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同济大学钢结构基本原理 赵宪忠3-受拉构件

同济大学钢结构基本原理  赵宪忠3-受拉构件
同济大学钢结构基本原理  赵宪忠3-受拉构件

钢结构基本原理全面详细总结!

钢结构基本原理复习总结 一.填空题 1、影响结构疲劳寿命的最主要因素是构造状态、循环荷载和循环次数。 2、钢材的机械性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、 Z向收缩率和冲击韧性。 3、荷载作用点的位置对梁的整体稳定有影响,相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘,当荷载作用于梁的受压翼缘时,其梁的整体稳定性将降低。 4、某工字形组合截面简支梁,若腹板的高厚比为100,应设置横向加劲肋,若腹板高厚比为210,应设置纵向加劲肋。 5.钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 N、O 为有害的杂质元素。 6、在轴心受压构件中,确定箱形截面板件满足局部稳定的宽(高)厚比限值的原则是构件应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲(或局部屈曲临界应力不 低于屈服应力,或不先于屈服),确定工字形截面确定板件宽(高)厚比限 值的原则是构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲(或局部屈曲临界应力不 低于整体屈曲临界应力或等稳定或不先于整体失稳)。 7.衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。 9.钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。

.角焊缝的最小计算长度不得小于和 单个普通螺栓承压承载力设计值,式中表示侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜。

33.钢材在250oC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象,称之为蓝脆现象。 二.简答题 1.简述哪些因素对钢材性能有影响? 化学成分;冶金缺陷;钢材硬化;温度影响;应力集中;反复荷载作用。 2.钢结构用钢材机械性能指标有哪几些?承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求? 钢材机械性能指标有:抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性; 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格:抗拉强度、伸长率、屈服点。3.钢材两种破坏现象和后果是什么? 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前,结构有明显的变形,并有较长的变形持续时间,可便于发现和补救。钢材的脆性破坏,由于变形小并突然破坏,危险性大。 4.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一塑性材料的依据是什么? 选择屈服强度fy作为钢材静力强度的标准值的依据是:①他是钢材弹性及塑性工作的分界点,且钢材屈服后,塑性变开很大(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(Q235的fu/fy≈1.6~1.9),这二点一起赋予构件以fy作为强度极限的可靠安全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是:①对于没有缺陷和残余应力影响的试件,比较极限和屈服强度是比较接近(fp=(0.7~0.8)fy),又因为钢材开始屈服时应变小(εy≈0.15%)因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的,即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线;②因为钢材流幅相当长(即ε从0.15%到2%~3%),而强化阶段的强度在计算中又不用,从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5.什么叫做冲击韧性?什么情况下需要保证该项指标?

钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)

页脚内容1 《钢结构设计原理》 三. 连接 3.8 试设计如图所示的对接连接(直缝或斜缝)。轴力拉力设计值N=1500kN ,钢材Q345-A ,焊条E50型,手工焊,焊缝质量三级。 解: 三级焊缝 查附表1.3:2w t N/mm 265=f ,2w v N/mm 180=f 不采用引弧板:m m 4801025002w =?-=-=t b l 3 2w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010 N f l t σ?===>=?,不可。 改用斜对接焊缝: 方法一:按规范取θ=56°,斜缝长度: m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w =-=-?=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310 N f l t θσ??===<='? 32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310 v N f l t θτ??==≈<='? 设计满足要求。 方法二:以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。 3.9 条件同习题3.8,受静力荷载,试设计加盖板的对接连接。

页脚内容 2 解:依题意设计加盖板的对接连接,采用角焊缝连接。 查附表1.3:2w f N/m m 200=f 试选盖板钢材Q345-A ,E50型焊条,手工焊。设盖板宽b =460mm ,为保证盖板与连接件等强,两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度: 1250010 5.4mm 22460 A t b ?≥==?,取t 2=6mm 由于被连接板件较薄t =10mm ,仅用两侧缝连接,盖板宽b 不宜大于190,要保证与母材等强,则盖板厚则不小于14mm 。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接,先采用三面围焊。 1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸:t h t ==m ax m m 6f ,mm 最小焊脚尺寸:7.4105.15.1min f =?==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm 2)焊接设计: 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值: N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=?????=?=f b h N β 侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值: N 557184942816101500331=-?=-=N N N 所需每条侧面角焊缝的实际长度(受力的一侧有4条侧缝): mm 172620067.045571847.04f w f f 1f w =+???=+?=+=h f h N h l l 取侧面焊缝实际长度175mm L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。

钢结构设计原理(答案)

一、 填空题(每空1分,共10分) 1、钢材的两种破坏形式分别为脆性破坏和 。 2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为 、搭接、角接和T 形连 接。 3、钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛,其中轴心受拉构件需进行钢结构强度和 的验算。 4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 、和 。 5、梁整体稳定判别式11l b 中,1l 是 1b 。 6、静力荷载作用下,若内力沿侧面角焊缝没有均匀分布,那么侧面角焊缝的计算长度不宜大于 。 7、当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 时,对一般梁可不配置加劲肋。 二、 单项选择题(每题2分,共40分) 1、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, 采用E43焊条。 (A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须 2、工字形轴心受压构件,翼缘的局部稳定条件为y f t b 235) 1.010(1λ+≤,其中λ的含义为 。 (A)构件最大长细比,且不小于30、不大于100 (B)构件最小长细比 (C)最大长细比与最小长细比的平均值 (D)30或100 3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式

x 1(10.8') mx x x x Ex M f A W N N βN ?γ+≤-中,其中,1x W 代表 。 (A)受压较大纤维的净截面抵抗矩 (B)受压较小纤维的净截面抵抗矩 (C)受压较大纤维的毛截面抵抗矩 (D)受压较小纤维的毛截面抵抗矩 4、承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是 。 (A)抗拉强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 (C)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (D)屈服强度、伸长率、冷弯性能 5、随着钢材厚度的增加,下列说法正确的是 。 (A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降 (B)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均有所提高 (C)钢材的抗拉、抗压、抗弯强度提高,而抗剪强度下降 (D)视钢号而定 6、在低温工作(-20oC)的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外,还需要 的指标是 。 (A)低温屈服强度 (B)低温抗拉强度 (C)低温冲击韧性 (D)疲劳强度 7、直角角焊缝的有效厚度e h 的取值为 。 (A)0.7f h (B)4mm (C)1.2f h (D) 1.5f h 8、对于直接承受动力荷载的结构,计算正面直角焊缝时 。 (A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响 (C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取f β=1.22 9、单个螺栓的承压承载力中,[b b c c N d t f =?∑],其中∑t 为 。 (A)a+c+e (B)b+d (C)max{a+c+e ,b+d} (D)min{ a+c+e , b+d} 10、承压型高强度螺栓可用于 。

钢结构基本原理思考题简答题答案

钢结构基本原理简答题思考题答案 2、钢结构的特点是什么? ①强度高、重量轻;②材质均匀、可靠性高;③塑性、韧性好;④工业化程度高;⑤安装方便、 施工期短;⑥密闭性好、耐火性差;⑦耐腐蚀性差。 第二章钢结构的材料 6、什么是钢材的主要力学性能(机械性能)? 钢材的主要力学性能(机械性能)通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件(205℃)下均匀拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示的各种机械性能(静力、动力强度和塑性、韧性等)。 7、为什么钢材的单向均匀拉伸试验是钢材机械性能的常用试验方法? 钢材的单向均匀拉伸比压缩、剪切等试验简单易行,试件受力明确,对钢材缺陷的反应比较敏感,试验所得各项机械性能指标对于其它受力状态的性能也具有代表性。因此,它是钢材机械性能的常用试验方法。 8、净力拉伸试验的条件有哪些? ①规定形状和尺寸的标准试件;②常温(205℃);③加载速度缓慢(以规定的应力或应变速 度逐渐施加荷载)。 9、在钢材静力拉伸试验测定其机械性能时,常用应力-应变曲线来表示。其中纵坐标为名义应力,试解 释何谓名义应力? 所谓名义应力即为试件横截面上的名义应力=F/A0(F、A0为试件的受拉荷载和原横截面面积)。 10、钢材的弹性? 对钢材进行拉伸试验,当应力不超过某一定值时,试件应力的增或减相应引起应变的增或减; 卸除荷载后(=0)试件变形也完全恢复(ε=0),没有残余变形。钢材的这种性质叫弹性。 11、解释名词:比例极限。 比例极限:它是对钢材静力拉伸试验时,应力-应变曲线中直线段的最大值,当应力不超过比例极限时,应力应变成正比关系。 12、解释名词:屈服点 屈服点:当钢材的应力不增加而应变继续发展时所对应的应力值为钢材的屈服点。 13、解释名词:弹性变形 弹性变形:卸除荷载后,可以完全恢复的变形为弹性变形。 14、解释名词:塑性变形 塑性变形:卸除荷载后,不能恢复的变形。 15、解释名词:抗拉强度 抗拉强度:钢构件受拉断裂时所对应的强度值。 16、解释名词:伸长率 伸长率是钢结构试件断裂时相对原试件标定长度的伸长量与原试件标定长度的比值,用δ5;或δ10表示。δ5 表示试件标距l0与横截面直径d0之比为5;δ10表示试件标距l0与横截面直径d0之比 为10。对于板状试件取等效直径d0=2π0A A0为板件的横截面面积。 17、钢材承载力极限状态的标志是什么、并做必要的解释。 钢材在弹性阶段工作即σ﹤f y时,应力与应变间大体呈线性正比关系,其应变或变形值很小,钢材具有持续承受荷载的能力;但当在非弹性阶段工作即σ﹥f y时,钢材屈服并暂时失去了继续承受荷载的能力,伴随产生很大的不适于继续受力或使用的变形。因此钢结构设计中常把屈服强度f y定为构件应力可以达到的限值,亦即把钢材应力达到屈服强度f y作为强度承载力极限状态的标志。 18、解释屈强比的概念及意义。 钢材屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比。屈强比表明设计强度的一种储备,屈强比愈大,强度储备愈小,不够安全;屈强比愈小,强度储备愈大,结构愈安全,但当钢材屈强比过小时,其强

同济大学钢结构基本原理(第二版)习题参考解答第五章

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?及其稳定临界荷载. 如改用Q345钢2 310/d f N mm =,则各为多少? 解答: 查P335附表3-6,知I16截面特性,2 6.57, 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 1.02600 39.665.7 x x x l i 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137.6 1.48λπ = = = 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 () 223212?ααλλλ?= ++?? ()2210.9650.300 1.48 1.482 1.48?=+?+?? ? 0.354= (或计算137.6λ=,再由附表4-4查得0.354?=) 故得到稳定临界荷载为2 0.35426.1110215198.7crd d N Af kN ?==???= 当改用Q365钢时,同理可求得 1.792λ=。 由式5-34b 计算得0.257?= (或由166.7λ=,查表得0.257?=) 故稳定临界荷载为2 0.25726.1110310208.0crd d N Af kN ?==???= 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2 205/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.

钢结构设计原理 基本概念复习题及参考答案

2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题: 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁,翼缘的局部稳定常采用的方法来保证,而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ,也不得小于 8hf ;侧面角焊缝承受静载时,其 计算长度不宜大于 60hf 。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看,纯弯曲的弯矩图为,均布荷载的弯矩图为,跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同,直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件,型钢截面可分为和;组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 1.承载能力极限状态,正常使用极限状态 2.加强受压翼缘,减少侧向支承点间的距离(或增加侧向支承点) 3.螺栓材质,螺栓有效面积 4.塑性破坏,脆性破坏 5.限制宽厚比,设置加劲肋 6.性能等级,螺栓直径

7.8h f,40mm,60 h f 8.钢号,截面类型,长细比 9.焊接连接,铆钉连接,螺栓连接 10.应力集中,应力幅(对焊接结构)或应力比(对非焊接结构),应力循环次数 11.矩形,抛物线,三角形 12.弯曲屈曲,扭转屈曲,弯扭屈曲 13.技术先进,经济合理,安全适用,确保质量 14.普通缝,平坡缝,深熔缝,凹面缝 15.热轧型钢,冷弯薄壁型钢,实腹式组合截面,格构式组合截面 16.荷载类型,荷载作用点位置,梁的截面形式,侧向支承点的位置和距离,梁端支承条件 二、问答题: 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义? 2.焊缝可能存在哪些缺陷? 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标?分别由什么试验确定? 5.什么是钢材的疲劳? 6.选用钢材通常应考虑哪些因素? 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响? 8.焊缝的质量级别有几级?各有哪些具体检验要求? 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接,在抗剪连接中,它们的传力方式和破坏形式有何不同? 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时,对虚轴为什么要采用换算长细比? 11.轴心压杆有哪些屈曲形式? 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同? 13.在抗剪连接中,普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同? 14.钢结构有哪些连接方法?各有什么优缺点? 15.对接焊缝的构造有哪些要求? 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的?焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响?减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些? 17.什么叫钢梁丧失整体稳定?影响钢梁整体稳定的主要因素是什么?提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么? 18.角焊缝的计算假定是什么?角焊缝有哪些主要构造要求? 19.螺栓的排列有哪些构造要求? 20.什么叫钢梁丧失局部稳定?怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定?

《钢结构基本原理》作业解答

《钢结构基本原理》作业 判断题 2、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。 正确错误 答案:正确 、目前钢结构设计所采用的设计方法,只考虑结构的一个部件,一个截面或者一个1 .局部区域的可靠度,还没有考虑整个结构体系的可靠度 正确答案: 、柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力,此水平反力应由底板与砼基础间的20 摩擦力或设置抗剪键承受。 答案:正确 计算的剪力两者中的较、计算格构式压弯构件的缀件时,应取构件的剪力和按式19 大值进行计算。 答案:正确 、加大梁受压翼缘宽度,且减少侧向计算长度,不能有效的增加梁的整体稳定性。18 答案:错误 、当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载,且该处又未设置支承加劲肋时,则17 应验算腹板计算高度上边缘的局部承压强度。 答案:正确 、在格构式柱中,缀条可能受拉,也可能受压,所以缀条应按拉杆来进行设计。16 答案:错误 .愈大,连接的承载力就愈高15、在焊接连接中,角焊缝的焊脚尺寸 答案:错误 、具有中等和较大侧向无支承长度的钢结构组合梁,截面选用是由抗弯强度控制设14 计,而不是整体稳定控制设计。 答案:错误 、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,13 出现塑性铰时来建立的计算公式。

答案:错误 1. 12、格构式轴心受压构件绕虚轴稳定临界力比长细比相同的实腹式轴心受压构件低。 原因是剪切变形大,剪力造成的附加绕曲影响不能忽略。 答案:正确 11、轴心受力构件的柱子曲线是指轴心受压杆失稳时的临界应力与压杆长细比之间 的关系曲线。 答案:正确 10、由于稳定问题是构件整体的问题,截面局部削弱对它的影响较小,所以稳定计算 中均采用净截面几何特征。 答案:错误 9、无对称轴截面的轴心受压构件,失稳形式是弯扭失稳。 答案:正确 8、高强度螺栓在潮湿或淋雨状态下进行拼装,不会影响连接的承载力,故不必采取 防潮和避雨措施。 答案:错误 7、在焊接结构中,对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明,1 级可以不在结构设计图纸中注明。 答案:错误 6、冷加工硬化,使钢材强度提高,塑性和韧性下降,所以普通钢结构中常用冷加工 硬化来提高钢材强度。() 答案:错误 5、合理的结构设计应使可靠和经济获得最优平衡,使失效概率小到人们可以接受程 度。() 答案:正确 4、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。() 答案:正确 3、钢材缺口韧性值受温度影响,当温度低于某值时缺口韧性值将急剧升高。()答案:错误 一、名词解释

钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版

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 σεα ε==? 非弹性阶段:'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα =+- =+- 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:5 2350.001142.0610 y f E ε= = =? 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 0 tgα=E σf y C σF

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=-= 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)。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外,载一定作用力下,作用时间越快,钢材强度会提高、而变形能力减弱,钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系:反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅(焊接结构)来量度。一般来说,应力比或应力幅越大,疲劳强度越低;而作用时间越长(指次数多),疲劳强度也越低。 2.4试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答:(1)钢材的化学成分,如碳、硫、磷等有害元素成分过多;(2)钢材生成过程中造成的缺陷,如夹层、偏析等;(3)钢材在加工、使用过程中的各种影响,如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响;(4)钢材工作温度影响,可能会引起蓝脆或冷脆;(5)不合理的结构细部设计影响,如应力集中等;(6)结构或构件受力性质,如双向或三向同号应力场;(7)结构或构件所受荷载性质,如受反复动力荷载作用。 2.5 解释下列名词: (1)延性破坏 延性破坏,也叫塑性破坏,破坏前有明显变形,并有较长持续时间,应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 (2)损伤累积破坏 指随时间增长,由荷载与温度变化,化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。

同济大学钢结构设计原理题库及答案

一、填空题 1.承受动力荷载作用的钢结构,应选用综合性能好的钢材。 2.冷作硬化会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性、韧性降低。 3.钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。 4.钢材中氧的含量过多,将使钢材出现热脆现象。 5.钢材含硫量过多,高温下会发生热脆,含磷量过多,低温下会发生冷脆。 6.时效硬化会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性、韧性降低。 7.钢材在250oC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象,称之为蓝脆现象。 8.钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越强。9.钢材牌号Q235-BF,其中235表示屈服强度 ,B表示质量等级为B 级 ,F表示沸腾钢。 10.钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。 11.钢材在250oC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象,称之为蓝脆现象。 12.焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应,一般采用等强度原则。 13.钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 N、O 为有害的杂质元素。 14.衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。 15..结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。 16.承重结构的钢材应具有抗拉强度、屈服点、伸长率和硫、磷极限含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳极限含量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,应具有冷弯试验的的合格保证。 17.冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质 量的综合指标。 18.冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。 19.薄板的强度比厚板略高。 20.采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条。 21.焊接残余应力不影响构件的强度。

钢结构基本原理课程设计

2013级土木工程专业 《钢结构》课程设计任务书 钢结构课程是土木工程专业重要的实践性教学环节,是对学生知识和能力的总结。通过钢结构课程设计,使学生进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点,掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析,掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下,参考已学过的课本及有关资料,综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识,进行基本的钢结构设计计算,并绘制钢结构施工图。 设计题目: 钢结构平台梁板柱的设计 设计资料: (a) (b) (a) 梁格布置(b) 次梁布置简图 钢结构平台的梁格布置如如上图所示。铺板为预制钢筋混凝土板。平台永久荷载(包括铺板重力)为5kN/m2,荷载分项系数为,可变荷载分项系数为m2,荷载分项系数为;活荷载F=,钢材采用Q235,E43型焊条,焊条电弧焊。试对此钢结构平台的次梁、主梁和柱子(包括柱脚)进行设计。 要求: 1.每位同学自己独立完成,不能有任何雷同的课程设计计算书,否则都记为不及格; 2.课程设计计算书可以手写也可以打印,打印使用A4纸张; 3.完成并提交期限时间为第15周周五(12月9日)。 提示:可以参考教材P131例题4-2,P135例题4-4,P149习题4-10,P186习题5-2。

《课程设计说明书》格式规范 一、封面要求 学生提交的正稿封面样式附后。评定成绩必须有教师签名并写出评语。 二、正文规范 1、字体字号要求 ①设计标题用小三号黑体、居中,英文标题对应用小三号Times New Roman、居中,“摘要”用5号黑体,中文摘要内容用5号宋体,“Abstract”用5号黑体,英文摘要内容用5号Times New Roman。 ②课程设计正文内容 第一级标题用四号黑体、靠左;第二级标题用小四号黑体、靠左;正文全文用小四号宋体、英文用Times New Roman 12。 ③页码用小五号居中,页码两边不加修饰符,页码编号从正文开始。 ④图表标题用小五号黑体,居图表幅宽中间位置。 2、内容要求 ①正文必须按照《湖南农业大学学报(自然科学版)》要求,即包括完整的标题、作者、指导教师、中英文摘要、前言、方案比较分析、设计计算、讨论、小结、参考文献、致谢、附录含计算数据、参考手册相关计算表格等。 ②文理通顺、说理有据。 ③图表中文标题下必须有英文对照。

钢结构基本原理(第二版)习题参考解答第二章

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。 tgα'=E' f 0f 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 E σεαεα=+-=+- 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 0σF 图2-35 理想化的σε-图 解: (1)A 点: 卸载前应变:5235 0.001142.0610y f 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=-= 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)。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外,载一定作用力下,作用时间越快,钢材强度会提高、而变形能力减弱,钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系:反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅(焊接结构)来量度。一般来说,应力比或应力幅越大,疲劳强度越低;而作用时间越长(指次数多),疲劳强度也越低。 2.4试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答:(1)钢材的化学成分,如碳、硫、磷等有害元素成分过多;(2)钢材生成过程中造成的缺陷,如夹层、偏析等;(3)钢材在加工、使用过程中的各种影响,如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响;(4)钢材工作温度影响,可能会引起蓝脆或冷脆;(5)不合理的结构细部设计影响,如应力集中等;(6)结构或构件受力性质,如双向或三向同号应力场;(7)结构或构件所受荷载性质,如受反复动力荷载作用。 2.5 解释下列名词: (1)延性破坏 延性破坏,也叫塑性破坏,破坏前有明显变形,并有较长持续时间,应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 (2)损伤累积破坏 指随时间增长,由荷载与温度变化,化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。 (3)脆性破坏

钢结构设计原理的课程设计报告

XX 工学院 课程实训 课程名称:钢结构设计原理专业层次:土木工程(卓越)

1、设计资料 1)某厂房跨度为24m,总长90m,柱距6m,屋架下弦标高为18m。 2)屋架铰支于钢筋混凝土柱顶,上柱截面400×400,混凝土强度等级为C30。 3)屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板(屋面板不考虑作为支撑用)。 4)该车间所属地区西安。 5)采用梯形钢屋架。 考虑静载:①预应力钢筋混凝土屋面板(包括嵌缝)1400N/m2 ②二毡三油防水层400N/m2 ③20mm厚水泥砂浆找平400N/m2 ④支撑重量70N/m2 考虑活载:活载700N/m2

6)钢材选用Q345钢,焊条为E50型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板,故采用无檩体系平破梯形屋架。 屋面坡度 i=1/10; 屋架计算跨度L 0=24000-300=23700mm ; 端部高度取H=1990mm ,中部高度取H=3190mm (为L 0/7.4)。 屋架几何尺寸如图1所示: 1拱50 图1:24米跨屋架几何尺寸

三、支撑布置 由于房屋长度有6米,故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆,其中屋脊和两支座处为刚性系杆,其余三道为柔性系杆。 上弦平面支撑布置

屋架和下弦平面支撑布置

垂直支撑布置 4、设计屋架荷载 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,从资料可知屋面活荷载大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2,故不考虑风荷载的影响。沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosα=√1+102/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式( P=0.12+0.011 跨度)计 w 算,跨度单位为m。 标准永久荷载: 二毡三油防水层

2011-2012钢结构设计原理 试题及答案 2

广州大学2010~2011 学年第 1 学期考试卷 课程钢结构设计原理考试形式(开卷/闭卷,考试/考查)学院土木工程系建工专业班级学号姓名_ (改题需注意:每个小题处仅写扣分,即负分,如-1,不能写加分,如+1,大题(如一、二)前写得分,如20,不能写+20,小题(如1,2)前不能写得分,另外,改完后需核准每一小题扣分、每一大题得分;而且每一大题得分应与上表中的分数统计一致,最后还要把上表的总分核准,卷子改完后,需找另一人按照上述程序复核一下,分数有修改处需相应改题老师签字,否则在考卷的评估中,改卷老师就要领取相应的教学事故,会影响以后的聘任) 一、选择题:(每题1分,共10分) 1. 承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是(c ) a抗拉强度、伸长率b抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 c抗拉强度、屈服强度、伸长率d屈服强度、伸长率、冷弯性能 2. 钢材牌号Q235、Q345、Q390是根据材料的___a__进行命名。 a 屈服点 b 设计强度 c 标准强度 d 含碳量 3. 在钢材所含化学元素中,均为有害杂质的一组是__ c _。 a 碳磷硅 b 硫磷锰 c 硫氧氮 d 碳锰矾 4.轴心压杆整体稳定公式 N f A ? ≤的意义为__d____。 a 截面平均应力不超过材料的强度设计值; b 截面最大应力不超过材料的强度设计值; c 截面平均应力不超过构件的欧拉临界应力值; d 构件轴心压力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值。 5. 为提高梁的整体稳定性,从用钢量的角度,经济的做法是( c ) a加强两个翼缘b加强受拉翼缘 c受压翼缘设侧向支承d加高腹板 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是__d____。 a 摩擦面处理不同 b 材料不同

同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版

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 y y y 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:5235 0.001142.0610y f 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)。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外,载一定作用力下,作用时间越快,钢材强度会提高、而变形能力减弱,钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系:反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅(焊接结构)来量度。一般来说,应力比或应力幅越大,疲劳强度越低;而作用时间越长(指次数多),疲劳强度也越低。 试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答:(1)钢材的化学成分,如碳、硫、磷等有害元素成分过多;(2)钢材生成过程中造成的缺陷,如夹层、偏析等;(3)钢材在加工、使用过程中的各种影响,如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响;(4)钢材工作温度影响,可能会引起蓝脆或冷脆;(5)不合理的结构细部设计影响,如应力集中等;(6)结构或构件受力性质,如双向或三向同号应力场;(7)结构或构件所受荷载性质,如受反复动力荷载作用。 解释下列名词: (1)延性破坏 延性破坏,也叫塑性破坏,破坏前有明显变形,并有较长持续时间,应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 (2)损伤累积破坏 指随时间增长,由荷载与温度变化,化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。 (3)脆性破坏 脆性破坏,也叫脆性断裂,指破坏前无明显变形、无预兆,而平均应力较小(一般小于屈服点fy )的破坏。 (4)疲劳破坏 指钢材在连续反复荷载作用下,应力水平低于极限强度,甚至低于屈服点的突然破坏。 (5)应力腐蚀破坏 应力腐蚀破坏,也叫延迟断裂,在腐蚀性介质中,裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。 (6)疲劳寿命 指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。 一两跨连续梁,在外荷载作用下,截面上A 点正应力为21120/N mm σ=, 2280/N mm σ=-,B 点的正应力2120/N mm σ=-,22120/N mm σ=-,求梁A 点与B 点的应力比和应力幅是

《钢结构设计基本原理》练习及答案大全完整版

一 填空题 1、 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时,应采用荷载的 设计 值;计算疲劳时,应采用荷载的 标准 值。 2、 钢材Q235B 中,235代表 屈服值 ,按脱氧方法该钢材属于 镇静 钢。 3、 对于普通碳素钢,随含碳量的增加,钢材的屈服点和抗拉强度 升高 ,塑性和韧性 降低 ,焊接性能 降低 。 4、当采用三级质量受拉斜对接焊缝连接的板件,承受轴心力作用,当焊缝轴线与轴心力方向 ,焊缝强度可不计算 。 5 、 等因素综合考虑,选用合适的钢材。 6、钢材受三向同号拉应力作用,数值接近,即使单项应力值很大时,也不易进入 塑性 状态,发生的破坏为 脆性 破坏。 7、在普通碳素结构钢的化学成分中加入适量的硅、锰等合金元素,将会 提高 钢材的强度。 8、 轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板的 受弯 受力工作确定的。 9、如下图突缘式支座加劲肋,应按承受支座反力的轴心受压构件计算梁平面外(绕Z 轴)稳定,钢材Q235 , 其长细比为 21.07 。 1 200 10

10 的影响。 11、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制挠度,拉、压构件要限制 长细比。 12、钢材经过冷加工后,其强度和硬度会有所提高,却降低了塑性和韧性,这种现象称为钢 。 13 拉伸并卸载后,也称为名义屈服点。14 15和构件或连接的构造形式。 16 17构件的稳定承载力。18 承压型连接。 19、对于单轴对称的轴心受压构件,绕非对称主轴屈曲时,会发生弯曲屈曲;而绕对称主轴 20 高稳定承载力。 21、梁的整体稳定系数φb大于0.6时,需用φb′代替φb,它表明此时梁已经进入 _______ __阶段。 22、弯矩绕虚轴作用的双肢格构式压弯构件,采用缀条式格构柱,其分肢的稳定应按 构件进行验算。 23强度确定的。 24原则。 25、设杆件节点间的几何长度为l,则梯形钢屋架的支座斜杆在屋架平面内的计算长度为 杆件几何长度或l。 26、钢材的冲击韧性越小,。 27。

钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)

《钢结构设计原理》
三. 连接
3.8 试设计如图所示的对接连接(直缝或斜缝)。轴力拉力设计值 N=1500kN,钢材
Q345-A,焊条 E50 型,手工焊,焊缝质量三级。
解: 三级焊缝
N
N
500
查附表 1.3:
f tw
?
265 N/mm 2 ,
f
w v
? 180 N/mm 2
10
不采用引弧板: lw ? b ? 2t ? 500 ? 2 ?10 ? 480 mm
?
?
N lwt
1500 ?103 ?
480 ?10
? 312.5N/mm2
?
ftw
?
265N/mm2 ,不可。
改用斜对接焊缝: 方法一:按规范取 θ=56°,斜缝长度:
lw? ? (b / sin? ) ? 2t ? (500 / sin 56?) ? 20 ? (500 / 0.829 ) ? 20 ? 583mm
?
?
N sin? lw? t
? 1500?103 ?0.829 583?10
? 213N/mm2
?
ftw
? 265N/mm2
?
?
N cos? lw? t
? 1500?103 ?0.559 583?10
? 144N/mm2
?
fvw
? 180N/mm2
设计满足要求。
方法二:以 θ 作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
3.9 条件同习题 3.8,受静力荷载,试设计加盖板的对接连接。 解:依题意设计加盖板的对接连接,采用角焊缝连接。
查附表
1.3:
f
w f
?
200 N/mm
2
试选盖板钢材 Q345-A,E50 型焊条,手工焊。设盖板宽 b=460mm,为保证盖板与连
接件等强,两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度:
t2
?
A1 2b
?
500 ?10 2? 460
?
5.4mm
,取
t2=6mm
由于被连接板件较薄 t=10mm,仅用两侧缝连接,盖板宽 b 不宜大于 190,要保证与母
材等强,则盖板厚则不小于 14mm。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接,先采用三面
围焊。
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