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35502mm ,所以构件的净截面面积
232495.217235505.21*23550mm d A n =⨯⨯-=-=
22/215/5.1383249
450000mm 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
mm ，
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11900003mm
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76.32cm ，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
2
29
6max /215/2.19510
26.10.110410600mm N f mm N I My x x =≤=⨯⨯⨯⨯==γσ（验算点为A ） C 点为剪力最大值：
2
29
3max /125/8.5210
26.18)405102802008400(10300mm N f mm N I t S F v x w s =≤=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯==τB 点处受局部压应力计算：
223
/215/250150
8103000.1mm N f mm N l t P
z w c =>=⨯⨯⨯==ϕσ
mm h h a l R y z 150010510025=+⨯+=++=，集中应力增大系数0.1=ϕ
所以局部压应力不满足要求。在集中应力处加支撑加劲肋，并考虑弯矩和剪力的组合效应：
2
12
222222/5.2362151.1/3.19905.19075.33305.1903mm
N f mm N c c =⨯=≤=⨯-⨯++=-++βσστσσ
B 点处的拉力2
29
6/215/5.1901026.10.110400600mm
N f mm N I My x x =≤=⨯⨯⨯⨯==γσ 剪力2
293/125/75.3310
26.184051028010300mm N f mm N I t S F v x w s =≤=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==τ 3.10 一焊接工字型截面简支梁，跨中承受集中荷载P=1500KN （不包括自重），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。
习题3.10
解：做出结构弯矩，剪力图如下
一,初选截面：476
1033.1215
05.1103000mm f M W x x nx ⨯=⨯⨯==γ
梁的最小高度按正常使用状态下容许挠度决定，相应的mm l h 53315
800015min ===
经济高度mm W h x e 135830073=-=，所以可取腹板高度mm h w 1400=。 据抗剪能力确定腹板厚mm f h V
t v
w w 1.5125
1400750000
2.1=⨯⨯=
=
α
据腹板局部稳定性确定腹板厚mm h t w w 28.1111
140011
==
=
，所以取mm t w 12=
按计算公式267006
mm h t h W bt w
w w x =-=
确定翼缘截面bt,试取t=18mm,b=400mm 考虑翼缘处塑性发展8.1018
6
2001=-=t b <13y f /235=13，满足局部稳定性要求。 二，验算截面
492323
1098.970940018214001212
1)22(2121mm h t bt h t I w w w x ⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯=+⨯+⨯⨯=
截面面积A=1400x12+2x400x18=31200mm² 梁自重m KN q g /88.22.110
85.78.9312006
=⨯⨯⨯⨯=-，
其中1.2为考虑加劲肋对钢梁中的放大系数 自重引起的弯矩设计值KNm l q M g g 65.272.1888.28
1
2.18122=⨯⨯⨯=⨯=
2
29
6max /215/9.20610
98.905.11071665.3027mm N f mm N I My x x =≤=⨯⨯⨯⨯==γσ 剪力值KN l q F g s 83.7632
2.1750=⨯
+=
2
29
3max /125/7.5110
98.912)3501270071818400(1083.763mm N f mm N I t S F v x w s =≤=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯==τ 验算腹板顶端组合应力：
229
6
/215/4.21210
98.90.11070065.3027mm N f mm N I My x x =≤=⨯⨯⨯⨯==γσ 2
29
3/125/8.481098.9127091840010763383mm N f mm N I t S F v
x w s =≤=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==τ
2122222/5.2362151.1/6.2288.4834.2123mm N f mm N =⨯=≤=⨯+=+βτσ
所以个强度满足要求，所以最终选择的截面形式如下图示
3.11 某两端铰接的拉弯构件，截面为I45a 轧制工字型钢，钢材为Q235。作用力如图所示，截面无削弱，要求确定构件所承受的最大轴线拉力。
习题3.11
解：做出结构弯矩剪力图如下:
查型钢表得I45a 得横截面面积A=102cm ²,净截面模量Wnx=1430cm³
f W M A P nx
x ≤+γ,因为翼缘板厚18mm,所以抗拉弯设计值f=215N/mm ³,塑性发展系数取1.05 求的KN P 6.475≤
22/120/11.17386
181000
6.47525.0mm N f mm N I t S F v x w s =≤=⨯⨯⨯==
τ 所以又截面正应力控制，最大拉力P 可取475.6KN
钢结构基础习题参考答案第三章
钢结构基础习题参考答案第三章 《钢结构基础》习题参考答案 3.1题: 答:(1)按制作方法的不同分为型钢截面和组合截面两大类。型钢截面又可分为热轧型钢和冷弯薄壁型钢两种。组合截面按连接方法和使用材料的不同，可分为焊接组合截面(焊接截面)、铆接组合截面、钢和混凝土组合截面等。(2)型钢和组合截面应优先选用型钢截面，它具有加工方便和成本较低的优点。 3.7题: 2解:由附录1中附表1可得I20a的截面积为3550mm，扣除孔洞后 2A,3550,21.5，7，2,3249的净面积为mm。工字钢较厚板件的厚度为n 211.4mm，故由附录4可得Q235钢材的强度设计值为N/mm，f,215 3N450，102构件的压应力为N/mm，即该柱的强度满,,,,138.5,215A3249n 足要求。 新版教材工字钢为竖放，故应计入工字钢的自重。 工字钢I20a的重度为27.9kg/m，故 N; N,27.9，6，9.81，1.2,1971g 3N，N450，10，19712g构件的拉应力为N/mm，即该,,,,139.11,215A3249n 柱的强度满足要求。 3.8题: 解:1、初选截面 1 f,125假定截面钢板厚度小于16mm，强度设计值取，。 f,215v q,1.2，10.2，1.4，25,47.24kN可变荷载控制组合:，
q,1.35，10.2，1.4，0.7，25,38.27kN永久荷载控制组合: R,ql/2,129.91kN简支梁的支座反力(未计梁的自重)，跨中的最 1122M,ql,，47.24，5.5,178.63kN,m大弯矩为，梁所需净截面max88 抵抗矩为 6M178.63，103maxW,,,791274mm， nx,f1.05，215x 梁的高度在净空方面无限值条件;依刚度要求，简支梁的容许扰度为l/250，参照表3-2可知其容许最小高度为 l5500h,,,229mm， min2424 按经验公式可得梁的经济高度为 33h,7W,300,7791274,300,347mm， ex 由净截面抵抗矩、最小高度和经济高度，按附录1中附表1取工字钢 3W,875000,791274mmI36a，相应的截面抵抗矩，截面高度nx h,360,229mm且和经济高度接近。按附录1中附表5取窄翼缘H 3W,942000,791274mm型钢HN400×150×8×13，截面抵抗矩，nx h,400,229mm截面高度。 普通工字钢梁翼缘的外伸宽度为 b631,,3.99,13235/f,13b,(136,10)/2,63mm，，故翼缘y1t15.8 板的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展。 2 窄翼缘型钢梁的翼缘的外伸宽度为 b711,,5.46,13235/f,13b,(150,8)/2,71mm，，故翼缘板y1t13 的局部稳定可以保证，且截面可考虑部分塑性发展。 2、验算截面 (1)普通工字钢I36a截面的实际几何性质计算: 432I,157600000mmW,875000mmA,7630mm，，， xx
钢结构 武汉理工大学出版社 课后习题答案
钢结构课后习题答案（仅供参考） 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 2 160/w f f N mm = 123α= 21 3 α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=， ,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内力分配： 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.28 1000196.69232N N N KN α=- =?-= 3112273.28 1000530.03232N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算：11530.03 2960.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.691100.720.78160w 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 m m = 内力分配：22110003333N N KN α==?=， 112 10006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算：11667 3720.720.78160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=?=<=?+='，取390mm 。
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
钢结构课后习题答案第五版
钢结构课后习题答案第五版 钢结构课后习题答案第五版 钢结构是一门重要的工程学科，它涉及到建筑、桥梁和其他基础设施的设计和施工。在学习钢结构的过程中，习题是非常重要的一部分，它能够帮助学生巩固所学的知识，提高解决问题的能力。本文将为大家提供钢结构课后习题答案第五版，希望对学习者有所帮助。 第一章：钢结构基础知识 1. 钢结构的主要特点是什么？ 钢结构的主要特点是强度高、刚度大、重量轻、施工速度快、耐久性好等。 2. 钢结构的分类有哪些？ 钢结构可以根据用途分为建筑钢结构、桥梁钢结构和其他工业钢结构；根据结构形式分为框架结构、网架结构和悬索结构等。 3. 钢结构的设计应遵循哪些原则？ 钢结构的设计应遵循安全、经济、美观和可施工性的原则。 4. 钢结构的设计荷载有哪些？ 钢结构的设计荷载包括常规荷载（如自重、活载、风荷载等）和非常规荷载（如地震荷载、爆炸荷载等）。 5. 钢结构的连接方式有哪些？ 钢结构的连接方式包括焊接、螺栓连接和铆接等。 第二章：钢结构设计方法 1. 钢结构的设计方法有哪些？ 钢结构的设计方法包括弹性设计、弹塑性设计和极限状态设计等。
2. 钢结构的荷载组合有哪些？ 钢结构的荷载组合包括常规组合（如最不利组合、最可能组合等）和非常规组合（如地震组合、爆炸组合等）。 3. 钢结构的稳定性分析有哪些方法？ 钢结构的稳定性分析包括弯曲屈曲、屈曲扭转和屈曲侧扭等。 4. 钢结构的疲劳分析有哪些方法？ 钢结构的疲劳分析包括应力范围法、应力振幅法和应力时间法等。 5. 钢结构的设计验算中需要考虑哪些因素？ 钢结构的设计验算中需要考虑构件的强度、稳定性、疲劳性、可靠性和施工性等因素。 第三章：钢结构的施工工艺 1. 钢结构的制作工艺有哪些？ 钢结构的制作工艺包括切割、焊接、钻孔和涂装等。 2. 钢结构的安装工艺有哪些？ 钢结构的安装工艺包括吊装、定位、连接和调整等。 3. 钢结构的质量控制包括哪些方面？ 钢结构的质量控制包括材料的质量控制、制作过程的质量控制和安装过程的质量控制等。 4. 钢结构的防腐措施有哪些？ 钢结构的防腐措施包括喷涂防腐、热镀锌和防腐涂层等。 5. 钢结构的安全措施有哪些？ 钢结构的安全措施包括施工现场的安全措施、作业人员的安全措施和设备的安
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35502mm ,所以构件的净截面面积 232495.217235505.21*23550mm d A n =⨯⨯-=-= 22/215/5.1383249 450000mm 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8750003mm ， 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11900003mm 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 7.810237001006.2384105.585.35538454 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76.32cm ，而HN400x200x8x13横截面面积为84.122 cm ，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。
钢结构第三章-习题答案
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，焊缝质量川级。 解：直缝连接其计算长度：???=500-2 x 1=480mm 焊缝的正应力为：^=^= 1500 x 1000 =3i2.5N/mm 2>f w=265N/mm 2 I w t 480 x 10 L 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I = s^°= 603mm 计算长度l w = 603 - 2 x 10 = 583mm 故此时焊缝的正应力为: (T = Nsi n 0 1500 x 1000 x sin 56 ° :213 N?mm2v f w = =265 N?mm 2 I w t 583 x 10 = 剪应力为: T = Ncos 0 1500 x 1000 x cos 56 °=144 N?mm2v f,= =180 N?mm 2 l w t 583 x10 - 满足要求。故设计斜焊缝，如图所示。 N
钢结构第三章答案
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 度、局部承压强度和折算应 力强度等。 （1）计算截面模量 324x 1 8800228010404 1255342933mm 12 I = ⨯⨯+⨯⨯⨯= 334 y 11 210280800836620800mm 1212 I =⨯⨯⨯+⨯⨯=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 =++=+⨯=
钢结构基础第三章课后习题答案
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35502mm ,所以构件的净截面面积232495.217235505.21*23550mm d A n =??-=-= 22/215/5.1383249 450000mm N f mm N A N n =<===σ 所以该柱强度满足要求。 一简支梁跨长为米，在梁上翼缘承受均布静力荷载作用，恒载标准值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 18122=??== 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m,Wx 为8750003mm ， 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 13.1310576.11006.2384105.579.35538458 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11900003mm 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 237001006.2384105.585.35538454512 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2cm ，而HN400x200x8x13横截面面积为2cm ，所以选择I36a 更好。 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 解：做出结构弯矩，剪力图如下 )/(,2mm N τσ
钢结构原理第三章习题参考答案
第三章习题参考答案 P3-1 某简支梁，跨度L=9m，承受均面荷载q=160KN/m（设计值，包括梁自重），在距离支座3m处采用对接焊缝进行拼接，如图所示，已知梁截面为焊接工字形，截面尺寸如图所示，钢材为Q345，焊条为E50型，手工焊，施工时采用引弧板，焊缝质量等级为三级，试校核拼接处的焊缝强度是否满足要求。 q=120KN/m 解：（一）截面参数 施工时采用引弧板，焊缝截面= 梁横截面 4 9 3 3 10 31 .3 12 1000 290 12 1032 300 mm I x ⨯ = ⨯ - ⨯ = 4 7 3 3 10 21 .7 12 10 1000 2 12 300 16 mm I y ⨯ = ⨯ + ⨯ ⨯ = 3 6 10 44 .2 508 300 16mm S b ⨯ = ⨯ ⨯ = 3 6 10 69 .3 250 500 10 508 400 16mm S c ⨯ = ⨯ ⨯ + ⨯ ⨯ = （二）截面内力 拼接焊缝所在截面内力： m KN M. 1440 2 3 160 3 2 9 1602 = ⨯ - ⨯ ⨯ = KN V240 3 160 2 9 160 = ⨯ - ⨯ = （三）焊缝强度验算 1、正应力：三级对接焊缝w c w t f f ，故验算a点 2 2 9 6 max max / 265 / 48 . 224 516 10 31 .3 10 1440 mm N f mm N y I M w t = = ⨯ ⨯ ⨯ = = σ 2、剪应力：验算图示c点 2 2 9 6 3 max / 180 / 76 . 26 10 10 31 .3 10 69 .3 10 240 mm N f mm N It VS w f w C= = ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ = = τ 3、折算应力：验算图示b点
钢结构第三章作业答案(供参考)
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。 解：(1)验算受剪承载力： a. 确定焊脚高度 板件边缘的角焊缝：max 20,20(12)18;f t mm h mm ==-= 普通角焊缝：min max min(14,20)14, 1.21416.8;f t mm h mm ===?= 则max min(16.8,20)16.8;f h mm == 故取10f h mm = b.0.70.7107e f h h mm ==?= 设承受静载，支托选用Q235B ，则查表得角焊缝强度设计值2 160w f f N mm = 采用三面围焊且为绕角焊： 对于水平焊缝，承受正应力，1300w l b mm == 对于竖向焊缝，承受剪应力，2250w l mm = 3 22223401097.14316020.720.710250 w f f f w N N mm f N mm h l τ?===<=????，满足要求。 故焊缝A 的高度10f h mm =。 (2)验算抗弯承载力 查表得普通C 级螺栓抗拉强度设计值2170b t f N mm =；公称直径为24mm 的普通螺 栓2353e A mm = 故抗弯承载力满足要求。 (3)验算构造要求： C 级螺栓 00(1 1.5)24 1.525.53325.576.5100d d mm d mm =+=+==?=<故满足构造要求 综合(2),(3)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级高强度螺栓摩擦型连接（摩擦面间仅用钢丝刷清理浮锈），其承载力有何差别？
钢结构第三章课后答案
《钢结构设计原理》作业答案 3. 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： f t w 265N/mm2 ， f vw 180N/mm2 不采用引弧板： l w b 2t 500 2 10 480mm
N 1500 103 312.5N/mm2 f t w 265N/mm2 ，不可。 lw t 480 10
改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度：
(b / sin ) 2t (500/ sin 56) 20 (500/ 0.829) 20 583mm lw
N sin 1500 103 0.829 213N/mm2 f t w 265N/mm2 t lw 583 10
N cos 1500 103 0.559 144N/mm2 fvw 180N/mm2 t lw 583 10
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。
10
500
N
N
查附表 1.3： f fw 200N/mm2 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 500 10 5.4mm ，取 t2=6mm。 2b 2 460
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 6mm，hf max t mm 最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 10 4.7 mm 取焊脚尺寸 hf=6mm 2）焊接设计： 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N3 2 0.7hf b f f fw 2 0.7 6 4601.22 200 942816 N
侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N1 N N3 1500103 942816 557184 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） ：
l l w hf N1 557184 hf 6 172mm w 4 0.7 6 200 4 0.7hf f f
175
10
175
取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度： L=175× 2+10(盖板距离)=360mm。
500 6 6 10
N
N
∴此加盖板的对接连接，盖板尺寸取-360× 460× 6mm，
钢结构第二版课后习题答案
钢结构第二版课后习题答案 钢结构第二版课后习题答案 钢结构是一门重要的工程学科，它涉及到建筑、桥梁、车辆等领域的设计和施工。在学习钢结构的过程中，课后习题是非常重要的一部分，它可以帮助学生巩固所学知识，提高解决问题的能力。本文将为大家提供钢结构第二版课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。 第一章：钢结构基础知识 1. 钢结构的优点有哪些？ 答：钢结构具有重量轻、强度高、施工周期短、可重复利用等优点。 2. 钢结构的分类有哪些？ 答：钢结构可以分为工业建筑钢结构、桥梁钢结构和特殊用途钢结构等。 3. 钢结构设计的基本原则是什么？ 答：钢结构设计的基本原则是满足强度、刚度和稳定性的要求。 第二章：钢结构的材料性能 1. 钢材的强度是指什么？ 答：钢材的强度是指其抵抗外力破坏的能力。 2. 钢材的塑性是指什么？ 答：钢材的塑性是指其在受力作用下可以发生塑性变形而不断延展。 3. 钢材的屈服点是什么意思？ 答：钢材的屈服点是指在拉伸过程中，材料开始发生塑性变形的点。 第三章：钢结构的连接方式 1. 钢结构的连接方式有哪些？
答：钢结构的连接方式包括焊接连接、螺栓连接和铆接连接等。 2. 焊接连接的优点是什么？ 答：焊接连接具有连接强度高、结构刚度大、施工简便等优点。 3. 螺栓连接的优点是什么？ 答：螺栓连接具有拆卸方便、可重复利用、施工速度快等优点。 第四章：钢结构的设计原则 1. 钢结构的设计原则是什么？ 答：钢结构的设计原则是满足强度、刚度和稳定性的要求，并考虑施工的可行性和经济性。 2. 钢结构的荷载有哪些？ 答：钢结构的荷载包括自重、活载、风荷载、地震荷载等。 3. 钢结构的稳定性是指什么？ 答：钢结构的稳定性是指在受力作用下，结构不发生失稳现象。 第五章：钢结构的施工工艺 1. 钢结构的施工工艺包括哪些环节？ 答：钢结构的施工工艺包括制作、运输、安装和验收等环节。 2. 钢结构的制作工艺有哪些？ 答：钢结构的制作工艺包括切割、焊接、钻孔和组装等。 3. 钢结构的安装工艺有哪些？ 答：钢结构的安装工艺包括起吊、定位、连接和调整等。 通过以上习题的答案，我们可以更好地理解钢结构的基础知识、材料性能、连接方式、设计原则和施工工艺等方面的内容。希望这些答案对大家的学习有所
钢结构基础第三章课后习题答案
习题参考谜底 3.1题： 答：〔1〕按制造办法的差别分为型钢截面跟组合截面两年夜类。型钢截 面又可分为热轧型钢跟冷弯薄壁型钢两种。组合截面按衔接办法跟使 用资料的差别，可分为焊接组合截面〔焊接截面〕、铆接组合截面、 钢跟混凝土组合截面等。〔2〕型钢跟组合截面应优先选用型钢截面， 它存在加工便利跟本钱较低的长处。 3.7题： 2 解：由附录1中附表1可得I20a 的截面积为3550mm ，扣除孔洞后 2 的净面积为A n 355021.5723249mm 。工字钢较厚板件的厚度为 2 N/mm ， 11.4mm ，故由附录4可得Q235钢材的强度计划值为 f215 N 450103 3249 2 138.5215N/mm ，即该柱的强度满 构件的压应力为 足请求。 A n 新版讲义工字钢为竖放，故应计入工字钢的自重。 工字钢I20a 的重度为27.9kg/m ，故 N g 27.969.811.21971N ； NN g 450101971 3 2 139.11215N/mm ，即该 构件的拉应力为 A n 3249 柱的强度满意请求。
3.8题： 解：1、初选截面 假设截面钢板厚度小于16mm ，强度计划值取 f215f125 ， 。 v q1.210.21.42547.24kN 可变荷载操纵组合： ， q1.3510.21.40.72538.27kN 永世荷载操纵组合： Rql/2129.91kN 简支梁的支座反力〔未计梁的自重〕 ，跨中的最 1 8 1 8 ql 2 47.245.5178.63kNm 2 年夜弯矩为M 抵御矩为 ，梁所需净截面 max M max 178.63106 1.05215 791274mm 3 W nx ， f x 梁的高度在净空方面有限值前提；依刚度请求，简支梁的允许扰度为 l/250，参照表3-2可知其允许最小高度为 l5500 h min 229mm ， 2424 按经历公式可得梁的经济高度为 3 h7 e 3 W3007791274300347mm ， x 由净截面抵御矩、最小高度跟经济高度，按附录1中附表1取工字钢 3 I36a ，响应的截面抵御矩W875000791274mm ，截面高度 nx h360229mm 1 中附表5取窄翼缘H 且跟经济高度濒临。按附录 3 型钢HN400×150×8×13，截面抵御矩W942000791274mm ， nx 截面高度h400229mm 。 一般工字钢梁翼缘的外伸宽度为
钢结构第三章习题答案
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。
钢结构习题答案
钢结构习题答案 习题答案 钢结构(第三版)戴国欣主编__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 确定焊脚尺寸： ， 内力分配： 焊缝长度计算： ， 习题答案 ， 则实际焊缝长度为 310mm。 ，取 ， 则实际焊缝长度为 120mm。（2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取内力分配：焊缝长度计算： ， ， ，取 ， 则实际焊缝长度为
: ，取390mm。 ， 则实际焊缝长度为 : ，取260mm。 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 ， 。 习题答案 焊脚尺寸： 焊缝截面的形心：则 （1）内力分析：V=F， （2）焊缝截面参数计算： （3）应力计算 T引起的应力： 习题答案 V引起的应力： （4） 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， （2）焊缝截面参数计算：取焊缝截面的形心： 习题答案 （3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力： （4）
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， （2）焊缝截面参数计算： 习题答案 （3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力：（4） 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，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， （2）焊缝截面参数计算： 习题答案 （3）应力计算 腹板和翼缘交接处： 折算应力： 不满足 3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接，F=100KN(设计值)， 。 （1）内力分析：V=100KN， （2）参数计算： 单个螺栓抗剪承载力（M22） ， 习题答案 ， （3）内力计算 T引起的应力： V引起的应力：（4
钢结构的课后习的题目第三章
第三章局部习题参考答案 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*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〕 如此 max σ2209/N mm =<215f =2/N mm 下端点处的折算应2 2 2 2 max 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 (1 2)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〔规第8.2.7条〕 二．角钢背部侧面角焊缝长度 10.7500350N N kN α==⨯= 如此所需角焊缝长度
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20.85182.75/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)26820612x I cm =⨯-⨯= 一块翼缘板对x 轴的面积矩 半个截面对x 轴的面积矩 〔2〕焊缝强度验算 焊缝下端的剪应力33 214374102234.41038.9/268206108 x x w VS N mm I t τ⨯⨯⨯===⨯⨯ 焊缝下端的拉应62max 4112210500209/0.852******** 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 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X 第条〕 二．角钢背部侧面角焊缝长度 则所需角焊缝长度