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钢结构设计原理课后习题备课讲稿讲课教案.doc1、第3章钢结构的连接12.如图3-57所示的对接焊缝，钢材为Q235，焊条为E43型，采纳焊条电弧焊，焊缝质量为三级，施焊时加引弧板和引出板。
已知，试求此连接能承受的最大荷载。
解：因有引弧板和引出板，故焊缝计算长度，则焊缝正应力应满足：其中，故有，故此连接能承受的最大荷载为。
13.图3-58所示为角钢2∟140×10构件的节点角焊鏠连接，构件重心至角钢肢背距离，钢材为Q235BF，采纳手工焊，焊条为E43型，，构件承受静力荷载产生的轴心拉力设计值为N=1100kN，若采纳三面围焊，试设计此焊缝连接。
解:正面角焊缝且故可取，此时焊缝的计算长度正面2、焊缝的作用：则由平衡条件得：所以它们的焊缝长度为，取370mm，，取95mm。
17.如图3-61所示的焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用有弯矩，剪力，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
解：〔1〕确定焊缝计算截面的几何特征x轴惯性矩：中性轴以上截面静矩：单个翼缘截面静矩：〔2〕验算焊缝强度焊缝最大拉应力〔翼缘腹板交接处〕：查表知，，所以焊缝强度不满足要求。
19.按高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接设计习题18中的钢板的拼接，采纳8.8级M20(=21.5mm)的高强度螺栓，接触面采纳3、喷吵处理。
〔1〕确定连接盖板的截面尺寸。
〔2〕计算需要的螺栓数目并确定如何布置。
〔3〕验算被连接钢板的强度。
解：〔1〕摩擦型设计查表得每个8.8级的M20高强度螺栓的预拉力，对于Q235钢材接触面做喷砂处理时。
单个螺栓的承载力设计值：所需螺栓数：〔2〕承压型设计查表知，。
单个螺栓的承载力设计值：所需螺栓数：螺栓排列图如下所示验算被连接钢板的强度a.承压型设计查表可知，当满足要求。
b.摩擦型设计净截面强度验算：满足要求；毛截面强度验算：满足要求。
20.如图3-62所示的连接节点，斜杆承受轴心拉力设计值，端板与柱翼缘采纳10个8.8级摩擦型高强度4、螺栓连接，抗滑移系数，求最小螺栓直径。
土木《钢结构基本原理》教案课题名称（含教材章节）第一章绪论教学目的和要求：掌握钢结构设计方法，理解钢结构特点、应用及组成原理，了解钢结构的发展。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：钢结构的特点和应用——重点钢结构的建造过程和内在缺陷钢结构的组成原理钢结构的极限状态和概率极限状态——难点钢结构的发展第一节钢结构的特点及应用一、钢结构的特点1、强度高、强重比大；塑性、韧性好；2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高；3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快；4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。
二、钢结构的应用1、重型结构及大跨度建筑结构；2、多层、高层及超高层建筑结构；3、轻钢结构；4、塔桅等高耸结构；5、钢－混凝土组合结构。
第二节钢结构的设计原理与方法结构设计首层规范《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）规定：结构的可靠度应采用以概率论为基础的极限状态设计方法分析确定。
钢结构和其他建筑结构一样，遵循“统一标准”要求，采用的也是以概率论为基础，用分项系数表达的极限状态设j计方法。
极限状态设计方法，在前序课程（如钢混结构、地基与基础等），对此以作详细介绍，此课就不再讲述，认真进行复习。
通过复习应掌握以下概念：结构的极限状态；结构的基本功能要求；结构的可靠度；失效概率；荷载及强度的标准值与设计值。
第三节钢结构的发展我国是最早应用钢结构的国家，但是历史的原因致使现代建筑钢结构的应用及发展与发达国家相比，已有相当大的差距，最大的差距在于建筑钢结构。
97年新发布的《中国建筑技术政策》中强调要重点发展建筑钢结构，国家相关部门也多次发布文件，要求扩大钢结构住宅的市场占有率。
96年我国钢产量已开始超亿吨，居世界首位，为钢结构发展奠定物质基础，对钢材的使用已由“节约使用”变为“合理用钢”、“加大建筑用钢”。
当今我国建筑业中发展最快的就是钢结构，最缺的人才也是钢结构专业，发展钢结构以带动其它相关产业的发展，已成为建筑业发展的重要任务。
课题名称（含教材章节）第一章绪论教学目的和要求：⏹掌握钢结构设计方法，⏹理解钢结构特点、应用及组成原理，⏹了解钢结构的发展。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：⏹钢结构的特点和应用——重点⏹钢结构的建造过程和内在缺陷⏹钢结构的组成原理⏹钢结构的极限状态和概率极限状态——难点⏹钢结构的发展第一节钢结构的特点及应用一、钢结构的特点1、强度高、强重比大；塑性、韧性好；2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高；3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快；4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。
二、钢结构的应用1、重型结构及大跨度建筑结构；2、多层、高层及超高层建筑结构；3、轻钢结构；4、塔桅等高耸结构；5、钢－混凝土组合结构。
第二节钢结构的设计原理与方法⏹结构设计首层规范《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）规定：结构的可靠度应采用以概率论为基础的极限状态设计方法分析确定。
⏹钢结构和其他建筑结构一样，遵循“统一标准”要求，采用的也是以概率论为基础，用分项系数表达的极限状态设j计方法。
⏹极限状态设计方法，在前序课程（如钢混结构、地基与基础等），对此以作详细介绍，此课就不再讲述，认真进行复习。
⏹通过复习应掌握以下概念：结构的极限状态；结构的基本功能要求；结构的可靠度；失效概率；荷载及强度的标准值与设计值。
第三节钢结构的发展⏹我国是最早应用钢结构的国家，但是历史的原因致使现代建筑钢结构的应用及发展与发达国家相比，已有相当大的差距，最大的差距在于建筑钢结构。
⏹97年新发布的《中国建筑技术政策》中强调要重点发展建筑钢结构，国家相关部门也多次发布文件，要求扩大钢结构住宅的市场占有率。
⏹96年我国钢产量已开始超亿吨，居世界首位，为钢结构发展奠定物质基础，对钢材的使用已由“节约使用”变为“合理用钢”、“加大建筑用钢”。
⏹当今我国建筑业中发展最快的就是钢结构，最缺的人才也是钢结构专业，发展钢结构以带动其它相关产业的发展，已成为建筑业发展的重要任务。
《钢结构基本原理》答解业作精品文档《钢结构基本原理》作业解答、在格构式柱中，缀条可能受拉，也可能受压，但设计时缀条应按拉杆来进]18[判断题行设计。
参考答案：错误]论述题[、工字形截面绕强轴的塑性发展系数与绕弱轴的塑性发展系数哪个大？为什么？14 、对于轴压构件，有时也常采用格构式截面15 ）请说明什么情况下比较适合采用格构式截面？（1 ）采用格构式截面时，为什么采用换算长细比来计算虚轴的稳定承载力？（2）在已知双肢格构柱截面形式的条件下，如何计算换算长细比和验算绕虚轴的稳定3（性？）对于双肢缀条柱，除了上一问的验算外还需验算哪些内容？（4 ：答发生屈服以后截面继续发生塑性、答：绕弱轴的塑性发展系数大；绕强轴受弯，翼?14 发展的潜力不大。
、对柱的刚度要、柱所承受的轴向荷载较大CA、柱的计算长度较大B116、答：（）求较严格，这样情况下截面强度富余，由稳定控制做实腹式浪费材料，所以采用格构式。
）构件在微弯的临界平衡状态外，将在截面上产生剪力，从而产生剪切变形。
对于2（实腹式构件而言，剪力由腹板承担，而腹板的剪切刚度又很大，所以剪切变形小可以忽略不计，但是对于由缀材组成的格构式截面，剪力由缀材承担变形较大不能忽略。
考虑剪切变形的影响，构件的临界承载力降低了，规范用增大长细比的方法考虑这种影响，所以绕虚轴失稳时，采用换算长细比。
A2??27??xox A1 3（）缀条柱（4）还需验算：A、格构柱的净截面强度；B、格构柱绕实轴的稳定性C、格构柱绕两个轴的长细比是否需要满足刚度要求D、单肢的稳定E、缀条的稳定F、缀条与柱肢连接的强度验算。
论述题]收集于网络，如有侵权请联系管理员删除．精品文档13、某焊接工字形截面柱，截面几何尺寸如图所示。
柱的上、下端均为铰接，柱高4.2m，承受的轴心压力设计值为1000kN，钢材为Q235，翼缘为火焰切割边，焊条为E43系列，手工焊。
试验算该柱的整体稳定性。
2,f=215N/mm参考资料：2030405060708090λ0.9700.9360.8990.856 0.8070.7510.6880.621φ]【论述题、分析图示实腹轴心受压柱头的传力路线，写出焊缝①、②的计算表达式。
（角焊缝强度12 设计值）收集于网络，如有侵权请联系管理员删除．精品文档答：][论述题，两端铰接，在柱中间设，柱高为7mF2[20a11、某缀板式轴压柱由两槽钢组成，Q235-A、的几何特性：）。
有一侧向支撑，，试确定其最大承载力设计值（已知单个槽钢[20a答：解：收集于网络，如有侵权请联系管理员删除．精品文档[单选题]10、验算工字型轴心受压柱时，公式中的A代表（C ）。
A：翼缘面积B：腹板面积C：柱的毛面积D：柱的净面积[单选题]9、格构式轴心受压构件的斜缀条一般采用单角钢截面形式，与构件肢件单面连接缀条截面按（B ）设计。
A：轴心受拉构件B：轴心受压构件C：拉弯构件D：压弯构件[单选题]8、两端铰接的理想轴心受压构件，当构件为双轴对称截面形式时，在轴心压力作用下构件可能发生（A ）。
A：弯曲屈曲和扭转屈曲B：弯曲屈曲和弯扭屈曲C：扭转屈曲和弯扭屈曲D：弯曲屈曲和侧扭屈曲收集于网络，如有侵权请联系管理员删除．精品文档[单选题]7、为防止钢构件中的板件失稳采取加劲肋措施，这一做法是为了（A）。
A：改变板件的宽厚比B：增大截面面积C：改变截面上的应力分布状态D：增加截面的惯性矩[单选题]6、在轴心受力构件的强度计算中，现行国家规范采用（C）的计算方法。
A：毛截面应力不超过比例极限B：毛截面应力不超过抗拉强度C：净截面应力不超过屈服强度D：净截面应力不超过抗拉强度[单选题]5、轴心受压格构式构件在验算其绕虚轴的整体稳定时采用换算长细比，是因为（C ）。
A：格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件B：考虑强度降低的影响C：考虑剪切变形的影响D：考虑单支失稳对构件承载力的影响[判断题]3、轴压工字型构件柱翼缘和腹板的局部稳定是根据板件的局部屈服应力不小于构件临界应力原则确定的。
（正确）[判断题]4、确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比的原则是等强度原则。
（错误）[单选题]2、格构式轴心受压构件的等边单角钢斜缀条可按轴心受压构件设计，但强度设计值要乘以折减系数以考虑（B ）。
A：剪力的影响B：单面连接偏心的影响收集于网络，如有侵权请联系管理员删除．精品文档C：构件的焊接缺陷的影响D：节点构件不对中的影响[单选题]1、轴心受压构件，当构件截面无孔眼削弱时，可以不进行（A）。
A：构件的强度计算B：构件的刚度计算C：构件的整体稳定计算D：构件的局部稳定计算[论述题]12、何谓焊接板梁的最大高度和最小高度？梁的经济高度的范围？腹板太厚或太薄会出现什么问题？t?t w？13、为何梁截面的翼缘厚度应大于腹板厚度14、验算梁的截面是否安全可靠时，要验算哪几项后才能得出结论？15、有哪几种应力会引起梁腹板局部屈曲？又有哪些措施可提高腹板的稳定性？16、次梁与主梁的连接形式有哪几种？各有哪些优缺点？答：12、答：梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。
建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间?????，它决定了梁的高度，它的限制决定了梁的最大可能高度，一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度的最小高度；由经济条件可定出梁的经济高度，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：h?h?h max e min，腹板太厚将增加用钢量，导致不经济，而太薄，梁的腹板将不能保证局部稳定性要定性承载能力降低。
13、答：在焊接梁的设计中，翼缘板的屈服常用限制宽厚比的办法来保证，而腹板的屈曲则采用配置加劲肋的办法解决，因此梁截面的翼缘厚度大于腹板厚度。
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除．精品文档14、答：型钢梁的设计应满足强度、刚度、整体稳定性的要求。
由于型钢梁受轧制条件限制，腹板和翼缘的宽厚比都不太大，不必进行局部稳定验算。
焊接梁选定截面后，要进行强度、整体和局部稳定的验算，而不必进行刚度验算。
15、答：剪应力、弯曲应力及局部压应力都会引起梁腹板局部屈曲，为了保证腹板不发生局部屈曲，应设置加劲肋和适当加厚腹板的厚度。
16、答：连接形式有叠接和平界两种：叠接是将次梁直接搁在主梁上面，用螺栓或焊缝连接，构造简单，但需要的结构高度大，其使用常受到限制。
平接是使次梁顶面与主梁相平或略高、略低于主梁顶面，从侧面与主梁的加劲肋或在腹板上专设的短角钢或支托相连接。
平界虽构造复杂，但可降低结构高度，故在实际工程中应用广泛。
[论述题]进行梁的强度验算时，应验算哪些内容？、11 参考答案：[单选题]10、焊接工字形梁的腹板(Q235钢）局部稳定常采用配置加颈肋的方法来解决，若h0/tw>160 时，（D ）。
A：可能发生剪切失稳，应配置横向加劲肋B：可能发生弯曲失稳，应配置纵向加劲肋和横向加劲肋C：可能发生弯曲失稳，应配置横向加劲肋D：可能剪切失稳和弯曲失稳，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋[单选题]9、在焊接工字形组合梁中，翼缘与腹板连接的角焊缝计算长度不受的限制，是因为（D）A：截面形式的关系B：施焊次序的关系C：梁设置有加劲肋的关系D：内力沿侧面角焊缝全长分布的关系[判断题]8、经济梁高指的是用钢量最小时梁的截面高度。
（正确）[判断题]7、在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失，出现塑性铰时来建立的计算公式。
(错误)[判断题]6、梁在弯矩平面内的整体失稳的方式为弯扭失稳。
（错误）[判断题]5、设计焊接工字形截面梁时，腹板布置横向加劲肋的主要目的是提高梁的抗弯强度。
（错误）[单选题]4、在主平面内受弯的工字形截面组合梁，在抗弯强度计算中，允许考虑截面部分发展塑性变形，绕x轴和y轴的截面塑性发展系数和分别为（D ）。
A：1.05，1.05B：1.2，1.2C：1.15，1.15D：1.05，1.2[单选题]3、加强受压翼缘的单轴对称工字形等截面简支梁，跨中有一集中荷载作用在腹板平面内，集中荷载作用点位于（D ）时，梁的整体稳定性最好。
A：上翼缘上表面B：形心与上翼缘之间的截面剪力中心C：截面形心D：下翼缘下表面[单选题]2、焊接工字形截面简支梁，其他条件均相同的情况下，当（A ）时，梁的整体稳定性最差。
A：两端有相等弯矩作用（纯弯）收集于网络，如有侵权请联系管理员删除．精品文档B：满跨均布荷载作用C：跨中有集中荷载作用D：在距支座处各有一相同集中力作用[单选题]1、焊接工字形截面简直梁，其他条件均相同的情况下，当（A ）时，梁的整体稳定性最好。
A：加强梁的受压翼缘宽度B：加强梁的受拉翼缘宽度C：梁的受压翼缘与受拉翼缘宽度相同D：在距支座处减小受压翼缘宽度[论述题]18、图示连接中，焊脚尺寸为8mm，钢材为Q235B，板厚小于16mm时强度设计值为215N/mm2，板厚大于16mm 时强度设计值为205N/mm2，手工焊，焊条为E43,焊缝强度设计值为160N/mm2，试计算此连接承受静力荷载时的设计承载能力。
参考答案：？13、（论述题）如图所示试设计双角钢与节点板的角焊缝连接。
钢材为Q235-B。
焊条为E43型，手工焊。
作用着轴心力N=1000KN（设计值），试采用三面围焊进行设计。
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15、答：对接焊利弊：省材、传力平顺、无明显应力集中、焊件较厚时需剖口、较费工费时、要求构件精度较高、尺寸调节余地较小。
角焊缝利弊：费材、有明显应力集中、无需剖口、长度可有一定调节余地。
16、答：减小应力集中。
17、答：端缝为受力方向与焊缝长度方向垂直的焊缝，侧缝为受力方向与焊缝长度方向平行的焊缝。
端缝应力分布不均匀，应力集中严重，但端缝总体上强度较高。
侧缝应力在焊缝两端大，中间小，总体上强度比端缝低，且焊缝长度有限制。
[判断题]12、焊接结构中的侧面角焊缝长度过长时，在外荷载作用下会造成焊缝中间应力可能先达到极限值，从而先发生破坏。
（错误）[单选题]11、普通螺栓和承压型高强度螺栓受剪连接的四种可能破坏形式是：Ⅰ、螺杆剪断；Ⅱ、孔壁承压破坏；Ⅲ、板件被拉断；Ⅳ、板件端部冲剪破坏。
