F 「 一 - i y 解：由公式 cr 以及上图的弹性模量的变化得cr - 曲线如下: 2 ) (2/3) f 构件在弹塑性状态屈曲。 因此，屈曲时的截面应力分布如图 截面的平均应力 二者合并得O cry - A y 的关系式 3 4 2 % (0.027 y 3)% 3 o cry 1 0 画图如下 4.10验算图示焊接工字型截面轴心受压构件的稳定性。钢材为 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 。 全截面对y 轴的惯性矩|y 2tb 【12，弹性区面积的惯性矩 I ey 2t kb 〔12 2 E l ey cry 2_ -~ y 1 y 2 E ~~2- y 3 / 2t kb 12 2tb 3 12 2btf y 2kbt cr 0.5 2bt 0.3k 2)f y Q235钢，翼缘为火焰切割 I I kb ‘ b 入 250 解：已知N=1500KN ,由支撑体系知对截面强轴弯曲的计算长度l ox=1200cm，对弱轴的计算长度l oy =400cm。抗压强度设计值 (1)计算截面特性 215 N mm2。 毛截面面积 截面惯性矩 截面回转半径(2) 柱的长细比 2 A 2 1.2 25 0.8 50 100cm l x 0.8 503 12 2 1.2 25 25.6247654.9cm4 3 ? 4 I y 2 1.2 25/12 3125cm i x lx/A 1247654.9/100 12 21.83cm t12. 12 i y l y..A 3125100 5.59cm x l x,i x 1200 21.83 55 y l y . i y 400 5.59 71.6 (3)整体稳定验算 从截面分类表可知，此柱对截面的强轴屈曲时属于b类截面，由附表得到x 0.833，对弱轴屈曲时也属于b类截面，由附表查得y 0.741。 N.. ( A) 1500 103. 0.741 100 102202.4 f 215 N mm2 经验算截面后可知，此柱满足整体稳定和刚度是要求。 4.11 一两端铰接焊接工字形截面轴心受压柱，翼缘为火焰切割边，截面如图所示，杆长为 12m，设计荷载N=450KN，钢材为Q235钢，试验算该柱的整体稳定及板件的局部稳定 性是否满足？ 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 0 tgα=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 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 0 σF 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5 2350.001142.0610y 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）。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。 2.4试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。 2.5 解释下列名词： （1）延性破坏 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 （2）损伤累积破坏 指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。 （3）脆性破坏 脆性破坏，也叫脆性断裂，指破坏前无明显变形、无预兆，而平均应力较小（一般小于屈服点fy ）的破坏。 （4）疲劳破坏 指钢材在连续反复荷载作用下，应力水平低于极限强度，甚至低于屈服点的突然破坏。 （5）应力腐蚀破坏 应力腐蚀破坏，也叫延迟断裂，在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。 （6）疲劳寿命 指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。 2.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上A 点正应力为21120/N mm σ=，2280/N mm σ=-，B 点的正应力 钢结构计算题精品答案 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 2 160/w f f N mm = 123α= 21 3 α= 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=???=?????==∑ 3221273.28 1000196.69232N N N KN α=- =?-= 3112273.28 1000530.03232 N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算： 11530.03 2960.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.69 1100.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f 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==?=， 112 10006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算： | 第四章 试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。杆件由屈服强度 2y f 235N mm =的钢材制成，材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成，假定不 计残余应力。3 20610mm E N =?2 （由于材料的应力应变曲线的分段变化的，而每段的变形模量是常数，所以画出 cr -σλ 的曲线将是不连续的）。 解：由公式 2cr 2E πσλ =，以及上图的弹性模量的变化得cr -σλ 曲线如下： 某焊接工字型截面挺直的轴心压杆，截面尺寸和残余应力见图示，钢材为理想的弹塑性体，屈服强度为 2 y f 235N mm =，弹性模量为 3 20610mm E N =?2 ，试画出 cry y σ-λ— — 无 量纲关系曲线，计算时不计腹板面积。 f y y f (2/3) f y (2/3)f y # 解：当 cr 0.30.7 y y y f f f σ≤-=, 构件在弹性状态屈曲；当 cr 0.30.7 y y y f f f σ>-=时，构件在弹塑性状态屈曲。 因此，屈曲时的截面应力分布如图 全截面对y轴的惯性矩3 212 y I tb =，弹性区面积的惯性矩()3 212 ey I t kb = () 3 222 3 2232 212 212 ey cry y y y y I t kb E E E k I tb πππ σ λλλ =?=?= 截面的平均应力 2 220.50.6 (10.3) 2 y y cr y btf kbt kf k f bt σ -?? ==- 二者合并得cry y σ-λ —— 的关系式 - cry cry 342 cry σ(0.0273)σ3σ10 y λ +-+-= 画图如下 x . 6 f y f y 钢结构练习题 第二章 选择题 1.计算梁的( )时,应用净截面的几何参数 A 正应力 B 剪应力 C 整体稳定 D 局部稳定 标准答案是：A 2.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 标准答案是：C 3.梁的最小高度是由( )控制的. A 弯曲 B 扭转 C 弯扭 D 双向弯曲 标准答案是：C 4.分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时,腹板与翼缘相接处可简化为________ A 自由边 B 简支边 C 固定边 D 有转动约束的支承边 标准答案是：D 5.双轴对称工字形截面梁，经验算，其强度和刚度正好满足要求，而腹板在弯曲应力作下有发生局部失稳的可能。在其他条件不变的情况下，宜采用下列方案中的________。 A 增加梁腹板的厚度 B 降低梁腹板的高度 C 改用强度更高的材料 D 设置侧向支承 标准答案是：A 6.防止梁腹板发生局部失稳,常采取加劲措施,这是为了________. A 增加梁截面的惯性矩 B 增加截面面积 C 改变构件的应力分布状态 D 改变边界约束板件的宽厚比 标准答案是：D 7.焊接工字形截面梁腹板配置横向加劲肋的目的是________. A 提高梁的抗弯强度 B 提高梁的抗剪强度 C 提高梁的整体稳定性 D 提高梁的局部稳定性 标准答案是：D 8.在简支钢板梁桥中，当跨中已有横向加劲，但腹板在弯矩作用下局部定不足，需采取加劲构造。以下考虑的加劲形式何项为正确?________。 A 横向加劲加密 B 纵向加劲，设置在腹板上半部 C 纵向加劲，设置在腹板下半部 D 加厚腹板 标准答案是：B 9.梁受固定集中荷载作用，当局都挤压应力不能满足要求时，采用________是较合理的措施。 A 加厚界缘 B 在集中荷载作用处设支承加劲肋 C 增加横向加劲肋的数量 D 加厚腹板 标准答案是：B 10.跨中无侧向支承的组合梁，当验算整体稳定不足时，宜采用________。 A 加大梁的截面积 B 加大梁的高度 C 加大受压翼缘板的宽度 D 加大腹板的厚度 标准答案是：C 11.下列哪种梁的腹板计算高度可取等于腹板的实际高度________。 A 热轧型钢梁 B 冷弯薄壁型钢梁 C 焊接组合梁 D 铆接组合梁 标准答案是：C 第四章 试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。杆件由屈服强度 2y f 235N mm =的钢材制成，材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成，假定不 计残余应力。3 20610mm E N =?2 （由于材料的应力应变曲线的分段变化的，而每段的变形模量是常数，所以画出 cr -σλ 的曲线将是不连续的）。 解：由公式 2cr 2E πσλ =，以及上图的弹性模量的变化得cr -σλ 曲线如下： 某焊接工字型截面挺直的轴心压杆，截面尺寸和残余应力见图示，钢材为理想的弹塑性体，屈服强度为 2 y f 235N mm =，弹性模量为 3 20610mm E N =?2 ，试画出 cry y σ-λ— — 无 量纲关系曲线，计算时不计腹板面积。 f y y f (2/3)f y (2/3)f y x 解：当 cr 0.30.7y y y f f f σ≤-=, 构件在弹性状态屈曲；当 cr 0.30.7y y y f f f σ>-=时，构件在弹塑性状态屈曲。 因此，屈曲时的截面应力分布如图 全截面对y 轴的惯性矩 3 212y I tb =，弹性区面积的惯性矩 ()3 212ey I t kb = ()3 2223 223 2212212ey cry y y y y I t kb E E E k I tb πππσλλλ=?=?= 截面的平均应力 2220.50.6(10.3)2y y cr y btf kbt kf k f bt σ-??= =- 二者合并得cry y σ-λ— — 的关系式 cry cry 342 cry σ(0.0273)σ3σ10y λ+-+-= 画图如下 验算图示焊接工字型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 。 0.6f y f y λ σ 0.2 0.40.60.81.0cry 第5章钢结构工程 习题 一、选择题 （一）单选题 1. 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 2 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 3. 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.易于清楚溶渣 D.减小焊接热影响范围 4. 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 5. 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 6.钢结构螺栓紧固时必须从中心开始施拧，同时还要求：（C ） 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 7.钢结构焊缝热裂纹的防止措施之一是控制焊缝的( C )。 A·宽度 B．长度 C.化学成分 D．厚度 8.螺栓长度大小通常是指螺栓螺头内侧到螺杆端头的长度，一般都是以( B ) mm进制。 A．2 B．5 C. 3 D．10 9．在用高强螺栓进行钢结构安装中，( A ) 连接是目前被广泛采用的基本连接形式。 A．摩擦型 B．摩擦一承压型 C．承压型 D．张拉型 10．钢结构安装时，螺栓的紧固次序应按( D )进行。 A．从两边对称向中间 B．从中间开始，对称向两边 C．从一端向另一端 D．从中间向四周扩散 11．对钢结构构件进行涂饰时，( B )适用于油性基料的涂料。 A．弹涂法 B．刷涂法 C．擦拭法 D．喷涂法 第四章 4. 1有哪些因素影响轴心受压杆件的稳定系数？ 答：①残余应力对稳定系数的影响； ②构件的除弯曲对轴心受压构件稳定性的影响； ③构件初偏心对轴心轴心受压构件稳定性的影响； ④杆端约束对轴心受压构件稳定性的影响； 4.3影响梁整体稳定性的因素有哪些？提高梁稳定性的措施有哪些？ 答：主要影响因素： ①梁的侧向抗弯刚度y EI 、抗扭刚度t GI 和抗翘曲刚度w EI 愈大，梁越稳定； ②梁的跨度l 愈小，梁的整体稳定越好； ③对工字形截面，当荷载作用在上翼缘是易失稳，作用在下翼缘是不易失稳； ④梁支撑对位移约束程度越大，越不易失稳； 采取措施： ①增大梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度和抗翘曲刚度； ②增加梁的侧向支撑点，以减小跨度； ③放宽梁的受压上翼缘，或者使上翼缘与其他构件相互连接。 4.6简述压弯构件中等效弯矩系数mx β的意义。 答：在平面内稳定的计算中，等效弯矩系数mx β可以把各种荷载作用的弯矩分布形式转换为均匀守弯来看待。 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 4m l = 2 3364x 1150012850025012225012476.610mm 12122I +??=??+??+???=? ??? 3364y 5001821225031.310mm 1212 I =?+???=? 2225012500810000mm A =??+?= x 21.8cm i === ，y 5.6cm i === 0x x x 1200 5521.8 l 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=0.747? 整体稳定验算： 3 150010200.8MPa 215MPa 0.74710000 N f A ??==<=?，稳定性满足要求。 第一章：绪论 1：钢结构有哪些特点？ 1）轻质高强 2）塑性韧性好 3）材质均匀，和力学计算假定较符合 4）密闭性好 5）制造简便，施工周期短 6）耐腐蚀性差 7）耐热但不耐火 2：简述在工业与民用建筑中钢结构适用范围？ 1）大跨度结构2）重型工业房 3）高耸结构 4）多层和高层建筑 5）承受振动荷载影响和地震作用的结构 6）可卸载和移动结构 7）板桥结构及其他结构 8）轻型钢结构 3：什么是结构的极限状态、承载能力极限状态和正常使用极限状态？ 极限状态：当结构或其组成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时，此特定状态就称为该功能的极限状态。 承载能力极限状态：结构和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。 正常使用极限状态：包括影响结构、构件和非构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部破坏。 4：什么是结构的可靠概率，失效概率以及可靠指标？可靠指标与失效概率的关系？ 可靠概率：结构处于可靠状态的概率。失效概率：结构处于失效状态的概率。 可靠指标：对于一个结构状态的方程，平均值与标准差的比值称为构件可靠指标。 可靠指标增大失效概率减小。 5：为何在正常使用极限状态时，荷载采用标准值，而在承载能力极限状态时，荷载采用设计值？ 对于正常使用极限状态，可靠度可适当降低。 第二章：钢结构材料 1：钢结构对材料性能有哪些要求？ 答：较高的强度，较好的变形能力，良好的工艺性能（冷加工、热加工、可焊性） 2：材料的塑性破坏和脆性破坏有何区别？ 答：塑性破坏变形很大，并且仅在构件应力达到钢材抗拉强度才发生。脆性破坏变形很小，计算应力可能小于钢材屈服点，断裂从应力集中开始。 3：钢材有哪几项主要性能，分别可用什么指标来衡量？ 答：强度，指标是屈服强度和抗拉强度。 塑性，指标是伸长率和断面收缩率。冲击韧性，指标是冲击韧性指标。 冷弯性能 可焊性 4：影响钢材性能的主要因素有哪些？ 答：化学成分的影响、浇筑过程及热处理的影响、钢材的硬化、温度影响、重复荷载作用的影响、应力集中的影响。 5：简述化学元素对钢材性能有哪些影响？ 答：碳含量增加，钢强度提高，塑性、韧性和疲劳强度下降。 高温时，硫和氧使钢变脆，称为热脆；低温时，磷和氮使钢变脆，称为冷脆。 硅和锰是炼钢的脱氧剂，使钢材强度提高。 钒和钛是有益元素，增高钢的强度和抗腐蚀性。 铜在碳素钢中属于杂质，能提高强度和抗腐蚀性能，但会降低可焊性。 6：什么是冷作硬化和时效硬化？ 答：钢材受荷超过弹性范围以后，若重复的卸载、加载，将使钢材弹性极限得到提高，塑性降低，这种现象称为钢材的冷作硬化。钢材放置一段时间后，强度提高，塑性降低，称为时效硬化。 7：简述温度对钢材主要性能有何影响？ 安徽理工大学钢结构第四章-题库 第四章轴心受力构件 一、选择题 1．轴心受力构件应满足正常使用极限状态的（ C ）要求。 A．变形B．强度C．刚度D．挠度 2．轴心受力构件应满足承载能力极限状态的（ B ）要求。 A．变形B．强度C．刚度D．挠度 3．对于轴心受压构件或偏心受压构件，如何保证其满足正常使用极限状态?（ D ）A．要求构件的跨中挠度不得低于设计规范规定的容许挠度 B．要求构件的跨中挠度不得超过设计规范规定的容许挠度 C．要求构件的长细比不得低于设计规范规定的容许长细比 D．要求构件的长细比不得超过设计规范规定的容许长细比 4．用Q235钢和Q345钢分别建造一轴心受 压柱，两轴心受压柱几何尺寸与边界条件完全一样，在弹性范围内屈曲时，前者临界力与后者临界力之间的关系为（ C ） A．前者临界力比后者临界力大B．前者临界力比后者临界力小 C．等于或接近D．无法比较 5．某截面无削弱的热轧型钢实腹式轴心受压柱，设计时应计算（ C ） A．整体稳定、局部稳定 B．强度、整体稳定、长细比 C．整体稳定、长细比D．强度、局部稳定、长细比 6．在轴心受力构件计算中，验算长细比是为了保证构件满足下列哪项要求?（ D ）A．强度B．整体稳定C．拉、压变形D．刚度 7．在下列因素中，对轴心压杆整体稳定承载力影响不大的是（ D ） A．荷载偏心的大小B．截面残余应力的分布C．构件中初始弯曲的大小D．螺栓孔的局部削弱 8．关于残余应力对轴心受压构件承载力的影 响，下列说法正确的是（ A ） A．残余应力对轴压构件的强度承载力无影响，但会降低其稳定承载力 B．残余应力对轴压构件的稳定承载力无影响，但会降低其强度承载力 C．残余应力对轴压构件的强度和稳定承载力均无影响 D．残余应力会降低轴压构件的强度和稳定承载力 9．初始弯曲和荷载的初始偏心对轴心受压构件整体稳定承载力的影响为（ A ） A．初弯曲和初偏心均会降低稳定承载力B．初弯曲和初偏心均不会影响稳定承载力C．初弯曲将会降低稳定承载力，而初偏心将不会影响稳定承载力 D．初弯曲将不会影响稳定承载力，而初偏心将会降低稳定承载力 10．理想弹性轴心受压构件的临界力与截面惯性矩I和计算长度0l的关系为（ D ）A．与I成正比，与0l成正比B．与I成反比，与0l成反比 C．与I成反比，与20l成正比D．与 钢结构设计原理第五章习题参考答案 P196：5-7 解： （一）计算截面参数 222000101000240015mm A =?+??= 493 310924.312 1000390121030400mm I x ?=?-?= 483 3106.112 10100021240015mm I y ?=?+??= 3610295.4250500105.50740015mm S c ?=??+??= 3610045.35.50740015mm S b ?=??= （二）梁自重计算 单位长度梁自重标准值：m KN g k /727.15.7810220006=??=- 单位长度梁自重设计值（因题意不明，假设2.1=G γ） m KN g /07.2727.12.1=?= （三）抗弯强度验算 计算位置：危险截面：跨中截面，危险点：a 点 跨中截面弯矩： m KN M /73.10438 1307.25.24002max =?+?= 2 96max /215/47.130********.305.11073.1043mm N f m N W M nx x x ==????== γσ抗弯强度满足要求。 （四）抗剪强度验算 计算位置：危险截面：支座截面，危险点：c 点 支座截面剪力： KN V 46.4131307.22 1400max =??+= P a 296 3max /26.4510 10924.310295.41046.413mm N It VS w =?????==τ （五）局部承压强度验算 计算位置：因支座支承情况不明，故计算集中力作用截面b 点。 223 /215/320)15550(10104000.1mm N f mm N l t F z w c ==?+???== ψσ 局部承压强度满足要求。 （六）折算应力验算 计算位置：集中力作用截面b 点 集中力作用截面弯矩：m KN M .22.10272 5.207.25.24 6.4132 =?-?= b 点由弯矩产生的正应力：296 /66.12450010 924.305.11022.1027mm N W M nx x x =????==γσ 集中力作用截面剪力：KN V 29.4085.207.246.413=?-= b 点由剪力产生的剪应力：296 3/68.3110 10924.310045.31029.408mm N It VS w =?????==τ 折算应力验算： 2 12222222/5.2362151.1/71.28468.31332066.12432066.1243mm N f mm N c c =?==?+?-+=+-+βτσσσσ 折算应力满足要求。 P196习题5-8 解：（一）计算截面参数 2160008800240012mm A =?+??= 493 310924.112 80039212824400mm I x ?=?-?= 483 31028.112 880021240012mm I y ?=?+??= 第4章 习题 一、单选题 1、发生弯扭屈曲的理想轴心受压构件截面形式为（ ） A.双轴对称工字形截面 B.单角钢截面 C.H 型钢截面 D.箱形截面 2、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 4、图示压弯构件弯矩作用平面外稳定计算公式f W M A N x b x tx y ≤?β+?中，tx β的取值是（ A ） 所考虑构件段无横向荷载作用时,|M ||M |,M /M 35.065.01212tx <+=β 所考虑构件段无端弯矩但有横向荷载作用时0.1tx =β 悬臂构件0.1tx =β D.EX tx N /N 2.01-=β 5、对格构式轴压杆绕虚轴的整体稳定计算时，用换算长细比λox 代替λ，这是考虑( ) A.格构柱剪切变形的影响 B.格构柱弯曲变形的影响 C.缀材剪切变形的影响 D.缀材弯曲变形的影响 6、实腹式偏心压杆在弯矩作用平面外的失稳是( ) A.弯扭屈曲 B.弯曲屈曲 C.扭转屈曲 D.局部屈曲 7、梁受压翼缘的自由外伸宽度b1/t ≤y f 235 15是为了保证翼缘板的( ) A.抗剪强度 B.抗弯强度 C.整体稳定 D.局部稳定 8、轴心受压杆设计公式A N ?≤f 中的?为( ) A.y k f σ B.R k γσ C.f k σ D.p k f σ 9、通常轴心受压缀条式格构柱的横缀条不受力，但一般仍设置。其理由是（ ） A.起构造作用 B.可以加强柱的整体抗弯刚度 C.对单肢稳定起作用 D.以上三种原因都有 10、实腹式偏心压杆弯矩作用平面外的整体稳定计算公式f W M A N x 1b x tx y ≤?βη+?中，W1x 应取 ( ) A.弯矩作用平面内最小受压纤维的毛截面模量 B.弯矩作用平面外最小受压纤维的毛截面模量 C.弯矩作用平面内最大受压纤维的毛截面模量 D.弯矩作用平面外最大受压纤维的毛截面模量 11、当仅讨论截面形式对轴心受压杆的失稳影响时，一般来说，图示的四种截面中最易发生扭转失稳的截面为（ B ） 12、如图所示焊接组合工字形轴心压杆，一般情况下(当板件不是很薄时)杆件的整体失稳形式是( ) A.绕y 轴的弯扭失稳 B.绕y 轴的弯曲失稳 C.绕x 轴的弯曲失稳 D.绕z 轴的扭转失稳 13、某竖直向下均布荷载作用下的两端简支工字形钢梁，关于荷载作用位置对其整体稳定性的影响，叙述正确的是( ) A.当均布荷载作用于上翼缘位置时稳定承载力较高 B.当均布荷载作用于中和轴位置时稳定承载力较高 C.当均布荷载作用于下翼缘位置时稳定承载力较高 D.荷载作用位置与稳定承载力无关 14、偏心受压构件稳定计算公式中的等效弯矩系数βmx 与下列哪项有关?( ) 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 E σεαεα=+- =+- 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：5235 0.001142.0610y 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=-= 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）。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。 试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等； （3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。 解释下列名词： （1）延性破坏 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度 第四章 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 4m l = 2 3364 x 1150012850025012225012476.610mm 12122I +??=??+??+???=? ??? 3364y 5001821225031.310mm 1212 I =?+???=? 2225012500810000mm A =??+?= x 21.8cm i === ，y 5.6cm i === 0x x x 12005521.8l i λ===，0y y y 400 71.45.6 l 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=0.747? 整体稳定验算： 3 150010200.8MPa 215MPa 0.74710000 N f A ??==<=?，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 =40cm 2，i y =10.9cm ，i x1=2.33cm ，I x1=218cm 4，y 0=2.1cm ，缀条采用∟45×5，每个角钢的截面积：A 1=4.29cm 2。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 7m l l == 22 4x x10262221840 2.19940.8cm 22b I I A y ???? ????=+-=+-=???? ? ???????????? ? x 11.1cm i = == 0x x x 70063.111.1l i λ=== 0y y y 70064.210.9 l 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。 由0x 65.1λ=，b 类截面，查附表得0.779?=， 整体稳定验算： 3 2 130010208.6MPa 215MPa 0.77924010N f A ??==<=??? 所以该轴心受压的格构柱整体稳定性满足要求。 4.15某压弯格构式缀条柱如图所示，两端铰接，柱高为8m 。承受压力设计荷载值N =600kN ，弯矩100kN m M =?，缀条采用∟45×5，倾角为45°，钢材为Q235，试验算该柱的整体稳定性是否满足？ 已知：I22a A=42cm 2，I x =3400cm 4，I y1=225cm 4； [22a A=31.8cm 2，I x =2394cm 4，I y2=158cm 4； ∟45×5 A 1=4.29cm 2。 第五章 受弯构件设计 一、选择题 1．对于跨度较大的工字钢梁，其最小高度一般是由下列哪项指标决定的（ B ） A ．建筑高度 B ．刚度要求 C ．强度要求 D ．经济条件（即用料最省原则） 2．设计焊接组合截面梁时，通常要事先估计梁的高度取值范围，一般来说梁的最大高度是 由建筑高度所决定的，而梁的最小高度一般是由下列哪项决定的（ D ） A ．梁的整体稳定要求 B ．梁的局部稳定要求 C ．梁的强度要求 D ．梁的刚度要求 3．经济梁高e h 指的是（ A ） A ．用钢量最小时梁的截面高度 B ．挠度等于规范限值时梁的截面高度 C ．强度与稳定承载力相等时梁的截面高度 D ．腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度 4．一简支梁受均布荷载作用，其中永久荷载标准值为15kN/m ，仅一个可变荷载，其标准值为20kN/m ，则强度计算时的设计荷载为（ A ）。 A ．q=1．2×15+1．4×20 B ．q=15+20 C ．q=1．2×15+0．85×1．4×20 D ．q=1．2×15+0．6×1．4×20 5．按规范GBJ17－88中的公式σγ= M W f x x nx ≤计算直接承受动力荷载的工字形截面梁抗弯强度时，γx 取值为（ A ） A ．γx =10 . B ．γx =105. C ．γx =115. D ．γx =12. 6．梁的支承加劲肋应设置在（ C ） A ．弯曲应力大的区段； B ．剪应力大的区段； C ．上翼缘或下翼缘有固定作用力的部位； D ．有吊车轮压的部位 7．简支梁符合下列哪种条件时，可不必验算梁的整体稳定性（ A ） A ．有钢筋混凝土板密铺在梁的受压翼缘上，并与其牢固连接，能阻止受压翼缘的侧向位移时 B ．有钢筋混凝土板密铺在梁的受拉翼缘上，并与其牢固连接，能阻止受拉翼缘的侧向位移时 C ．除了梁端设置侧向支承点外，且在跨中有一个侧向支承点时 D ．除了梁端设置侧向支承点外，且在跨间有两个以上侧向支承点时 8．为了提高梁的整体稳定性，（ B ）是最经济有效的办法。 A ．增大截面 B ．增加侧向支撑点，减小1l C ．设置横向加劲肋 D ．改变荷载作用的位置 9．简支工字型截面钢梁，承受竖直向下均布荷载作用，因整体稳定要求，需在跨中设侧向支撑，其位置以（ B ）为最佳方案。 钢结构第4章作业参考答案 4.1 验算由2L63×5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：查表2228.12,215cm A mm N f == Θ有孔洞， ∴危险截面是孔洞所在的正截面 22102852021028.12mm A n =??-?=∴ 此截面能承受的最大轴力为： KN N KN f A N n 27002.2212151028][=<=?=?= ∴不满足要求 改用Q235，2L63×6，查得A=14.58cm 2，cm i cm i y x 98.2,93.1== 22125852021058.14mm A n =??-?=∴ 223 2156.214125810270mm N f mm N A N f n =<=?==∴实实际应力 长细比： 350][4.15593 .1300=<=== λλx x i l 350][7.10098 .2300=<=== λλy y i l 满足要求。 4.2 一块━400×20的钢板用两块拼接板━400×12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）拼接板的强度够否？ 解：查表得t=20钢板220205mm N f =,t=12钢板220215mm N f = (1)在1-1截面， 20厚钢板266802022320400mm A n =??-?= 22023 2051.2026680101350mm N f mm N A N n =<=?=∴ 12厚拼接板2801612)223400(2mm A n =??-?= 21223 2154.1688016 101350mm N f mm N A N n =<=?=∴钢结构第四章答案
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