《钢结构基本原理》作业解答

《钢结构基原理》作业答[断题]、在格构式柱中，缀条可能受拉，也可能受压，但设计时缀条应按拉杆来进行设计。参考答案：错误论述题］14工字形截面绕强轴的塑性发展系数与绕弱轴的塑性发展系数哪个大？为什么？15对于轴压构件，有时也常采用格构式截面（1）请说明什么情况下比较适合采用格构式截面（采用格构式截面时为什么采用换算长细比来计算虚轴的稳定承载力？（在已知双肢格构柱截面形式的条件下，如何计算换算长细比和验算绕虚轴的稳定性？）对于双肢缀条柱了上一问的验算外还需验算哪些内容？答14:绕弱轴的塑性发展系数大;绕强轴受弯，翼？发生屈服以后截面继续发生塑性发展的潜力不大。16答）、柱的计算长度较大B柱所承受的轴向荷载较大

C、对柱的刚度要求较严格，这样情况下截面强度富余由稳定控制做实腹式浪费材料，所以采用格构式。（2）构件在微弯的临界平衡状态外，将在截面上产生剪力，从而产生剪切变形。对于实腹式构件而言，剪力由腹板承担，而腹板的剪切刚度又很所以剪切变形小可以忽略不计，但是对于由缀材组成的格构式截面剪力由缀材承担变形较大不能忽略虑剪切变形的影响，构件的临界承载力降低了，规范用增大长细比的方法考虑这种影响，所以绕虚轴失稳时，采用换算长细比。ox

27x

AA1（3）缀条柱（4）还需验算：A、格构柱的净截面强度;B格构柱绕实轴的稳定性

C、格构柱绕两个轴的长细比是否需要满足刚度要求

D单肢的稳定

缀条的稳定

F缀条与柱肢连接的强度验算。论述题］、焊接工字形截面柱，截面几何尺寸如图所示。柱的上、下端均为接，柱承的轴心压力设计值为1000kN，钢材为翼为火焰割边，焊条为系，手工焊。试验算该柱的整体稳定性。参考资料:f=215N/mm，λ2030405060708090φ。9360.8990.6881

【述、析图示实腹轴心受压柱头的传力路线，写出焊缝①、②的计算表式缝强度设计值）答：2

[论述题11缀板式轴压柱由两槽钢［组A柱高为7m端铰接在柱中间设有一侧向支撑，试确定其最大承载力设计(知单个槽钢［的几何特性答解[单选题10验算工字型轴心受压柱时，公式中的A代表C）.A:翼缘面积B：腹面积C：的毛面积D：柱净面积［选9、构式轴心受压构件的斜缀条一般采用单角钢截面形式，与构件肢件单面连接缀条截面按（B）设A:轴心受拉构件B：心受压构件C:拉弯构件3

D:压弯构件[单选8两端铰接的理想轴心受压构件，当构件为双轴对称截面形式时,轴心压力作用下构件可能发生（AA弯曲屈曲和扭转屈曲B:弯屈曲和弯扭屈曲C：转屈曲和弯扭屈曲D：弯屈曲和侧扭屈曲[单选7、为防止钢构件中的板件失稳采取加劲肋措施，这一做法是为了（A）.A改变板件的宽厚比B：大截面面积C：变截面上的应力分布状态D：增截面的惯性矩[单选6、在轴心受力构件的强度计算中，现行国家规范采用（C)的计算方法。A:毛截面应力不超过比例极限B：截面应力不超过抗拉强度C：截面应力不超过屈服强度D:净截面应力不超过抗拉强度［选]、轴心受压格构式构在验算其绕虚轴的整体稳定时采用换算长细比，是因(CA:格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件B：虑强度降低的影响C：虑剪切变形的影响D:考虑单支失稳对构件承载力的响[判断题、轴压工字型构件柱翼缘和腹板的局部稳定是根据板件的局部屈服应力不小于构件临界力原则确定的(正确）[判断］4、确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比的原则等强度原则）[单题2、构式轴心受压构件的等边单角钢斜缀条可按轴心受压构件设计，但强度设计值要乘以折减系数以考虑BA剪力的影响B：面连接偏心的影响C：件的焊接缺陷的影响D：节构件不对中的影响[单选1、轴心受压构件，当构件截面无孔眼削弱可不进行（AA构件的强度计算B：件的刚度计算C：件的整体稳定计算D:构件的局部稳定计算［述]、谓焊接板梁的最大高度和最小高度？梁的经济高度的范围？腹板厚或太薄会出现什么问题？13、为何梁截面的翼缘厚度应大于腹板厚度

tt

w

？14、验算梁的截面是否安全可靠时要验算哪几项后才能得出结论？15、有哪几种应力会引起梁腹板局部屈曲又有哪些措施可提高腹板的稳定性？4

16、次梁与主梁的连接形式有哪几种各有哪些优缺点答：12答：梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间的高度，它的限制决定了梁的最大可能高度,一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度最小高度；由经济条件可定出梁的经济高度，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：

，它决定了梁的minmax腹板太厚将增加用钢量导致不经济而太薄梁的腹板将不能保证局部稳定性要定性承载能力降低。13、答：在焊接梁的设计中，翼缘板的屈服常用限制宽厚比的办法来保证，而腹板的屈曲则采用配置加劲肋的办法解决，因此梁截面的翼缘厚度大于腹板厚度。14、答:型钢梁的设计应满足强度、刚度、整体稳定性的要求。由于型钢梁受轧制条件限制，腹板和翼缘的宽厚比都不太大不必进行局部稳定验算。焊接梁选定截面后,要进行强度、整体和局部稳定的验算，而不必进行刚度验算.15、答：剪应力、弯曲应力及局部压应力都会引起梁腹板局部屈曲，为了保证腹板不发生局部屈曲,应设置加劲和适当加厚腹板的厚度。16、答：连接形式有叠接和平界两种叠接是将次梁直接搁在主梁上面，用螺栓或焊缝连接，构造简单，但需要的结构高度大，其使用常受到限制。平接是使次梁顶面与主梁相平或略高、略低于主梁顶面，从侧面与主梁的加劲肋或在腹板上专设的短角钢或支托相连接平界虽构造复杂，但可降低结构高度，故在实际工程中应用广泛。［论述题]11、

进行梁的强度验算时，应验算哪些内容？参考答案:［单选题10焊接工字形梁的腹板（Q235钢）局部稳定常采用配置加颈肋的方法来解决若时，（D）。A:能发生剪切失稳，应配置横向加劲肋B：可能发生弯曲失稳,配置纵向加劲肋和横向加劲肋C：可能发生弯曲失稳，应配置横向加劲肋D：可能剪切失稳和弯曲失稳，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋[单选题]在焊接工字形组合梁中，翼缘与腹板连接的角焊缝计算长度不受的限制，是因为（D）A：截面形式的关系B：施焊次序的关系C：梁设置有加劲肋的关系D:内力沿侧面角焊缝全长分布的关系［判断题经济梁高指的是用钢量最小时梁的截面高度。（正确）[判断题]在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失，出现塑性铰时来建立的计算公式。

(错误)［判断题6、梁在弯矩平面内的整体失稳的方式为弯扭失稳.5

错误）

[判断题］设计焊接工字形截面梁时，腹板布置横向加劲肋的主要目的是提高梁的抗弯强度。（

错误）［单选题]在主平面内受弯的工字形截面组合梁，在抗弯强度计算中，允许考虑截面部分发展塑性变形，绕x轴和y轴的截面塑性发展系数和分别为D)。A：1.05，1。05B:1.2，1.2C：115，1。D：105，1。［单选题3加强受压翼缘的单轴对称工字形等截面简支梁，跨中有一集中荷载作用在腹板平面内，集中荷载作用点位于（D）时，梁的整体稳定性最好。A：上翼缘上表面B：形心与上翼缘之间的截面剪力中心C:截面形心D：下翼缘下表面［单选题焊接工字形截面简支梁,其他条件均相同的情况下,(A)时，梁的整体稳定性最差。A：两端有相等弯矩作用(纯弯）B:跨均布荷载作用C：跨中有集中荷载作用D:在距支座处各有一相同集中力作用[单选题]1、焊接工字形截面简直梁，其他条件均相同的情况下,当(A）时,梁的整体稳定性最好。A：加强梁的受压翼缘宽度B：加强梁的受拉翼缘宽度C：梁的受压翼缘与受拉翼缘宽度相同D:在距支座处减小受压翼缘宽度［论述题]18、图示连接中，焊脚尺寸为8mm，材为厚小于16mm时强度设计值为215N/mm2板厚大于16mm时强度设计值为手工焊条为焊缝强度设计为试计算连接承受静力荷载时的设计承载能力。参考答案：？13、(论述题）如所示试设计双角钢与节点板的角焊缝连接。钢材Q235-B焊条为E43型，手工焊作用着轴心力N=1000KN（设计值），试采用三面围焊进行设计6

答：解：7

［论述题]14—17题14、简述普通螺栓受剪连接的几种破坏形式？15、把钢板接长，可以用对接焊，也可用角焊缝，各有什么利弊？16、当不同宽度钢板对接时，常常建议较宽板作小于12.5的斜向切角与较窄板相连，为什么?17、角焊缝中端缝、侧缝各指什么？受力性能有何不同？答:14、答：普通螺栓受剪连接破坏形式是：Ⅰ、螺栓杆剪断；Ⅱ、孔壁承压破坏Ⅲ、连接板静截面强度破坏；Ⅳ、板件端部冲剪破坏;、螺栓受弯破坏.15、答:对接焊利弊：省材、传力平顺、无明显应力集中、焊件较厚时需剖口、较费工费时、要求构件精度较高、尺寸调节余地较小。角焊缝利弊：费材、有明显应力集中、无需剖口、长度可有一定调节余地。16、答：减小应力集中。17、答：端缝为受力方向与焊缝长度方向垂直的焊缝，侧缝为受力方向与焊缝长度方向平行的焊缝。端缝应力分布不均匀应力集中严重，但端缝总体上强度较高。侧缝应力在焊缝两端大,中间小，总体上强度比端缝低，且焊缝长度有限制。［判断题]12、焊接结构中的侧面角焊缝长度过长时，在外荷载作用下会造成焊缝中间应力可能先达到极限值，从而先发生破坏。（错误)［单选题11、普通螺栓和承压型高强度螺栓受剪连接的四种可能破坏形式是：Ⅰ、螺杆剪断；Ⅱ、孔壁承压破坏；Ⅲ、板件被拉断；Ⅳ、板件端部冲剪破坏。其中(A）种形式是通过计算来保证。A：Ⅰ，Ⅱ，ⅢB:,Ⅱ，ⅣC:Ⅰ，Ⅲ，ⅣD：Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ[单选题]、心受力构件的强度计算，一般采用轴力除以净截面面积，这种计算方法对下列哪种连接方式是偏于保守的?（A）A：摩擦型高强度螺栓连接8

B：承压型高强度螺栓连接C：普通螺栓连接D:铆钉连接［单选题高强度螺栓摩擦型连接与高强度螺栓承压型连接主要区别是（）A：预拉力不同B：连接处构件接触面的处理方法不同;C：采用的材料等级不同；D：设计计算方法不同。[单选题］8、图同6所示的8.8级高强度螺栓摩擦连接，螺栓为M20，径，连接处构件接触面的处理方法为喷砂,件所用钢材为Q235—B、F,连接达到承载力极限状态时,受的拉力设计值（B）kN？A：235.60B：309.6C:314。18D:405［论述题6图8示的级螺栓连接螺栓为M20,孔径21.5mm，构件所用钢材为Q235-B、连接达到承载力极限状态时，承受的拉力设计值（

B

）？A、163。28B195.20C226.56D、326.56参考答案:B[单选题]7图同题所示。8级高强度螺栓承压型连接，螺栓为M20孔径21。5mm，连接处构件接触面的处理方法为喷砂,件所用钢材为Q235—B、F，该连接达到承载力极限状态时，承受的拉力设计值（A）kN？（注剪切面不在螺栓螺纹处）A：235.64B：297。60C：463.3D：628。00[单选题5托架下弦杆轴心拉力设计值N=616.5kN,选用双角钢110x7组成的截面下弦杆端部与节点板连接采用双面侧焊，角钢肢背处的角焊缝厚度取。试确定焊缝长度应接近下列何项数值（A）？A:260mmB：185mmC：360mmD：585mm[单选题］在钢的牌号上，屈服点由字母(DA：CB：OC：AD：Q

）表示。［单选题在素结构钢中

A

）不能用于焊接承重结构。9

A：Q235-AB:Q235-BC：Q235—CD:Q235—D[选题]2用手工电弧焊焊接钢材时，对钢最宜采用（C型焊条。A：E50B：E45C：E43D：E55[单选题］1需要进行焊缝强度验算是(C）。A：1级焊缝B：2级焊缝C：3级缝D:1和2级缝第一章绪[判断题]加工硬化使钢材强度提高和韧性下降以通钢结构中常用冷加工硬化来提高钢材强度)

［判断题8钢结构设计除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算正确)[判断题]钢结构在扎制时使金属晶粒变细也能使气泡、裂纹压合。薄板辊扎次数多，其性能优于厚板.(正确）[判断题]目前钢结构设计采用的设计方法考虑结构的一个部件,一个截面或者一个局部区域的可靠度,还没有考虑整个结构体系的可靠度。（正确）[填空题］12-15:12、用来度量结构在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的概率的指标称为__可靠度______13、钢结构中采用的各种板件和型材都是经过多次辊轧而成的，一般薄钢板的屈服点比厚钢板____高_____.14、钢结构需要验算构件的强度和稳定等是否能够满足设计要求，这种极限状态称为承载能力________限状态。15、在钢结构中，使用___屈点_作为钢材静力强度承载力的极限，设计时尚应对它除以材料分项系数从而得到钢材的强度设计值。[论述题］11、平台柱网为6m8m，即主梁间距为，跨度为梁与柱铰接如图所示。平台密肋铺板面层和结构自重为6kN/m2,堆放装修材料的荷载标准值为27kN/m2。计算主梁跨中弯矩设计值.答：M=1/8[1。2x6x6+1.3x27x6x0。85]x82=1777。（kN.m)［单选题钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于(CA：钢材具有良好的耐热性B：钢材具有良好的焊接性C：钢结构自重轻而承载力高D：钢结构的实际受力性能和力学计算结果最符合10

）

[单选题］4、3镇静钢设计强度可以提高5，是因为镇静钢比沸腾钢（A）好。A：脱氧B：炉种C：屈服强度D:浇注质量[单选题］1在结构设计中，失效概率Pf与可靠指标β的关系为BA：Pf越，β越大，结构可靠性越差B：Pf越，β越小，结构可靠性越差C:Pf越，β越小，结构越可靠D:Pf越,β越大,结构越可靠

）.[单选题]在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是(BA：脆性破坏B：塑性破坏C:强度破坏D：失稳破坏

）的典型特征。［单选题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（AA:用高强钢材B：使用耐火耐候钢材C：表面覆盖隔热层D：使用防火涂料第六章拉与压弯件

）。［论述题12、当弯矩作用在实腹式截面的弱轴平面内时，为什么要分别进行在弯矩作用平面内、外的两类稳定验算们分别属于第几类稳定问题？13、当弯矩绕格构式柱的虚轴作用时，为什么不验算弯矩作用平面外的稳定性答：12、答压弯构件的弯矩作用在弱轴平面内，使构件截面绕强轴受弯这样,件可能在弯矩作用平面内弯曲屈曲，也可能在弯矩作用平面外弯扭屈曲。所以，要分别计算弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的稳定性。他们属于第二类稳定问题。13、:对于弯矩绕虚轴作用的压弯构件肢件在弯矩作用平面外的稳定性已经在计算中得到了保证,因此,不必计算整个构件在弯矩作用平面外的稳定性。[判断题]11、在屋面重力荷载作用下，腹板垂直于屋面坡向设置的实腹式檩条为单向受弯构件(

错误）[判断题]10脚锚栓不宜用以承受注脚底部的水平反力,水平反力应由底版与砼基础间的摩擦力或设置抗剪键承受确）［判断题]一根T截面压弯构件受轴心压力N和M作用，当M作用于腹板平面内且使翼缘板受压，或M作用于腹板平面内而使翼缘板受拉,前者的稳定性比后者高。（

正确）［单选题]弯矩作用在对称平面内的实腹式压弯构件，在弯矩作用平面内的失稳形式是（)A：平面弯曲的失稳形式B：空间失稳形式C:扭转失稳形式D：弯扭失稳形式[单选题］6实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的rx主要是考虑__A___A：截面塑性发展对承载力的影响B:余应力的影响C：初偏心的影响D：初弯矩的影响［单选题]工形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据__B___确定的11

A:于轴压杆腹板和梁腹板高厚比之间B：与腹板的应力梯度、构件的长细比的关系C：腹板的应力梯度D：构件的长细比参考答案：B［单选题计算格构式压弯构件的缀件时,剪力应取___C__.A:件实际剪力设计值B：由公式计算的剪力C：上述两者取大值D：由计算值[判断题]两根几何尺寸完全相同的压弯构件一根端弯矩使之产生反向曲率，一根产生同向曲率，则前者的稳定性比后者的好。(正确）［单选题］承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件，其强度计算公式中，塑性发展系数rx取__C__。A：1.2B：1.15C:1.05D：1［单选题弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进____D__、刚度和缀材的计算。A：强度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性B：弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性C：弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外稳定性D：强度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性第二章钢构的材[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δ5δ10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？答：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,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,塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大倍,是钢材极大的后备强度,且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为钢材开始屈服时应变很小因此近似认为在服点以前钢材为完全弹性的即将服点以前的应力应变图简化为一条斜线②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。12

15、答：化学成分、冶炼方法、脱氧程度、时效、冷作硬化、温度、应力集中、作用应力方式等。16、答：分别为试件标距长度是试件中部直径（或边长）的5倍或10倍时的伸长率。δ5〉δ17、答