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钢结构作业参考答案

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1 《钢结构》作业参考答案

作业一

一、填空题：

1.235N/mm2 B 沸腾钢 E43型。 2.脆性 3.铁

4.弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段 5.计算长度与回转半径 强度高，塑性和韧性好；

6.yf和uf 7.塑性变形能力和冶金质量 8.S和P 9.250℃

10.残余应力使构件的刚度降低，使构件的稳定承载力降低，且对弱轴的影响比强轴大

11.易腐蚀和耐热不耐火 12.δ5和δ10 13.不同温度下的冲击韧性指标

14.采用一般工艺就可完成合格的焊缝的性能

15.构件有裂纹、孔洞、刻痕、凹角及截面突变时，在缺陷处出现高峰应力的现象

16.高度为200毫米厚度为a类的热轧普通工字钢截面

二、选择题：

1.A 2.B 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 8.B 9.C 10.B 11.A 12.D 13.A

三、简答题：

1.答：Q235钢材单向拉伸的应力---应变图如下图所示。

（1）弹性阶段：OAE段 pf为比例极限，

ef为弹性极限。

（2）弹塑性阶段：EC段 yf为屈服强度，

y为屈服应变。

（3）屈服阶段：CF段。

（4）强化阶段：FB段 uf为极限强度。

（5）颈缩阶段：BD段 t为拉断应变。

2.钢材的力学性能指标主要有屈服强度；抗拉强度；伸长率；弹性模量。

3.随着时间的增长，钢材中少量的以固溶体形式存在于纯铁体结晶中的碳和氮化物将逐渐地从晶体中析出，形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布于晶粒之间，对纯铁体的变形起着遏制作用，使钢材的强度提高，而塑性和韧性大大降低，这种变化称为时效硬化；钢材进入他塑性阶段以后，间歇重复加载将使弹性变形范围扩大，这就叫应变硬化。

4.简述钢材的应变硬化性能，并绘图说明。

构件在冷加工（冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切）过程中使钢材产生很大的塑性变形，产生塑性变形的钢材在重新加荷时将提高屈服点，同时降低塑性和韧性。

图1 钢材的硬化 %/ufefpfyf 2 5.根据给定的图形，简单说明温度对钢材性能的主要影响。

（a） （b）

答：（a）图表示正温范围：随着温度的提高，钢材的强度降低。200 OC以内变化不大，430-540OC，强度急剧下降，600 OC强度很低不能承载。（250 OC附近有兰脆现象）

（b）图表示负温范围：负温范围强度提高，变形能力减小，材料转脆，对冲击韧性的影响十分突出。（在T1和T2之间称为温度转换区，材料的由韧性破坏到脆性破坏是在这一区间完成的）。

作业二

一．填空题：

1.90 2.强度 刚度 稳定 3.弯曲 扭转 弯扭 4.较厚焊件的厚度

5.强度高 塑性和韧性好 6.单位剪切角1 换算长细比λx0

二．选择题： 1.A 2.C 3．D

三．简答题：

1.答：格构式轴心受压构件绕虚轴发生弯曲失稳时，因为剪力要由比较柔弱的缀材负担，剪切变形较大，导致构件产生较大的附加变形，它对构件临界力的降低是不能忽略的，经理论分析，用换算长细比λox代替对x轴的长细比λx，就可以确定考虑缀才剪切变形影响的格构式轴心受压构件的临界力。

2.答：纵向残余应力——纵向残余应力使构件刚度降低，也降低稳定承载力。

初弯曲——由于残余应力的存在，初弯曲使截面更早进入塑性，降低稳定承载力。

初偏心——初偏心对稳定承载力的影响本质上同初弯曲。

杆端约束——杆端约束越强（如固定），承载力会越高。

3.答：（1）根据绕实轴的整体稳定性，选择肢件的截面。选择方法与实腹式轴心受压构件的截面选择方法完全相同；（2）根据等稳定条件，确定两分肢间的距离；

（3）验算整体稳定性和分肢稳定性，包括对刚度的验算；

（4）但有截面削弱时，应验算构件的强度。

四．计算题：

1.解：（1）截面几何参数为：

390002508142502mmA483310325.1)250242278250(121mmIx4731065.3250141212mmIy mmAIixx3.121900010325.1/8

mmAIiyy7.6390001065.3/7

3 （2）刚度验算：

150][5.493.121/6000/0xxxil，150][1.477.63/3000/0yyyil

（3）整体稳定验算：按长细比最大值5.49，查表得859.0，

223/215/2079000859.0101600mmNfmmNAN

2.解：（1）验算整体稳定

A＝2×104mm2 Ix＝7.595×108mm4 Iy＝2.134×108mm4 ix＝194.87mm

iy＝103.30mm λx＝51.23<[λ]=150 λy＝48.40<[λ]=150

对x轴为b类截面，对y轴为c类截面，查表φx＝0.850>φy＝0.785

22/215/9.222mmNfmmNANy

如果承受静力荷载，材料为镇静钢，则在允许范围之内。

（2）局部稳定验算：

①翼缘

13.1523.511.010235)1.010(75.9yftb

②腹板

66.5023.515.025235)5.025(400ywfth

局部稳定满足要求。

作业三

一．填空题：

1.边缘屈服 全截面塑性 有限塑性发展强度 有限塑性发展强度 边缘屈服

2.强度高，塑性和韧性好 3. 6.0b

二．选择题： 1.B 2.A 3.A

三．简答题：

4.答：加劲肋按其作用可分为两种：一种是为了把腹板分割成几个区格，以提高腹板的局部稳定性，称为间隔加劲肋；另一种除了上述作用外，还有传递固定集中荷载或支座反力的作用，称支承加劲肋。在公式fAN中，A为加劲肋和加劲肋每侧ywft/23515（wt为腹板厚度）范围内的腹板面积；为轴心受压稳定系数，由zil/0计算，对中间加劲肋按b类截面查得，对支座加劲肋按c类截面查得，0l为腹板计算高度0h，zi为绕zz轴的回转半径。

四．计算题：

1．解：

21530021090018000Hmm 4 329411090015300(4507.5)22.491012xImm

9632.49105.358104652xxIWmmh

337411900101530026.7575101212yImm

61.27vyIlmmA 500081.661.27ylyly

262432012351()4.4bHhytyWxhf

22643201800093081.6152351.151()81.65.358104.49302352.4330.6

1.070.282/461.070.282/2.4330.9541.0b

289.81021523522.78523585235AffyVkN

作业四

一、填空题：

1.分岔失稳 2.弯曲屈曲

二、简答题：

1.平面外稳定承载力计算公式为：

dxbxtxyfWMAN

其中b——受弯构件整体稳定系数 tx——计算平面外稳定时的弯矩等效系数

y——轴压构件绕弱轴的整体稳定系数。

三、计算题：

1.解：（1）截面几何参数为：

31512012760122502mmA，49331033.1)760238784250(121mmIx，47310125.3250121212mmIy，mmAIixx297151201033.1/9，

mmAIiyy461512010125.3/7，3913400000392/1033.1mmWx 5 （2）整体稳定验算：

7.33297/10000/0xxxil，7.10846/5000/0yyyil，

根据b类截面，查表得923.0x

NEANxEx725222107.27.33/151201006.214.3/，

699.0107.2/100602.01/2.0173ExmxNN，

工字形截面的05.1x，弯矩作用平面内的整体稳定：

x11MFl14000010350kN44m

363371600100.99635010(10.8/)0.923151201.05340010(10.860010/2.710)mxxxxxExMNAWNN22142.4/215/NmmNmm

故整体稳定满足要求。

作业五

一．填空题：

1.焊接 螺栓连接 2．螺栓杆被剪断 板件被挤压破坏 板件净截面强度不够

二．选择题： 1.C 2.D 3.C

三．简答题：

1.答：抗剪螺栓的5种破坏形式：

（1）钢板剪断，可通过限制端距e3≤2d0,以避免板因受螺栓杆挤压而被剪断；

（2）螺栓杆弯曲破坏，可通过限制板叠厚度不超过5d，以避免螺杆弯曲过大而破坏；

（3）螺栓杆被剪断，通过计算单个螺栓抗剪承载力设计值保证；

（4）孔壁挤压，通过计算螺栓承压承载力设计值保证；（5）板被拉断，通过计算板间净截面强度保证。

2.答：普通螺栓连接在抗剪时依靠杆自身承压和螺栓抗剪来传递剪力，在扭紧螺帽时产生的预拉力很小，其影响可以忽略。而高强度螺栓则除了其材料强度高之外还给螺栓施加很大的预拉力，使被连接构件的接触面之间产生挤压力，因而，垂直于螺栓杆的方向有很大的摩擦力。这种挤压力和摩擦力对外力的传递有很大的影响。高强度螺栓连接单纯依靠被连接构件间的摩擦阻力传递剪力，以剪力等于摩擦力为承载能力极限状态。承压型高强度螺栓连接的传力特征是剪力超过摩擦时，构件间发生相对滑移，螺栓杆身与孔壁接触，开始受剪并和孔壁承压。但是，另一方面。摩擦力随外力继续增大而逐渐减弱，倒连接接近破坏时，剪力全部由杆身承担。承压型高强度螺栓以螺栓或钢板破坏为承载能力极限状态，可能的破坏形式与普通螺栓相同。这种螺栓连接还以不出现滑移作为正常使用极限状态。承受拉力的高强度螺栓连接，由于预拉力的作用，构件间在承受荷载前已经有较大的挤压力，拉力作用首先要抵抗这种挤压力，至构件完全被拉开后，高强度螺栓的受拉力的情况就和普通螺栓受拉相同。不过，连接的变形要小的多，当拉力小于挤压力时，构件未被拉开，可以减少锈蚀危害，改善连接的疲劳特性。

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中南大学钢结构作业参考答案

中南大学钢结构作业参考答案

《钢结构》作业参考答案

作业一

一、填空题：

1.235N/mm2；B；沸腾钢；E43型。 2.脆性 3.铁

4.弹性阶段；屈服阶段；强化阶段；颈缩阶段 5.计算长度与回转半径 强度高，塑性和韧性好；

6.yf和uf 7.塑性变形能力和冶金质量 8.S和P 9.250℃

10.残余应力使构件的刚度降低，使构件的稳定承载力降低，且对弱轴的影响比强轴大

11.易腐蚀和耐热不耐火 12.δ5和δ10 13.不同温度下的冲击韧性指标

14.采用一般工艺就可完成合格的焊缝的性能

15.构件有裂纹、孔洞、刻痕、凹角及截面突变时，在缺陷处出现高峰应力的现象

16.高度为200毫米厚度为a类的热轧普通工字钢截面

二、选择题：

1.A 2.B 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 8.B 9.C 10.B 11.A 12.D 13.A

三、简答题：

1.答：Q235钢材单向拉伸的应力---应变图如下图所示。

（1）弹性阶段：OAE段 pf为比例极限，

ef为弹性极限。

（2）弹塑性阶段：EC段 yf为屈服强度，

y为屈服应变。

（3）屈服阶段：CF段。

（4）强化阶段：FB段 uf为极限强度。

（5）颈缩阶段：BD段 t为拉断应变。

2.钢材的力学性能指标主要有屈服强度；抗拉强度；伸长率；弹性模量。

3.随着时间的增长，钢材中少量的以固溶体形式存在于纯铁体结晶中的碳和氮化物将逐渐地从晶体中析出，形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布于晶粒之间，对纯铁体的变形起着遏制作用，使钢材的强度提高，而塑性和韧性大大降低，这种变化称为时效硬化；钢材进入他塑性阶段以后，间歇重复加载将使弹性变形范围扩大，这就叫应变硬化。

4.简述钢材的应变硬化性能，并绘图说明。（5分）

房屋钢结构作业参考答案

房屋钢结构作业参考答案

房屋钢结构作业参考答案

《房屋钢结构》作业参考答案

作业一

一、选择题：

1.DC

2.A

3.A

4.A

5.D

6.AB

二、简答题：

1.门式刚架结构如何分类？

答：（1）按跨数分类：有单跨、双跨和多跨；（2）按坡度数分类：有单坡、双坡和多坡；

（3）按构件体系分类：有实腹式与格构式；（4）按截面形式分：有等截面和变截面；

（5）按结构选材分：有普通型钢、薄壁型钢和钢管。

2.门式刚架斜梁与柱的连接常用那些形式？如何确定端板厚度？

答：门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。端板的厚度t可根据支撑条件按公式计算，但不应小于16mm，和梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度。

3.檩条布置的拉条起什么作用？如何布置，为什么要设置檩条？

答：拉条的作用：防止檩条侧向变形和扭转，并提供x方向的中间支点。

拉条的布置：当檩条跨度大雨4m时，应在檩条跨中位置设置拉条，当檩条跨度大雨6米时，应当在檩条跨度三分点处各设置一条拉条，需要在屋脊或者檐口处设置斜拉条和刚性撑杆，在风荷载较大的地区或在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是把横拉条和斜拉条都做成既可以既承拉力又承压力的刚性杆。圆钢拉条可以设在距檩条上翼缘1/3腹板高度范围内。为了兼顾无风和有风两种情况，可以在上下翼缘附近交替布置或在两处都布置。

设置檩托的目的：阻止檩条端部截面的扭转，增强其整体稳定性。

4.厂房结构的荷载取用原则是什么？

答：荷载取用原则：结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态，依照组合规则进行荷载效应的组合，并取最不利组合进行设计。在钢结构设计中按承载能力极限状态进行计算时一般考虑荷载效应的基本组合，必要时考虑荷载效应的偶然组合。

5.简支屋架杆件截面的选择原则是什么？

答：先确定截面形式，然后根据轴线受拉，轴线受压和压弯的不同受力情况，按轴心受力构件或压弯构件计算确定。为了不使型钢规格过多，在选出截面后可作一次调整。拉杆应进行强度验算和刚度验算，压杆应进行稳定性和刚度的计算，压弯杆应进行平面内的稳定性和刚度的验算。

钢结构设计原理作业参考答案精选.

钢结构设计原理作业参考答案精选.

1 / 39word. 钢结构设计原理作业答案

3-1.图3－71所示两板件，宽200mm，厚10mm,承受轴拉力静载设计值N=550kN，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，试设计：

（1） 用对接焊缝（直缝或斜缝）连接，采用引弧施焊。

（2） 用双盖板拼接，采用角焊缝三面围焊（要求确定拼接板尺寸及焊角尺寸）。

解：

（1）.设焊缝质量为三级，则查表1－4得ƒwt=185N/mm2,当采用直缝时LW=300mm.

焊缝正应力22318533.1831030010550mmNmmNtLNW

故强度满足要求可行。

（2）.为保证施焊需要，取盖板宽b=B-2X20=300-40=260 mm.

按盖板与构件等强度原则，计算盖板厚度为

mmbBtt77.526021030021

按构造要求确定焊角高hf为

hfmin=1.5t=1.510=4.74mm

mmthfmsx77.51,取hf=6mm

取盖板截面为2606mm2,则端缝承载力为

wtfefBhbN21

查表1－4得fwt=160 N/mm2 2 / 39word. 则 kNN8.42631616022.167.026021

接缝一侧一条焊缝需要长度

mmfhNNLwtfW57516067.0410975.40955057.0431

取LW=60mm.则盖板全长为：

mmLLW13010602102

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mkNM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MIIMww）

钢结构设计原理作业参考答案

钢结构设计原理作业参考答案

1 《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AKV值或冲击韧性值或AKV值

6.H 7.翼缘 8.低或小 9.yf/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 fANn （2）刚度验算 ][max

（3）整体稳定验算 fANmin

（4）局部稳定验算 fytb235)1.010(max1 fythw235)5.025(max0

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。