(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2
0.85182.75/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3
500*20*182.75*10
1827.5N 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)26820612
x I cm =
?-?= 一块翼缘板对x 轴的面积矩
3
128 1.4(507)2234.4X S cm =??+=
半个截面对x 轴的面积矩
3
1500.8253234.4X X S S cm =+??=
（2）焊缝强度验算
焊缝下端的剪应力332
14
374102234.41038.9/268206108
x x w VS N mm I t τ???===?? 焊缝下端的拉应62max
4
112210500209/0.852********
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 σ2
209/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
3322
4
374103234.41056.3/125/268206108
w 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。钢材Q235-B ，焊条E43
型，手工焊，轴心拉力设计值N=500kN (静力荷载)。①采用侧焊缝；②采用三面围焊。
解：①采用侧焊缝
一．角焊缝的焊脚尺寸f h
最大 (12)6f h t mm mm ≤-=: 最小 max 1.5 4.7f h t mm ≥=
采用f h =6mm.满足上述要求（规范第8.2.7条） 二．角钢背部侧面角焊缝长度
10.7500350N N kN α==?= 则所需角焊缝长度
3
11350102600.720.76160w w
f t
N l mm h f ?===???∑ 160360w f l h mm <= ，1848w f l h mm >=，满足构造要求
实际长度112w f l l h =+ =272mm ，取280mm
三．角钢趾部侧面角焊缝长度
20.3500150N N kN β==?=
则所需角焊缝长度
3
22
150101120.720.76160w w
f t
N l mm h f ?===???∑ 同理满足构造要求
实际长度222w f l l h =+ =124mm ，取130mm ②采用三面围焊
一． 构件端部正面角焊缝所能承受的力
333
0.70.76290 1.2216010147.6w f w f t N h l
f kN β-==??????=∑
二．
角钢背部侧面角焊缝长度
对2N 边取力矩，由
2
0M
=∑,得
1301()
286.22
b N b N N b y N kN +=-?=
则3
11286.2102130.720.76160
w w
f t N l mm h f ?===???∑，满足构造要求 实际长度11w f l l h =+=219mm ，取220mm
三．角钢趾部侧面角焊缝长度 213N N N N =--=66.2Kn 则3
22
66.210500.720.76160
w w
f t N l mm h f ?===???∑，满足构造要求 实际长度22w f l l h =+=56mm ，取60mm
可知，第二种方法更经济。
3.11 图3-68所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值N=1000KN 。钢材为Q235B ，焊条为E43系列型，试验算此连接焊缝是否满足要求。
解：（1）正面角焊缝能传之力
3
110.78200 1.2216010218.6w
f w f t N h l f kN β-==?????=
侧面角焊缝能传之力
3
220.78(2008)16010
190w
f w t N h l f kN -==??-??=
则该接头按角焊缝强度计算能承受的轴心拉力设计值
122(2)2(218.62190)11971000N N N kN kN =+=?+?=>,满足 （2）计算拼接板或钢板所能承受的轴心拉力 钢板的截面积 A= 222448cm ?= 两块拼接板面积s A = 22 1.22048cm ??=
3
222
100010208.3/205/4810
N N mm f N mm A ?∴==≈=?，基本能满足。
3.12 试计算图3-69所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知N=390kN (设计值)，
与焊缝之间的夹角?=θ60，钢材为A3，手工焊、焊条E43型。
解：把N 分解为水平和竖向两个分力
sin 338x N N kN θ==
cos 195y N N kN θ==
外力通过焊缝形心，故焊缝应力
3
2
33810164/20.720.78(20016)
x f f w N N mm h l σ?===????-
3
21951094.6/20.720.78(20016)
x f f w N N mm h l τ?===????-
代入焊缝的强度条件
222
222164()()94.6164.4/160/1.22
f w f f f N mm f N mm στβ+=+=≈=，
差不多满足
3.13试设计如图图3-70所示牛腿与柱的连接角焊缝①，②，③。钢材为Q235B ，焊条
E43型，手工焊。
解：一. 角焊缝①的设计
根据剪应力互等定理，焊接牛腿翼缘与腹板接触
面间沿梁轴单位长度上的水平剪力Th 为
111w x w x
VS VS
Th t I t I =
??= 为了保证翼缘板和腹板的整体工作，应使两条角焊缝的剪应力f τ不超过角焊缝的强度设计值w
f f 。即
11.4 1.4w f f f x f x
VS Th f h I h I τ=
=≤
因此可得1
1.4f w f x
VS h f I ≥
=2.4mm ，取6f h mm =
三．
角焊缝②，③的设计
焊缝尺寸近似标于左图，并设角焊缝②，③尺寸皆为f h 焊缝有效截面的形心位置120201902115
701301201902
y mm ?+??==++?
对x 轴的惯性矩 3322411
52421251372849.6()33
x e e e e e I h h h h h cm =
??+??+??+??= 焊缝应力和焊脚尺寸
假设弯矩由全部焊缝承受，剪力只由竖向角焊缝承受并沿竖向均匀分布
焊缝上端拉应力 62
14
11.76107028.89(/)2849.610f x e e
M y N mm I h h σ??===? 下端拉应力62
2
4
()11.7610(21270)58.6(/)2849.610w f x e e
M l y N mm I h h σ-??-===? 竖向焊缝上的平均剪应力
32
2
981051.6(/)19210f W e e
V N mm A h h τ?===???
则下端处折算应力需满足以下条件
22222
258.651.6(
)()()160/1.22f w f f f e e
f N mm h h στβ+=+≤= 所以 4.4, 6.3e f h mm h mm ≥≥，取f h =8mm ，满足构造要求
3.14试求图3-71所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B ，焊条E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸mm h f 8=，cm e 301=。
解：1.有效截面的几何特性
两水平角焊缝的计算长度为
2058197w l mm =-=
面积2
(219.750)50.1e A h cm =?+=
形心位置 219.70.70.89.85
4.3450.1
x cm ????==
惯性矩 3241
(50219.725)0.70.81379612
x I cm =?+????=
()2224150 4.342 4.3415.40.70.86233y I cm ??
=?+??+??=????
4
014419x y I I I cm =+= 2.扭矩和剪力设计值
1,(205)0.46V F T F e x F ==?+-= 3.角焊缝的强度条件及最大设计荷载
以左上角点的应力最大
614
00.4610250
0.7981441910
T
f
Ty F F I τ??===→? ()6
14
00.461019743.40.491441910T
f
F Tx F I σ??-===↓? 3
2
100.250.110
V f
W V F F A σ?===↓?
由角焊缝强度条件：
22
2220.490.2()()(0.798)160/1.22
V T
f f T w f f
f F F F f N mm σστβ+++=+≤=
163.6F kN ∴≤
3.15如图3-72所示:两块钢板截面为20400?，钢材A3F ，承受轴心力设计值N=
1180kN ，采用M22普通螺栓拼接,I 类螺孔，试设计此连接。
解：螺栓连接的强度设计值：22
140/,305/b b v c f N mm f N mm ==
1.计算螺栓的承载力设计值
受剪 2
2
33.1422214010106.444
b
b v
v v
d N n f kN π-?=??=???= 承压 3222030510134.2b
b c c
N d
t f
kN -=?=???=∑
2.计算所需螺栓并进行布置
所需螺栓数为（由受剪控制）118011.1106.4
b
v N n
N =
==，采用12个 3.构件净截面强度的验算
由于拼接板截面面积大于钢板，故只需验算钢板即可
2
24024 2.3561.2n A cm =?-??=
故钢板净截面应力为 22118010192.8/205/61.2
N N N mm f N mm A σ?=
==≤=，满足
3.16 图3-73所示的普通螺栓连接，材料为Q235钢，采用螺栓直径20mm ，承受的荷载设计值V=240kN 。试按下列条件验算此连接是否安全：1)假定支托承受剪力；2)假定支托不承受剪力。
解：1) 假定支托承受剪力
验算受力最大螺栓的抗拉强度（即最上排）
22222
1020301400i
y
cm =++=∑
6max max 2
2
240
0.111030028.32140010
i My N kN m y ???=
==??∑3max 244.81701041.6b b t e t N A f kN N -=?=??=＞，满足。
2)假定支托不承受剪力
2403024
v V N kN m n ===?? ；259.72b
b v v
v d N n f kN π== 22
(
)()0.72 1.0v t b b v t
N N N N +=＜，满足。
3.17 某双盖板高强度螺栓摩擦型连接如图3-74所示。构件材料为Q345钢，螺栓采用M20，强度等级为8.8级，接触面喷砂处理。试确定此连接所能承受的最大拉力N 。
解：查表知：抗滑移系数0.50μ=，一个螺栓的预拉力125p kN = 一个螺栓抗剪承载力设计值为
0.9=0.920.5125=112.5b
v f N n p kN μ=??? 由图可知: 12n =
故螺栓能承受剪力 1350b
v v N nN kN ==
因拼接板与钢板等厚，故只需验算钢板强度
净截面面积 2
0440 1.84 2.15 1.856.52n A A d t cm =-=?-??=
净截面强度为
32
12
410(10.5)(10.5)0.1471256.5210
n n N N N n A σ?=-=-=?＜f=295N/mm 所以
N ＜2000kN
毛截面强度为
3
21040018
N N A σ?=
=?＜f=295N/mm 所以 N ＜2124kN
所以 可知此连接能承受的最大拉力 1350v N N kN ==
钢结构第三章-习题答案教学内容
3.3 影响焊接残余应力的因素主要有哪些？减少焊接应力和变形的措施有哪些？ 答：在焊接过程中，由于不均匀的加热，在焊接区域产生了热塑性压缩变形，当冷却时焊接区要在纵向和横向收缩，势必导致构件产生局部鼓曲、弯曲、歪和扭转等。焊接残余变形包括纵、横向的收缩，弯曲变形，角变形和扭曲变形等。 为了减少焊接残余应力和变形可以采取以下措施： 1）合理的焊缝设计，包括合理的选择焊缝尺寸和形式；尽可能的减少不必要的焊缝、合理的安排焊缝的位置、尽量避免焊缝的过分集中和交叉；尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。2）合理的工艺措施，包括采用合理的焊接顺序和方向；采用反变形法减少焊接变形或焊接应力；锤击或碾压焊缝；对于小尺寸焊接构件可进行提前预热，然后慢慢冷却以消除焊接应力和焊接变形。 3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴心拉力N=1500 kN，钢材Q345A，焊条E50型，手工焊，焊缝质量Ⅲ级。 解：直缝连接其计算长度：l w=500-2×10=480mm 焊缝的正应力为：σ=N l w t =1500×1000 480×10 =312.5N/mm2＞f t w=265N/mm2 不满足要求，改用斜对接焊缝，取截割斜度为1.5：1，即56° 焊缝长度l=500 sin56° =603mm计算长度l w=603?2×10=583mm 故此时焊缝的正应力为： σ=Nsin θ l w t = 1500×1000×sin56° 583×10 =213N mm2 ?＜f t w=265N mm2 ? 剪应力为： τ=Ncos θ l w t = 1500×1000×cos56° 583×10 =144N mm2 ?＜f v w=180N mm2 ? 满足要求。故设计斜焊缝，如图所示。
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11、屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度是（0.9L）。 12、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（焊透的k形）焊缝。13、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。 14、屋盖支撑可以分为（上弦横向支撑）、（下弦横向支撑）、（下弦竖 向支撑）、（垂直支撑）、（系杆）五类。 15、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。 16、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（稳定）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由（强度）确定。 17、梯形钢屋架，除端腹杆以外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度Lox=（0.8 ）L，在屋架平面外的计算长度Loy=（1.0）L，其中L 为杆件的几何长度。 18、吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即（吊车的竖向荷载P ），（横向水平荷载T）和（纵向水平荷载Tl）。 19、能承受压力的系杆是（刚性）系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系杆是（柔性）系杆。 20、根据吊车梁所受荷载作用，对于吊车额定起重量Q≤30t，跨度l ≤6m，工作级别为Al～A5的吊车梁，可采用（加强上翼缘）的办法，
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2 0.85182.75/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)26820612 x 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332 14 374102234.41038.9/268206108 x x w VS N mm I t τ???===?? 焊缝下端的拉应62max 4 112210500209/0.852******** 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
钢结构第三章作业答案
3.13如图所示梁与柱（钢材为Q235B ）的连接中,M=100kN ? m,V=600kN,已知梁端板和柱翼 缘 厚均为14mm,支托厚20mm,试完成下列设计和验算： （1） 剪力V 由支托 焊缝承受，焊条采用 E43型，手工焊，求 焊缝A 的高度hf 。 （2） 弯矩M 由普通 C 级螺栓承受，螺栓 直径24mm,验算螺栓是否满足要求。 板件边缘的角焊缝：t = 20mm,h /mM =20-（1-2） = 18加加; 普通角焊缝：z min = min(14,20) = = 1.2x14 = 16.8/7//??; 则力/nm = min(l 6.8,20) = 16.8/??w; /= max （14,20） = =6mm; 故吊= 10〃〃” b. A. =0.7/7, =0.7x10 = 7〃〃“ 设承受静载，支托选用Q235B,则查表得角焊缝强度设计值// = 160N/ 采用三面用焊且为绕角焊： 对于水平焊缝，承受正应力，Q=b = 300mm M =0.1h f l wl fi f f ；' =0.7xl0x300xl.22xl60xl0~3 =4100; 对于竖向焊缝，承受剪应力，人.2 =250〃〃” N 2 = 1.25V-A^, =1.25x600-410 = 340kN; /V 2 . T, 2x0.7 〃人 2 340 x 103 = 2 X 0.7X 10X 250 = 97 143^<^ 皿曲,，两足要 解：（1）验算受剪承载力： a.确定焊脚高度
求。 故焊缝A的髙度心=10〃"。
⑵验算抗弯承载力 牙=y2 = 600〃〃“；y3 = y4 = 500mm\ y5 = y6 = 300〃〃”; y1 = y8 = 2OO〃2〃2；y9 = y I0 = 100〃〃”； 100x10’x 600 2 x (6OO2 + 5OO2 + 3002 + 2002 +1002) 查表得普通C级螺栓抗拉强度设讣值?卩=170N/〃〃沪;公称直径为24mm的普通螺栓A c = 353mm2 N： = A, f = 353xl7OxlO-3 = 60.1￡N N\ < N： 故抗弯承载力满足要求。 ⑶验算构造要求： d（）=〃 + （1~1?5） = 24 + 1?5 = 25?5”〃27，亠亠*」C级螺栓0故满足构造要求 3d{} =3x25.5 = 76.5 < 100〃〃〃 综合（2）,⑶该螺栓满足要求。 3.14试验算如图所示拉力螺栓连接的强度。C级螺栓M20,所用钢材Q235B。若改用M20 的8.8级髙强度螺栓摩擦型连接（摩擦而间仅用钢线刷淸理浮锈），英承载力有何差别？ = W6kN; 心么竺=26.5欲心―竺= 26.5各 4 4 4 4 （1）验算拉剪作用 查表得普通C级螺栓?厂=\10N/mm2 : = 140N/加〃F : Q235B钢 ￡ = 305 N/mm2 :公称直径为20mm的普通螺栓A e = 245mm2. = 40kN; 解: V = // = 150x cos 45 = 150x
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钢结构设计题库 一、选择题 1、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 2、钢材的性能因温度而变化，在负温范围内钢材的塑性和韧性（B ）A 不变 B 降低 C 升高 D 稍有提高，但变化不大 3、长细比较小的十字形轴压构件易发生屈曲形式是（B ） A 弯曲 B 扭曲 C 弯扭屈曲 D 斜平面屈曲 4、摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠（C ） A 栓杆的预应力 B 栓杆的抗剪能力 C 被连接板件间的摩擦力 D 栓杆被连接板件间的挤压力 5、体现钢材塑性性能的指标是（C ）A 屈服点 B 强屈比 C 延伸率 D 抗拉强度 6、下列有关残余应力对压杆稳定承载力的影响，描述正确的是（A ）A 残余应力使柱子提前进入了塑性状态，降低了轴压柱的稳定承载力B 残余应力对强轴和弱轴的影响程度一样 C 翼缘两端为残余拉应力时压杆稳定承载力小于翼缘两端为残余压应力的情况 D 残余应力的分布形式对压杆的稳定承载力无影响7、下列梁不必验算整体稳定的是（D ）A 焊接工字形截面 B 箱形截面梁 C 型钢梁 D 有刚性铺板的梁 8、轴心受压柱的柱脚，底板厚度的计算依据是底板的（C ） A 抗压工作 B 抗拉工作 C 抗弯工作 D 抗剪工作 9、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 10、验算组合梁刚度时，荷载通常取（A ）A 标准值 B 设计值 C 组合值 D 最大值 11、在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（B ） A 60f h B40f h C80f h D120f h 12、计算格构式压弯构件的缀材时，剪力应取（C ）
钢结构课后习题第三章
第三章部分习题参考答案 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2 0.85182.75/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3 500*20*182.75*10 1827.5N btf kN -=== 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)26820612 x I cm = ?-?= 一块翼缘板对x 轴的面积矩 3 128 1.4(507)2234.4X S cm =??+= 半个截面对x 轴的面积矩 3 1500.8253234.4X X S S cm =+??= （2）焊缝强度验算 焊缝下端的剪应力332 14 374102234.41038.9/268206108 x x w VS N mm I t τ???===?? 焊缝下端的拉应62max 4 112210500209/0.852******** 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 33 224 374103234.41056.3/125/268206108 w x v x w VS N mm f N mm I t τ???===<=?? 试设计如图3-67所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材Q235-B ，焊条E43型，
钢结构课后习题
第一章：绪论 1：钢结构有哪些特点？ 1）轻质高强 2）塑性韧性好 3）材质均匀，和力学计算假定较符合 4）密闭性好 5）制造简便，施工周期短 6）耐腐蚀性差 7）耐热但不耐火 2：简述在工业与民用建筑中钢结构适用范围？ 1）大跨度结构2）重型工业房 3）高耸结构 4）多层和高层建筑 5）承受振动荷载影响和地震作用的结构 6）可卸载和移动结构 7）板桥结构及其他结构 8）轻型钢结构 3：什么是结构的极限状态、承载能力极限状态和正常使用极限状态？ 极限状态：当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。 承载能力极限状态：结构和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。 正常使用极限状态：包括影响结构、构件和非构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部破坏。 4：什么是结构的可靠概率，失效概率以及可靠指标？可靠指标与失效概率的关系？ 可靠概率：结构处于可靠状态的概率。失效概率：结构处于失效状态的概率。 可靠指标：对于一个结构状态的方程，平均值与标准差的比值称为构件可靠指标。 可靠指标增大失效概率减小。
5：为何在正常使用极限状态时，荷载采用标准值，而在承载能力极限状态时，荷载采用设计值？ 对于正常使用极限状态，可靠度可适当降低。 第二章：钢结构材料 1：钢结构对材料性能有哪些要求？ 答：较高的强度，较好的变形能力，良好的工艺性能（冷加工、热加工、可焊性） 2：材料的塑性破坏和脆性破坏有何区别？ 答：塑性破坏变形很大，并且仅在构件应力达到钢材抗拉强度才发生。脆性破坏变形很小，计算应力可能小于钢材屈服点，断裂从应力集中开始。 3：钢材有哪几项主要性能，分别可用什么指标来衡量？ 答：强度，指标是屈服强度和抗拉强度。 塑性，指标是伸长率和断面收缩率。冲击韧性，指标是冲击韧性指标。 冷弯性能 可焊性 4：影响钢材性能的主要因素有哪些？ 答：化学成分的影响、浇筑过程及热处理的影响、钢材的硬化、温度影响、重复荷载作用的影响、应力集中的影响。 5：简述化学元素对钢材性能有哪些影响？ 答：碳含量增加，钢强度提高，塑性、韧性和疲劳强度下降。 高温时，硫和氧使钢变脆，称为热脆；低温时，磷和氮使钢变脆，称为冷脆。 硅和锰是炼钢的脱氧剂，使钢材强度提高。 钒和钛是有益元素，增高钢的强度和抗腐蚀性。 铜在碳素钢中属于杂质，能提高强度和抗腐蚀性能，但会降低可焊性。 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，若重复的卸载、加载，将使钢材弹性极限得到提高，塑性降低，这种现象称为钢材的冷作硬化。钢材放置一段时间后，强度提高，塑性降低，称为时效硬化。 7：简述温度对钢材主要性能有何影响？
钢结构设计原理练习题参考答案
钢结构原理与设计练习题 第1章 绪论 一、选择题 1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。 A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C 、P f 越大，β越小，结构越可靠 D 、P f 越大，β越大，结构越可靠 2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ A ） A 、0
8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B） 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规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、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控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 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_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之增大。 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？ 第2章钢结构材料 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）。
最新钢结构第三章答案资料
所有习题中为计算方便，仅3.10考虑了重力，大家做题时根据实际情况判断是否考虑重力。 第三章 3.9图为一两端铰接的焊接工字形等截面钢梁，钢材为Q235。梁上作用有两个集中荷载P =300 kN （设计值），集中力沿梁跨度方向的支承长度为100mm 。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。 解：首先计算梁的截面模量，计算出梁在荷载作用下的弯矩和剪力，然后按照规定的计算公式，分别验算梁的抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力强度等。 （1）计算截面模量 324x 1 88002280104041255342933mm 12 I = ??+???= 334 y 11 210280800836620800mm 1212I =???+??=3x1280104041131200mm S =??= 3x2400 113120040081771200mm 2 S =+?? = （2）验算截面强度 梁上剪力和弯矩图分布如图所示，由此确定危险点。 ①弯曲正应力 B 、 C 两点间梁段弯矩最大 ()128010213.51310 b t -==>，不考虑截面发展塑性 6x max x nx 60010410 196MPa 215MPa 11255342933 M f W σγ??===<=? ②剪应力 A 、 B 两点间梁段和 C 、 D 两点间的梁段上的剪力最大 3x2max v x w 30010177120052.9MPa 125MPa 12553429338 VS f I t τ??===<=? ③局部承压 在集中力作用B 、C 两点处没有加劲肋，应验算局部承压应力。
x y R 52100510150mm l a h h =++=+?= 3 c z w 130010250MPa>215MPa 1508 F f l t ψσ??====? ④折算应力 B 左截面、 C 右截面处同时存在较大的弯矩、剪力和局部压应力，应计算腹板与翼缘交界处的折算应力。 局部承压验算已不满足，此处不必验算折算应力。 3.10一焊接工字形截面简支梁，跨中承受集中荷载P=1500kN （不包含自重），钢材为Q235，梁的跨度及几何尺寸如图所示。试按强度要求确定梁截面。 解：①内力计算 梁的支座反力（未计主梁自重）： 1.21500 900kN 2 R ?== 跨中最大弯矩：max 1.2150083600kN m 44 PL M ??===? ②初选截面 梁所需要的净截面抵抗矩为：6 33x nx x 36001015946843.85mm 15946.8cm 1.05215 M W f γ?===≈? 梁的高度在净空上无限制，按刚度要求，工作平台主梁的容许挠度为l /400，则梁容许的最小高度为：（参照均布荷载作用） min 8000 533.3mm 1515 l h ≥ == 按经验公式，可得梁的经济高度：e 3030146.2cm h === 参照以上数据，考虑到梁截面高度大一些，更有利于增加刚度，初选梁的腹板高度h w =150cm 。 腹板厚度按抗剪强度：max w v 1.2 1.2900000 5.76mm 1500125 w V t h f ?≥ ==? 考虑局部稳定和构造因素： 1.11cm w t === 取腹板t=14mm 。 根据近似公式计算所需翼缘板面积：2w w x w 15946.8 1.4150 71.31cm 61506 t h W bt h ?= -=-= 翼缘板宽：b =(1/2.5~1/6)h =250~600mm ，取b=420mm 。 翼缘板厚：t =7131/420=16.9mm ，取t=16mm 。 翼缘外伸宽度：b 1=(420-14)/2=203mm 。
钢结构设计 练习题及答案(试题学习)
钢结构设计练习题及答案 1～5题条件：为增加使用面积，在现有一个单层单跨建筑内加建一个全钢结构夹层，该夹层与原建筑结构脱开，可不考虑抗震设防。新加夹层结构选用钢材为Q235B ，焊接使用 E43型焊条。楼板为SP10D 板型，面层做法20mm 厚，SP 板板端预埋件与次梁焊接。荷载标准值：永久荷载为2.5kN/m 2（包括SP10D 板自重、板缝灌缝及楼面面层做法），可变荷载为4.0 kN/m 2。夹层平台结构如图所示。 立柱：H228x220x8x14 焊接H 型钢 A=77.6×102mm 2 I x =7585.9×104mm 4,i x =98.9mm I y =2485.4×104mm 4,i y =56.6mm 主梁：H900x300x8x16 焊接H 型钢 I x =231147.6×104mm 4W nx =5136.6×103mm 3 A=165.44×102mm 2主梁自重标准值g=1.56kN/m a) 柱网平面布置立柱 次梁 主梁 1 2 H900x300x8x16 H300x150x4.5x6 次梁：H300x150x4.5x6 焊接H 型钢 I x =4785.96×104mm 4W nx =319.06×103mm 3 A=30.96×102mm 2次梁自重标准值0.243kN/m M16高强度螺栓加劲肋 -868x90x63030 40 6 n 个 b) 主次梁连接 1. 在竖向荷载作用下，次梁承受的线荷载设计值为m kN 8.25（不包括次梁自重）。试问， 强度计算时，次梁的弯曲应力值？（20分） 解：考虑次梁自重后的均布荷载设计值： 25.8+1.2×0.243=26.09kN ／m 次梁跨中弯矩设计值： M =04.665.409.268 1 8122=??=ql kN ·m 根据《钢结构设计规范》GB 50017-2003第4.1.1条； 4.1.1在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其 抗弯强度应按下列规定计算： ny y y nx x x W M W M γγ+ ≤f (4.1.1) 式中 M x 、M y —同一截面处绕x 轴和y 轴的弯矩(对工字形截面：x 轴为强轴，y 轴 为弱轴)： W nx 、W ny —对x 轴和y 轴的净截面模量；γx 、γy —截面塑性发展系数；对工字形截面， γx =1.05，γy =1.20：对箱形截面，γx =γy =1.05；对其他截面．可按表5.2.1采用； f —钢材的抗弯强度设计值。 当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13y f 235/ 而不超15 y f 235/时， 应取γx =1.0。f y 为钢材牌号所指屈服点。 对需要计算疲劳的梁,宜取γx =γy =1.0。 受压翼缘的宽厚比小于13；承受静力荷载 γx =1.05 1.19710 06.31905.11004.6636=???=nx x W M γN/mm 2
完整版钢结构课后习题第三章
2 2 则 m ax 209 N / mm < f 215 N / mm 第三章部分习题参考答案 3.8已知A3F 钢板截面500mm 20mm 用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条 E43型, 用引弧板，按川级焊缝质量检验，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n 级，抗拉的强度设计值 0.85f 182.75N / mm 2 采用引弧板，故焊缝长度 J b 500mm 承受的最大轴心拉力设计值 N btf 500*20*182.75*10 3 1827.5kN 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 弯矩M=1122kN ? mm ,剪力V=374kN ,钢材为 Q235B ,焊条为E43型，半自动焊, 3 3 4 102.8 27.2 100 ) 268206cm 块翼缘板对x 轴的面积矩 半个截面对x 轴的面积矩 （2）焊缝强度验算 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） 3.9 设计值： 三级检验标准，试验算该焊缝的强度。 S X1 28 1.4 (50 7) 2234.4 cm 3 S X S X1 50 0.8 25 3234.4 cm 3 焊缝下端的剪应力 VS xi 374 103 22344 103 38.9N/mm 2 焊缝下端的拉应 max 1 x t w 268206 104 8 I x 1122 106 500 209N/mm 2 0.85f 268206 104
下端点处的折算应■' ；ax 3 2 219.6N / mm 2 1.1f 236.5N / mm 2 且焊缝中点处剪应力 实际长度 h l w1 2h f =272mm ,取 280mm 同理满足构造要求 实际长度 I 2 l w2 2h f =124mm ,取 130mm ②采用三面围焊 一. 构件端部正面角焊缝所能承受的力 VS x 1 x t w 374 103 3234.4 103 268206 104 8 56.3N / mm 2 f ： 125N/mm 2 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。钢材 Q235-B ，焊条E43 型，手工焊，轴心拉力设计值 N=500kN （静力荷载）。①采用侧焊缝；②采用三面围焊。 解：①采用侧焊缝 一?角焊缝的焊脚尺寸 h f 最大 h f t （1: 2）mm 6mm 最小 h f 1.5 t max 4.7mm 采用h f =6mm.满足上述要求（规范第 8.2.7 条） 二?角钢背部侧面角焊缝长度 N 1 N 0.7 500 350kN 则所需角焊缝长度 w1 N 1 0.7h f f t w 350 103 2 0.7 6 160 260mm l w1 60h f 360mm , l w1 8h f 48mm ，满足构造要求 三?角钢趾部侧面角焊缝长度 N 0.3 500 150kN 则所需角焊缝长度 N 2 0.7h f 3 150 103 2 0.7 6 160 112mm N 2 l w2
钢结构设计练习题
钢结构设计练习题 一、填空题 1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（1／20—1／8），在雨水较多的地区取其中的较大值。 2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（屋盖横向支撑），以构成几何不变体系。 3、当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置（刚性）系杆。 4、冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件（受压屈曲），并利用其（屈曲后强度）强度进行设计。 5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（隅撑） 6、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（2）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（3）倍螺栓直径。 7、垂直于屋面坡度放置的檩条，按（双向受弯）构件设计计算。 8、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（20mm）。 9、拉条的作用是（防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点）。 10、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，设置檩托的目的是（为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性）。 11、屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度是（0.9L）。 12、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（焊透的K形）焊缝。 13、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。 14、屋盖支撑可以分为（上弦横向水平支撑）、（下弦横向水平支撑）、（下弦纵向水平支撑）、（垂直支撑）、（系杆）五类。 15、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（）。
16、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由（）确定。 17、梯形钢屋架，除端腹杆以外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度Lox=（）L，在屋架平面外的计算长度Loy=（）L，其中L为杆件的几何长度。 18、吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即（），（）和（）。 19、能承受压力的系杆是（）系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系杆是（）系杆。 20、根据吊车梁所受荷载作用，对于吊车额定起重量Q≤30t，跨度l≤6m，工作级别为Al～A5的吊车梁，可采用（）的办法，用来承受吊车的横向水平力。当吊车额定起重量和吊车梁跨度再大时，常在吊车梁的上翼缘平面内设置（）或（），用以承受横向水平荷载。 21、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（）焊缝。 22、屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于（）。 23、桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取（）之间的距离。 24、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于 （）个。 参考答案： 1、1／20—1／8 2、屋盖横向支撑 3、刚性 4、受压屈曲，屈曲后强度 5、隅撑 6、2， 3 7、双向受弯 8、20mm 9、防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点 10、为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性
第三章 钢结构的连接课后习题答案
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 2160/w f f N mm = 123α= 213 α= 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=???=?????==∑ 3221273.281000196.69232 N N N KN α=- =?-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算： 11530.032960.720.78160w w f f N l mm h f ≥==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.691100.720.78160 w w f f N l mm h f ≥==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f 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== ?=， 11210006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160 w w f f N l mm h f ≥==????∑，
房屋建筑钢结构第三章课后作业
3.1 简述大跨度屋盖结构的形式。 大跨屋盖钢结构根据受力特点的不同可以分为（平面结构体系）和（空间结构体系）两大类。 平面结构体系：梁式结构（平面桁架、立体桁架）、平面刚架和拱式结构。 空间结构体系：空间网格结构、大部分索结构、斜拉结构、张拉整体结构。 3.2 简述双层网架的常用形式及各自的特点，附图举例 ·平面桁架系网架两向正交正放网架 两向正交斜放网架 三向网架 特点：上下弦杆完全对应并与腹杆位于同一竖向平面内。一般情况下竖杆受压，斜杆受拉。斜腹杆与弦杆夹角宜在40~60度之间 ·四角锥体系网架正放四角锥网架 正放抽空四角锥网架 棋盘形四角锥网架 斜放四角锥网架 星形四角锥网架 特点：由若干倒置的四角锥按一定规律组成。网架的上下弦平面均为方形网格，下弦节点均在上弦网格形心的投影线上，与上弦网格四个节点用斜腹杆相连。 ·三角锥体系网架三角锥网架 抽空三角锥网架 蜂窝形三角锥网架 特点：基本单元是锥底为正三角形的倒置三角锥。追第三条边为网架上弦杆，棱边为网架腹杆，连接锥顶的杆件为网架下弦杆。 3.3 如何对网架进行选型？ 网架的选型应该结合建筑的平面形状，要求，荷载和跨度的大小，支承情况和造价等因素综合分析确定。一般情况下划分为：大跨度60m以上，中跨度30~60m,小跨度为30m 以下。 3.4 简述网架的计算要点。 （1）直接作用（荷载）和间接作用：网架结构应对试用阶段荷载作用下的内力和位移进行计算，并应根据具体情况对地震作用、温度变化、支座沉降等间接作用及施工安装荷载引起的内力和位移进行计算。 1）网架结构的永久荷载和可变荷载； 2）地震作用（竖向）：在抗震设防烈度为6度或7度的地区，网架屋架结构可不进行竖向抗震验算；在抗震设防烈度为8度或9度的地区，网架屋盖结构应进行竖向抗震验算。 地震作用（水平）：在抗震设防烈度为7度的地区，可不进行网架结构水平抗震验算 3.5 简述目前国内常用的空间网格结构节点形式，并用图说明。
@建筑钢结构设计复习题及答案
1 《建筑钢结构设计》复习提纲《钢结构设计原理》 第九章单层厂房钢结构 1、重、中型工业厂房支撑系统有哪些(P305、317) 各有什么作用 答⑴柱间支撑分为上柱层支撑和下柱层支撑★吊车梁和辅助桁架作为撑杆是柱间支撑的组成 部分承担并传递单层厂房钢结构纵向水平力。 柱间支撑作用①组成坚强的纵向构架保证单层厂房钢结构的纵向刚度 ②承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等在地震区尚应承受纵向 地震作用并将这些力和作用传至基础 ③可作为框架柱在框架平面外的支点减少柱在框架平面外的计算长度 ⑵屋盖支撑由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、系杆组成 屋盖支撑作用①保证屋盖形成空间几何不变结构体系增大其空间刚度 ②承受屋盖各种纵向、横向水平荷载如风荷载、吊车制动力、地震力等并将其传至屋架支座 ③为上、下弦杆提供侧向支撑点减小弦杆在屋架平面外的计算长度提高其侧向刚度和稳定性 ④保证屋盖结构安装时的便利和稳定 2、屋盖支撑系统应如何布置可能考作图题 答参考书P313-315 及图9.4.3 3、檩条有哪些结构型式是什么受力构件需要验算哪些项目P317319 答结构形式实腹式和桁架式檩条通常是双向弯曲构件需要验算强度、整体稳定、刚度。
4、设置檩条拉条有何作用如何设置檩条拉条 答作用为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形减小My以及增加抗扭刚度设置檩条拉条以减小该方 向的檩条跨度课件 如何设置当檩条的跨度4~6 m时宜设置一道拉条当檩条的跨度为6m以上时应布置两道拉条。屋 架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系或设斜拉条和撑杆。Z形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条 和撑杆。当檐口处有圈梁或承重天沟时可只设直拉条并与其连接。 5、压型钢板根据波高的不同有哪些型式分别可应用于哪些方面(P323) 答高波板波高>75mm适用于作屋面板 中波板波高50~75mm适用于作楼面板及中小跨度的屋面板 低波板波高<50mm适用于作墙面板 6、普通钢桁架按其外形可分为哪些形式(P326),梯形屋架有哪些腹杆体系(P327) 答普通桁架按其外形可分为三角形、梯形及平行弦三种。 梯形桁架的腹杆体系有人字式、再分式。 7、在进行梯形屋架设计时为什么要考虑半跨荷载作用 答梯形屋架中部某些斜杆可能在全跨荷载时受拉而半跨荷载时受压由拉杆变为压杆为不利受力情况 之一。 8、屋架中汇交于节点的拉杆数越多拉杆的线刚度和所受的拉力越大时则产生的约束作用越大压 杆在节点处的嵌固程度越大压杆的计算长度越小根据这个原则桁架杆件计算长度如何确 定?(P331-332) 此题答案仅供参考 答⑴桁架平面内弦杆、支座斜杆、支座竖杆---杆端所连拉杆少本身刚度大则0xl l
第三章 钢结构连接习题
第三章钢结构连接习题 3.1简述钢结构连接的类型及特点 3.2受剪普通螺检有哪几种可能的破坏形式？如何防止？ 3.3简述普通螺检连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时的异同点？ 3.4为何要规定螺栓排列的最大和最小间距要求？ 3.5影响高强螺栓承载力的因素有哪些？ 3.6有一焊接连接如图所示，钢材为Q235钢，焊条为E43系列，采用手工焊接，承受的静力荷载设计值N = 600kN，试计算所需角焊缝的长度。 习题3.6图 3.7如图所示的螺栓双盖板连接，构件钢材为Q235钢，承受轴心拉力，螺栓为8.8级高强度螺检摩擦型连接，接触面喷砂处理，螺栓直径d=20mm，孔径d o = 21. 5 mm，试计算此连接最大承载力N=？ 3.8图示焊接连接采用三面围焊，焊脚尺寸为6mm,钢材为Q235B·F钢，试计算此连接所能承受最大拉力N=？ 习题3.8图 3.9图示牛腿板承受扭矩设计值T=60kN·m,钢材为Q235B·F钢，焊条为E43系列。
①方案一：采用三面围焊的角焊缝与柱连接，试设计此角焊缝。 ②方案二：采用四面围焊的角焊缝与柱连接，焊角尺寸可以减少多少？ ③方案二所耗焊条是否少于方案一？ 习题3.9图 3.10图示连接中，2∟I00x80x10（长肢相并）通过14mm厚的连接板和20mm厚的端板连接于柱的翼缘，钢材用Q235-B·F，焊条为E43系列型，采用手工焊接，所承受的静力荷载设计值N=540kN。 ①要求确定角钢和连接板间的焊缝尺寸。 ②取d1=d2 = 170mm，确定连接板和端板间焊缝的焊角尺寸h f=? ③改取d1=150mm, d2 = 190mm,验算上面确定的焊角尺寸h f是否满足要求？ 习题3.10图 3.11图示为C级螺栓的连接，钢材为Q235钢，已知d = 20mm, d e=17.65mm, d o=21.5mm，承受设计荷载P=l50kN
钢结构设计实例 含计算过程
设计资料 北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车间跨度21m，长度144m，柱距6m，厂房高度15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。设计温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.6kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm，混凝土标号为C20。 一、选择钢材和焊条 根据北京地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。 二、屋架形式及尺寸 无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。 ＝L-300＝20700mm， 屋架计算跨度为L ＝1990mm， 端部高度取H 中部高度取H＝H +1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。 屋架杆件几何长度（单位：mm） 三、屋盖支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。
钢结构基础第三章课后习题答案
第三章 3.7一两端铰接的热轧型钢I20a 轴心受压柱，截面如图所示，杆长为6米，设计荷载N=450KN ，钢材为Q235钢，试验算该柱的强度是否满足？ 解：查的I20a 净截面面积A 为35502m m ,所以构件的净截面面积 232495.217235505.21*23550mm d A n =??-=-= 22/215/5.1383249 450000 mm N f mm N A N n =<=== σ 所以该柱强度满足要求。 3.8 一简支梁跨长为5.5米，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值10.2KN/m(不包括梁自重)，活荷载标准值25KN/m ，假定梁的受压翼缘有可靠的侧向支撑，钢材为Q235，梁的容许挠度为l/250,试选择最经济的工字型及H 型钢梁截面，并进行比较。 解：如上图示，为钢梁的受力图 荷载设计值m KN q /24.47254.12.102.1=?+?= 跨中最大弯矩KNm ql M 63.1785.524.478 1 8122=??== f w M x x ≤= γσmax 所以3561091.7)21505.1/(1063.178mm f M w x x ?=??=≥γ 查型钢表选择I36a ，质量为59.9kg/m,Wx 为8750003 m m ， 所以钢梁自重引起的恒载标注值m KN /58702.010008.99.59=÷?=，可见对强度影响很小，验算挠度即可：荷载标准值m KN q k /79.35252.1058702.0=++=
挠度mm EI l q x k 13.1310 576.11006.2384105.579.35538458 512 44=???????==ω<[l/250]=22mm I36a 满足挠度要求。 查型钢表选择HN400x200x8x13，质量为66kg/m,Wx 为11900003m m 钢梁自重引起的恒载标注值m KN /6468.010008.966=÷?=，可见对强度影响很小，验算挠度即可：荷载标准值m KN q k /85.35252.106468.0=++= 挠度mm EI l q x k 7.810 237001006.2384105.585.35538454 512 44=???????==ω<[l/250]=22mm HN400x200x8x13满足挠度要求。从经济角度来看，I36a 横截面面积为76.32 cm ，而HN400x200x8x13横截面面积为84.122cm ，所以选择I36a 更好。 3.9 图为一两端铰接的焊接工字型等截面钢梁，钢材为Q235。钢梁上作用两个集中荷载P=300KN(设计值)，集中力沿梁跨方向的支撑长度为100mm 。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。 习题3.9 解：做出结构弯矩，剪力图如下 )/(,2mm N τσ 493231026.110228012 1 4052801028008121mm I x ?=???+???+??= 梁受压翼缘的宽厚比为（140-4）/10=13.6>13y f /235=13 所以截面塑性发展系数为1.0