钢结构设计原理习题课

钢结构设计原理课后习题答案 1. 请计算以下梁的截面模量：截面尺寸，宽度b=300mm，高度h=500mm，截面积A=150000mm²。

截面模量的计算公式为，S = bh²/6。

代入数据计算得，S = 300mm × (500mm)²/6 = 25,000,000mm³。

2. 请计算以下梁的弯矩：荷载，P=100kN。

距离，L=5m。

弯矩的计算公式为，M = PL。

代入数据计算得，M = 100kN × 5m = 500kNm。

3. 请计算以下梁的抗弯能力：截面模量，S=25,000,000mm³。

弯矩，M=500kNm。

抗弯能力的计算公式为，σ = M/S。

代入数据计算得，σ = 500kNm/25,000,000mm³ = 0.02N/mm²。

4. 请计算以下梁的剪力：荷载，P=50kN。

剪力的计算公式为，V = P。

代入数据计算得，V = 50kN。

5. 请计算以下梁的截面面积：截面尺寸，宽度b=400mm，高度h=600mm。

截面面积的计算公式为，A = bh。

代入数据计算得，A = 400mm × 600mm = 240,000mm²。

6. 请计算以下梁的抗剪能力：截面面积，A=240,000mm²。

剪力，V=50kN。

抗剪能力的计算公式为，τ = V/A。

代入数据计算得，τ = 50kN/240,000mm² = 0.000208N/mm²。

7. 请计算以下梁的轴心受压能力：截面面积，A=200,000mm²。

轴心受压能力的计算公式为，N = fA。

代入数据计算得，N = 0.6 × 200,000mm² = 120,000N。

8. 请计算以下梁的轴心受拉能力：截面面积，A=300,000mm²。

轴心受拉能力的计算公式为，N = fA。

钢构造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：C2.焊接的优点不包括〔〕。

A、直接连接方便简单B、节省材料C、构造刚度大，提高焊接质量D、最大化表达钢材料性能答案：D3.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：D4.对关于钢构造的特点表达错误的选项是〔〕。

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、钢构造更适合于高层建筑和大跨构造答案：C5.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：D6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，"钢构造设计标准"采用的准则为净截面〔〕。

A、最大应力到达钢材屈服点B、平均应力到达钢材屈服点C、最大应力到达钢材抗拉强度D、平均应力到达钢材抗拉强度答案：B7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标？〔〕A、屈服点B、抗拉强度C、伸长率D、线胀系数答案：D8.Q235与Q345两种不同强度的钢材进展手工焊接时，焊条应采用〔〕。

A.E55型B.E50型C.E43型D.E60型答案：C9.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〔〕是比拟合理的措施。

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：B10.最大弯矩和其他条件均一样的简支梁，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：A11.不考虑腹板屈曲后强度，为保证主梁腹板的局部稳定，〔〕。

北京交通大学本科生课程－《钢结构设计原理》钢结构设计原理Theory of steel structures design李　波北京交通大学土建学院北京交通大学本科生课程－《钢结构设计原理》第一章　绪论1.1钢结构的特点钢结构有何特点（优点、缺点）？塑性、韧性是衡量那方面的性能？1.2钢结构的设计方法承载能力极限状态、正常使用极限状态1.3钢结构的应用与发展钢材的重量与强度值比小于混凝土等其他材料北京交通大学本科生课程－《钢结构设计原理》第二章　钢结构的材料2.1钢结构对材料的要求结构钢所应具备的条件？规范推荐采用的钢号2.2钢材的破坏形式塑性破坏、脆性破坏的特点2.3钢材的主要性能结构工程师检验钢材的性能指标有哪些－－屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性北京交通大学本科生课程－《钢结构设计原理》第二章　钢结构的材料2.4钢材性能影响因素化学成分对钢材性能的影响（碳、硫、磷、氧、氮、硅、锰）、冷脆、热脆钢材变脆的因素有哪些？2.5复杂应力作用下钢材的屈服折算应力、抗剪设计强度与抗拉设计强度的关系2.6钢材的疲劳应力幅、应力循环特征2.7钢材的种类与规格角钢（L125X100X8）、H型钢（H300X150X6X10）北京交通大学本科生课程－《钢结构设计原理》第三章　钢结构的连接3.1钢结构的连接方法连接的种类、焊缝连接的种类、对接焊缝的种类、螺栓连接的种类、高强螺栓连接的种类3.2焊接方法和焊缝连接形式焊条的选用、焊缝的质量检验方法有哪些？3.3角焊缝的构造与计算规定最大、最小焊缝高度的原因侧面角焊缝最大计算长度是多少？为什么？端面角焊缝与侧面角焊缝的特点角焊缝的计算北京交通大学本科生课程－《钢结构设计原理》第三章　钢结构的连接3.4对接焊缝的构造与计算对接焊缝的计算3.5焊接应力与焊接变形焊接残余应力对结构静力强度的影响3.6螺栓连接的构造北京交通大学本科生课程－《钢结构设计原理》第三章　钢结构的连接3.7普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓的计算3.8高强螺栓连接的工作性能与计算摩擦性高强螺栓与承压性高强螺栓高强螺栓的计算3.9混合连接北京交通大学本科生课程－《钢结构设计原理》焊缝连接计算－容易出现的问题a 、受力分析不正确；判断受力类型：剪力、轴力、弯矩（M ）、扭矩（T ），简化到焊缝形心处？b 、套用公式不对；角焊缝公式:对接焊缝公式：wff f f f ≤+22)/(τβσwt f 1.132121≤+τσ北京交通大学本科生课程－《钢结构设计原理》焊缝连接计算－容易出现的问题c 、计算复杂焊缝群几何特性，如形心等：看材料力学课本；d 、单位不统一；e 、构造要求不满足；f 、h f 和h e 的区别。

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 yσ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）。

……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………《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：NN500三级焊缝10查附表 1.3：f tw 265 N/mm 2，fw v 180 N/mm 2不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mmN lwt1500 103 480 10 312.5N/mm2ftw 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 583mmN sin lw t1500103 0.829 58310 213N/mm2ftw 265N/mm2N cos lw t1500103 0.559 58310 144N/mm2fvw 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。

1……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………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：fw f200 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：t2A1 2b500 10 2 4605.4mm，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。

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。

钢结构原理与设计课后习题
1、钢结构的主要特点是什么？
2、为什么钢材适合用于建筑结构？
3、请简述钢结构的应力分析方法。

4、钢结构的设计原则有哪些？
5、请列举一些钢结构的常见构件。

6、钢结构的连接方式有哪些？
7、钢结构的施工工艺与注意事项有哪些？
8、如何进行钢结构的防腐蚀措施？
9、项目选用钢结构的优缺点有哪些？
10、请简述刚性连接和铰接连接的原理及适用条件。

11、请解释冷弯薄壁钢组件的概念并说明其应用。

12、钢结构的稳定性问题有哪些？如何解决？
13、请论述钢结构的抗震设计原则。

14、钢结构的疲劳问题有哪些？如何进行疲劳强度计算？
15、请简述压弯构件的应力分析方法。

16、什么是槽钢剪切变形和屈曲扭转？
17、简述钢结构的热参数分析方法。

18、请说明如何进行钢结构构件的验算。

19、请简述钢结构的阻尼设计原则。

20、为什么在钢结构中常使用焊接连接方式？焊接连接的注意事项有哪些？。