201309学期钢结构设计原理作业1

北交《钢结构设计原理》在线作业一-0004试卷总分：100得分：100一、单选题（共15道试题，共30分）1.钢材的伸长率可以通过下列（）试验来获得。

A.冷弯180°试验B.单向一次拉伸试验C.疲劳试验D.冲击试验答案:B.目前我国钢结构设计（）oA.全部采用以概率理论为基础的近似概率极限状态设计方法B.采用分项系数表达的极限状态设计方法C.除疲劳计算按容许应力幅、应力按弹性状态计算外，其他采用以概率理论为基础的近似概率极限状态设计方法D.部分采用弹性方法，部分采用塑性方法答案:C.下列因素中，（）与钢构件发生脆性破坏无直接关系。

A.钢材屈服点的大小B.钢材含碳量C.负温环境D.应力集中答案:A.某角焊缝T形连接的两块钢板厚度分别为8nlm和10mm,合适的焊角尺寸为（）。

A.4mm6mmB.10mm12mm答案:B.根据钢材的一次拉伸试验，可得到如下四个力学性能指标，其中（）是钢结构的强度储备。

A.屈服点fyB.抗拉强度fuC.伸长率6D.弹性模量E答案:B.钢材中磷含量超过限制时，钢材可能会出现（）oA.冷脆B.热脆C.蓝脆D.徐变答案:A.无楝体系屋盖结构的缺点是（）。

A.整体性差.屋盖自重大C.抗震性能差D.构造复杂答案:B.为了提高梁的整体稳定性，（）是最经济有效的办法。

A.增大截面.增加侧向支撑点C.设置横向加劲肋D.改变荷载作用的位置答案:B在压弯构件弯矩作用平面外稳定计算式中，轴力项分母里的“y是（）。

A.弯矩作用平面内轴心压杆的稳定系数B.弯矩作用平面外轴心压杆的稳定系数C.轴心压杆两方面稳定系数的较小者D.压弯构件的稳定系数答案:B.当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应（）。

A.设置纵向加劲肋B.设置横向加劲肋C.减少腹板宽度D.增加翼缘的厚度答案:B1L确定钢材强度设计值的重要指标是（）oA.屈服点B.弹性极限C.比例极限D.抗拉强度答案:A12.焊接残余应力不影响构件的（）oA.整体稳定性B.静力强度C.刚度D.局部稳定性答案:B.影响钢材疲劳强度的主要因素不包括（）oA.构造状况B.应力幅C.循环荷载重复的次数D.钢材的静力强度答案:D.在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（）oA.60hf40hfB.80hf120hf答案:A.在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（）指标。

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 卩 A P f 越大，卩越大，结构可靠性越差 B C P f 越大，卩越小，结构越可靠D2、 若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（A Z 0B 、Z 0C 、Z 03、 钢结构具有塑性韧性好的特点，则主要用于（ A.直接承受动力荷载作用的结构 C.高耸结构和高层建筑D4、 在重型工业厂房中，采用钢结构是因为它具有（A.匀质等向体、塑性和韧性好 C.轻质高强、塑性和韧性好B •匀质等向体、轻质高强 D •可焊性、耐热性好5、当结构所受荷载的标准值为：永久荷载q G k ，且只有一个可变荷载 q Q k ，则荷载的设计值为（D ）oC. 1.4 （ q G k + q Q k ）D . 1.2 q G k + 1.4 q Q k6、钢结构一般不会因偶然超载或局部荷载而突然断裂破坏，这是由于钢材具有（ A ）oA.良好的塑性 B .良好的韧性 C.均匀的内部组织D.良好的弹性7、 钢结构的主要缺点是（ C ）oA 、结构的重量大B 、造价高C 、易腐蚀、不耐火D 、施工困难多的关系为（B ）。

、R 越大，卩越小，结构可靠性越差 、P f 越大，3越大，结构越可靠A ） D 、Z 0 A ）。

B .大跨度结构.轻型钢结构 C ）的特点。

A q G k + q Q kB1.2 ( q G k + q Q k )参考资料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_____________ 。

一、 填空题（每空1分，共10分）1、钢材的两种破坏形式分别为脆性破坏和 。

2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为 、搭接、角接和T 形连接。

3、钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛，其中轴心受拉构件需进行钢结构强度和 的验算。

4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 、和 。

5、梁整体稳定判别式11l b 中，1l 是 1b 。

6、静力荷载作用下，若内力沿侧面角焊缝没有均匀分布，那么侧面角焊缝的计算长度不宜大于 。

7、当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 时，对一般梁可不配置加劲肋。

二、 单项选择题（每题2分，共40分）1、有两个材料分别为Q235和Q345钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，采用E43焊条。

(A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为yf t b 235)1.010(1λ+≤，其中λ的含义为 。

(A)构件最大长细比，且不小于30、不大于100 (B)构件最小长细比(C)最大长细比与最小长细比的平均值 (D)30或1003、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 ϕγ+≤-中，其中，1x W 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4、承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是 。

(A)抗拉强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能(C)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (D)屈服强度、伸长率、冷弯性能5、随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是 。

(A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降(B)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均有所提高(C)钢材的抗拉、抗压、抗弯强度提高，而抗剪强度下降(D)视钢号而定6、在低温工作(-20ºC)的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需要 的指标是 。

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fwt =160 N/mm2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 wt f W 57516067.0410975.40955057.0431=+⨯⨯⨯⨯-=+⨯⨯⨯-=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 II M ww =）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()4237393605953601440006124021200.1121cm I =+=⨯⨯⨯+⨯⨯= 431440001200.1121cm I w =⨯⨯=21201120cm A w =⨯=验算正应力m kN M I I M w w ⋅=⨯==9.48673936014400025002246/215/9.202600/10144000109.486mm N mm N W M w w w <=⨯⨯==σ满足 验算剪应力2223/125/7.411012010500mm 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。

一 填空题1、 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载的 设计 值；计算疲劳时，应采用荷载的 标准 值。

2、 钢材Q235B 中，235代表 屈服值 ，按脱氧方法该钢材属于 镇静 钢。

3、 对于普通碳素钢，随含碳量的增加，钢材的屈服点和抗拉强度 升高 ，塑性和韧性 降低 ，焊接性能 降低 。

4、当采用三级质量受拉斜对接焊缝连接的板件，承受轴心力作用，当焊缝轴线与轴心力方向间夹角满足 tg θ≤15 ，焊缝强度可不计算 。

5、钢材的选用应根据结构的重要性、 荷载特征 、 钢材厚度 等因素综合考虑，选用合适的钢材。

6、钢材受三向同号拉应力作用，数值接近，即使单项应力值很大时，也不易进入 塑性 状态，发生的破坏为 脆性 破坏。

7、在普通碳素结构钢的化学成分中加入适量的硅、锰等合金元素，将会 提高 钢材的强度。

8、 轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板的 受弯 受力工作确定的。

9、如下图突缘式支座加劲肋，应按承受支座反力的轴心受压构件计算梁平面外（绕Z 轴）稳定，钢材Q235钢，此受压构件截面面积值为 2960 mm 2 ， 其长细比为 21.07 。

10、格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定计算采用换算长细比是考虑 剪切变形的影响 的影响。

11、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制 挠度 ，拉、压构件要限制 长细比 。

12、钢材经过冷加工后，其强度和硬度会有所提高，却降低了塑性和韧性，这种现象称为钢材的冷作硬化 。

13、调质处理的低合金钢没有明显的屈服点和塑性平台，这类钢材的屈服点被定义为：单向拉伸并卸载后，试件中残余应变为 0.2% 时所对应的应力，也称为名义屈服点。

14、高强度低合金钢的焊接性能是通过 碳含量 指标来衡量的。

15、循环荷载次数一定时，影响焊接结构疲劳寿命的最主要因素是 应力幅 和构件或连接的构造形式。

16、在对焊缝进行质量验收时，对于 三 级焊缝，只进行外观检查即可。

钢结构设计原理作业
填空题
1
2、在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的设计值。

3、型钢代号L100×8中，L表示角钢。

4、部分T型钢是半个 H 型钢。

5
化为三边简支，一边自由。

6、在承受静力荷载的角焊缝中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝小。

7、侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大，侧面角焊缝的应力沿其长度的分布越不均匀。

8、轴心受拉构件的承载能力极限状态是强度和稳定性。

名词解释
1. 应力集中：指受力构件由于几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象
2.可焊性：指在一定焊接条件下，是否易于获得优良焊接接头的能力称为焊接性或可焊性
3. 冲击韧性：反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力
4. 冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能
5. 柱子曲线：由临界应力和长细比绘制的关系曲线为柱子曲线。

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 fm sx 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fw t =160 N/mm2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 wt f W 57516067.0410975.40955057.0431=+⨯⨯⨯⨯-=+⨯⨯⨯-=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 II M ww =）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()4237393605953601440006124021200.1121cm I =+=⨯⨯⨯+⨯⨯= 431440001200.1121cm I w =⨯⨯=21201120cm A w =⨯= 验算正应力m kN M I I M w w ⋅=⨯==9.48673936014400025002246/215/9.202600/10144000109.486mm N mm N W M w w w <=⨯⨯==σ满足 验算剪应力2223/125/7.411012010500mm 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。

钢结构设计原理习题答案钢结构设计原理习题答案钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构形式，其设计原理涉及到力学、材料力学等多个学科的知识。

在学习钢结构设计原理的过程中，习题是非常重要的辅助工具，可以帮助我们巩固所学的理论知识，并提高解决实际问题的能力。

下面是一些常见的钢结构设计原理习题及其答案，供大家参考。

习题一：一个钢柱的截面尺寸为200mm×200mm，材料为Q235钢，求该钢柱的截面面积、惯性矩和抗弯强度。

答案：该钢柱的截面面积为200mm×200mm=40000mm²，惯性矩为(200mm×200mm³)/12=1333333.33mm⁴。

根据钢材的抗弯强度公式：抗弯强度 = 弯矩 / (截面面积× 弯矩系数)，其中弯矩系数为1.5，假设该钢柱所受的弯矩为1000kN·m，则该钢柱的抗弯强度为1000kN·m / (40000mm² × 1.5) =16.67kN/mm²。

习题二：一个钢梁的跨度为10m，截面尺寸为300mm×500mm，材料为Q345钢，求该钢梁的自重。

答案：该钢梁的自重可以通过计算其体积和密度来求得。

首先，计算该钢梁的体积：体积 = 跨度× 截面面积= 10m × (300mm × 500mm) = 15000000mm³。

然后，根据Q345钢的密度为7850kg/m³，将体积转换为m³：体积 = 15000000mm³ / (1000mm/m)³ = 0.015m³。

最后，计算该钢梁的自重：自重 =体积× 密度= 0.015m³ × 7850kg/m³ = 117.75kg。

习题三：一个钢桁架的跨度为20m，截面尺寸为400mm×600mm，材料为Q235钢，求该钢桁架的最大荷载。

《钢结构设计原理》作业参考答案作业一一、单项选择题： 1.B 2.C 3.C 4.A 5.D 6.A 7.B 8.A 9.B 10.B二、填空题：1.螺栓群形心轴2.设计3.角钢4.沸腾钢5.冲击韧性A KV 值或冲击韧性值或A KV 值6.H7.翼缘8.低或小9.y f /1515 10．X －轴三、简述题：1.钢材在循环应力多次反复作用下，裂纹生成、扩展以至断裂破坏的现象称为钢材的疲劳。

影响疲劳破坏的主要因素：（1）应力集中 （2）应力幅 （3）应力循环次数2.（1）强度验算fA N n≤=σ （2）刚度验算 ][max λλ≤ （3）整体稳定验算fAN≤min φ（4）局部稳定验算fy t b 235)1.010(max 1λ+≤ fy t h w 235)5.025(max 0λ+≤3.结构或构件的承载能力极限状态包括静力强度、动力强度和稳定等的计算〉达到这种极限状态时，结构或构件达到了最大承载力而发生破坏，或达到了不适于继续承受荷载的巨大变形。

结构或构件的正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。

达此极限状态时，结构或构件虽仍保持承载力，但在正常荷载和作用下产生的变形已不能使结构或构件满足正常使用的要求，包括静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的剧烈振动等。

4.选择屈服点作为结构钢材设计强度标准值是因为：（1）它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理，避免发生破坏；（2）从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大 200 倍，且抗拉强度与屈服点之比(强屈比) 较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。

对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为 0.2% 所对应的应力作为屈服点。

四、计算题：1.解：（1）查表可知：45.0=μ P=125KN KN N bv 625.5012545.019.0=⨯⨯⨯=33022151515001=⨯==d mm ＜l Θmm 0.1=βΘ（2）受力分析： KN 33060cos30F N x =︒== KN3060sin30F V y =︒==mmN F F T y x .10297.9180756⨯=+=（3）求各种力单独作下危险螺栓所受的力KN n N N N x 35.743301===KN n V N Vy 5.74301===∑∑⨯+⨯=+2222754504iiyx 232500mm =N NT x46110145.2325007510297.9⨯=⨯⨯= NN T y 4611043.1325005010297.9⨯=⨯⨯=（4）危险螺栓所受合力()()24324311043.1105.710145.21035.7⨯+⨯+⨯+⨯=NKNKN ＜N b v 625.5076.40==2.解：（1）荷载计算 标准值：3450033000⨯+⨯=k q mN 22500=设计值：4.1345002.133000⨯⨯+⨯⨯=d q mN 29700=（2）内力计算：22max 6297008181⨯⨯==l q M d m KN .65.133= （3）查表：A=67.05cm2 Ix=11076cm4 Wx=692.2cm3 rx=1.05 F=215N/mm2 E=2.06×105N/mm （4）验算：强度：①抗弯强度：36102.69205.11065.133⨯⨯⨯=nx x W r M 2221589.183mm N ＜f mm N ==②抗剪强度：对于轧制工字钢，可不验算。

2023年2月公布钢构造理论与设计作业1.简述钢构造旳特点。

2.简述横向焊接残存应力产生旳原因。

3.简述钢构造应用范围。

4.影响钢材性能旳重要原因有哪些？5.钢构造对材料旳规定有哪些？6.简述塑性和韧性旳定义以及两者有何区别。

7.钢材拉伸时脆性破坏旳特性会什么？8.影响钢材脆性断裂旳原因有哪些？9.什么叫梁旳失稳？影响梁旳整体稳定旳重要原因有哪些？10..简述钢材拉伸时旳塑性破坏特性。

11.列举防止钢材脆性断裂旳措施。

12.简述焊缝连接旳长处。

1.作业规定:2.至少选做8个题目, 在系统上传提交；3.规定不能抄袭, 雷同人员所有0分处理；按系统规定期间提交, 过期系统关闭提交不了, 作业成绩为分。

钢构造原理与设计作业1.简述钢构造旳特点。

答: 钢构造旳特点重要是: ①钢构造强度高重量轻；②塑性韧性好, 合用于承受冲击荷载；③钢材靠近于各向同性, 计算成果与实际基本相符；④钢构造制造简便, 易于工业化生产, 施工安装周期短；⑤钢构造耐热性好, 但防火性差, 抗腐蚀性差。

2.简述横向焊接残存应力产生旳原因。

答: 横向焊接残存应力产生旳原因: ①是由于焊接接头旳局部不均匀加热；②焊缝金属旳热胀冷缩；③焊接接头旳组织变化；④由于焊接接头旳刚性拘束约束焊缝变形。

3.简述钢构造应用范围。

答: 钢构造重要用于工业厂房、大跨度构造、高耸构造、多高层民用建筑、承受动力荷载和抗震规定较高旳构造、板壳构造、可拆卸旳构造、轻型钢构造和钢筋混凝土旳组合构造等。

4.影响钢材性能旳重要原因有哪些？答: 影响钢材性能旳重要原因有: 化学成分；冶炼缺陷；钢材硬化；温度。

5.钢构造对材料旳规定有哪些？答：①较高旳强度(抗拉强度fu和屈服点fy)②足够旳变形能力(塑性和韧性)③良好旳工艺性能(冷加工、热加工和可焊性能)④根据构造旳详细工件条件, 有时还规定钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境旳能力。

6.简述塑性和韧性旳定义以及两者有何区别。