钢结构课后题答案

钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案（供参考）钢结构计算题精品答案第三章钢结构的连接3.1 试设计双⾓钢与节点板的⾓焊缝连接（图3.80）。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，⼿⼯焊，轴⼼⼒N=1000KN （设计值），分别采⽤三⾯围焊和两⾯侧焊进⾏设计。

解：（1）三⾯围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺⼨： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内⼒分配：焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w w f fN l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。

（2）两⾯侧焊确定焊脚尺⼨：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内⼒分配：22110003333N N KN α===， 11210006673N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=?=<=?+='，取390mm 。

223332480.720.76160w w f fN l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=?=<=?+='，取260mm 。

3.2 试求图3.81所⽰连接的最⼤设计荷载。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，⼿⼯焊，⾓焊缝焊脚尺⼨8f h mm =，130e cm =。

第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。

（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h m m = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。

223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。

第二章2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。

图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性（b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f Eσεαεα=+-=+-2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610y f Eε===⨯卸载后残余应变：0c ε=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E σf yCσF卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f Eεε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869cc Eσεε=-=可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。

答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。

钢结构第四版习题答案钢结构第四版习题答案钢结构是一门重要的工程学科，涉及到建筑、桥梁、航空航天等领域。

学习钢结构需要通过理论知识的学习和实际问题的解决来提高自己的能力。

而习题是学习过程中重要的一环，通过解答习题可以巩固所学的知识，提高问题解决能力。

本文将为读者提供钢结构第四版习题的答案，帮助读者更好地理解和掌握相关知识。

第一章：钢结构基本知识1. 钢结构的定义是什么？答：钢结构是指由钢材构成的承重结构。

2. 钢结构的优点有哪些？答：钢结构具有重量轻、强度高、施工速度快、可重复利用等优点。

3. 钢结构的分类有哪些？答：钢结构可以分为框架结构、悬索结构、索杆结构、网壳结构等。

4. 钢结构的设计原则是什么？答：钢结构的设计原则包括安全性、经济性、美观性和可靠性。

第二章：钢结构的荷载1. 钢结构的荷载有哪些？答：钢结构的荷载包括自重荷载、活载、风荷载、地震荷载等。

2. 如何计算钢结构的自重荷载？答：钢结构的自重荷载可以通过材料的密度和构件的体积计算得出。

3. 如何计算钢结构的风荷载？答：钢结构的风荷载可以通过风速、建筑物的高度和形状等参数计算得出。

4. 钢结构的活载如何确定？答：钢结构的活载可以通过建筑物的用途和设计规范中的相关要求确定。

第三章：钢结构的构件1. 钢结构的构件有哪些？答：钢结构的构件包括梁、柱、桁架、屋面、墙板等。

2. 钢结构的梁有哪些类型？答：钢结构的梁可以分为简支梁、连续梁、悬臂梁等类型。

3. 钢结构的柱有哪些类型？答：钢结构的柱可以分为普通柱、短柱、长柱等类型。

4. 钢结构的桁架有哪些类型？答：钢结构的桁架可以分为平面桁架、空间桁架等类型。

第四章：钢结构的连接1. 钢结构的连接方式有哪些？答：钢结构的连接方式包括焊接、螺栓连接、铆接等。

2. 钢结构的焊接连接有哪些要求？答：钢结构的焊接连接要求焊缝的质量良好、焊接材料的强度高、焊接工艺的可靠等。

3. 钢结构的螺栓连接有哪些要求？答：钢结构的螺栓连接要求螺栓的强度高、螺栓的预紧力适当、连接面的平整等。

钢结构课后习题答案（仅供参考）第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm = 内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。

（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。

第二章如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。

图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化）（2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：'()tan '()tan yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610yf E ε===⨯卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（2）B 点：卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点：卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。

答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。

钢结构课后习题答案第五版钢结构课后习题答案第五版钢结构是一门重要的工程学科，它涉及到建筑、桥梁和其他基础设施的设计和施工。

在学习钢结构的过程中，习题是非常重要的一部分，它能够帮助学生巩固所学的知识，提高解决问题的能力。

本文将为大家提供钢结构课后习题答案第五版，希望对学习者有所帮助。

第一章：钢结构基础知识1. 钢结构的主要特点是什么？钢结构的主要特点是强度高、刚度大、重量轻、施工速度快、耐久性好等。

2. 钢结构的分类有哪些？钢结构可以根据用途分为建筑钢结构、桥梁钢结构和其他工业钢结构；根据结构形式分为框架结构、网架结构和悬索结构等。

3. 钢结构的设计应遵循哪些原则？钢结构的设计应遵循安全、经济、美观和可施工性的原则。

4. 钢结构的设计荷载有哪些？钢结构的设计荷载包括常规荷载（如自重、活载、风荷载等）和非常规荷载（如地震荷载、爆炸荷载等）。

5. 钢结构的连接方式有哪些？钢结构的连接方式包括焊接、螺栓连接和铆接等。

第二章：钢结构设计方法1. 钢结构的设计方法有哪些？钢结构的设计方法包括弹性设计、弹塑性设计和极限状态设计等。

2. 钢结构的荷载组合有哪些？钢结构的荷载组合包括常规组合（如最不利组合、最可能组合等）和非常规组合（如地震组合、爆炸组合等）。

3. 钢结构的稳定性分析有哪些方法？钢结构的稳定性分析包括弯曲屈曲、屈曲扭转和屈曲侧扭等。

4. 钢结构的疲劳分析有哪些方法？钢结构的疲劳分析包括应力范围法、应力振幅法和应力时间法等。

5. 钢结构的设计验算中需要考虑哪些因素？钢结构的设计验算中需要考虑构件的强度、稳定性、疲劳性、可靠性和施工性等因素。

第三章：钢结构的施工工艺1. 钢结构的制作工艺有哪些？钢结构的制作工艺包括切割、焊接、钻孔和涂装等。

2. 钢结构的安装工艺有哪些？钢结构的安装工艺包括吊装、定位、连接和调整等。

3. 钢结构的质量控制包括哪些方面？钢结构的质量控制包括材料的质量控制、制作过程的质量控制和安装过程的质量控制等。

4.1 验算由2∟63×5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，用于螺栓承压型连接。

钢材为Q235钢。

如截面尺寸不够，应改用什麽角钢？计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。

解：拉杆2L63×5，查附表7.4单角钢毛面积为：6.14 cm 2故：22n cm 28.10228.1210205214.62A =-=⨯⨯⨯-⨯=-钢材Q235,2215mmN f =强度验算：22232156.2621028.1010270mm N f mm N A N n =>=⨯⨯==σ该拉杆强度不满足。

试改用2∟70×6单角钢毛面积为：8.16 cm 2故：221392240163262021016.82mm A n =-=⨯⨯-⨯⨯=强度验算：223215194139210270mm N f mm N A N n =<=⨯==σ强度满足要求。

静力作用只需验算竖向平面内的长细比，按一般建筑结构系杆考虑，容许长细比为400 (或按其他构件300、350)； 由附表7.4cm i x 15.2=长细比验算：[]4005.13915.2300=<===λλx o i l长细比满足要求。

点评：1、实际设计应多方案，在满足要求的方案中选重量最轻的。

如果选用的规格是所有角钢规格中最轻的就是最优设计。

OK4.3 验算图示高强螺栓摩擦型连接的钢板净截面强度。

螺栓直径20mm ，孔径22mm ，钢材为Q235-A.F ，承受轴心拉力N=600kN (设计值)。

解：钢板厚度14mm ，拼接板厚度2×10mmQ235—A.F 查表得2mm N 215f =钢板最外列螺栓处：()224369243360142234080804014mm A n =-=⨯⨯-+++⨯=()n n 5.01N N 1-='==600(1-0.5×3/9)=500kN验算净截面强度：2232153.205243610500mm N f mm N A N n =<=⨯='=σ钢板净截面强度满足要求。

第五章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 2.02/kN m 。

试选择次梁截面，钢材为Q345钢。

解：1、普通工字形钢34I45a 143332241x x W cm I cm ==选 3、验算： 1）强度63410.410272.82951.05143310x a x x M Mpa f Mp r W σ⨯====⨯⨯2）挠度445455666000384384 2.0610322411016.77[]15k q l v EIx mm v mm⨯=⋅=⋅⨯⨯⨯== 重选I50a444544647255666000384384 2.06104647210x k X I cm q l v EI =⋅⨯=⋅=⋅⨯⨯⨯3）整稳：不必计算。

4）局稳：因为是型钢，不必验算。

32.(220)366/(1.22 1.420)391.2/112291.26410.4886410.410313249391324.9391.05295mxWx r fxq kN m kq kN mM ql kN m x m x W mm cm x r f x ≥=+⨯==⨯+⨯⨯=≥=⨯⨯=⋅⨯≥===⨯5.3解：图5.54（a ）所示的简支梁，其截面为不对称工字形[图5.54（b ）]，材料为Q235B 钢；梁的中点和梁端均有侧向支承；在集中荷载（未包括梁自重）F=160kN (设计值)的作用下，梁能否保证其整体稳定性？2422max 132301800.81011041041076.980.8/0.812160121.2497.384842800.840.5101810.533.2301800.810110.880(82/233.2)80012G X A cm q kN mql Pl M kN my cmI γ-⎡⎤⎣⎦=⨯+⨯+⨯==⨯⨯=⨯⨯=+=⨯+=⋅⎡⎤⎣⎦⨯⨯+⨯⨯=+=⨯+⨯+⨯=⨯⨯+-⨯⨯1、计算梁自重、计算中和轴位置2243133413112.8301(33.20.5)101(48.80.5)9344093440281033.23 3.1 1.751(130110)233012 4.7/600/4.7127.7(130)/12/()0.9623300X X b b y y y y b b cm I W cm y I cm i cml i I I I ϕβλαη+⨯⨯-+⨯⨯-====⎡⎤⎣⎦⇒==⨯⨯+⨯=====⨯=+===、求查附表22'.8(21)0.8(20.961)0.7443202354320104822351.750.74127.728102352.50.60.2820.2821.07 1.070.9572.5b b b by X y b b Ah W f αϕβηλϕϕ-=⨯⨯-=⎤⎥=⨯⨯⨯⨯⎥⎦⎤⨯⎥=⨯⨯⨯⨯⎥⎦==-=-=4、梁整63497.310184.9215()0.957281010b X M Mpa f Mpa W ϕ⎡⎤⎣⎦⨯===⨯⨯体稳定计算满足5.4解：设计习题5.1的中间主梁（焊接组合梁），包括选择截面、计算翼缘焊缝、确定腹板加劲肋的间距。

（完整版）钢结构课后习题第三章第三章部分习题参考答案3.8 已知A3F 钢板截⾯mm mm 20500?⽤对接直焊缝拼接，采⽤⼿⼯焊焊条E43型，⽤引弧板，按Ⅲ级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最⼤轴⼼拉⼒设计值。

解：焊缝质量等级为Ⅱ级，抗拉的强度设计值20.85182.75/w f f f N mm == 采⽤引弧板，故焊缝长度500w l b mm ==承受的最⼤轴⼼拉⼒设计值3500*20*182.75*101827.5N btf kN -===3.9 焊接⼯字形截⾯梁，在腹板上设⼀道拼接的对接焊缝(如图3-66)，拼接处作⽤荷载设计值：弯矩M=1122kN ·mm ，剪⼒V=374kN ，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半⾃动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。

解：（1）焊缝截⾯的⼏何特性惯性矩3341(28102.827.2100)26820612x I cm =-= ⼀块翼缘板对x 轴的⾯积矩3128 1.4(507)2234.4X S cm =??+=半个截⾯对x 轴的⾯积矩31500.8253234.4X X S S cm =+??=（2）焊缝强度验算焊缝下端的剪应⼒33214374102234.41038.9/268206108x x w VS N mm I t τ===?? 焊缝下端的拉应62max4112210500209/0.852********x M h N mm f I σ??=?==>? 所以，该焊缝不满⾜强度要求（建议将焊缝等级质量提为⼆级）则 max σ2209/N mm =<215f =2/N mm下端点处的折算应2222max 3219.6/ 1.1236.5/N mm f N mm στ+=<=且焊缝中点处剪应⼒33224374103234.41056.3/125/268206108w x v x w VS N mm f N mm I t τ===<=??3.10 试设计如图3-67所⽰双⾓钢和节点板间的⾓焊缝连接。

钢结构第二版课后习题答案【篇一：钢结构基础(第二版)课后习题第四章答案】q235钢，翼缘为火焰切割边，沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。

已知构件承受的轴心压力为n=1500kn。

l?4m解：由支承条件可知l0x?12m，0y11?500?12?64ix??8?5003??250?123?2?250?12476.6?10 mm12122?? 50031iy??8?2??12?2503?31.3?106mm412122a?2?250?12?500?8?10000mmix??21.8cmiy5.6cm，l0y400l0x120071.4?x?55?y?i5.6ix21.8y，，2翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b类截面，故按y查表得?=0.747n1500?103200.8mpa?f?215mpa整体稳定验算：?a0.747?10000，稳定性满足要求。

4.13图示一轴心受压缀条柱，两端铰接，柱高为7m。

承受轴心力设计荷载值n=1300kn，钢材为q235。

已知截面采用2[28a，单个槽钢的几何性质：a=40cm2，iy=10.9cm，ix1=2.33cm，解：柱为两端铰接，因此柱绕x、y轴的计算长度为：l0x?l0y?7m22b26??ix?2?ix1?a??y02?218?40??2.19940.8cm422l0y700l0x70064.263.1ix???11.1cmyxiy10.9ix11.10x格构柱截面对两轴均为b类截面，按长细比较大者验算整体稳定既可。

由?0x?65.1，b类截面，查附表得??0.779，65.1n1300?103208.6mpa?f?215mpa2整体稳定验算：?a0.779?2?40?10 所以该轴心受压的格构柱整体稳定性满足要求。

4.17焊接简支工字形梁如图所示，跨度为12m，跨中6m处梁上翼缘有简支侧向支撑，材料为q345钢。

集中荷载设计值为p=330kn，间接动力荷载，验算该梁的整体稳定是否满足要求。

第三章 钢结构的连接3。

1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3。

80)。

钢材为Q235B,焊条为E43型，手工焊,轴心力N=1000KN （设计值）,分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。

（2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为：mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。

1.钢结构对钢材性能有哪些要求？答：较高的强度，较好的变形能力，良好的工艺性能。

2.钢材的塑性破坏和脆性破坏有何区别？答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉轻度fu 后才发生。

破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的端口呈纤维状，色泽发暗。

在塑性破坏前，构件发生较大的塑性变形，且变形持续的时间较长，容易及时被发现而采取补救措施，不致引起严重后果。

另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能力。

脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢才的屈服点fy，断裂从应力集中处开始。

冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。

破坏前没有任何预兆，无法及时察觉和采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，后果严重，损失较大。

3.刚才有哪几项主要性能，分别可用什么指标来衡量？答：屈服点fy，抗拉强度fy，伸长率δ，冷弯性能，冲击韧性4.影响钢材性能的主要性能有哪些？答：化学成分的影响。

冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响。

钢材的硬化。

温度的影响。

应力集中的影响。

重复荷载作用的影响。

5.简述化学元素对钢材性能有哪些影响？答;碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。

硫和磷降低钢材的塑性。

韧性。

可焊性和疲劳强度。

氧使钢热脆，氮使钢冷脆。

硅和锰是脱氧剂，使钢材的强度提高。

钒和钛是提高钢的强度和抗腐蚀性又不显著降低钢的塑性。

铜能提高钢的强度和抗腐蚀性能，但对可焊性不利。

6.什么是冷作硬化和时效硬化？答：钢材受荷超过弹性范围以后，若重复地卸载加载，将使钢材弹性极限提高，塑性降低，这种现象称为钢材的应变硬化或冷作硬化。

轧制钢材放置一段时间后，强度提高，塑性降低，称为时效硬化。

7 简述温度对钢材的主要性能有哪些影响？答：温度升高，钢材强度降低，应变增大，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。

1.1、屋盖结构主要组成部分是哪些？它们的作用是什么？A、屋架：支撑于柱或托架，承受屋面板或檩条传来的荷载；b、天窗：屋架跨度较大时，为了采光和通风的需要；C、支撑系统：用于增强屋架的侧向刚度，传递水平荷载和保证屋盖体系的整体稳定。

1.2、屋盖结构中有哪些支撑系统？支撑的作用是什么？（1）a、上弦横向水平支撑b、下弦横向水平支撑c、上弦纵向水平支撑d、下弦纵向水平支撑e、垂直支撑f、系杆（2）a、保证结构的空间整体性b、为弦杆提供适当的侧向支撑点c、承担并传递水平荷载d、保证结构安装时的稳定与方1.3、如何区分刚性系杆和柔性系杆？哪些位置需要设置刚性系杆？答：（1）刚性系杆：能承受压力，柔性系杆：只能承受拉力（2）上弦平面内檩条和大型屋面板可起到刚性系杆作用，因而可在屋架的屋脊和支座节点处设置系杆，当屋架横向支撑设置在第二柱间时所有系杆均为刚性系杆。

1.4实腹式和格构式檩条各适用于哪种情况？其优缺点是什么？答：（1）实腹式檩条常用于跨度为3~6m的情况，构造简单，制造及安装方便（2）桁架式檩条用于跨度较大（>6m）的情况，分为三种形式：A、平面桁架式檩条，受力明确，用料省，但侧向刚度较差，必须设置拉条；B、T形桁架式檩条，整体性差，应沿跨度全长设置钢箍；C、空间桁架式檩条，刚度好，承载力大，不必设置拉条，安装方便，但是构造复杂，适用跨度和荷载较大的情况1.5为什么檩条要布置拉条？答：为了给檩条提供侧向支撑，减小檩条沿屋面坡度方向的跨度，除了侧向刚度较大的空间桁架式和T形桁架式檩条外，在实腹式檩条和平面桁架式檩条之间设置拉条。

1.6三角形、梯形、平行弦桁架各适用于哪些屋盖体系？答：（1）三角形屋架：屋面坡度较大的有檩屋盖结构或中小跨度的轻型屋面结构（2）梯形屋架：用于屋面坡度较小的屋盖结构、工业厂房屋盖结构最常用形式（3）矩形屋架：用于托架或支撑体系中（4）曲拱屋架：用于有特殊要求的房屋中1.7屋架的腹杆有哪些体系？各有什么特征？答：（1）三角形腹杆：单斜杆式，长杆受拉，短杆受压，经济；人字式，腹杆数少，节点少，构造简单；芬克式，腹杆受力合理，可分开运输。

1铁和碳2屈服强度3弹塑性阶段4塑性阶段5钢材内部组织的优劣6越大7塑性8伸长率9越好10韧性11碳含量增加，可焊性增强12硅和锰13冷作硬化14时效硬化15强度提高16徐变17塑性破坏和脆性破坏18应力集中19疲劳破坏20静力强度21脆性破坏22应力幅23屈服点为235MPa的A级沸腾钢24镇静钢25高建钢26 4.5~60mm对错对对错错对错对错对对错错对错错对对对对对对1．低合金高强度结构钢与碳素钢相比具有哪些优点？它强度高，可减轻自重，节约钢材，综合性能好，如抗冲击性强、耐低温和腐蚀，有利于延长使用年限。

塑性、韧性和可焊性好，有利于加工和施工。

2．简述温度变化对钢材性能的影响。

钢材性能随温度变动而有所变化。

总的趋势是：温度升高，钢材强度降低，应变增大；反之，温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。

温度升高，约在250℃以内钢材性能没有很大变化，430℃～540℃之间强度急剧下降，600℃时强度很低不能承担荷载。

但在250℃左右，钢材的强度反而略有提高，同时塑性和韧性均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜呈现蓝色，称为蓝脆现象。

当温度在260℃～320℃时，在应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形，此种现象称为徐变。

当温度从常温开始下降，特别是在负温度范围内时，钢材强度虽有提高，但其塑性和韧性降低，材料逐渐变脆，这种性质称为低温冷脆。

3．简述疲劳断裂的过程。

疲劳破坏过程经历三个阶段：裂纹的形成，裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂。

钢构件在反复荷载作用下，总会在钢材内部质量薄弱处出现应力集中，个别点上首先出现塑性变形，并硬化而逐渐形成一些微观裂痕，在往复荷载作用下，裂痕的数量不断增加并相互连接发展成宏观裂纹，随后断面的有效截面面积减小，应力集中现象越来越严重，裂纹不断扩展，最后当钢材截面削弱到不足以抵抗外荷载时，钢材突然断裂。

2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。

tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E 图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性（b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f Eσεαεα=+-=+-2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =f yσ图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610y f Eε===⨯卸载后残余应变：0c ε=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（2）B 点：卸载前应变：0.025F εε==卸载后残余应变：0.02386y c f Eεε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869cc Eσεε=-=可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。

答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。

第七章7.9解：钢材为Q235钢，焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值w 2f 160N/mm f =。

图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K 1=0.65，K 2=0.35。

焊缝受力：110.65600390kN N K N ==⨯=220.35600210kN N K N ==⨯=所需焊缝计算长度，肢背：31w1wf1f 39010217.6mm 20.720.78160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 肢尖：32w2wf2f 21010156.3mm 20.720.76160N l h f ⨯===⨯⨯⨯⨯ 侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12217.628233.6mm l l h =+=+⨯=，取240mm ；肢尖：2w2f22156.326165.6mm l l h =+=+⨯=，取170mm 。

7.11解：①()()fmin fmax 6mm1~2121~210~11mmh h t ====-=-=取f 8mm h =焊缝有效截面的形心位置：()120.781921920.78256.1mm 20.7819230020.780.78x ⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯+⨯ ⎪⎝⎭==⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯()()324x 10.7830020.7820.781921500.7866128649mm 12I =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯=()2y 2340.7830020.7856.111920.7820.781920.7819256.116011537mm1222I =⨯⨯+⨯⨯⨯⎡⎤⨯⎛⎫+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+-=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦4x y 661286491601153782140186mm J I I =+=+=()6yT2A6T2x A 60101500.782111.6N/mm 821401860.78601019256.12101.3N/mm 82140186Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+- ⎪⎝⎭===139.1MPa 160MPa ==≤ 所选焊脚尺寸满足强度要求（可选焊脚尺寸为7mm 验算强度，可能不满足） ②采用四面围焊，取f 6mm h =()()334x 1120020.7630020.7620030059400746mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯= ()()334y 1120020.7630020.7630020032608868mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=4x y 594007463260886892009614mm J I I =+=+= ()6yT2A6T 2xA 60101500.76299.2N/mm 920096141940.7660102264.6N/mm 92009614Tr J Tr J τσ⨯⨯+⨯===⨯⎛⎫⨯⨯+ ⎪⎝⎭===112.4MPa 160MPa ==≤虽强度富裕较多，但已是最小焊脚尺寸，因此采用方案二的焊角尺寸可减少2mm③方案一耗用的焊条：()223f w 118300200222400mm 22h l ⋅=⨯⨯+⨯= 方案二耗用的焊条：()223f w 116230020018000mm 22h l ⋅=⨯⨯⨯+=所以方案二耗用的焊条少于方案一。

一、选择题1 钢材在低温下，强度上 _____ 塑性_B _____ ，冲击韧性B _____（A）提高（B）下降（C）不变（D）可能提高也可能下降2 钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是一A—。

习题1, 1.2图3 在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是B_的典型特征。

（A）脆性破坏（B）塑性破坏（C）强度破坏（D）失稳破坏5 钢材的设计强度是根据一C—确定的。

（A）比例极限（B）弹性极限（C）屈服点（D）极限强度6 结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用一D—表示。

（A）流幅（B）冲击韧性（C）可焊性（D）伸长率（A）⑻ft）（D）7 钢材牌号Q235, Q345, Q390是根据材料一A—命名的。

（A）屈服点（B）设计强度（C）标准强度（D）含碳量8 钢材经历了应变硬化（应变强化）之后一A—。

（A）强度提高（B）塑性提高（C）冷弯性能提高（D）可焊性提高9型钢中的H钢和工字钢相比，一B—。

（A）两者所用的钢材不同（B）前者的翼缘相对较宽（C）前者的强度相对较高（D）两者的翼缘都有较大的斜度10 钢材是理想的一C—。

（A）弹性体（B）塑性体（C）弹塑性体（D）非弹性体11有两个材料分别为Q235和Q345钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，一B-采用E43焊条。

（A）不得（B）可以（C）不宜（D）必须13同类钢种的钢板，厚度越大，一A—。

（A）强度越低（B）塑性越好（C）韧性越好（D）内部构造缺陷越少14 钢材的抗剪设计强度fv与f有关，一般而言，fv =—A—。

(A)f /、.、3(B)、., 3 f (C)f / 3 (D)3f钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由一D —等于单向拉伸时的屈服点决定的。

(A)最大主拉应力(B)最大剪应力J (C)最大主压应力二3 (D)折算应力二eqk 是钢材的一A —指标。

(A)韧性性能(B) 强度性能 (C)塑性性能(D) 冷加工性能大跨度结构应优先选用钢结构，其主要原因是 —D_。