高层建筑结构有哪几种结构体系？各种结构体系的优缺点和受力特点如何？答：（1）框架结构体系。优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，也可按需要做成小房间；建筑立面容易处理；结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定高度范围内造价较低。缺点是：框架结构的侧向刚度小，水平荷载作用下侧移较大，故需要控制建筑物的高度。（2）剪力墙结构体系。优点是：剪力墙的承载力和侧向刚度均很大，侧向变形较小。缺点是：结构自重较大；建筑平面布置局限性大，较难获得大的建筑空间。
（3）框架—剪力墙结构体系。优点是：框架—剪力墙结构房屋比框架结构房屋的水平承载力和侧向刚度都有所提高。
（4）筒体结构体系。优点是：空间性能好。缺点是：容易有剪力滞后现象。框架—筒体结构体系。优点是：这种结构体系兼有框架体系和筒体体系两者的优点，建筑平面布置灵活便于设置大房间，又具有较大的侧向刚度和水平承载力。刚臂—芯筒结构体系。优点是：与框架—筒体结构体系相比，刚臂—芯筒体系具有更大的侧向刚度和水平承载力，从而适用于更多层数的高层建筑。
高层建筑地震作用计算的原则有哪些？
1 一般情况下，应在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用;有斜交抗侧力构件的结构，应分别计算各抗侧力构件方向分别考虑水平地震作用；
2 质量和刚度分布明显不对称的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转作用；其他情况应计算单向水平地震作用下的扭转作用；
3 8度9度抗震设计时，高层建筑中的大跨度和场悬臂结构应考虑竖向地震作用
4 7度抗震时的高层建筑应考虑竖向地震时的作用。什么是结构的重力二阶效应？
1. 重力二阶效应一般包括两部分：一是由于构件自身挠度引起的附加重力效应，二是在水平荷载作用下产生侧移后重力荷载由于该侧移引起的附加效应。
2. 控制和验算结构在风荷载或地震作用下重力P—Δ效应对结构构件性能的降低以及由此
可能引起的结构构件失稳
剪力墙根据洞口的大小，位置等分为几类？其判别条件是什么？各有哪些受力特点？
1整截面墙：剪力墙无洞口，或虽有洞口但截面洞口的总面积不大于剪力墙总面积的16%，且洞口间距及洞口至墙边的距离均大于洞口长边尺寸时，可忽视洞的影响，称为整剪力墙。 2整体小开洞墙：当剪力墙洞口稍大，且洞口沿竖向成列布置，洞口的面积超过剪力墙墙面总面积的16%：但洞口对剪力墙的受力影响仍较小时，这类墙体称为整体小开洞墙。
3联肢墙：当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时，由于洞口较大，剪力墙截面的整体性大为削弱，其变形截面已不再符合假定，这类剪力墙可看作由若干T单肢剪力墙或墙肢有一系列连梁联接起来的。
4壁式框架：当剪力墙成列布置的洞口很大，且洞口较宽，墙肢宽度相对较小，连梁的刚度接近或超过墙肢刚度时，剪力墙的手里性能与框架结构相类似。
5错洞墙和叠合错洞墙：受力比较复杂，一般得不到解析解，通常用有限元法进行计算。简述剪力墙结构在水平荷载作用下平面协同工作的假定和计算方法？
计算方法：（1）结构单元内只有第一类剪力墙时：○
1将结构单元内沿水平荷载作用方向的m片剪力墙合并为一根竖向悬臂构件，其总刚度为m 片剪力墙的等效刚度○
2将各楼层的总内力值V,M分配到各片剪力墙上○
3根据各片剪力墙的内力，进行每片剪力墙中各墙肢的内力分配
（2）结构单元内只有第二类墙体时，其内力和位移可按带刚域的框架采用D值法计算（3）结构单元内同时具有第一第二内墙体时，首先求出水平荷载作用方向第一类剪力墙的总刚度和壁式框架的剪切刚度，然后按照框架-剪力墙协同工作计算出水平荷载作用下结构的位移及第一第二类剪力墙各自的内力值。
采用连续连杆法进行联肢墙内力和位移分析时的基本假定是什么？（1）将每一楼层处的连梁简化为沿该楼层均匀分连续布的连杆
（2）忽略连杆的轴向变形，故两墙肢在同一标高处的水平位移相等。。（3）每层梁的反弯点在梁的跨度中央
（4）墙肢和连梁沿竖向的刚度及层高均不变
联肢墙的内力分布和侧移曲线有何特点？说明整体工作系数a对内力和位移的影响？（1）双肢墙的侧移曲线呈弯曲性，a值越大，整体刚度越大，位移越小
(2)连梁的剪力分布具有明显的特点，剪力最大的连梁不在底层，其位移和大小将随a值而改变，a值较大时，连梁的剪力增大，剪力最大的连梁位置向下移
(3)墙肢的轴力与a值也有关，a值增大时，连梁的剪力增大，墙肢的轴力也增大（4）墙肢的弯矩与a值有关，a值增大，墙肢轴力增大，故墙肢弯矩减小什么是剪力墙的加强部位？加强部位的范围如何确定？
（1）剪力墙的底部截面弯矩最大，可能出现塑性铰，底部钢筋屈服后，由于钢筋和砼的？接破坏，钢筋屈服的范围扩大形成塑性铰区。该区域也是剪力最大的部位，斜裂缝常在这个部位出现。在塑性区域要采取加强措施，该部位称为剪力墙的加强部位。（2）一般可取墙肢总高度的1/8和底部两层之间的较大值；当剪力墙高度超过150m时，取墙肢总高度的1/10；部分框支剪力墙结构底部加强部位取框支座加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度1/8的较大值。
框剪结构中剪力墙合理数量如何确定？试分析剪力墙数量变化对结构侧移及内力的影响。 1、以满足结构的水平位移限值作为设置剪力墙数量的依据。
2、当剪力墙数量过多时，否则刚度过大，地震作用明显，使大部分水平地震力被剪力墙吸收，框架的作用不能充分发挥；当剪力墙数量过少时，框架承受的倾覆力矩过大。框架-剪力墙结构与框筒结构有何异同？框架-核心筒结构与框筒结构有何异同？
结构组成上：框架-剪力墙结构是由框架及剪力墙两种基本抗侧力构件共同组成。框筒结构是由密柱深梁组成的框筒及框筒内布置仅承受竖向荷载的柱所组成。
受力变形特点：框架-剪力墙为弯剪变形，框架承受竖向荷载，剪力墙承受水平荷载。框筒结构也是弯剪变形，由密柱深梁组成的框筒承受水平荷载，框筒中的柱承受竖向荷载
结构组成上：框架-核心筒是由内筒及外稀柱框架组成。框筒以外框筒为密柱深梁，中间布置一些柱。
受力变形特点上：框架剪力墙结构是以弯剪变形为主，框架核心筒主要承受竖向荷载。壁式框架与普通框架的主要区别是什么？
（1）梁柱两端由于有刚域存在，从而使杆件刚度增大。（2）梁柱截面刚度较大，需考虑杆件截面剪切变形的影响。 (3) 计算分析时，壁式框架中用刚度k代替线刚度i。高层建筑结构的主要变形：弯剪型（框架、框筒），弯曲型，剪切型（框架结构）
用反应谱法计算地震反应，应解决的两大主要问题：1计算建筑结构的重力荷载代表值，2根据结构自身的自振周期确定的相应的地震影响系数
抗侧力结构的侧向刚度使抗侧力结构的层间产生单位相对位移所需施加的水平力延性比u 是衡量结构或构件塑性变形的能力的指标。
框架支撑结构:在框架中设置支撑斜杆，即为支撑框架，一般用于钢结构，由框架和支撑框架共同承担竖向荷载和水平荷载的结构，成为框架支撑结构。
剪力滞后现象：翼缘框架中各柱轴力分布并不均匀，角柱的轴力大于平均值，中部柱的轴力小于平均值，腹板框架各柱的轴力也不是线性分布，这种现象称为剪力之后现象。框架的
剪切刚度：框架产生单位层间剪切变形所要施加的层间剪力。
框架剪力墙结构的刚度特征值：它反映出总框架抗推刚度与总剪力墙抗弯刚度的相对大小，对框剪结构受力及变形性能影响很大。
剪力墙的整体系数：是表示连梁与墙肢相对刚度的一个参数，值越大，则连梁相对于墙肢的刚度越大。
剪力墙的等效刚度：为了综合考虑剪力墙的弯曲变形，剪切变形，轴向变形的影响，可采用按顶点位移相等求得的竖向悬臂受弯构件弯曲刚度。错洞剪力墙和叠合错洞剪力墙都是不规则开洞的剪力墙。
剪力墙竖向分布钢筋的配筋率：剪力墙腹板内竖向分布钢筋的截面面积与腹板宽和腹板有效高度的比值。框架筒体结构体系：由若干个框架体系和筒体共同组成的结构体系，其中筒体主要承担水平荷载，框架主要承担竖向荷载。
总框架的剪切刚度：使总框架在楼层间产生单位剪切变形时所需的水平剪力。
连梁的等效剪切刚度：单位高度上连梁两端线约束刚度总和，其值越大，表示总连梁的刚度越大，对总框架的剪力墙的约束作用也越强。
双肢墙的等效刚度：由于剪力墙的刚度要综合考虑弯曲变形，剪切变形，轴向变形的影响，当双肢墙与一个竖向悬臂受弯构件在相同荷载下以顶点位移相等为条件所计算出的竖向悬臂受弯构件的刚度。
结构整体性系数：剪力墙结构中反映连梁和墙肢整体工作性能的系数，a值越大说明连梁的相对刚度较大，墙肢相对刚度较小，连梁对墙肢的约束作用大，整体工作性好。
框架剪力墙结构的刚度特征值：是一个与框架和剪力墙的刚度比有关的参数，对于铰接体系，对框架剪力墙结构的受力和变形刚度特征值有重大影响，此值越大，说明框架剪力墙结构的受力和侧移特点越接近于框架结构，反之，则接近于剪力墙结构。短肢剪力墙：墙肢高厚比在5~8范围内的剪力墙。
双肢墙的约束弯矩：连杆梁对墙肢的约束力在墙肢上产生的弯矩。
筒体结构：是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。舒适度：高度大于150米的高层建筑结构，在水平荷载作用下顶点侧移级来回震动很大，影响人们的正常生活以及设备的正常使用，须进行舒适度验算，按10年一遇的风荷载取值，计算的顺风向于横向结构顶点最大加速度，限值来满足舒适度的要求。
空间杆—薄壁杆系计算模型：将高层建筑结构是为空间结构体系，梁柱支撑等一般均采用空间杆单元，剪力墙采用空间杆件单元。
剪力墙底部加强区：通常剪力墙底部截面弯矩较大，可能出现塑性铰，底部截面钢筋屈服以后，由于钢筋混凝土的粘连破坏，钢筋屈服的范围扩大，塑性铰区也是剪力最大的地方，斜裂缝常常在这里出现，且分布在一定的范围内，反复荷载作用就出现了交叉裂缝，可能出现剪切破坏，在塑性铰区要采取加强措施，故该部位称为剪力墙加强部位。
8.K值的物理意义引起整体弯曲应力的弯矩与总弯矩MP的比值叫整体弯曲系数k
结构刚度特征值入是一个与框架和剪力墙的刚度比有关的参数，对剪力墙-框架的受力和变形特征有重大影响。
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：
， 则实际焊缝长度为，取310mm。 ， 则实际焊缝长度为，取 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： ， 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，。
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：
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：
（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：
（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：
一、选择题： 1. 屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C )。 (A) 端竖杆处 (B) 下弦中间 (C) 下弦端节间 (D) 斜腹杆处 2. 梯形屋架 的端斜杆和受 较大节间 荷载作 用的屋 架上弦杆 的合理截面形 式是两个 C )。 (A) 等肢角钢相连 (B) 不等肢角钢相连 (C) 不等肢角钢长肢相连 (D) 等肢角钢十字相连 (A)120m (B) 80m C )60m (D) 40m (A) 铰接 (B) 刚接 (C) 刚接或铰接 5. 当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值 )。 6?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 性，不需要很高的转动能力，综合考虑日本和美国规范制定的。 (A) 强柱弱梁 (B) 强柱强梁 (C) 弱柱强梁 (D) 弱柱弱梁 精品文档 3. 屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于( )。 4. 门式刚架的柱脚，当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时， 则应采用( B )柱脚 (A) 0 ．5kN ／m 2 (B) 0 ． 4kN ／ m 2 (C) 0 ．3kN ／m 2 (D) 0 ．2kN ／m 2 ( 按水平投影面积计算 ) 应取 (A) 拉杆 (B) 系杆 (C) 檩托 (D) 隅撑 7?当檩条跨度大于 4m 时，应在檩条间( D ) 位置设置拉条。当檩条跨度大 6m 时，应 在檩条跨度( C )分点位置各设置一道拉条。 (A) 五分点 (B) 四分点 (C) 三分点 (D) 二分点 8. 实腹式檩条可通过( 与刚架斜梁连接。 (A) 拉杆 (B) 系杆 (C) 檩托 (D) 隅撑 9、屋架设计中，积灰荷载应与( C )同时考虑。 (A) 屋面活荷载 (B) 雪荷载 (C) 屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值 (D) 屋面活荷载和雪荷载 10. 梯形钢屋架节点板的厚度，是根据( )来选定的。 (A) 支座竖杆中的内力 (B) 下弦杆中的最大内力 (C) 上弦杆中的最大内力 (D) 腹杆中的最大内力 11. 框架梁柱板件宽厚比的规定， 是以符合 ( A )为前提， 考虑柱仅在后期出现少量塑
1．体现钢材塑性性能的指标是（ ） A ．屈服点 B. 强屈比 C. 延伸率 D. 抗拉强度 2．在结构设计中，失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( )。 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 3．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( )来保证的。 A ．稳定承载力 B ．挠跨比 C ．静力强度 D ．动力强度 4. 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关（ ） A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小 5. 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ是考虑（ ） A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 B 考虑强度降低的影响 C 考虑单肢失稳对构件承载力的影响 D 考虑剪切变形的影响 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接（ ） A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7．为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应（ ）。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8．梁的纵向加劲肋应布置在（ ）。 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9．同类钢种的钢板，厚度越大（ ） 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. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（ ）指标。 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 11. 钢材脆性破坏同构件（ ）无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12．焊接残余应力不影响构件的（ ） A ．整体稳定 B ．静力强度 C ．刚度 D ．局部稳定 13．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力（ ） A ．与摩擦面的处理方法有关 B ．与摩擦面的数量有关 C ．与螺栓直径有关 D ．与螺栓的性能等级无关 14．直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤，则1t 、2t 分别为（ ）的厚度。 A ．1t 为厚焊件，2t 为薄焊件 B ．1t 为薄焊件，2t 为厚焊件 C ．1t 、2t 皆为厚焊件 D ．1t 、2t 皆为薄焊件 15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（ ）。 A ．扭转屈曲 B ．弯扭屈曲 C ．侧扭屈曲 D ．弯曲屈曲
钢结构试卷 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 中， 1l 是 ， 1b 是 。 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1分，共25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
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 2160/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 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=???=?????==∑ 3221273.28 1000196.69232N N N KN α=- =?-= 3112273.28 1000530.03232N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算：11530.03 2960.720.78160 w 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==?=， 112 10006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算：11667 3720.720.78160w 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 。
1．体现钢材塑性性能的指标是（ C ）P11 A ．屈服点 B. 强屈比 C. 延伸率 D. 抗拉强度 2．在结构设计中，失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( B )。P4 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 3．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( B )来保证的。P108 A ．稳定承载力 B ．挠跨比 C ．静力强度 D ．动力强度 4. 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关（C ）P154 A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小 5. 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ是考虑（D ）P92 A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 B 考虑强度降低的影响 C 考虑单肢失稳对构件承载力的影响 D 考虑剪切变形的影响 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接（ C ）P64 A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7．为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应（C ）。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8．梁的纵向加劲肋应布置在（ C ）。P123 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9．同类钢种的钢板，厚度越大（ A ）P23 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. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（C ）指标。P12 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 11. 钢材脆性破坏同构件（ D ）无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12．焊接残余应力不影响构件的（B ）P49 A ．整体稳定 B ．静力强度 C ．刚度 D ．局部稳定 13．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力（C ）P64 A ．与摩擦面的处理方法有关 B ．与摩擦面的数量有关 C ．与螺栓直径有关 D ．与螺栓的性能等级无关 14．直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤，则1t 、2t 分别为（A ）的 厚度。P31 A ．1t 为厚焊件，2t 为薄焊件 B ．1t 为薄焊件，2t 为厚焊件 C ．1t 、2t 皆为厚焊件 D ．1t 、2t 皆为薄焊件 15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（D ）。P79 A ．扭转屈曲 B ．弯扭屈曲 C ．侧扭屈曲 D ．弯曲屈曲 16．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( B )来保证的。
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 。
中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 《钢结构》 、填空题 1．钢结构设计中，承载能力极限状态的设计内容包括：_ 2．影响疲劳强度最主要的因素是 3．在螺栓的五种破坏形式中，其中_________________ ____________________ 须通过计算来保证。 4．梁的强度计算包括____________ 、_____________ 5．轴心受压格构式构件绕虚轴屈曲时，_______________________ 不能忽略，因而绕虚轴的长细比λ x 要采用6．提高轴心受压构件临界应力的措施有 7．当构件轴心受压时，构件可能以、和等形式丧失稳定而 破坏。 8．实腹梁和柱腹板局部稳定的验算属于_____ 极限状态，柱子长细比的验算属于_____ 极限状态，梁截面按弹性设计属于_____ 极限状态。 9．螺栓抗剪连接的破坏方式包括__________ 、_________、、 _____________ 和 ___________________ 。 10．为防止梁的整体失稳, 可在梁的翼缘密铺铺板。 11．常用的连接形式有，，。 12．压弯构件在弯矩作用平面外的失稳属于（失稳类别）。 13．在不同质量等级的同一类钢材（如Q235A,B,C,D四个等级的钢材），它们的屈服点强度和伸长率都一样，只是它们的和指标有所不同。 14．在静力或间接动力荷载作用下，正面角焊缝的强度设计增大系数β f ＝；但对直接承受动力荷载的结构，应取β f ＝。 15．普通螺栓连接受剪时，限制端距e≥2d，是为了避免钢板被破坏。 16．轴心受拉构件计算的内容有和。 17．设计采用大型屋面板的铰支撑梯形钢屋架下弦杆截面时，如节间距离为 l ，则屋架下弦杆在屋架平面内的计算长度应取 18．轴心受力的两块板通过对接斜焊缝连接时，只要使焊缝轴线与N力之间的夹角θ满 足 时，对接斜焊缝的强度就不会低于母材的强度，因而也就不必在进行计算。 19．格构式轴心受压杆采用换算长细比ox x，计算绕虚轴的整体稳定，这里的系数 式中 1 代表，它和所采用的缀材体系有关。 20．承受向下均匀荷载作用的简支梁，当荷载作用位置在梁的翼缘时，梁整体稳定性较高。 21. 梁的整体稳定系数b大于时，需要b'代替b，它表明此时梁已经进入阶段。 22．当b大于______________ 时，要用b代替b，它表明钢梁已进入弹塑性工作阶段。 23．钢材的伸长率指标是通过__________________ 试验得到的。
钢结构试卷及答案 钢结构试卷 题号一二三四总分 分数 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、梁整体稳定判别式中，是， lblb1111 是。 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时，对一般梁可不配置加劲肋。 ht,0w 二、单项选择题(每题1分，共25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 235,bt(100.1),，,2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为，其中的1fy 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 ,M,mxx3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公 式，,f(10.8'),AWNN,,x1xxEx 中，其中，代表。 W1x (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的取值为。 he (A)0.7 (B)4mm (C)1.2 (D) 1.5 hhhfff8、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,,1(22 f bbNdtf,,9、单个螺栓的承压承载力中,[]，其中?t为。 ,cc (A)a+c+e (B)b+d (C)max{a+c+e，b+d} (D)min{ a+c+e，b+d}
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 ≥==????∑，
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。
1.体现钢材塑性性能的指标就是( ) A.屈服点 B 、 强屈比 C 、 延伸率 D 、 抗拉强度 2.在结构设计中,失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( )。 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 3.对于受弯构件的正常使用极限状态就是通过控制 ( )来保证的。 A.稳定承载力 B.挠跨比 C.静力强度 D.动力强度 4、 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关( ) A 、框架在荷载作用下侧移的大小 B 、框架柱与基础的连接情况 C 、荷载的大小 D 、 框架梁柱线刚度比的大小 5、 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ就是考虑( ) A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 B 考虑强度降低的影响 C 考虑单肢失稳对构件承载力的影响 D 考虑剪切变形的影响 6、 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接( ) A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7.为保证格构式构件单肢的稳定承载力,应( )。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8.梁的纵向加劲肋应布置在( )。 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9.同类钢种的钢板,厚度越大( ) 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、 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外,还需( )指标。 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 11、 钢材脆性破坏同构件( )无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12.焊接残余应力不影响构件的( ) A.整体稳定 B.静力强度 C.刚度 D.局部稳定 13.摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时,承载力( ) A.与摩擦面的处理方法有关 B.与摩擦面的数量有关 C.与螺栓直径有关 D.与螺栓的性能等级无关 14.直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤,则1t 、2t 分别为( )的厚度。 A.1t 为厚焊件,2t 为薄焊件 B.1t 为薄焊件,2t 为厚焊件 C.1t 、2t 皆为厚焊件 D.1t 、2t 皆为薄焊件 15、理想轴心受压构件失稳时,只发生弯曲变形,杆件的截面只绕一个主轴旋转,杆的纵轴由直线 变为曲线,这时发生的就是( )。 A.扭转屈曲 B.弯扭屈曲 C.侧扭屈曲 D.弯曲屈曲 16.对于受弯构件的正常使用极限状态就是通过控制 ( )来保证的。 A.稳定承载力 B.挠跨比 C.静力强度 D.动力强度
第七章 解：钢材为Q235钢，焊条为E43型，则角焊缝的强度设计值w 2 f 160N/mm f =。 图示连接为不等肢角钢长肢相连，故K 1=，K 2=。 焊缝受力：110.65600390kN N K N ==?= 220.35600210kN N K N ==?= 所需焊缝计算长度，肢背：3 1w1w f1f 39010217.6mm 20.720.78160 N l h f ?===???? 肢尖：3 2w2w f2f 21010156.3mm 20.720.76160 N l h f ?===???? 侧面焊缝实际施焊长度，肢背：1w1f12217.628233.6mm l l h =+=+?=，取240mm ； 肢尖： 2w2f22 156.326165.6mm l l h =+=+?=，取170mm 。 — 解：① ()()fmin fmax 6mm 1~2121~210~11mm h h t ====-=-=取f 8mm h = 焊缝有效截面的形心位置： ()120.781921920.78256.1mm 20.7819230020.780.78 x ?? ?????+? ? ??==???++???? 、 ()()32 4x 10.7830020.7820.781921500.7866128649mm 12 I = ???+??+????+?= ()2 y 2 3 4 0.7830020.7856.111920.7820.781920.7819256.116011537mm 1222I =??+????????+????+???+-=?? ??????? 4x y 661286491601153782140186mm J I I =+=+=
钢结构的材料 1. 在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是______的典型特征。 脆性破坏塑性破坏强度破坏失稳破坏 2. 建筑钢材的伸长率与______标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。 到达屈服应力时到达极限应力时试件断裂瞬间试件断裂后 3. 钢材的设计强度是根据______确定的。 比例极限弹性极限屈服点极限强度 4. 结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用______表示。 流幅冲击韧性可焊性伸长率 5. 在钢结构房屋中，选择结构用钢材时，下列因素中的______不是主要考虑的因素。 建造地点的气温荷载性质钢材造价建筑的防火等级 6. 热轧型钢冷却后产生的残余应力______。 以拉应力为主以压应力为主包括拉、压应力拉、压应力都很小 7. 型钢中的钢和工字钢相比，______。 两者所用的钢材不同前者的翼缘相对较宽前者的强度相对较高两者的翼缘都有较大的斜度 8. 钢材内部除含有Fe、C外，还含有害元素______。 N,O,S,P N,O,Si Mn,O,P Mn,Ti 9. 有二个材料分别为3号钢和16Mn钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，焊条应选用______型。
E43E50 E55 T50 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需______指标。 低温屈服强度低温抗拉强度低温冲击韧性疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件______无关。 应力集中低温影响残余应力弹性模量 12.普通碳素钢标号C3表示______。 甲类平炉3号沸腾钢乙类氧气顶吹3号沸腾钢特类平炉3号沸腾钢丙类平炉3号镇静钢 13. 3号镇静钢设计强度可以提高5%，是因为镇静钢比沸腾钢______好。 脱氧炉种屈服强度浇注质量 14. 钢材的理想σ－ε曲线（包括考虑焊接应力和不考虑焊接应力）是______。 A B C D 15. 普通碳素钢强化阶段的变形是______。 完全弹性变形完全塑性变形弹性成分为主的弹塑性变形塑性成分为主的弹塑性变形 16. 下列因素中，______与钢构件发生脆性破坏无直接关系。 钢材屈服点的大小钢材含碳量负温环境应力集中
简答题：（共 ?分） 写出实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式，当腹板局部稳定不满足要求时，可采取哪些措施？（ 分） 、实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式： w t h 0≤ ???????y f 235 ) ，当腹板局部稳定不满足要求时，可采取三种措施：①加大腹板厚度；②加加劲肋，减小腹板高度；③计算时取有效截面。 ?简述普通螺栓的五种破坏形式，其中哪几种破坏形式通过构造保证，如何保证，哪几种破坏形式通过计算保证？（ 分） 、普通螺栓的五种破坏形式：①螺栓杆被剪坏；②螺栓杆或板件挤压破坏；③板件端部剪坏；④板件被拉断；⑤螺栓杆受弯破坏。其中③⑤通过构造保证，③通过限制端距≥ ??，⑤通过限制板叠厚度≤ ?，其中?为螺栓直径，??为螺栓孔径，①②④通过计算保证。 、简述影响钢材力学性能的主要因素。（ 分） 、①化学成分的影响：包括碳，硅，锰及一些有害元素硫，磷，氧，氮等。②冶金缺陷的影响：如偏析，非金属夹杂，裂纹，分层。③浇注和轧制过程的影响：脱氧程度不同制成的钢材质量不同，轧制程度也影响钢材的力学性能。④钢材硬化的影响：钢材硬化会降低其塑性和韧性，对钢材不利，硬化可有三种：时效硬化，应变硬化（冷加工硬化），应变时效。⑤温度的影响：⑥应力集中的影响。 、简述钢材选用的原则。（ 分）
、①结构的类型和重要性。重要结构选用质量较高钢材。②荷载性质，动荷载下选用好钢材。③连接方法，焊接选用较好钢材。④结构的工作温度和环境，低温，腐蚀性强的情况下选用质量好钢材。⑤受力性质。如受较大拉力的结构选用好钢材。
一、 计算题：（共 ?分） 、验算柱与牛腿间高强螺栓摩擦型连接是否安全，已知：荷载设计值?＝ ???，螺栓 ??，孔径 ???， ? 级，摩擦面的抗滑移系数μ ???，高强螺栓的设计预拉力 ? ???。不考虑螺栓群长度对螺栓强度设计值的影响。（ 分） 解： 螺栓群形心 处的内力有： 轴心拉力33 30018055 T N kN ==?=；（ 分） 剪力44 30024055 = =?=V N kN ； （ 分） 弯矩1807.0/2630M Te kN cm ==?=? （ 分） 在?、 作用下，最上排螺栓受力为最不利，一个螺栓所受的拉力为： 11222180630(6.57.0/2)36.53282[2 3.52(3.5 6.5)] i My T N kN n y ?+= +=+=∑??+?+（ 分） 一个螺栓所受到的剪力为：240 308 v V N kN n = ==（ 分） 一个高强螺栓受拉承载力设计值：0.80.8155124b t N P kN ==?=（ 分） 一个高强螺栓受剪承载力设计值：0.90.910.515569.75b v f N n P kN μ=??=???= （ 分）
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
《钢结构设计原理》作业标答
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：
N
N
500
三级焊缝
10
查附表
1.3：
f tw
265 N/mm 2 ，
f
w v
180 N/mm 2
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：按规取 θ=56°，斜缝长度： lw (b / sin ) 2t (500 / sin 56) 20 (500 / 0.829 ) 20 583mm
N sin lw t
1500103 0.829
58310
213N/mm2
ftw
265N/mm2
N cos lw t
1500103 0.559
58310
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。
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 bf
f
w f
2 0.7 6 460 1.22 200
942816
N
侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N1 N N3 1500 10 3 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
lw
hf
N1 4 0.7hf
f
w f
hf
557184 4 0.7 6 200
6 172 mm
取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度：
175 10 175
N
N
L=175×2+10(盖板距离)=360mm。
6 6 500 10