钢结构基本原理轴心受力构件

（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。

第三章 构件截面承载力--强度钢结构承载能力分3个层次截面承载力：材料强度、应力性质及其在截面上分布属强度问题。

构件承载力：构件最大截面未到强度极限之前因丧失稳定而失稳，取决于构件整体刚度，指稳定承载力。

结构承载力：与失稳有关。

3.1 轴心受力构件的强度及截面选择3.1.1 轴心受力构件的应用及截面形式主要用于承重钢结构，如平面、空间桁架和网架等。

轴心受力截面形式：1）热轧型钢截面2）冷弯薄壁型钢截面3）型钢和钢板连接而成的组合截面（实腹式、格构式）（P48页）对截面形式要求：1）提供强度所需截面积2）制作简单3）与相邻构件便于连接4）截面开展而壁厚较薄，满足刚度要求（截面积决定了稳定承载力，面积大整体刚度大，构件稳定性好）。

3.1.2 轴心受拉构件强度由εσ-关系可得：承载极限是截面平均应力达到抗拉强度u f ，但缺少安全储备，且y f 后变形过大，不符合继续承载能力，因此以平均应力y f ≤为准则，以孔洞为例。

规范：轴心受力构件强度计算：规定净截面平均应力不应超过钢材强度设计值f A N n ≤=/σN ：轴心拉力设计值； An ：构件净截面面积；R y f f γ/=: 钢材抗拉强度设计值 R γ:构件抗力分项系数Q235钢078.1=R γ，Q345，Q390，Q420111.1=R γ49页孔洞理解见书例题P493.1.3 轴心受压构件强度原则上与受拉构件没有区别，但一般情况下，轴心受压构件的承载力由稳定性决定，具体见4章。

3.1.4 索的受力性能和强度计算钢索广泛用于悬索结构，张拉结构，桅杆和预应力结构，一般为高强钢丝组成的平行钢丝束，钢绞线，钢丝绳等。

索是一种柔性构件，内力不仅与荷载有关，而且与变形有关，具有很强几何非线性，但我们通常采用下面的假设：1）理想柔性，不能受压，也不能抗弯。

2）材料符合虎克定理。

在此假设下内力与位移按弹性阶段进行计算。

加载初期（0-1）存在少量松弛变形，主要部分（1-2）线性关系，接近强度极限（2-3）明显曲线性质（图见下）实际工程对钢索预拉张，形成虚线应力—应变关系，很大范围是线性的高强度钢丝组成钢索初次拉伸时应力—应变曲线钢索强度计算采用容许应力法：k f A N k k //maxk N ：钢索最大拉力标准值 A ：钢索有效截面积k f :材料强度标准值 k ：安全系数2.5-3.03.2 梁的类型和强度3.2.1 梁类型按制作方法：型钢梁：热轧型钢梁（工字梁、槽钢、H 型钢）。

钢结构基本原理-重庆⼤学-习题答案第4章轴⼼受⼒构件4.1 验算由2∟635?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（图4.37），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：（1）强度查表得∟635?的⾯积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==，22()2(614205)1028n A A d t mm =?-?=?-?=， N=270KN327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ?===≥=，强度不满⾜，所需净截⾯⾯积为32270101256215n N A mm f ?≥==，所需截⾯积为212562057282n A A d t mm =+?=+?=，选636?，⾯积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ （2）长细⽐[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 4.2 ⼀块-40020?的钢板⽤两块拼接板-40012?进⾏拼接。

螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38所⽰。

钢板轴⼼受拉，N=1350KN （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）钢板1-1截⾯强度验算：210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-??=-??=∑， N=1350KN31135010202.12056680n N Mpa f Mpa Aσ?===≤=，强度满⾜。

（2）钢板2-2截⾯强度验算：（a ），种情况，（a ）是最危险的。

2222()0(5)(400808080522)206463n a A l d t mm =-??=-++-??=， N=1350KN32135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ?===≥=，但不超过5%，强度满⾜。