钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)
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钢结构设计原理课后答案
1. 钢结构设计的原理是基于力学原理,其中包括材料力学和结构力学。
2. 钢材的力学性能是进行钢结构设计的重要基础,包括材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等。
3. 钢结构设计中的荷载分为静态荷载和动态荷载。
静态荷载包括自重、活载和附加荷载,动态荷载包括地震荷载和风荷载等。
4. 钢结构设计需要满足一系列的设计准则和规范,如国家标准和建筑行业规范等。
5. 钢结构设计过程中需要进行结构分析,包括静力分析和动力分析。
静力分析是通过计算结构的受力和变形情况,确定结构的安全性和稳定性。
动力分析则是针对地震和风荷载等动态荷载进行结构响应计算。
6. 钢结构设计中需要考虑结构的稳定性,包括整体稳定性和构件稳定性。
整体稳定性是指结构整体的稳定性,构件稳定性则是指结构中各个构件的抗侧稳定能力。
7. 钢结构设计中需要考虑结构的承载力,包括构件的强度和刚度。
强度是指结构抵抗外部荷载作用的能力,刚度是指结构抵抗变形的能力。
8. 钢结构设计中需要进行连接设计,包括连接的刚度和强度设
计。
连接的刚度设计需要保证连接的刚度和整个结构的刚度协调,连接的强度设计需要保证连接的强度不低于构件的强度。
9. 钢结构设计中需要考虑构件的施工性能,如可焊性、切割性、螺纹加工等。
施工性能对于结构的质量和施工进度有重要影响。
10. 钢结构设计中需要进行耐久性设计,保证结构在使用寿命
内具有良好的耐久性能,抵抗外界环境和腐蚀等因素的损害。
《钢结构设计原理》作业标答3. 连接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: 三级焊缝查附表:2w t N/mm 265=f ,2w v N/mm 180=f 不采用引弧板:m m 4801025002w =⨯-=-=t b l32w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010N f l t σ⨯===>=⨯,不可。
改用斜对接焊缝:方法一:按规范取θ=56°,斜缝长度:m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w=-=-︒=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310N f l t θσ⨯⨯===<='⨯32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310v N f l t θτ⨯⨯==≈<='⨯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。
条件同习题,受静力荷载,试设计加盖板的对接连接。
解:依题意设计加盖板的对接连接,采用角焊缝连接。
查附表:2w f N/m m 200=f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:1250010 5.4mm 22460A t b ⨯≥==⨯,取t 2=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。
1) 确定焊脚尺寸最大焊脚尺寸:t h t ==m ax m m 6f ,mm最小焊脚尺寸:7.4105.15.1min f =⨯==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm2)焊接设计:正面角焊缝承担的轴心拉力设计值:N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=f b h N β侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值: N 557184942816101500331=-⨯=-=N N N所需每条侧面角焊缝的实际长度(受力的一侧有4条侧缝):mm 172620067.045571847.04fwf f 1f w =+⨯⨯⨯=+⨯=+=h f h N h l l取侧面焊缝实际长度175mm ,则所需盖板长度: L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。
钢结构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、结构刚度大,提高焊接质量D、最大化体现钢材料性能答案: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.对关于钢结构的特点叙述错误的是()。
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、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构答案: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,《钢结构设计规范》采用的准则为净截面()。
A、最大应力达到钢材屈服点B、平均应力达到钢材屈服点C、最大应力达到钢材抗拉强度D、平均应力达到钢材抗拉强度答案: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:D18.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时,焊条应采用()。
A.E55 型: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()是比较合理的措施。
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相同的简支梁,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,()。
A、需配置横向加劲肋和纵向加劲肋B、不需要配置加劲肋C需设置横向加劲D、需配置纵向加劲肋答案:C12.轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是()。
钢结构设计原理课后答案以下为钢结构设计原理课后答案:1. 梁的弯曲设计原理:- 梁在受力时会发生弯曲变形,根据梁的静力平衡原理,可得到梁的弯矩方程;- 根据材料力学理论,可以推导出梁的弯矩和弯曲曲率之间的关系;- 采用合适的截面形状和尺寸,使得梁在受到外力作用时能够保持合理的弯曲变形,从而满足设计要求。
2. 柱的压缩设计原理:- 柱在受压力作用时会发生压缩变形,根据柱的静力平衡原理,可得到柱的压力方程;- 根据材料力学理论,可以推导出柱的压力与变形之间的关系;- 采用合适的截面形状和尺寸,使得柱在受到外压力作用时能够保持合理的压缩变形,从而满足设计要求。
3. 接头的设计原理:- 接头是连接钢结构构件的重要部分,其设计原理主要包括强度计算和刚度计算;- 强度计算要考虑接头在受力时承受的拉力、压力和剪力等作用;- 刚度计算要保证接头具有足够的刚度和变形能力,使得构件能够满足整体的刚度要求;- 通常采用焊接、螺栓连接等方式进行接头设计。
4. 桁架结构的设计原理:- 桁架结构是由多个构件组成的三角形结构,其设计原理主要包括构件受力分析和整体稳定性分析;- 构件受力分析要考虑各构件在受荷载作用下的拉力和压力,通过静力平衡方程求解各个构件的受力;- 整体稳定性分析要保证桁架结构在外力作用下不发生整体失稳,通常采用稳定性计算方法进行分析;- 桁架结构设计要满足强度、刚度和稳定性等要求。
5. 桩基设计的原理:- 桩基设计的主要目的是保证建筑物或结构的稳定和承载能力;- 桩基设计的原理包括桩身的承载力计算和桩身的变形计算; - 桩身承载力计算要考虑桩身的竖向承压力和横向剪切力等作用;- 桩身变形计算要考虑桩身在受荷载作用下的竖向和横向变形。
请注意,以上答案仅供参考,具体答案可能会因教材版本和教师要求有所不同。
建议与教材或教师进一步核对。
.《钢结构设计原理》作业标答3. 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: 三级焊缝NN500查附表1.3:f tw265 N/mm 2 ,fw v 180 N/mm210不采用引弧板: lw b 2t 500 2 10 480 mmN lwt1500 103 480 10 312.5N/mm2ftw265N/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 t 1500103 0.829 58310 213N/mm2ftw 265N/mm2N cos lw t 1500103 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。
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。
..1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸: t 6mm,hf max t mm最小焊脚尺寸: hf min 1.5 t 1.5 10 4.7 mm取焊脚尺寸 hf=6mm 2)焊接设计: 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值:N3 2 0.7hf bf ffw 2 0.7 6 460 1.22 200 942816 N 侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值:N1 N N3 1500 10 3 942816 557184 N 所需每条侧面角焊缝的实际长度(受力的一侧有 4 条侧缝):l lw hfN1 4 0.7hffw f hf557184 4 0.7 6 200 6 172 mm取侧面焊缝实际长度 175mm,则所需盖板长度:175 10 175L=175×2+10(盖板距离)=360mm。
第一章 总 则《钢结构设计原理》作业标答3. 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: 三级焊缝NN500查附表1.3:f tw265 N/mm 2 ,fw v 180 N/mm 210不采用引弧板: lw b 2t 500 2 10 480 mmN lwt1500 103 480 10 312.5N/mm2fw t 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 t 1500103 0.829 58310 213N/mm2ftw 265N/mm2N cos lw t 1500103 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。
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。
1 页脚内容第一章 总 则1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸: t 6mm,hf max t mm最小焊脚尺寸: hf min 1.5 t 1.5 10 4.7 mm取焊脚尺寸 hf=6mm 2)焊接设计: 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值:N3 2 0.7hf bffw f 2 0.7 6 460 1.22 200 942816N侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值:N1 N N3 1500 10 3 942816 557184 N 所需每条侧面角焊缝的实际长度(受力的一侧有 4 条侧缝):l lw hfN1 4 0.7hffw f hf557184 4 0.7 6 200 6 172 mm取侧面焊缝实际长度 175mm,则所需盖板长度:175 10 175L=175×2+10(盖板距离)=360mm。
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,采用焊条电弧焊,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,采用手工焊,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,若采用三面围焊,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,采用8.8级M20(=21.5mm)的高强度螺栓,接触面采用喷吵处理。
(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,端板与柱翼缘采用10个8.8级摩擦型高强度螺栓连接,抗滑移系数,求最小螺栓直径。
钢结构设计原理课后习题答案1. 引言。
钢结构是一种广泛应用于建筑工程中的结构形式,具有重量轻、强度高、施工速度快等优点。
在进行钢结构设计时,需要掌握一定的设计原理和方法,以确保结构的安全和稳定。
本文将针对钢结构设计原理课后习题进行详细解答,帮助读者加深对钢结构设计原理的理解。
2. 钢结构设计原理课后习题答案。
2.1 第一题。
题目,简要说明钢结构设计的基本原理。
答案,钢结构设计的基本原理包括受力分析、结构构件设计、连接设计等内容。
在进行受力分析时,需要考虑结构所受到的外部荷载以及内部受力情况,确保结构的受力合理。
在进行结构构件设计时,需要根据结构的受力情况选择合适的构件尺寸和材料,以满足结构的强度和刚度要求。
连接设计则是确保结构各构件之间能够有效连接,形成一个整体结构。
2.2 第二题。
题目,钢结构设计中常用的受力分析方法有哪些?答案,钢结构设计中常用的受力分析方法包括静力分析、弹性分析、极限状态分析等。
静力分析是指在结构受到静力荷载作用时,通过平衡方程和变形方程进行受力分析。
弹性分析是指在结构受到荷载作用时,考虑结构的变形情况进行受力分析。
极限状态分析是指在结构受到极限荷载作用时,进行受力分析以确保结构在极限状态下的安全性。
2.3 第三题。
题目,钢结构设计中常用的结构构件有哪些?答案,钢结构设计中常用的结构构件包括梁、柱、梁柱节点、框架节点等。
梁是承受弯矩作用的构件,通常用于支撑楼板和屋顶结构。
柱是承受压力作用的构件,通常用于支撑建筑的垂直荷载。
梁柱节点和框架节点则是连接梁和柱的重要构件,需要进行合理的连接设计以确保结构的整体稳定性。
2.4 第四题。
题目,钢结构设计中连接设计的重要性是什么?答案,连接设计在钢结构设计中具有非常重要的作用。
连接是构件之间传递荷载和力的通道,连接的质量直接影响着结构的安全性和稳定性。
合理的连接设计可以确保结构构件之间能够有效传递荷载,同时也可以减小结构的变形和挠度,提高结构的整体性能。
《钢结构设计原理》复习题参考答案
一、填空题
1.承载能力极限状态、正常使用极限状态
2.轻质高强、材质均匀,韧性和塑性良好、装配程序高,施工周期短、密闭性好、耐热不耐火、易锈蚀。
3.塑性破坏、脆性破坏。
4.化学成分、钢材缺陷、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。
5.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.屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。
7.焊接连接、铆钉连接、螺栓连接
8.8hf、40mm 60hf
9.螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏。
钢结构设计原理(张耀春所著书籍)范本一:1. 引言1.1 背景介绍1.2 目的与范围2. 钢结构概述2.1 钢结构的定义2.2 钢结构的特点2.3 钢结构的应用领域3. 钢结构设计原理3.1 荷载分析3.1.1 自重荷载3.1.2 活载荷载3.1.3 风荷载3.1.4 地震荷载3.2 结构选择与布局3.2.1 结构形式选择3.2.2 框架结构的布局原则3.2.3 梁柱系统的布局原则3.3 材料选择与规格确定3.3.1 钢材种类选择3.3.2 钢材规格确定3.4 结构计算与分析3.4.1 试算法3.4.2 系数法3.5 断面设计3.5.1 普通钢材的断面设计3.5.2 带肋钢材的断面设计3.6 节点设计3.6.1 节点分类3.6.2 节点的力学模型3.6.3 节点的设计原则3.7 连接设计3.7.1 强度计算3.7.2 刚度计算3.7.3 选择合适的连接形式4. 钢结构施工与质量控制4.1 施工准备4.2 吊装与安装4.3 焊接与热处理4.4 表面防腐与涂装4.5 质量控制与检验5. 经济性与可持续性5.1 钢结构的经济性5.2 钢结构的可持续性6. 结论附件:附件一:钢结构设计实例分析附件二:设计计算工具软件法律名词及注释:1. 承重结构:指承担重要荷载的结构,如建筑物的主体结构。
2. 断面:指钢材截面形状,在钢结构中起到承载作用。
3. 节点:指连接钢构件的部位,承载力和刚度的影响较大。
4. 连接形式:指连接两个或多个钢构件的方式,如焊接、螺栓连接等。
5. 活载:指在使用过程中变动的荷载,如人员、家具等。
6. 地震荷载:指地震引起的荷载,钢结构需要考虑地震力的作用。
7. 质量控制:指对钢结构施工过程中的质量进行控制和检验。
范本二:1. 简介1.1 文档目的1.2 读者对象1.3 使用注意事项2. 钢结构基本概念2.1 钢结构定义2.2 钢的特性与优势2.3 钢结构应用领域3. 钢结构设计原理3.1 荷载分析3.1.1 自重荷载3.1.2 活载荷载3.1.3 风荷载3.1.4 地震荷载3.2 结构选型3.2.1 钢结构形式选择3.2.2 结构布局原则3.3 材料选择与规格确定3.3.1 钢材种类选择3.3.2 钢材规格确定3.4 结构计算与分析3.4.1 荷载计算3.4.2 结构分析3.4.3 断面计算与验证3.5 节点与连接设计3.5.1 节点分类与分析3.5.2 节点设计原则3.5.3 连接设计与优化4. 钢结构施工与质量控制4.1 施工准备4.1.1 施工方案制定4.1.2 材料采购与加工4.2 钢结构安装4.2.1 吊装操作流程4.2.2 焊接与螺栓连接4.2.3 涂装与防腐处理4.3 质量控制与检测4.3.1 施工质量控制4.3.2 钢结构检测方法5. 钢结构的经济性与可持续性5.1 钢结构的经济性分析5.2 钢结构的可持续性考虑结尾内容:1. 本文档涉及附件:附件一:钢结构设计案例附件二:钢结构施工图纸2. 本文所涉及的法律名词及注释:1) 承重结构:指主要承担建筑物荷载的结构体系。
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。