试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度

钢结构试卷及参考答案一、选择题（每题2分，共30分）1.摩擦型高强螺栓连接与承压型高强螺栓连接的主要区别是 D 。

(A)摩擦面处理不同(B)材料不同(C)预拉力不同(D)设计计算时所取极限状态不同2.在静力荷载作用下，钢材承受三向拉应力时，易发生 B 。

(A)塑性破坏(B)脆性破坏(C)疲劳破坏(D)无法判定3.进行强度验算时，荷载应采用 C 。

(A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数(B)将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数(C)永久荷载和可变荷载的标准值，均不乘以各自的分项系数(D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用 A 的焊接位置。

(A)俯焊(B)仰焊(C)立焊(D)任意5.在缀条稳定验算式中，系数是 C 。

(A)考虑塑性发展的系数(B)考虑重要性的调整系数(C)考虑单角钢单面连接偏心受力的系数(D)考虑安全的附加系数6.图示T型截面拉弯构件弯曲正应力强度计算的最不利点为 B 。

(A)截面上边缘1点(B)截面下边缘2点(C)截面中和轴处3点(D)可能是1点也可能是2点7.结构或节点的疲劳强度与 A 关系不大。

(A)钢材的种类(B)应力循环次数(C)节点的制作工艺和质量(D)应力集中系数8.为提高梁在弯矩作用下的强度和刚度，应尽可能使梁的 D 。

(A)翼缘厚而窄(B)翼缘宽薄而腹板窄厚(C)腹板厚而窄(D)腹板薄而宽9.对于钢结构用钢材，对化学成分的定义为 B 。

(A)C为不可缺少元素，Mn、S、P均为有害元素(B)C为不可缺少元素，Mn为脱氧剂，S、P为有害元素(C)C、Mn、S、P均为有害元素(D)C、Mn为有害元素，S、P为不可缺少元素10.规范规定缀条式格构柱单肢的长细比（为柱两个主轴方向长细比的最大值），是为了 C 。

(A)保证柱平面内的整体稳定(B) 保证柱平面外的整体稳定(C)避免单肢先于整个柱失稳(D)构造要求11.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故残余应力的存在将 B 。

钢结构试卷及参考答案一、选择题（每题2分，共30分）1.摩擦型高强螺栓连接与承压型高强螺栓连接的主要区别是。

(A)摩擦面处理不同(B)材料不同(C)预拉力不同(D)设计计算时所取极限状态不同2.在静力荷载作用下，钢材承受三向拉应力时，易发生。

(A)塑性破坏(B)脆性破坏(C)疲劳破坏(D)无法判定3.进行强度验算时，荷载应采用。

(A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数(B)将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数(C)永久荷载和可变荷载的标准值，均不乘以各自的分项系数(D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用的焊接位置。

(A)俯焊(B)仰焊(C)立焊(D)任意5.在缀条稳定验算式中，系数是。

(A)考虑塑性发展的系数(B)考虑重要性的调整系数(C)考虑单角钢单面连接偏心受力的系数(D)考虑安全的附加系数6.图示T型截面拉弯构件弯曲正应力强度计算的最不利点为。

(A)截面上边缘1点(B)截面下边缘2点(C)截面中和轴处3点(D)可能是1点也可能是2点7.结构或节点的疲劳强度与关系不大。

(A)钢材的种类(B)应力循环次数(C)节点的制作工艺和质量(D)应力集中系数8.为提高梁在弯矩作用下的强度和刚度，应尽可能使梁的。

(A)翼缘厚而窄(B)翼缘宽薄而腹板窄厚(C)腹板厚而窄(D)腹板薄而宽9.对于钢结构用钢材，对化学成分的定义为。

(A)C为不可缺少元素，Mn、S、P均为有害元素(B)C为不可缺少元素，Mn为脱氧剂，S、P为有害元素(C)C、Mn、S、P均为有害元素(D)C、Mn为有害元素，S、P为不可缺少元素10.规范规定缀条式格构柱单肢的长细比（为柱两个主轴方向长细比的最大值），是为了。

(A)保证柱平面内的整体稳定(B) 保证柱平面外的整体稳定(C)避免单肢先于整个柱失稳(D)构造要求11.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故残余应力的存在将。

(A)降低静力承载能力(B)对静力承载能力无影响(C)提高静力承载能力(D)钢材易发生塑性破坏12.开口槽形截面轴心受压构件，当绕对称轴失稳时，构件将发生的失稳变形。

钢结构模拟试题一一、简答题1. 简述钢结构有哪些主要特点。

（8分）答：（1）材料的强度高，塑性和韧性好；（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合；（3）制作简便，施工周期短；（4）质量轻；（5）钢材耐腐蚀性差；（6）钢材耐热，但不耐火；2. 碳素结构钢按质量分为几级？并是怎样划分的？Q235B·b代表的意义是什么？（10分）答：碳素结构钢按质量分为A、B、C、D四级。

其中A级钢材不作冲击韧性要求，冷弯性能在需方有要求时才进行；B、C、D各级钢材均要求冲击韧性值A kv≥27J，且冷弯试验均要求合格，所不同的是三者的试验温度有所不同，B级要求常温（20±5℃）冲击值，C和D级则分别要求0℃和-20℃冲击值。

Q235B·b代表屈服强度为235N/mm2，B级，半镇静钢。

3. 钢结构中，选用钢材时要考虑哪些主要因素？（8分）答：结构或构件的重要性；荷载的性质(静载或动载)；连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）；工作条件（温度及腐蚀介质）。

4. 轴心受力构件的截面形式有哪几种？并且对轴心受力构件截面形式的共同要求是什么？答：轴心受力构件的截面形式有热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合截面以及格构式组合截面。

对轴心受力构件截面形式的共同要求是：（1）能提供强度所需要的截面积；（2）制作比较简便；（3）便于和相邻的构件连接；（4）截面开展而壁厚较薄，以满足刚度要求。

5. 计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用几种强度计算准则？并简述各准则的内容。

我国钢结构规范对于一般构件采用哪一准则作为强度极限？（10分）答：计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用三种强度计算准则。

其中（1）截面边缘纤维屈服准则：当构件受力最大截面边缘处的最大应力达到屈服时，即认为构件达到了强度极限。

（2）全截面屈服准则：这一准则以构件最大受力截面形成塑性铰为强度极限。

（3）部分发展塑性准则：这一准则以构件最大受力截面的部分受压区和受拉区进入塑性为强度极限。

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)30mm2、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。

a40hfb60hfc80hfd120hf4、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[]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-2hf(d)实际长度-2he 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，Ⅳ4．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5mx x xwnx （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6．钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由等于单向拉伸时的屈服点决定的。

.钢结构的连接习题参考答案1．已知A3F钢板截面用对接直焊缝拼接，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：则钢板的最大承载力为：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，剪力，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。

得：解：查附表1.2，截面的几何特性计算如下：惯性矩：翼缘面积矩：则翼缘顶最大正应力为：满足要求。

腹板高度中部最大剪应力：满足要求。

..上翼缘和腹板交接处的正应力：上翼缘和腹板交接处的剪应力：折算应力：满足要求。

试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连．3。

①采)(E43型，手工焊，轴心拉力设计值接。

钢材Q235B静力荷载，焊条用侧焊缝；②采用三面围焊。

解：查附表1.2得：采用两边侧焊缝①因采用等肢角钢，则肢背和肢尖所分担的内力分别为：肢背焊缝厚度取，需要：用采响虑考焊口影；肢尖焊缝厚度取，需要：..考虑焊口影响采用。

②采用三面围焊缝假设焊缝厚度一律取，，每面肢背焊缝长度：，取每面肢尖焊缝长度，取。

钢材为4．如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值Q235B，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。

解：查附表得：1.2 ：正面焊缝承受的力则侧面焊缝承受的力为：则满足要求。

..5．试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。

已知(设计值)，与型。

焊缝之间的夹角，钢材为A3，手工焊、焊条E43解：查附表1.2得：，满足要求。

6．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。

..得：解：查附表1.2故翼缘焊缝多承受的水平力为，取设③号焊缝只承受剪力V 故③号焊缝的强度为：满足要求。

设水平力H由①号焊缝和②号焊缝共同承担，设②号焊缝长度为150mm, 取故②号焊缝的强度为：满足要求。

7．试求如图所示连接的最大设计荷载。

钢结构的连接习题答案【篇一：钢结构习题答案】解：（1）三面围焊 ffw?160n/mm2?1?确定焊脚尺寸：212 33hf,max?1.2tmin?1.2?10?12mm，hf,min5.2mm， hf?8mm内力分配：n3??f??0.7hf?b?ffw?1.22?2?0.7?8?125?160?273280n?273.28k nn31273.281000196.69kn 232n2273.28n1??1n?3??1000??530.03kn232n2??2n?焊缝长度计算：lw1?n1530.03296mm， w0.7hf?ff2?0.7?8?16012968304mm60hf608480mm，取310mm。

则实际焊缝长度为 lwlw2?n2196.69??110mm， w0.7hf?ff2?0.7?8?16021108118mm60hf608480mm，取120mm。

则实际焊缝长度为 lw（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取hf1?8mm，hf2?6mm 内力分配：n2??2n?焊缝长度计算：121000333kn， n1??1n??1000?667kn 33lw1?n1667??372mm， w0.7h?f2?0.7?8?160ff则实际焊缝长度为:137282388mm60hf608480mm，取390mm。

lwlw2?n2333248mm， w0.7hf?ff2?0.7?6?160则实际焊缝长度为:124862260mm60hf608480mm，取260mm。

lw3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。

钢材为q235b，焊条为e43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸hf?8mm，e1?30cm。

焊脚尺寸：hf?8mm2052焊缝截面的形心：x0??45.6mm511.2?5.6?2?205?5.65.645.6162.2mm 则e2?205?2205?5.6?（1）内力分析：v=f， t?f?(e1?e2)?f?(300?162.2)?462.2f （2）焊缝截面参数计算：ix?15.6511.2322055.6(2502.8)22.09108mm4 122052iy?5.6?511.2?45.62?2?205?5.6?(162.2?)?1.41?107mm42ip?ix?iy?2.231?108mm4hlew511.25.622055.65158.72mm2（3）应力计算 t引起的应力：?tx?t?ryip462.2f?255.6?45.29510f 82.231?10tyv引起的应力：?vy?t?rx462.2f?166.23.360?10?4f 8ip2.231?10vf??1.938?10?4fhelw5158.72（416010?4f?1606.85104f160f233577n233.58kn3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。

钢结构试卷及参考答案一、选择题（每题2分,共30分）1.摩擦型高强螺栓连接与承压型高强螺栓连接的主要区别是 D 。

（A)摩擦面处理不同(B)材料不同（C)预拉力不同（D）设计计算时所取极限状态不同2。

在静力荷载作用下,钢材承受三向拉应力时,易发生 B 。

(A)塑性破坏(B)脆性破坏(C）疲劳破坏(D)无法判定3.进行强度验算时，荷载应采用 C 。

(A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数(B)将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数(C）永久荷载和可变荷载的标准值,均不乘以各自的分项系数(D）将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数4。

钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用 A 的焊接位置。

（A)俯焊(B)仰焊（C)立焊(D）任意5.在缀条稳定验算式中，系数是 C 。

(A）考虑塑性发展的系数（B）考虑重要性的调整系数(C）考虑单角钢单面连接偏心受力的系数（D）考虑安全的附加系数6.图示T型截面拉弯构件弯曲正应力强度计算的最不利点为 B 。

(A）截面上边缘1点（B）截面下边缘2点(C）截面中和轴处3点（D）可能是1点也可能是2点7.结构或节点的疲劳强度与 A 关系不大。

(A）钢材的种类(B)应力循环次数(C)节点的制作工艺和质量(D）应力集中系数8。

为提高梁在弯矩作用下的强度和刚度，应尽可能使梁的 D 。

（A)翼缘厚而窄(B)翼缘宽薄而腹板窄厚(C)腹板厚而窄(D)腹板薄而宽9.对于钢结构用钢材，对化学成分的定义为 B 。

(A)C为不可缺少元素，Mn、S、P均为有害元素（B)C为不可缺少元素,Mn为脱氧剂,S、P为有害元素(C）C、Mn、S、P均为有害元素（D)C、Mn为有害元素，S、P为不可缺少元素10.规范规定缀条式格构柱单肢的长细比（为柱两个主轴方向长细比的最大值),是为了 C 。

（A）保证柱平面内的整体稳定（B) 保证柱平面外的整体稳定(C）避免单肢先于整个柱失稳(D）构造要求11。

由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故残余应力的存在将 B .（A）降低静力承载能力（B）对静力承载能力无影响(C）提高静力承载能力(D）钢材易发生塑性破坏12.开口槽形截面轴心受压构件，当绕对称轴失稳时，构件将发生 C 的失稳变形。

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。

钢结构设计原理计算题1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度（说明验算点）。

图中荷载为静力荷载设计值。

钢材为Q235-A•F。

手工焊，焊条E43型。

ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度。

图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为8.8级M20，预拉力P=110KN，被连接板件钢材Q235-A•F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。

判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。

梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。

计算时可忽略梁的自重。

4.某压弯构件截面如图所示，荷载为静力荷载设计值，试验算整体稳定是否满足要求。

材质：Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06×105N/mm2。

，；0.7572；平面内稳定验算：平面内稳定验算：；0.6309；1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度。

图中荷载为静力荷载设计值。

钢材为Q235-A• F。

手工焊，焊条E43型。

ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度（不需验算连接板的强度）。

图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为10.9级M20（孔d0=21.5mm），预拉力P=155kN，被连接板件钢材Q235-A• F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，所受荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。

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。

1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度（说明验算点）。

图中荷载为静力荷载设计值。

钢材为Q235-A•F。

手工焊，焊条E43型。

ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度。

图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为8.8级M20，预拉力P=110KN，被连接板件钢材Q235-A•F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。

判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。

梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。

计算时可忽略梁的自重。

4.某压弯构件截面如图所示，荷载为静力荷载设计值，试验算整体稳定是否满足要求。

材质：Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06×105N/mm2。

，；0.7572；平面内稳定验算：平面内稳定验算：；0.6309；1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度。

图中荷载为静力荷载设计值。

钢材为Q235-A• F。

手工焊，焊条E43型。

ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度（不需验算连接板的强度）。

图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为10.9级M20（孔d0=21.5mm），预拉力P=155kN，被连接板件钢材Q235-A• F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，所受荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。

3.1 试设计图所示的用双层盖板和角焊缝的对接连接。

采用Q235钢，手工焊，焊条为E4311，轴心拉力N ＝1400KN(静载，设计值)。

主板-20×420。

解 盖板横截面按等强度原则确定，即盖板横截面积不应小于被连接板件的横截面积．因此盖板钢材选Q235钢，横截面为-12×400，总面积A 1为A1＝2×12×400＝9600mm 2＞A ＝420×20＝8400mm 2直角角焊缝的强度设计值w f f ＝160N ／mm 2(查自附表1.3)角焊缝的焊脚尺寸：较薄主体金属板的厚度t ＝12mm ，因此，h = t-2= 12-2=10mm ；较厚主体金属板的厚度t ＝20mm ，因此，min ,f h ＝1.5t ＝＝6.7mm ≈7mm ，所以，取角焊缝的焊脚尺寸f h ＝10mm ，满足：max ,f h ≥f h ≥min ,f ha)采用侧面角焊缝时 因为b ＝400mm ＞200mm(t ＝12mm)因此加直径d ＝15mm 的焊钉4个，由于焊钉施焊质量不易保证，仅考虑它起构造作用。

侧面角焊缝的计算长度w l 为w l ＝N ／(4f h w f f )＝1.4×106／(4×0.7×10×160)＝312.5mm满足min ,w l = 8f h = 8×10 ＝80mm ＜w l ＜60f h ＝60×10＝600mm 条件。

侧面角焊缝的实际长度f l 为f l ＝w l + 2f h ＝312.5＋20＝332.5mm,取340mm 如果被连板件间留出缝隙10mm ，则盖板长度l 为 l = 2f l +10 = 2×340+10 = 690mmb)采用三面围焊时 正面角焊缝承担的力3N 为3N ＝e h B f βw f f ×2＝0.7×10×400×1.22×160×2＝1.093×106N 侧面角焊缝的计算长度w l 为w l ＝(N -3N )／(4e h w f f )＝(1.4×106-1.093×106)/(4×0.7×10×160)＝69mm w l =80mm w,min l ≤＝ 8f h ＝8×10＝80mm ，取w l =min ,w l =80mm由于此时的侧面角焊缝只有一端受起落弧影响，故侧面角焊缝的实际长度f l 为 f l ＝w l ＋f h = 80＋10 ＝ 90mm ，取90mm ，则盖板长度l 为 l ＝2f l +10＝2×90十10＝190mm3.2 如图为双角钢和节点板的角焊缝连接。

一、计算题f w f=160N/mm2。

图示尺寸单位mm.(焊缝L W2实际长度取cm整数)2I32a组成，两肢件之间的距离300cm,如图所示，尺寸单位mm。

试求该柱最大长细比。

注：一个I32a的截面面积 A=67cm2惯性矩 I y=11080cm4I X1=460cm4支撑点，挠度不起控制作用，截面无削弱。

整体稳定系数ϕb=0.44.422347904.91)120(1.61)130()130(1121cm I w =⨯⨯-+⨯⨯-+-⨯⨯=全部焊缝计算截面的抵抗矩 2271.214790 4849.9479033cm y I W cm y I W b w bw a w aw ======腹板焊缝计算截面的面积 2291)130(cm A w w =⨯-=二、验算焊缝强度1.a 点满足）(/185/9.901048410202202234mm N f mm N W M w f a w a =<=⨯⨯⨯==σ 2.b 点2232234b /9.75102910220(/185/8.193102271020220mm N A F mm N f mm N W M w w w f b w =⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ满足）折算应力222222/5.2361.1/2.2349.7538.1933mm N f mm N w c =<=⨯+=+τσ2.解：kN N N x 7.33760sin 390sin =︒⨯==θkN N N y 19560cos 390cos =︒⨯==θ23/7.158)10200(87.02107.3372mm N l h N w e x f =-⨯⨯⨯==σ23/6.91)10200(87.02101952mm N l h N w e yf =-⨯⨯⨯==τ满足）(1601596.91)22.17.158()(2222MPa f MPa w f f f f =<=+=+τβσ 3.解：kN f L h N w f f w f 2.1311016022.116067.07.0333=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=-∑βkN N N K N 7.3042/2.1315297.02311=-⨯=-=kN N N K N 1.932/2.1315293.02322=-⨯=-=mm f h N l wf f 22716067.02107.3047.02311=⨯⨯⨯⨯=⨯=mm f h N l w f f 6916067.02101.937.02322=⨯⨯⨯⨯=⨯=4．解：端缝：kN f h b N w f f e 7.5241016022.167.03202231=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-β 侧向：kN N N N 3.7257.524125012=-=-= cm mm f h N L wff w 28275516067.04103.72557.04322==+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯= 盖板全长 cm cm L L w 571282122=+⨯=+= 5．解：a)[]kN f d nN b v vbv7.811013020424322=⨯⨯⨯⨯==-ππ[]kN ft d N b cb c 8.1091030518203=⨯⨯⨯==-∑[]KN N b7.81min=b)KN N N n b3.77.81600][m in ===取8个c) 排列中距 5.6430=d 取80端距 0.4320=d 取50边距25.325.10=d取40d) 净截面验算2210618)5.212160( mm A I I n =⨯⨯-=-MPa A N n 2852106106003=⨯==σ>215MPa说明净截面强度不够，接头不能承受600kN 的拉力,经验算，盖板应采用12mm厚钢板，被连接板应采用25mm 钢板。

2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘和减少侧向支承点间的距离（或增加侧向支承点）3.高强度螺栓预拉力设计值与 螺栓材质 和 螺栓有效面积 有关。

4.钢材的破坏形式有 塑性破坏和 脆性破坏 。

6.高强度螺栓预拉力设计值与 性能等级 和 螺栓直径有关。

7.角焊缝的计算长度不得小于8hf ，也不得小于 40mm ；其计算长度不宜大于 60hf 。

8.轴心受压构件的稳定系数φ与 钢号 、截面类型 和 长细比有关。

10.影响钢材疲劳的主要因素有应力集中，应力幅或应力比，应力循环次数11.纯弯曲的弯矩图为 矩形，均布荷载的弯矩图为 抛物线，跨中央一个集中荷载的弯矩图为三角形。

13.钢结构设计的基本原则是 技术先进，经济合理，安全适用，确保质量14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为 普通缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为热轧型钢和 冷弯薄壁型钢；组合截面可分为实腹式组合截面和 格构式组合截面16.影响钢梁整体稳定的主要因素有 荷载类型，荷载作用点位置，梁的截面形式，侧向支承点的位置和距离，梁端支承条件1．钢结构设计中，承载能力极限状态的设计内容包括：静力强度、动力强度、稳定3．在螺栓的五种破坏形式中，其中_螺栓杆被剪断、板件被挤压破坏 、板件净截面强度不够 须通过计算来保证。

4．梁的强度计算包括_弯曲正应力、剪应力、 局部压应力、折算应力5．轴心受压格构式构件绕虚轴屈曲时，单位剪切角γ1不能忽略，因而绕虚轴的长细比要采用换算长细比λ6提高轴心受压构件临界应力的措施有加强约束、减小构件自由长度、提高构件抗弯能力8．实腹梁和柱腹板局部稳定的验算属于_承载能力_极限状态，柱子长细比的验算属于_正常使用_极限状态，梁截面按弹性设计属于_承载能力_极限状态。

9．螺栓抗剪连接的破坏方式、螺栓剪断、孔壁承压破坏、板件拉断、螺栓弯曲、板件剪坏10．为防止梁的整体失稳,可在梁的 上 翼缘密铺铺板。

一、填空题1. 钢结构计算的两种极限状态是承载实力极限状态和正常运用极限状态。

2. 钢结构具有轻质高强、材质匀整，韧性和塑性良好、装配程度高，施工周期短、密闭性好、耐热不耐火和易锈蚀等特点。

3. 钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏。

4. 影响钢材性能的主要因素有化学成分、冶炼，浇注，轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残余应力、重复荷载作用和钢材缺陷。

5. 影响钢材乏累的主要因素有应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）、应力循环次数6. 建筑钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、和冷弯性能。

7. 钢结构的连接方法有焊接连接、铆钉连接和螺栓连接。

8. 角焊缝的计算长度不得小于8hf，也不得小于40mm。

侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于60 hf。

9.一般螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏和螺栓弯曲破坏。

10. 高强度螺栓预拉力设计值和螺栓材质和螺栓有效面积有关。

11. 轴心压杆可能的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。

12. 轴心受压构件的稳定系数和残余应力、初弯曲和初偏心和长细比有关。

13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘和增加侧向支承点。

14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、侧向支承点的位置和距离和梁端支承条件。

15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常接受限制宽厚比的方法来保证，而腹板的局部稳定则常接受设置加劲肋的方法来解决。

二、问答题1.钢结构具有哪些特点？答：钢结构具有的特点：○1钢材强度高，结构重量轻○2钢材内部组织比较匀整，有良好的塑性和韧性○3钢结构装配化程度高，施工周期短○4钢材能制造密闭性要求较高的结构○5钢结构耐热，但不耐火○6钢结构易锈蚀，维护费用大。

2.钢结构的合理应用范围是什么？答：钢结构的合理应用范围：○1重型厂房结构○2大跨度房屋的屋盖结构○3高层及多层建筑○4轻型钢结构○5塔桅结构○6板壳结构○7桥梁结构○8移动式结构3.钢结构对材料性能有哪些要求？答：钢结构对材料性能的要求：○1较高的抗拉强度fu和屈服点fy○2较好的塑性、韧性及耐乏累性能○3良好的加工性能4.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？答：钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。

1、试验算图示焊缝连接的强度。

已知作用力F=150kN(静力荷载)，手工焊，E43型焊条，w f f =160N/mm 2。

(12分)0.78384A =⨯⨯()10.786W =⨯截面内力：150,33VKN M KN m ==⋅321501034.9/4300.8Fe F N mm A τ⨯===623310119.9/275251.2Mf M N mm W σ⨯===故该连接可靠 2、如图所示一梁柱的端板连接，钢材为Q235，采用M20C 级普通螺栓，该连接所受的偏心力F=150kN ，试验算其连接的强度是否满足要求。

（2170/b t f N mm =，17.66e d mm =）(12分)解：偏心距e=80mm ，核心距：()22214801608010160iy mm ny ρ⨯+===⨯∑e ρ=，为小偏心 2245170416504b b e t t d N f N π==⨯=…()11222150000150000801603000010480160b bt t i F Fey N f N N n y ⨯⨯=+=+=<+∑3、图示简支梁，不计自重，Q235钢，，受压翼缘有做够约束能保证整体稳定，均布荷载设计值为50kN/m ，荷载分项系数为1.4，f =215N/mm 2。

问该梁抗弯强度及刚度是否满足要求。

已知：25N/mm 1006.2,3845,250][⨯===E EI qll xωω(16分)解：截面几何特征值：()3341150520142500 278433333.312x I mm =⨯-⨯= 3 1070897.4/2x x IW mm h ==…截面抗弯强度：取 1.05x γ=()1 1.450363158M kN m=⨯⨯=⋅62231510280.1/295/1.051070897.4x x x M N mm f N mm W σγ⨯===<=⨯，满足要求4455550600011384384 2.0610278433333.30.068250x ql EI ω⨯⨯===>⨯⨯⨯ 梁刚度不满足要求…1、试设计如图所示角钢与连接板的连接角焊缝。

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 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）。