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（0763）《钢结构基本原理》网上作业题及答案1：第四章轴心受力构件2：第五章受弯构件3：第三章钢结构的连接4：第一章绪论5：第六章拉弯与压弯构件6：第二章钢结构的材料1：[论述题]11-17题：11、选择钢材屈服强度作为静力强度标准值以及将钢材看作是理想弹性―塑性材料的依据是什么？12、请问钢材的强度常常用哪两个指标来表示？设计中如何考虑或使用这两个指标？13、钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的结构。
钢结构与其它材料的结构相比，钢结构具有哪些特点？14、钢材塑性性能可用哪两个指标表示？这两个指标有什么特点？15、引起钢材变脆的因素有哪些？16、钢材塑性性能伸长率δ5和δ10各表示什么含义？数值的大小关系如何？17、选择结构用钢材时要考虑哪些材料性能？参考答案：11、答：依据：他是①钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变形很大（2%―3%）。
极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较大，这二点一起赋予构件屈服强度作为强度极限的可靠安全储备。
弹塑性材料的依据：①对于没有缺陷和残余应力影响的试件，比例极限和屈服强度是比较接近，又因为钢材开始屈服时应变很小，因此近似认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的应力应变图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长，而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的应力应变图简化为一条水平线。
12、答：钢材的强度指标常常用屈服强度和抗拉强度来表示。
依据屈服强度确定构件截面尺寸，抗拉强度体现了构件或结构的安全储备。
13、答：优点：⑴钢结构强度高，强重比大、塑性好、韧性好；⑵材质均匀，几乎完全符合我们学过的力学假定；⑶制作简便，施工工期短。
缺点：⑴耐热但不耐火；⑵钢结构易腐蚀，维护费用大。
14、答：伸长率和断面收缩率；伸长率测量方便；断面收缩率能更好地衡量材料的塑性性能。
第一章测试1.钢结构具有良好的塑性变形能力，不会出现脆性断裂。
（）A:错B:对答案:A2.钢结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。
（）A:对B:错答案:A3.钢结构具有良好的加工性能和焊接性能。
（）A:错B:对答案:B4.钢结构具有良好的密封性能。
（）A:对B:错答案:A5.构件初弯曲对轴心受压件承载力影响很大。
（）A:错B:对答案:B6.8 钢结构的耐火性差。
（）A:对B:错答案:A7.钢结构的承载能力极限状态主要包括变形控制。
（）A:错B:对答案:A8.钢结构的正常使用极限状态要包括强度、刚度、稳定性。
（）A:对B:错答案:B第二章测试1.韧性是结构或构件承受静力荷载时，吸收变形能的能力。
（）A:对B:错答案:B2.钢材耐火不耐热。
（）A:错B:对答案:A3.钢材随着含碳量的增加，强度越高，塑性越好。
（）A:错B:对答案:A4.承重结构用钢材，应保证的力学性能包括（）A:抗拉强度、屈服强度、冷弯性能B:抗拉强度、屈服强度、伸长率C:抗拉强度、伸长率D:屈服强度、伸长率、冷弯性能答案:B5.钢材在双向拉力作用下，抗拉强度和伸长率的变化是（）A:降低，提高B:提高，提高C:提高，降低D:降低，降低答案:D6.当钢结构表面长期受辐射热作用时，应采取有效防护措施的温度低限值为（）A:250B:300℃C:150℃D:200℃答案:C7.结构的可靠性包括（）A:适用性B:经济性C:安全性D:耐久性答案:ACD8.建筑结构用钢在性能方面的基本要求是（）A:强度B:脆性C:韧性D:塑性答案:ACD9.钢材的硬化有下面哪些类型（）A:应变时效B:应力时效C:时效硬化D:冷作硬化答案:ACD10.同一构件的伸长率，正确的是（）A:δ5δ10D:δ5=δ10答案:C第三章测试1.梁受固定荷载作用，当局部承压强度不能满足时，较合理的措施是（）。
A:增加横向加劲肋B:加厚翼缘板C:在集中荷载作用处设置支撑加劲肋D:加厚腹板答案:C2.按照强度条件选择梁截面时，截面的最小高度依据（）。
第五章 轴心受力构件5.1 验算由2635L ⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。
杆端有一排直径为20mm 的孔眼，钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够，应改用什么角钢？注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：查型钢表2635L ⨯角钢，221.94, 2.82,215/,6.142x y i cm i cm f N mm A cm ====⨯ 确定危险截面如图1—1截面净截面面积2(6.1420.5)210.28n A cm =-⨯⨯=验算强度： 322227010262.65/215/10.2810n N N mm f N mm A ⨯==>=⨯ （说明截面尺寸不够） 验算长细比：[]0300154.63501.94x x l i λλ===<= 所以，刚度满足要求需用净截面面积322701012.56215n N A cm f ⨯≥== 改用2755L ⨯角钢，22.32,3.29,7.412x y i cm i cm A cm ===⨯此时净截面面积22(7.4120.5)212.8212.56n A cm cm =-⨯⨯=> （满足强度要求）[]030091.183503.29y y l i λλ===<= （满足刚度要求） 5．2 一块—400×20的钢板用两块拼接板—400×12进行拼接。
螺栓孔径为22mm ，排列如图5．30所示。
钢板轴心受拉，N ＝135KN （设计值）。
钢材为Q235钢，解答下列问题：（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）拼接板的强度够否？ 解：（1）验算钢板1—1截面的强度：A n =40×2－3×2.2×2＝66.8cm 2（2）2－2截面虽受力较小，但截面消弱较多，尚应进行验算。
钢结构设计原理知到章节测试答案智慧树2023年最新西安理工大学第一章测试1.钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于（）参考答案:钢结构自重轻而承载力高2.钢结构正常使用极限状态是指（）参考答案:结构变形已不能满足使用要求3.结构承载力设计表达式中，是结构重要性系数，对于安全等级为一级的建筑结构，其取值为( )参考答案:1.14.在对结构或构件进行正常使用极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。
参考答案:对5.承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。
参考答案:对第二章测试1.动力荷载作用时，防止钢材发生脆性破坏的性能指标为（）参考答案:180°冷弯2.引起钢材疲劳破坏的荷载为（）参考答案:冲击荷载3.在低温工作的钢结构除了控制力学性能指标外，一定还要控制（）参考答案:低温冲击韧性4.钢材的冷弯试验结果出现( )现象是冶金质量问题参考答案:分层起皮5.在钢材的有益元素中，是脱氧剂的元素是（）参考答案:锰和硅6.同类钢种的钢板，板件厚度越薄，钢材的( )参考答案:强度越高7.构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是( )参考答案:脆性破坏8.钢材中硫含量超过限制时，钢材可能会出现( )参考答案:热脆9.与钢构件发生脆性破坏无直接关系的是( )参考答案:钢材屈服点10.钢材的韧性性能是通过( )试验测定的参考答案:冲击试验第三章测试1.普通螺栓受剪连接中，当螺栓杆直径相对较粗，而被连接板件的厚度相对较小，则连接破坏可能是（）参考答案:被连接板件挤压破坏2.每个高强度螺栓在构件间产生的最大摩擦力与下列哪一项无关（）。
参考答案:构件厚度3.弯矩作用下的摩擦型抗拉高强度螺栓计算时，“中和轴”位置为（）参考答案:螺栓群重心轴上4.高强度螺栓不正确的紧固方法是（）参考答案:用普通扳手紧固5.角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时,（）参考答案:角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝6.普通螺栓抗剪工作时，连接构件的端距和栓距不应过小，是防止( )参考答案:构件端部冲剪破坏7.侧面角焊缝沿着焊缝长度方向的应力分布为（）参考答案:两边大，中间小8.直角角焊缝的有效厚度的取值为（）参考答案:0.7hf9.某侧面直角角焊缝hf=6mm，由计算得到该焊缝所需计算长度60mm，考虑起落弧缺陷，设计时该焊缝实际长度取为（）参考答案:72mm10.摩擦型高强度螺栓抗拉承载力设计值应取其设计预拉力的( )参考答案:0.8倍第四章测试1.钢结构梁计算公式，中（）参考答案:表示截面部分进入塑性2.单向受弯梁失去整体稳定时是（）形式的失稳。
第五章 受弯构件设计一、选择题1．对于跨度较大的工字钢梁，其最小高度一般是由下列哪项指标决定的？（ B ）A ．建筑高度B ．刚度要求C ．强度要求D ．经济条件（即用料最省原则）2．设计焊接组合截面梁时，通常要事先估计梁的高度取值范围，一般来说梁的最大高度是 由建筑高度所决定的，而梁的最小高度一般是由下列哪项决定的?（ D ）A ．梁的整体稳定要求B ．梁的局部稳定要求C ．梁的强度要求D ．梁的刚度要求3．经济梁高e h 指的是（ A ）A ．用钢量最小时梁的截面高度B ．挠度等于规范限值时梁的截面高度C ．强度与稳定承载力相等时梁的截面高度D ．腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度 4．一简支梁受均布荷载作用，其中永久荷载标准值为15kN/m ，仅一个可变荷载，其标准值为20kN/m ，则强度计算时的设计荷载为（ A ）。
A ．q=1．2×15+1．4×20B ．q=15+20C ．q=1．2×15+0．85×1．4×20D ．q=1．2×15+0．6×1．4×20 5．按规范GBJ17－88中的公式σγ=M W f x x nx≤计算直接承受动力荷载的工字形截面梁抗弯强度时，γx 取值为（ A ）A ．γx =10. B ．γx =105. C ．γx =115. D ．γx =12. 6．梁的支承加劲肋应设置在（ C ）A ．弯曲应力大的区段；B ．剪应力大的区段；C ．上翼缘或下翼缘有固定作用力的部位；D ．有吊车轮压的部位7．简支梁符合下列哪种条件时，可不必验算梁的整体稳定性？（ A ） A ．有钢筋混凝土板密铺在梁的受压翼缘上，并与其牢固连接，能阻止受压翼缘的侧向位移时B ．有钢筋混凝土板密铺在梁的受拉翼缘上，并与其牢固连接，能阻止受拉翼缘的侧向位移时C ．除了梁端设置侧向支承点外，且在跨中有一个侧向支承点时D ．除了梁端设置侧向支承点外，且在跨间有两个以上侧向支承点时8．为了提高梁的整体稳定性，（ B ）是最经济有效的办法。
第5章 受弯构件1 梁截面高度的确定应考虑三种参考高度，是指由建筑确定的最大梁高；由刚度确定的最小梁高 ；由用料最省确定的经济梁高 。
2 梁腹板中，设置横向加劲肋对防止剪力引起的局部失稳有效，设置纵向加劲肋对防止弯矩引起的局部失稳有效。
3 梁整体稳定判别式11b l 中，1l 是受压翼缘自由长度，1b 是受压翼缘梁宽。
4 当w t h 0大于80y f 235但小于120y f 235时，应在梁的腹板上配置横向向加劲肋。
5 在工字形梁弯矩、剪力都比较大的截面中，除了要验算正应力和剪应力外，还要在翼缘与腹板相交处验算折算应力。
6 对无集中荷载作用的焊接工字形截面梁，当其腹板高厚比：80y f 235≤w t h 0≤120y f 235时，腹板将在剪力作用下失去局部稳定。
7 受均布荷载作用的简支梁，如要改变截面，应在距支座约六分之一梁长处改变截面较为经济。
8 组合梁当w t h 0大于150时，除配置横向加劲肋外，在弯矩大的受压区应配置纵向加劲肋。
9 梁的正应力计算公式为：nxx X W M γ≤f ，式中：x γ是截面塑性发展系数，nx W 是净截面抗弯模量。
10 对承受静力荷载或间接承受动力荷载的钢梁，允许考虑部分截面发展塑性变形，在计算中引入塑性发展系数。
11 按构造要求，组合梁腹板横向加劲肋间距不得小于0.5h0。
12 组合梁腹板的纵向加劲肋与受压翼缘的距离应在0.2~0.25ho 之间。
13 当组合梁腹板高厚比w t h 0≤80y f 235时，对一般梁可不配置加劲肋。
14 提高梁整体稳定的措施主要有1.增加受压翼缘的宽度；2在受压翼缘设置侧向支撑 。
15 焊接工字形等截面简支梁的b ϕ为：yb y x y b b f h t W Ah 235])4.4(1[4320212⨯++=ηλλβϕ，b β考虑的是等效临界弯矩系数，b η考虑的是不对称系数。
16 影响梁弯扭屈曲临界弯矩的主要因素有侧向抗弯刚度、抗扭刚度；梁的支座情况 ；荷载作用种类；荷载作用位置；受压翼缘的自由长度。
钢结构智慧树知到课后章节答案2023年下山东交通学院山东交通学院第一章测试1.杭州钱塘江大桥由桥梁专家茅以升主持设计，是我国自行设计、建造的第一座（）。
答案:钢桁架桥2.卢浦大桥的结构形式为（）。
答案:钢拱桥3.2018年，中国粗钢累计产量约占全球产量的（）。
答案:50%4.钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于（）。
答案:钢结构自重轻而承载力高5.关于建筑结构钢材的特点，下列说法中错误的是（）。
答案:钢结构的耐腐蚀性很好，适合在各种恶劣环境中使用6.钢结构具有良好的抗震性能是因为（）。
答案:钢材良好的吸能能力和延性7.当钢结构表面可能在短时间内受到火焰作用时，不适合采用的措施是（）。
答案:使用高强钢材第二章测试1.在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（）的典型特征。
答案:塑性破坏2.钢材的标准应力-应变曲线是通过（）试验得到的。
答案:单向拉伸试验3.钢材的伸长率可以通过（）试验来获得。
答案:单向一次拉伸试验4.钢材的抗拉强度与屈服点之比反映的是钢材的（）。
答案:强度储备5.随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是（）。
答案:钢材的抗拉、抗压、抗剪、抗弯强度均下降6.钢材在多轴应力状态下的屈服条件是（）。
答案:折算应力σeq等于钢材屈服点7.钢材的塑性性能受很多因素的影响，下列结论中正确的是（）。
答案:加载速度越快，钢材表现出的塑性越差8.随着钢材中含碳量的提高，钢材的（）。
答案:强度提高，而塑性和韧性下降9.钢材在250℃左右时，会出现抗拉强度略有提高，塑性降低，脆性增加的现象，这一现象称为（）。
答案:蓝脆现象10.决定疲劳破坏的关键因素是（），疲劳计算是以此为准则进行的。
答案:应力幅11.下列可引起钢材疲劳破坏的荷载是（）。
答案:产生拉应力的循环荷载12.应进行疲劳强度验算的应力变化循环次数为（）。
答案:n≥5×10413.当前我国在钢结构的设计中对钢材的疲劳计算采用的是（）。
答案:容许应力设计法14.Q235钢按照质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高，其分类依据是（）。
第五章1．如图所示的简支梁。
其截面为不对称工字形，材料为Q235钢，钢梁的中点和两端均有侧向支承，在集中荷载（包括梁自重）F=155KN（设计值）的作用下，梁能否保证整体稳定性？抗弯强度是否满足？解：根据已知条件，梁的中点和两端均有侧向支承，故受压翼缘的自由长度（水平面）为16l m=，而竖向平面跨度为12m。
验算整体稳定性应取梁的最大弯矩，且按梁的受压翼缘计算。
抗弯强度验算应按下翼缘受拉纤维，因为上翼缘加宽的单轴对称截面的中和轴上移，故下翼缘边缘纤维的拉应力大于上翼缘边缘纤维的压应力。
（1）确定材料强度设计值：由附表查得2215/f N mm=（2）计算内力1551246544FlM KN m⨯===（3）计算几何特性中和轴对上翼缘边缘的距离：1800.84110181.53010.533.2301800.8101y cm ⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯==⨯+⨯+⨯2301800.8101104A cm =⨯+⨯+⨯=3222410.880800.87.830132.71048.39344012x I cm =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯=()3341130110233012y I cm =⨯+⨯= （4）计算梁整体稳定系数b ϕ4.73y i cm === 1600126.854.73y y l i λ=== 由附表查得 1.75b β=（按跨度中点有一个侧向支承点、集中荷载作用在上翼缘） ()()313312130120.9613011012b I I I α⨯===+⨯+⨯ 加强受压翼缘，则 ()0.8210.74b b ηα=-= 受压翼缘最外面纤维确定的毛截面模量：3193440281033.2x x I W cm y ===24320235 2.570.6b b b y x y Ah W f ϕβηλ⎤⎥=+=>⎥⎦'0.2821.070.96b b ϕϕ=-=（5）整体稳定性计算622'346510172.38/215/0.96281010b x M N mm f N mm W ϕ⨯==<=⨯⨯ 满足要求（6）抗弯强度计算中和轴到下翼缘边缘的距离：218233.248.8y h y cm =-=-=受拉翼缘最外面纤维确定的毛截面模量：32293440192048.8x I W cm y === 6223246510230.65/215/1.05192010x M N mm f N mm W γ⨯==>=⨯⨯ 不满足要求。
【5.1】有一工作平台，如图5.1所示。
其梁格布置尺寸见图5.6，平台承受板的自重为3.5 KN/㎡，活荷载为9.5 KN/㎡（标准值），次梁采用热轧普通工字钢，其规格为I40a ，材料是Q235，平台铺板于次梁连牢。
试验算次梁的强度和刚度。
【解】：由题意知，次梁承受3.0 m 宽度范围的平台荷载作用，从附表F.4中查出型钢I40a 的自重为67.6 kg/m ，即0.662 KN/m 。
次梁承受的荷载为（恒、活M m ax =8/2ql =50.44×26/8 KN ·m=226.98 KN ·mV m ax =2/ql =50.44×6/2 KN=151.32 KN查附表 F.4，型钢I40a 的截面特征参数：Ix=21700×104㎜4,W x =1090×103㎜3，S X =636×103㎜3，h=400㎜， b=142㎜，t=16.5㎜， t w =10.5㎜,r=12.5㎜。
(1) 强度验算 1）抗弯强度：最大正应力发生在次梁跨中截面，得=m ax σx W x m ax M γ=3610109005.11098.226⨯⨯⨯N/㎜2=198.3 N/ ㎜2〈 f=215 N/ ㎜2 2） 抗剪强度：按次梁与主梁叠接，则最大剪应力发生在次梁端部截面，得w X x t I S V ⋅⋅=max maxτ=5.101021700106361032.151433⨯⨯⨯⨯⨯ N/ ㎜2=42.2 N/ ㎜2〈 f v =125 N/ ㎜2 2）梁支座处局部承压强度：设主梁支承次梁的长度a=80㎜,不设置支承加劲肋，则应计算支座处局部承压应力。
r t h y += =(16.5+12.5)㎜=29㎜ y z h a l 5.2+==(80+2.5×29)㎜=152.5㎜5.1525.101032.1510.13max⨯⨯⨯==zw c l t V ψσ N/ ㎜2=94.5 N/ ㎜2 〈 f=215 N/ ㎜2 该次梁没有弯矩和剪力都同时较大的截面，虽然支座处的剪力和局部承压应力都较大，但弯应力σ=0，故不再计算折算应力。
5.1 影响轴心受压稳定极限承载力的初始缺陷有哪些?在钢结构设计中应如何考虑?5.2 某车间工作平台柱高2.6m,轴心受压,两端铰接.材料用I16,Q235钢,钢材的强度设计值2215/d f N mm =.求轴心受压稳定系数ϕ及其稳定临界荷载.如改用Q345钢2310/d f N mm =,则各为多少?解答:查P335附表3-6,知I16截面特性,26.57, 1.89,26.11x y i cm i cm A cm === 柱子两端较接, 1.0x y μμ== 故柱子长细比为 1.0260039.665.7x x xli μλ⨯===,2600 1.0137.618.9y y y l i μλ⨯===因为x y λλ<,故对于Q235钢相对长细比为137.61.48λπ=== 钢柱轧制, /0.8b h ≤.对y 轴查P106表5-4(a)知为不b 类截面。
故由式5-34b得()223212ϕααλλλ⎡=++⎢⎣ ()2210.9650.300 1.48 1.482 1.48⎡=+⨯+⎢⎣⨯ 0.354=(或计算137.6λ=,再由附表4-4查得0.354ϕ=)故得到稳定临界荷载为20.35426.1110215198.7crd d N Af kN ϕ==⨯⨯⨯=当改用Q365钢时,同理可求得 1.792λ=。
由式5-34b 计算得0.257ϕ= (或由166.7λ=,查表得0.257ϕ=)故稳定临界荷载为20.25726.1110310208.0crd d N Af kN ϕ==⨯⨯⨯=5.3 图5-25所示为一轴心受压构件,两端铰接,截面形式为十字形.设在弹塑性范围内/E G 值保持常数,问在什么条件下,扭转屈曲临界力低于弯曲屈曲临界力,钢材为Q235.5.4 截面由钢板组成的轴心受压构件,其局部稳定计算公式是按什么准则进行推导得出的.5.5 两端铰接的轴心受压柱,高10m,截面为三块钢板焊接而成,翼缘为剪切边,材料为Q235,强度设计值2205/d f N mm =,承受轴心压力设计值3000kN (包括自重).如采用图5-26所示的两种截面,计算两种情况下柱是否安全.图5-26 题5.5解答:截面特性计算: 对a)截面:32394112(5002020500260)8500 1.436101212x I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯ 3384112205005008 4.167101212y I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯ 2250020500824000A mm =⨯⨯+⨯=244.6x i mm ==131.8y i mm==对b)截面:32384112(4002540025212.5)104009.575101212x I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯ 33841122540040010 2.667101212y I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯ 24002524001024000A mm =⨯⨯+⨯=199.7x i mm ==105.4y i mm==整体稳定系数的计算:钢柱两端铰接,计算长度10000ox oy l l mm == 对a)截面: 1000040.88244.6ox x x l i λ=== 1000075.87131.8ox y y l i λ=== 对b)截面: 1000050.08199.7kx x x l i λ=== 1000094.88105.4ox y y l i λ=== 根据题意,查P106表5-4(a),知钢柱对x 轴为b 类截面,对y 轴为c 类截面.对a)截面:对x 轴:40.880.440x λπ===()223212x x x x ϕααλλλ⎡=++⎢⎣()2210.9650.30.440.4420.44⎡=⨯+⨯+-⎢⨯⎣0.895=(或计算40.88λ=,再由附表4-4查得0.896xϕ)对y 轴:25.870.816y λπ===()223212y y y y ϕααλλλ⎡=++⎢⎣()2210.9060.5950.8160.81620.816⎡=⨯+⨯+⎢⨯⎣0.604=(或计算75.87λ=,再由附表4-5查得0.604yϕ)故取该柱的整体稳定系数为0.604ϕ=对b)截面,同理可求得0.852x ϕ=,0.489y ϕ=,故取该柱截面整体稳定系数为0.489ϕ= 整体稳定验算:对a)截面 0.604240002052971.68 3000 crd d N Af kN kN ϕ==⨯⨯=<不满足。
第5章 受弯构件14. 一简支梁，梁跨为7m,焊接组合工字形对称截面150mm 450mm 18mm 12mm ×××（图5-57），梁上作用有均布恒载（标准值，未含梁自重）17.1kN/m ，均布活荷载6.8kN/m ，距梁端2.5m 处，尚有集中恒荷载标准值60kN ，支承长度200mm ，荷载作用面距离钢梁顶面为120mm ，钢材抗拉强度设计值为2215N/mm ，抗剪强度设计值为2125N/mm ，荷载分项系数对恒载取1.2，对活载取1.4。
试验算钢梁截面是否满足强度要求（不考虑疲劳）。
解：截面积2A=1501824141210368mm ××+×=334150450138414323046144mm 1212××=−=x I3x W 1440000mm 2==xI h梁自重 32-67850kg/m 10368mm 10=81.4kg/m=0.814kN/m ××简支梁承受的均布恒载荷载标准值k (0.814+17.1)kN/m=17.9kN/m q =均布线荷载设计值y 1.217.9+1.4 6.8=31kN/m q =××集中荷载设计值y 1.26072kN p =×=（1）验算该简支梁的抗弯强度按y xx nx y ny+γW γW M M f ≤计算，取y 0M =。
集中恒荷载作用处有2x 317 4.512.572 2.531 2.5290.1kN m 272M ×=×+××−××=⋅ 跨中处2x 317 4.513.572 3.531 3.5721279.9kN m 272M ×=×+××−××−×=⋅受压翼缘的宽厚比：w 1b-t b 15012= 3.8t 2t 36−==取x 1.05γ=截面模量6y 22xx nx y ny 290.110+192.3N/mm 215N/mm 1.051440000γγ×==<=×M M f W W （满足） （2）验算抗剪强度 支座处剪力最大且317 4.572108.546.3154.8kN 27V ×=+×=+= 320715018(2079)20712840294mm 2S =××++××=322v w 154.810840294=33.5N/mm 125N/mm 32304614412VS f It τ××==<=×（满足） （3）局部承压强度集中力沿腹板平面作用于梁上翼缘，该荷载作用处未加加劲肋，应验算该处腹板计算高度上边缘的局部承压强度。
钢结构设计原理第五章习题参考答案钢结构设计原理第五章习题参考答案P196：5-7解：（一）计算截面参数222000101000240015mm A =?+??=493310924.3121000390121030400mm I x ?=?-?= 4833106.11210100021240015mm I y ?=?+??= 3610295.4250500105.50740015mm S c ?=??+??=3610045.35.50740015mm S b ?=??=（二）梁自重计算单位长度梁自重标准值：m KN g k /727.15.7810220006=??=- 单位长度梁自重设计值（因题意不明，假设2.1=G γ）m KN g /07.2727.12.1=?=（三）抗弯强度验算计算位置：危险截面：跨中截面，危险点：a 点跨中截面弯矩： m KN M /73.104381307.25.24002max =?+?= 296max /215/47.130********.305.11073.1043mm N f m N W M nx x x ==== γσ抗弯强度满足要求。
（四）抗剪强度验算计算位置：危险截面：支座截面，危险点：c 点支座截面剪力：KN V 46.4131307.221400max =??+= P a2963max /26.451010924.310295.41046.413mm N It VS w ===τ （五）局部承压强度验算计算位置：因支座支承情况不明，故计算集中力作用截面b 点。
223/215/320)15550(10104000.1mm N f mm N l t F z w c ==?+== ψσ 局部承压强度满足要求。
（六）折算应力验算计算位置：集中力作用截面b 点集中力作用截面弯矩：m KN M .22.102725.207.25.246.4132=?-?= b 点由弯矩产生的正应力：296/66.12450010924.305.11022.1027mm N W M nx x x ===γσ 集中力作用截面剪力：KN V 29.4085.207.246.413=?-=b 点由剪力产生的剪应力：2963/68.311010924.310045.31029.408mm N It VS w ===τ 折算应力验算：212222222/5.2362151.1/71.28468.31332066.12432066.124 3mm N f mm N c c =?==?+?-+=+-+βτσσσσ 折算应力满足要求。
5.1一平台的梁格布置如图5.53所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上，设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为 2.0kN/m 2，活荷载的标准值为20kN/m 2。
试选择次梁截面，钢材为Q345钢。
解：平台板与次梁连牢，所以不必计算整体稳定。
假设次梁自重为m kN 1，次梁间距为3m ，故次梁承受的线荷载标准值为：()mm N 67m kN 67320130.2k ==⨯++⨯=q 线荷载设计值为：[可以判定是活载起控制作用，故恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.3]： ()m kN 4.863.13202.1130.2=⨯⨯+⨯+⨯=q 最大弯矩设计值：m kN 8.38864.86818122x ⋅=⨯⨯==ql M 根据抗弯强度选择截面，需要的截面模量为： 36x x nx cm1194)31005.1/(108.388)/(=⨯⨯==f r M W 选用HN 446199812⨯⨯⨯，3x 1217cm W =验算强度： 跨中无孔眼削弱，此nx W 大于3nx cm 1194=W 。
由于型钢的腹板较厚，一般不必验算抗剪强度；若将次梁连于主梁的加劲肋上也不必验算次梁支座处的局部承压强度。
其他截面特性：4X 27146cm I =，自重65.1㎏/m=0.651kN m ，小于假设自重，不必重新计算抗弯强度。
由附表2，验算刚度：()k 2.030.65120366.651kN m 66.651N mm q =⨯++⨯==在全部荷载标准值作用下：()[]33T k 34x T 66.65160005538438420610271001011294250v q l l EI v l ⨯=⋅=⨯⨯⨯⨯=<=在可变荷载标准值作用下：Q Q 12031129466.651323300v v l l ⎡⎤⨯⎣⎦=⨯=<= 5.3 图5.54(a)所示的简支梁，其截面为不对称工字型[图5.54(b)]，材料为Q235-B 钢；梁的中点和两端均有侧向支撑；在集中荷载（未包括梁自重）F =160kN （设计值）的作用下，梁能否保证稳定性？解：该简支梁的稳定性系数b ϕ应按附3.1计算y b 21y x 2y b b 2354.41.4320f h t W Ah ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ηλλβϕ该梁的跨度中点有侧向支撑m 61=l ，且主要承受集中荷载的作用，查附表3.1，得75.1b =β；()()4333y cm 8.23361018.080301121=⨯+⨯+⨯=I 2cm 1048.080110130=⨯+⨯+⨯=Acm 74.41048.2336y y ===A I i 6.12674.4600y 1y ===i l λ 964.0101121301121301121333211b =⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+=I I I α截面不对称影响系数b η（加强受压翼缘）()()7424.01964.028.0128.0b b =-⨯⨯=-=αη求形心，设形心到上翼缘外边缘的距离为d ，则： d⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯1045.81110418.0805.0130cm 2.33=∴d ()()()4232323x cm934405.0811*******1418.080808.01215.0130130121=+-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯=d d d I 上翼缘：3x 1x cm 28102.3393440===d I W 下翼缘：x13X x2cm 8.19148.489344082W d I W <==-=()2352356.05.27424.0824.416.12612810821046.126432075.12354.41.432022yb 1y x12y b b >=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=f h t W Ah ηλλβϕ得：由bb 282.007.1ϕϕ-='∴0.1957.05.2282.007.1b <=-='ϕ 梁单位长度自重标准值（钢材重量集度为 77kN/m 3）： m kN 8.010104774k =⨯⨯==-A q ρmkN 3.4971216041122.18.081418122x ⋅=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=Fl ql M236x1b x N/mm 9.184102810957.0103.497=⨯⨯⨯='W M ϕ2mm N 215=<f故梁可以保证其整体稳定性。
第一章测试1.钢结构抗震性能好的原因不包括以下哪一点？（）A:钢结构密度小B:钢结构强度高C:钢结构韧性好D:钢结构塑性好答案:A2.与混凝土结构相比，钢结构的优点不包括以下哪项？________A:轻质高强B:塑性韧性好C:耐久性好D:密闭性能好答案:C3.下列钢结构的应用中，哪项是混凝土结构几乎无法代替的？A:密闭性能好B:轻质高强C:塑性韧性好D:耐久性好答案:D4.下列说法错误的是？________A:钢结构抗震性能好B:钢结构变形能力好C:钢结构可以简化为各向同性D:钢结构造价低答案:A5.下列说法正确的是？________A:钢结构的稳定性是其设计中最突出的问题B:钢结构既不耐热也不不耐火C:钢结构在低温下仍具有较好的韧性D:与混凝土结构相比，钢结构施工更快答案:A第二章测试1.在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（）的典型特征A:强度破坏B:塑性破坏C:失稳破坏D:脆性破坏答案:B2.钢材的下列性能指标中，哪项是用于衡量钢材的设计强度的？（）A:冷弯性能B:屈服强度C:冲击韧性D:抗拉强度答案:B3.关于钢材的下列叙述哪项是错误的？（）A:GJ钢中GJ代表的是高性能建筑结构用钢板，其厚度方向的性能优异B:Q235是表示屈服强度为235N/mm2的钢材C:L120×100×8是代表一种不等边角钢D:直接承受动力作用的钢结构必须验算疲劳性能答案:D4.判断在复杂应力状态下，钢材进入塑性状态的条件是？（）A:折算应力达到钢材抗拉强度B:主应力达到钢材抗拉强度C:折算应力达到钢材屈服强度D:主应力应力达到钢材屈服强度答案:C5.钢材的强度是由以下那个指标衡量的（）。
A:伸长率B:抗拉强度C:屈服强度D:屈强比答案:C6.下图循环荷载的应力幅和应力比分别为多少，以受什么力为主？________A:应力幅为24Mpa，应力比为-5，受压为主B:应力幅为24Mpa，应力比为-1/5，受拉为主C:应力幅为24Mpa，应力比为1/5，受拉为主D:应力幅为24Mpa，应力比为-1/5，受拉为主答案:D第三章测试1.钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q355钢时，焊条选用（）。
