《鋼結構基本原理》作業(yè)解答

《鋼結構基原理》作業(yè)答[斷題]、在格構式柱中，綴條可能受拉，也可能受壓，但設計時綴條應按拉桿來進行設計。參考答案：錯誤論述題］14工字形截面繞強軸的塑性發(fā)展系數(shù)與繞弱軸的塑性發(fā)展系數(shù)哪個大？為什么？15對于軸壓構件，有時也常采用格構式截面（1）請說明什么情況下比較適合采用格構式截面（采用格構式截面時為什么采用換算長細比來計算虛軸的穩(wěn)定承載力？（在已知雙肢格構柱截面形式的條件下，如何計算換算長細比和驗算繞虛軸的穩(wěn)定性？）對于雙肢綴條柱了上一問的驗算外還需驗算哪些內容？答14:繞弱軸的塑性發(fā)展系數(shù)大;繞強軸受彎，翼？發(fā)生屈服以后截面繼續(xù)發(fā)生塑性發(fā)展的潛力不大。16答）、柱的計算長度較大B柱所承受的軸向荷載較大

C、對柱的剛度要求較嚴格，這樣情況下截面強度富余由穩(wěn)定控制做實腹式浪費材料，所以采用格構式。（2）構件在微彎的臨界平衡狀態(tài)外，將在截面上產(chǎn)生剪力，從而產(chǎn)生剪切變形。對于實腹式構件而言，剪力由腹板承擔，而腹板的剪切剛度又很所以剪切變形小可以忽略不計，但是對于由綴材組成的格構式截面剪力由綴材承擔變形較大不能忽略慮剪切變形的影響，構件的臨界承載力降低了，規(guī)范用增大長細比的方法考慮這種影響，所以繞虛軸失穩(wěn)時，采用換算長細比。ox

27x

AA1（3）綴條柱（4）還需驗算：A、格構柱的凈截面強度;B格構柱繞實軸的穩(wěn)定性

C、格構柱繞兩個軸的長細比是否需要滿足剛度要求

D單肢的穩(wěn)定

綴條的穩(wěn)定

F綴條與柱肢連接的強度驗算。論述題］、焊接工字形截面柱，截面幾何尺寸如圖所示。柱的上、下端均為接，柱承的軸心壓力設計值為1000kN，鋼材為翼為火焰割邊，焊條為系，手工焊。試驗算該柱的整體穩(wěn)定性。參考資料:f=215N/mm，λ2030405060708090φ。9360.8990.6881

【述、析圖示實腹軸心受壓柱頭的傳力路線，寫出焊縫①、②的計算表式縫強度設計值）答：2

[論述題11綴板式軸壓柱由兩槽鋼［組A柱高為7m端鉸接在柱中間設有一側向支撐，試確定其最大承載力設計(知單個槽鋼［的幾何特性答解[單選題10驗算工字型軸心受壓柱時，公式中的A代表C）.A:翼緣面積B：腹面積C：的毛面積D：柱凈面積［選9、構式軸心受壓構件的斜綴條一般采用單角鋼截面形式，與構件肢件單面連接綴條截面按（B）設A:軸心受拉構件B：心受壓構件C:拉彎構件3

D:壓彎構件[單選8兩端鉸接的理想軸心受壓構件，當構件為雙軸對稱截面形式時,軸心壓力作用下構件可能發(fā)生（AA彎曲屈曲和扭轉屈曲B:彎屈曲和彎扭屈曲C：轉屈曲和彎扭屈曲D：彎屈曲和側扭屈曲[單選7、為防止鋼構件中的板件失穩(wěn)采取加勁肋措施，這一做法是為了（A）.A改變板件的寬厚比B：大截面面積C：變截面上的應力分布狀態(tài)D：增截面的慣性矩[單選6、在軸心受力構件的強度計算中，現(xiàn)行國家規(guī)范采用（C)的計算方法。A:毛截面應力不超過比例極限B：截面應力不超過抗拉強度C：截面應力不超過屈服強度D:凈截面應力不超過抗拉強度［選]、軸心受壓格構式構在驗算其繞虛軸的整體穩(wěn)定時采用換算長細比，是因(CA:格構構件的整體穩(wěn)定承載力高于同截面的實腹構件B：慮強度降低的影響C：慮剪切變形的影響D:考慮單支失穩(wěn)對構件承載力的響[判斷題、軸壓工字型構件柱翼緣和腹板的局部穩(wěn)定是根據(jù)板件的局部屈服應力不小于構件臨界力原則確定的(正確）[判斷］4、確定軸心受壓實腹柱腹板和翼緣寬厚比的原則等強度原則）[單題2、構式軸心受壓構件的等邊單角鋼斜綴條可按軸心受壓構件設計，但強度設計值要乘以折減系數(shù)以考慮BA剪力的影響B(tài)：面連接偏心的影響C：件的焊接缺陷的影響D：節(jié)構件不對中的影響[單選1、軸心受壓構件，當構件截面無孔眼削弱可不進行（AA構件的強度計算B：件的剛度計算C：件的整體穩(wěn)定計算D:構件的局部穩(wěn)定計算［述]、謂焊接板梁的最大高度和最小高度？梁的經(jīng)濟高度的范圍？腹板厚或太薄會出現(xiàn)什么問題？13、為何梁截面的翼緣厚度應大于腹板厚度

tt

w

？14、驗算梁的截面是否安全可靠時要驗算哪幾項后才能得出結論？15、有哪幾種應力會引起梁腹板局部屈曲又有哪些措施可提高腹板的穩(wěn)定性？4

16、次梁與主梁的連接形式有哪幾種各有哪些優(yōu)缺點答：12答：梁的高度應由建筑高度、剛度要求和經(jīng)濟條件三者來確定。建筑高度是指梁格底面最低表面到樓板頂面之間的高度，它的限制決定了梁的最大可能高度,一般由建筑師提出；剛度要求是要求梁的撓度最小高度；由經(jīng)濟條件可定出梁的經(jīng)濟高度，一般由梁的用鋼量為最小來確定，梁的經(jīng)濟高度的范圍為：

，它決定了梁的minmax腹板太厚將增加用鋼量導致不經(jīng)濟而太薄梁的腹板將不能保證局部穩(wěn)定性要定性承載能力降低。13、答：在焊接梁的設計中，翼緣板的屈服常用限制寬厚比的辦法來保證，而腹板的屈曲則采用配置加勁肋的辦法解決，因此梁截面的翼緣厚度大于腹板厚度。14、答:型鋼梁的設計應滿足強度、剛度、整體穩(wěn)定性的要求。由于型鋼梁受軋制條件限制，腹板和翼緣的寬厚比都不太大不必進行局部穩(wěn)定驗算。焊接梁選定截面后,要進行強度、整體和局部穩(wěn)定的驗算，而不必進行剛度驗算.15、答：剪應力、彎曲應力及局部壓應力都會引起梁腹板局部屈曲，為了保證腹板不發(fā)生局部屈曲,應設置加勁和適當加厚腹板的厚度。16、答：連接形式有疊接和平界兩種疊接是將次梁直接擱在主梁上面，用螺栓或焊縫連接，構造簡單，但需要的結構高度大，其使用常受到限制。平接是使次梁頂面與主梁相平或略高、略低于主梁頂面，從側面與主梁的加勁肋或在腹板上專設的短角鋼或支托相連接平界雖構造復雜，但可降低結構高度，故在實際工程中應用廣泛。［論述題]11、

進行梁的強度驗算時，應驗算哪些內容？參考答案:［單選題10焊接工字形梁的腹板（Q235鋼）局部穩(wěn)定常采用配置加頸肋的方法來解決若時，（D）。A:能發(fā)生剪切失穩(wěn)，應配置橫向加勁肋B：可能發(fā)生彎曲失穩(wěn),配置縱向加勁肋和橫向加勁肋C：可能發(fā)生彎曲失穩(wěn)，應配置橫向加勁肋D：可能剪切失穩(wěn)和彎曲失穩(wěn)，應配置橫向加勁肋和縱向加勁肋[單選題]在焊接工字形組合梁中，翼緣與腹板連接的角焊縫計算長度不受的限制，是因為（D）A：截面形式的關系B：施焊次序的關系C：梁設置有加勁肋的關系D:內力沿側面角焊縫全長分布的關系［判斷題經(jīng)濟梁高指的是用鋼量最小時梁的截面高度。（正確）[判斷題]在主平面內受彎的實腹構件，其抗彎強度計算是以截面彈性核心幾乎完全消失，出現(xiàn)塑性鉸時來建立的計算公式。

(錯誤)［判斷題6、梁在彎矩平面內的整體失穩(wěn)的方式為彎扭失穩(wěn).5

錯誤）

[判斷題］設計焊接工字形截面梁時，腹板布置橫向加勁肋的主要目的是提高梁的抗彎強度。（

錯誤）［單選題]在主平面內受彎的工字形截面組合梁，在抗彎強度計算中，允許考慮截面部分發(fā)展塑性變形，繞x軸和y軸的截面塑性發(fā)展系數(shù)和分別為D)。A：1.05，1。05B:1.2，1.2C：115，1。D：105，1。［單選題3加強受壓翼緣的單軸對稱工字形等截面簡支梁，跨中有一集中荷載作用在腹板平面內，集中荷載作用點位于（D）時，梁的整體穩(wěn)定性最好。A：上翼緣上表面B：形心與上翼緣之間的截面剪力中心C:截面形心D：下翼緣下表面［單選題焊接工字形截面簡支梁,其他條件均相同的情況下,(A)時，梁的整體穩(wěn)定性最差。A：兩端有相等彎矩作用(純彎）B:跨均布荷載作用C：跨中有集中荷載作用D:在距支座處各有一相同集中力作用[單選題]1、焊接工字形截面簡直梁，其他條件均相同的情況下,當(A）時,梁的整體穩(wěn)定性最好。A：加強梁的受壓翼緣寬度B：加強梁的受拉翼緣寬度C：梁的受壓翼緣與受拉翼緣寬度相同D:在距支座處減小受壓翼緣寬度［論述題]18、圖示連接中，焊腳尺寸為8mm，材為厚小于16mm時強度設計值為215N/mm2板厚大于16mm時強度設計值為手工焊條為焊縫強度設計為試計算連接承受靜力荷載時的設計承載能力。參考答案：？13、(論述題）如所示試設計雙角鋼與節(jié)點板的角焊縫連接。鋼材Q235-B焊條為E43型，手工焊作用著軸心力N=1000KN（設計值），試采用三面圍焊進行設計6

答：解：7

［論述題]14—17題14、簡述普通螺栓受剪連接的幾種破壞形式？15、把鋼板接長，可以用對接焊，也可用角焊縫，各有什么利弊？16、當不同寬度鋼板對接時，常常建議較寬板作小于12.5的斜向切角與較窄板相連，為什么?17、角焊縫中端縫、側縫各指什么？受力性能有何不同？答:14、答：普通螺栓受剪連接破壞形式是：Ⅰ、螺栓桿剪斷；Ⅱ、孔壁承壓破壞Ⅲ、連接板靜截面強度破壞；Ⅳ、板件端部沖剪破壞;、螺栓受彎破壞.15、答:對接焊利弊：省材、傳力平順、無明顯應力集中、焊件較厚時需剖口、較費工費時、要求構件精度較高、尺寸調節(jié)余地較小。角焊縫利弊：費材、有明顯應力集中、無需剖口、長度可有一定調節(jié)余地。16、答：減小應力集中。17、答：端縫為受力方向與焊縫長度方向垂直的焊縫，側縫為受力方向與焊縫長度方向平行的焊縫。端縫應力分布不均勻應力集中嚴重，但端縫總體上強度較高。側縫應力在焊縫兩端大,中間小，總體上強度比端縫低，且焊縫長度有限制。［判斷題]12、焊接結構中的側面角焊縫長度過長時，在外荷載作用下會造成焊縫中間應力可能先達到極限值，從而先發(fā)生破壞。（錯誤)［單選題11、普通螺栓和承壓型高強度螺栓受剪連接的四種可能破壞形式是：Ⅰ、螺桿剪斷；Ⅱ、孔壁承壓破壞；Ⅲ、板件被拉斷；Ⅳ、板件端部沖剪破壞。其中(A）種形式是通過計算來保證。A：Ⅰ，Ⅱ，ⅢB:,Ⅱ，ⅣC:Ⅰ，Ⅲ，ⅣD：Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ[單選題]、心受力構件的強度計算，一般采用軸力除以凈截面面積，這種計算方法對下列哪種連接方式是偏于保守的?（A）A：摩擦型高強度螺栓連接8

B：承壓型高強度螺栓連接C：普通螺栓連接D:鉚釘連接［單選題高強度螺栓摩擦型連接與高強度螺栓承壓型連接主要區(qū)別是（）A：預拉力不同B：連接處構件接觸面的處理方法不同;C：采用的材料等級不同；D：設計計算方法不同。[單選題］8、圖同6所示的8.8級高強度螺栓摩擦連接，螺栓為M20，徑，連接處構件接觸面的處理方法為噴砂,件所用鋼材為Q235—B、F,連接達到承載力極限狀態(tài)時,受的拉力設計值（B）kN？A：235.60B：309.6C:314。18D:405［論述題6圖8示的級螺栓連接螺栓為M20,孔徑21.5mm，構件所用鋼材為Q235-B、連接達到承載力極限狀態(tài)時，承受的拉力設計值（

B

）？A、163。28B195.20C226.56D、326.56參考答案:B[單選題]7圖同題所示。8級高強度螺栓承壓型連接，螺栓為M20孔徑21。5mm，連接處構件接觸面的處理方法為噴砂,件所用鋼材為Q235—B、F，該連接達到承載力極限狀態(tài)時，承受的拉力設計值（A）kN？（注剪切面不在螺栓螺紋處）A：235.64B：297。60C：463.3D：628。00[單選題5托架下弦桿軸心拉力設計值N=616.5kN,選用雙角鋼110x7組成的截面下弦桿端部與節(jié)點板連接采用雙面?zhèn)群?，角鋼肢背處的角焊縫厚度取。試確定焊縫長度應接近下列何項數(shù)值（A）？A:260mmB：185mmC：360mmD：585mm[單選題］在鋼的牌號上，屈服點由字母(DA：CB：OC：AD：Q

）表示。［單選題在素結構鋼中

A

）不能用于焊接承重結構。9

A：Q235-AB:Q235-BC：Q235—CD:Q235—D[選題]2用手工電弧焊焊接鋼材時，對鋼最宜采用（C型焊條。A：E50B：E45C：E43D：E55[單選題］1需要進行焊縫強度驗算是(C）。A：1級焊縫B：2級焊縫C：3級縫D:1和2級縫第一章緒[判斷題]加工硬化使鋼材強度提高和韌性下降以通鋼結構中常用冷加工硬化來提高鋼材強度)

［判斷題8鋼結構設計除疲勞計算外，采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，用分項系數(shù)設計表達式進行計算正確)[判斷題]鋼結構在扎制時使金屬晶粒變細也能使氣泡、裂紋壓合。薄板輥扎次數(shù)多，其性能優(yōu)于厚板.(正確）[判斷題]目前鋼結構設計采用的設計方法考慮結構的一個部件,一個截面或者一個局部區(qū)域的可靠度,還沒有考慮整個結構體系的可靠度。（正確）[填空題］12-15:12、用來度量結構在規(guī)定的時間內、規(guī)定的條件下完成預定功能的概率的指標稱為__可靠度______13、鋼結構中采用的各種板件和型材都是經(jīng)過多次輥軋而成的，一般薄鋼板的屈服點比厚鋼板____高_____.14、鋼結構需要驗算構件的強度和穩(wěn)定等是否能夠滿足設計要求，這種極限狀態(tài)稱為承載能力________限狀態(tài)。15、在鋼結構中，使用___屈點_作為鋼材靜力強度承載力的極限，設計時尚應對它除以材料分項系數(shù)從而得到鋼材的強度設計值。[論述題］11、平臺柱網(wǎng)為6m8m，即主梁間距為，跨度為梁與柱鉸接如圖所示。平臺密肋鋪板面層和結構自重為6kN/m2,堆放裝修材料的荷載標準值為27kN/m2。計算主梁跨中彎矩設計值.答：M=1/8[1。2x6x6+1.3x27x6x0。85]x82=1777。（kN.m)［單選題鋼結構更適合于建造大跨結構，這是由于(CA：鋼材具有良好的耐熱性B：鋼材具有良好的焊接性C：鋼結構自重輕而承載力高D：鋼結構的實際受力性能和力學計算結果最符合10

）

[單選題］4、3鎮(zhèn)靜鋼設計強度可以提高5，是因為鎮(zhèn)靜鋼比沸騰鋼（A）好。A：脫氧B：爐種C：屈服強度D:澆注質量[單選題］1在結構設計中，失效概率Pf與可靠指標β的關系為BA：Pf越，β越大，結構可靠性越差B：Pf越，β越小，結構可靠性越差C:Pf越，β越小，結構越可靠D:Pf越,β越大,結構越可靠

）.[單選題]在構件發(fā)生斷裂破壞前，有明顯先兆的情況是(BA：脆性破壞B：塑性破壞C:強度破壞D：失穩(wěn)破壞

）的典型特征。［單選題當鋼結構表面可能在短時間內受到火焰作用時，不適合采用的措施是（AA:用高強鋼材B：使用耐火耐候鋼材C：表面覆蓋隔熱層D：使用防火涂料第六章拉與壓彎件

）。［論述題12、當彎矩作用在實腹式截面的弱軸平面內時，為什么要分別進行在彎矩作用平面內、外的兩類穩(wěn)定驗算們分別屬于第幾類穩(wěn)定問題？13、當彎矩繞格構式柱的虛軸作用時，為什么不驗算彎矩作用平面外的穩(wěn)定性答：12、答壓彎構件的彎矩作用在弱軸平面內，使構件截面繞強軸受彎這樣,件可能在彎矩作用平面內彎曲屈曲，也可能在彎矩作用平面外彎扭屈曲。所以，要分別計算彎矩作用平面內和彎矩作用平面外的穩(wěn)定性。他們屬于第二類穩(wěn)定問題。13、:對于彎矩繞虛軸作用的壓彎構件肢件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性已經(jīng)在計算中得到了保證,因此,不必計算整個構件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性。[判斷題]11、在屋面重力荷載作用下，腹板垂直于屋面坡向設置的實腹式檁條為單向受彎構件(

錯誤）[判斷題]10腳錨栓不宜用以承受注腳底部的水平反力,水平反力應由底版與砼基礎間的摩擦力或設置抗剪鍵承受確）［判斷題]一根T截面壓彎構件受軸心壓力N和M作用，當M作用于腹板平面內且使翼緣板受壓，或M作用于腹板平面內而使翼緣板受拉,前者的穩(wěn)定性比后者高。（

正確）［單選題]彎矩作用在對稱平面內的實腹式壓彎構件，在彎矩作用平面內的失穩(wěn)形式是（)A：平面彎曲的失穩(wěn)形式B：空間失穩(wěn)形式C:扭轉失穩(wěn)形式D：彎扭失穩(wěn)形式[單選題］6實腹式偏心受壓構件在彎矩作用平面內整體穩(wěn)定驗算公式中的rx主要是考慮__A___A：截面塑性發(fā)展對承載力的影響B(tài):余應力的影響C：初偏心的影響D：初彎矩的影響［單選題]工形截面壓彎構件腹板的容許高厚比是根據(jù)__B___確定的11

A:于軸壓桿腹板和梁腹板高厚比之間B：與腹板的應力梯度、構件的長細比的關系C：腹板的應力梯度D：構件的長細比參考答案：B［單選題計算格構式壓彎構件的綴件時,剪力應取___C__.A:件實際剪力設計值B：由公式計算的剪力C：上述兩者取大值D：由計算值[判斷題]兩根幾何尺寸完全相同的壓彎構件一根端彎矩使之產(chǎn)生反向曲率，一根產(chǎn)生同向曲率，則前者的穩(wěn)定性比后者的好。(正確）［單選題］承受靜力荷載或間接承受動力荷載的工形截面壓彎構件，其強度計算公式中，塑性發(fā)展系數(shù)rx取__C__。A：1.2B：1.15C:1.05D：1［單選題彎矩作用在實軸平面內的雙肢格構式壓彎柱應進____D__、剛度和綴材的計算。A：強度、彎矩作用平面內穩(wěn)定性、彎矩作用平面外的穩(wěn)定性B：彎矩作用平面內穩(wěn)定性、彎矩作用平面外的穩(wěn)定性C：彎矩作用平面內穩(wěn)定性、彎矩作用平面外穩(wěn)定性D：強度、彎矩作用平面內穩(wěn)定性、單肢穩(wěn)定性第二章鋼構的材[論述題]11-17題11、

選擇鋼材屈服強度作為靜力強度標準值以及將鋼材看作是理想彈性―塑性材料的依據(jù)是什么？12、請問鋼材的強度常常用哪兩個指標來表示？設計中如何考慮或使用這兩個指標13、鋼結構是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的結構。鋼結構與其它材料的結構相比，鋼結構具有哪些特點?14、鋼材塑性性能可用哪兩個指標表示這兩個指標有什么特點？15、引起鋼材變脆的因素有哪些16、鋼材塑性性能伸長率δ5δ10各表示什么含義？數(shù)值的大小關系如何？17、選擇結構用鋼材時要考慮哪些材料性能？答：11、答：依據(jù)：他是①鋼材彈性及塑性工作的分界點，且鋼材屈服后,性變形很大（2%3%。極易為人們察覺可以及時處理，避免突然破壞；②從屈服開始到斷,塑性工作區(qū)域很大，比彈性工作區(qū)域約大倍,是鋼材極大的后備強度,且拉強度和屈服強度的比例又較大，這二點一起賦予構件屈服強度作為強度極限的可靠安全儲備.彈塑性材料的依據(jù)①于沒有缺陷和殘余應力影響的試件,比例極限和屈服強度是比較接近又為鋼材開始屈服時應變很小因此近似認為在服點以前鋼材為完全彈性的即將服點以前的應力應變圖簡化為一條斜線②為鋼材流幅相當長，而強化階段的強度在計算中又不用，從而將屈服點后的應力應變圖簡化為一條水平線。12、答：鋼材的強度指標常常用屈服強度和抗拉強度來表示。依據(jù)屈服強度確定構件截面尺寸，抗拉強度體現(xiàn)了構件或結構的安全儲備。13、答：優(yōu)點：⑴鋼結構強度高，強重比大、塑性好、韌性好；⑵材質均勻，幾乎完全符合我們學過的力學假定；⑶制作簡便，施工工期短。缺點：⑴耐熱但不耐火;⑵鋼結構易腐蝕，維護費用大。14、答:伸長率和斷面收縮率伸長率測量方便；斷面收縮率能更好地衡量材料的塑性性能。12

15、答：化學成分、冶煉方法、脫氧程度、時效、冷作硬化、溫度、應力集中、作用應力方式等。16、答：分別為試件標距長度是試件中部直徑（或邊長）的5倍或10倍時的伸長率。δ5〉δ17、答