钢结构第四版课后答案
钢结构第四版课后答案
【篇一：钢结构基本原理课后习题答案完全版】
，请写出弹性阶段和非弹性阶段的?关系式。
00图2-34 ???图
（a）理想弹性－塑性（b）理想弹性强化
解：
（1）弹性阶段：??e??tan???
非弹性阶段：??fy（应力不随应变的增大而变化）
（2）弹性阶段：??e??tan???
非弹性阶段：??fy?e(??fy
e)?fy?tan?(??fy
tan?)
2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的???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?、卸载后残余应变?c及可恢复的弹性应变?y各是多少？
fy?235n/mm2 ?c?270n/mm2 ?f?0.025
e?2.06?105n/mm2e?1000n/mm2
图2-35 理想化的???图
解：
（1）a点：
卸载前应变：??fy
e?235
2.06?105?0.00114
卸载后残余应变：?c?0 可恢复弹性应变：?y????c?0.00114（2）b点：
卸载前应变：???f?0.025
卸载后残余应变：?c???fye?0.02386 可恢复弹性应
变：?y????c?0.00114
（3）c点：
卸载前应变：???f??c?fye?0.025?0.035?0.06 卸载后残余应变：?c????ce?0.05869 可恢复弹性应变：?y????c?0.00131
2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的???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???曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力??fy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???曲线基本无变化；当?fy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???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???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???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
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。2.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上a点正应力
为?1?120n/mm2，?2??80n/mm2，b点的正应
力?1??20n/mm2，?2??120n/mm2，求梁a点与b点的应力比和
应力幅是多少？
解：
（1）a点：
应力比：???280????0.667 应力
幅：????max??min?120?80?200n/mm2 ?1120
（2）b点：
应力比：???20??0.167 应力
幅：????max??min??20?120?100n/mm2 ?2120
(3)q390e (4)q235d 2.7指出下列符号意义： (1)q235af (2)q345d
答：
（1）q235af：屈服强度fy?235n/mm2、质量等级a（无冲击功要求）的沸腾钢（碳素结构钢）
（2）q345d：屈服强度fy?345n/mm2、质量等级d（要求提供-
200c时纵向冲击功ak?34j）的特殊镇静钢（低合金钢）
（3）q390e：屈服强度fy?390n/mm2、质量等级e（要求提供-
400c时纵向冲击功ak?27j）的特殊镇静钢（低合金钢）
（4）q235d：屈服强度fy?235n/mm2、质量等级d（要求提供-
200c时纵向冲击功ak?27j）的特殊镇静钢（碳素结构钢）
2.8根据钢材下选择原则，请选择下列结构中的钢材牌号：
（1）在北方严寒地区建造厂房露天仓库使用非焊接吊车梁，承受起
重量q500kn的中级工作制吊车，应选用何种规格钢材品种？
（2）一厂房采用焊接钢结构，室内温度为-100c，问选用何种钢材？答：（1）要求钢材具有良好的低温冲击韧性性能、能在低温条件下
承受动力荷载作用，可选q235d、q345d等；（2）要求满足低温可
焊性条件，可选用q235bz等。
2.9钢材有哪几项主要机械指标？各项指标可用来衡量钢材哪些方
面的性能？
答：主要机械性能指标：屈服强度fy、极限强度fu以及伸长率?5或?10，其中，屈服强度fy、极限强度fu是强度指标，而伸长率?5或?10是塑性指标。
2.10影响钢材发生冷脆的化学元素是哪些？使钢材发生热脆的化学元素是哪些？
答：影响钢材发生冷脆的化学元素主要有氮和磷，而使钢材发生热脆的化学元素主要是氧和硫。
第四章
【篇二：钢结构戴国欣主编第四版__课后习题答案】>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ff?160n/mm?1?
确定焊脚尺寸： w221?2? 33
hf,max?1.2tmin?1.2?10?
12mm，hf,min???5.2mm，hf?8mm 内力分配：
n3??f??0.7hf?b?ffw?1.22?2?0.7?8?125?160?273280n?273.28k n
n31273.28??1000??196.69kn 232
n2273.28n1??1n?3??1000??530.03kn 232n2??2n?
焊缝长度计算：
lw1?n1530.03??296mm， w0.7h?f2?0.7?8?160ff
?1?296?8?304mm?60hf?60?8?480mm，取310mm。则实际焊缝长度为lw
lw2?n2196.69??110mm， w0.7hf?ff2?0.7?8?160
?2?110?8?118mm?60hf?60?8?480mm，取120mm。则实际焊缝长度为lw
（2）两面侧焊
确定焊脚尺寸：同上，取hf1?8mm，hf2?6mm 内力分配：
n2??2n?
焊缝长度计算：
12?1000?333kn，n1??1n??1000?667kn 33
lw1?n1667??372mm， w0.7h?f2?0.7?8?160ff
则实际焊缝长度为:
?1?372?8?2?388mm?60hf?60?8?480mm，取390mm。 lw
lw2?n2333??248mm， w0.7hf?ff2?0.7?6?160
则实际焊缝长度为:
?1?248?6?2?260mm?60hf?60?8?480mm，取260mm。 lw
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hf?8mm，e1?30cm。
焊脚尺寸：hf?8mm 205?2焊缝截面的形心：x0??45.6mm 511.2?5.6?2?205?5.6
5.6?45.6?162.2mm 则e2?205?2205?5.6?
（1）内力分析：v=f，t?f?(e1?e2)?f?(300?162.2)?462.2f
（2）焊缝截面参数计算：
ix?1?5.6?511.23?2?205?5.6?(250?2.8)2?2.09?108mm4 12
2052iy?5.6?511.2?45.62?2?205?5.6?(162.2?)?1.41?107mm4 2 ip?ix?iy?2.231?108mm4
2 hl?511.2?5.6?2?205?5.6?5158.72mm?ew
（3）应力计算
t引起的应力：?tx?t?ry
ip?462.2f?255.6?4?5.295?10f 82.231?10
?ty?
v引起的应力：?vy?t?rx462.2f?166.2?4??3.360?10f
8ip2.231?10vf??1.938?10?4f helw5158.72
（4
?
160 10?4f?160
?6.85?10?4f?160
?f?233577n?233.58kn
3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。钢材为q235b，焊条为e43型，手工焊。
（1）内力分析：v=f=98kn，m?f?e?98?0.12?11.76kn?m
（2）焊缝截面参数计算：取hf?10mm
焊缝截面的形心：
193150?7?3.5?2?69?7?(7?12?3.5)?2?193?7?(?7?12?7)y1??75. 5mm 150?7?2?69?7?2?193?7
y2?7?12?7?193?75.5?143.5mm
2?1193???3ix?150?7?(75.5?3.5)?2?69?7?(75.5?7?12?3.5)???7 ?193?193?7??143.5???122??????22
?2.25?107mm4
（3）应力计算
m引起的应力：?f,maxm?y211.76?106?143.5???74.96n/mm2 7ix2.25?10
v98?103
v引起的应力：?f???36.27n/mm2 helw2?7?193
（4
?71.35n/mm2?ffw?160n/mm2 3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。
（1）内力分析：v=f，m?f?e?f?0.12?0.12f(kn/m)
（2）焊缝截面参数计算：
y1?150?12?6?200?12?112?66.6mm 150?12?200?12
y2?212?66.6?145.4mm
ix?1?12?2003?150?12?(66.6?6)2?200?12?(145.4?100)2?1.956? 107mm4 12
（3）应力计算
m引起的应力：?maxm?y20.12f?106?145.42???0.892f(n/mm)
7ix1.956?10
vf?103
v引起的应力：???0.417f(n/mm2) a?200?12
（4
）?eq1??
1.1ft w
?1.148f?1.1ftw?1.1?185?203.5(n/mm2) ?f?177.3kn
3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩m?1122kn.m，剪力v=374kn，钢材为q235b钢，焊条用e43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。（1）内力分析：v=374kn，m?1122kn.m
（2）焊缝截面参数计算：
ix?1?8?10003?2?280?14?5072?2.68?109mm4 12
sw?280?14?507?500?8?250?2987440mm4
sw1?280?14?507?1987440mm4
（3）应力计算
?maxvsw374?103?2987440???52.1n/mm2?fvw?125n/mm2
9ixtw2.68?10?8
腹板和翼缘交接处：
m?y11122?106?5002 ?1???209.3n/mm9ix2.68?10
vsw1374?103?1987440?1???34.7n/mm2 9ixtw2.68?10?8
折算应力：
【篇三：第四版钢结构习题册答案宿迁学院】
t>一、选择题
2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（）
a、z?0
b、z?0
c、z?0
d、z?0
3、钢结构具有塑性韧性好的特点，则主要用于（）。
a．直接承受动力荷载作用的结构
c．高耸结构和高层建筑 b．大跨度结构 d．轻型钢结构
4、在重型工业厂房中，采用钢结构是因为它具有（）的特点。
a．匀质等向体、塑性和韧性好b．匀质等向体、轻质高强
c．轻质高强、塑性和韧性好d．可焊性、耐热性好
5、当结构所受荷载的标准值为：永久荷载qgk，且只有一个可变荷载qqk，则荷载的设
计值为（ d ）。
a．qgk＋qqkb．1.2（qgk＋qqk）
c．1.4（qgk＋qqk）d．1.2qgk＋1.4qqk
6、钢结构一般不会因偶然超载或局部荷载而突然断裂破坏，这是由于钢材具有（）。
a．良好的塑性 b．良好的韧性
c．均匀的内部组织d．良好的弹性
7、钢结构的主要缺点是（）。
a、结构的重量大
b、造价高
c、易腐蚀、不耐火
d、施工困难多
8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（）
a.密封性好
b.自重轻
c.制造工厂化
d.便于拆装
二、填空题
1、结构的可靠度是指结构在成预定功能的概率。
2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。
3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）______强度高、自重轻__________、2）_____塑性、韧性好
_______________，3）______材质均匀、工作可靠性高
______________。
4、正常使用极限状态的设计内容包括
5、根据功能要求，结构的极限状态可分为下列两类：__承载力极限状态__________正常使用极限状态_____、
三、简答题
1、钢结构与其它材料的结构相比，具有哪些特点？
2、钢结构采用什么设计方法？其原则是什么？
3、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？
4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中，各符号的意义？
5、我国在钢结构设计中采用过哪些设计方法？我国现行钢结构设计
规范采用的是什么方法？与以前的方法比较有什么优点？
单元二、钢结构材料及其性能
一、选择题
1、钢材在低温下，强度（ a ），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（a ）
。
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
4、建筑钢材的伸长率与（ d）标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。
(a)到达屈服应力时(b)到达极限应力时 (c)试件塑性变形后(d)试件断
裂后
5、钢材的设计强度是根据（ 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（ d）表示。
(a)流幅 (b)冲击韧性 (c)可焊性 (d)伸长率
7、钢材牌号q235，q345，q390是根据材料（ 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（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，（ 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（ 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，（ d ）采用e43焊条。
(a)不得 (b)可以(c)不宜 (d)必须
12、3号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
13、同类钢种的钢板，厚度越大，（ 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
(a)f／3 (b) f (c)f／3、 (d)3f
15、对钢材的分组是根据钢材的（ d ）确定的。
(a)钢种 (b)钢号 (c)横截面积的大小 (d)厚度与直径
16、钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由（ d）等于单向拉伸时
的屈服点决定的。
(a)最大主拉应力?1 (b)最大剪应力?1 (c)最大主压应力?3(d)折算应力?eq 17、?k是钢材的（ a）指标。
(a)韧性性能 (b)强度性能 (c)塑性性能 (d)冷加工性能
18、大跨度结构应优先选用钢结构，其主要原因是（ d ）。
(a)钢结构具有良好的装配性(b)钢材的韧性好
(c)钢材接近各向均质体，力学计算结果与实际结果最符合
(d)钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料
19、进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按（ a）。
(a)标准荷载计算(b)设计荷载计算
(c)考虑动力系数的标准荷载计算
(d)考虑动力系数的设计荷载计算
20、沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法的主要不同之处是（ d ）。
(a)冶炼温度不同 (b)冶炼时间不同 (c)沸腾钢不加脱氧剂
(d)两者都加脱氧剂，但镇静钢再加强脱氧剂
21、符号l 125?80?10表示（ b ）。
(a)等肢角钢 (b)不等肢角钢 (c)钢板 (d)槽钢
22、假定钢材为理想的弹塑性体，是指屈服点以前材料为（ d ）。
(a)非弹性的 (b)塑性的 (c)弹塑性的 (d)完全弹性的
23、在钢结构的构件设计中，认为钢材屈服点是构件可以达到的
（ a ）。
(a)最大应力 (b)设计应力 (c)疲劳应力 (d)稳定临界应力
24、当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性（ b ）。
(a)升高(b)下降(c)不变(d)升高不多
?min＝0时，称为（ b ）。 ?max
(a)完全对称循环 (b)脉冲循环(c)不完全对称循环 (d)不对称循环
26、钢材的力学性能指标，最基本、最主要的是（ c）时的力学性能指标。
(a)承受剪切 (b)承受弯曲(c)单向拉伸 (d)双向和三向受力
27、钢材的冷作硬化，使（ a）。
(a)强度提高，塑性和韧性下降 (b)强度、塑性和韧性均提高
(c)强度、塑性和韧性均降低(d)塑性降低，强度和韧性提高
28、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
29、对于承受静荷载常温工作环境下的钢屋架，下列说法不正确的是（ c ）。