《钢结构》作业参考答案作业一一、填空题：1.235N/mm 2；B ；沸腾钢；E43型。

2.脆性 3.铁4.弹性阶段；屈服阶段；强化阶段；颈缩阶段5.计算长度与回转半径 强度高，塑性和韧性好；6.y f 和u f7.塑性变形能力和冶金质量 8.S 和P 9.250℃10.残余应力使构件的刚度降低，使构件的稳定承载力降低，且对弱轴的影响比强轴大11.易腐蚀和耐热不耐火 12.δ5和δ10 13.不同温度下的冲击韧性指标 14.采用一般工艺就可完成合格的焊缝的性能15.构件有裂纹、孔洞、刻痕、凹角及截面突变时，在缺陷处出现高峰应力的现象 16.高度为200毫米厚度为a 类的热轧普通工字钢截面二、选择题：1.A2.B3.C4.C5.B6.A7.D8.B9.C 10.B 11.A 12.D 13.A三、简答题：1.答：Q235钢材单向拉伸的应力---应变图如下图所示。

（1）弹性阶段：OAE 段pfe f 为弹性极限。

（2）弹塑性阶段：EC 段 yf yε为屈服应变。

（3）屈服阶段：CF 段。

（4）强化阶段：FB 段 u f （5）颈缩阶段：BD 段t ε2.度；伸长率；弹性模量。

3.随着时间的增长，钢材中少量的以固溶体形式存在于纯铁体结晶中的碳和氮化物将逐渐地从晶体中析出，形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布于晶粒之间，对纯铁体的变形起着遏制作用，使4.5.根据给定的图形，简单说明温度对钢材性能的主要影响（5分）。

（a ） （b ）答：（a ）图表示正温范围：随着温度的提高，钢材的强度降低。

200 O C 以内变化不大，430-540OC ，强度急剧下降， 600 O C 强度很低不能承载。

（250 OC 附近有兰脆现象）（b ）图表示负温范围：负温范围强度提高，变形能力减小，材料转脆，对冲击韧性的影响十分突出。

（在T1和T2之间称为温度转换区，材料的由韧性破坏到脆性破坏是在这一区间完成的）。

作业二一．填空题：1.902.强度，刚度，稳定3.弯曲，扭转，弯扭4.较厚焊件的厚度5.强度高，塑性和韧性好6.单位剪切角γ1 换算长细比λx 0二．选择题： 1.A 2.C 3．D三．简答题：1.答：格构式轴心受压构件绕虚轴发生弯曲失稳时，因为剪力要由比较柔弱的缀材负担，剪切变形较大，导致构件产生较大的附加变形，它对构件临界力的降低是不能忽略的，经理论分析，用换算长细比λox 代替对x 轴的长细比λx ，就可以确定考虑缀才剪切变形影响的格构式轴心受压构件的临界力。

2.答：纵向残余应力——纵向残余应力使构件刚度降低，也降低稳定承载力。

初弯曲——由于残余应力的存在，初弯曲使截面更早进入塑性，降低稳定承载力。

初偏心——初偏心对稳定承载力的影响本质上同初弯曲。

杆端约束——杆端约束越强（如固定），承载力会越高。

3．答：（1）根据绕实轴的整体稳定性，选择肢件的截面。

选择方法与实腹式轴心受压构件的截面选择方法完全相同；（2）根据等稳定条件，确定两分肢间的距离； （3）验算整体稳定性和分肢稳定性，包括对刚度的验算； （4）但有截面削弱时，应验算构件的强度。

四．计算题：1.解：（1）截面几何参数为：390002508142502mm A =⨯+⨯⨯=483310325.1)250242278250(121mm I x ⨯=⨯-⨯=4731065.3250141212mmI y ⨯=⨯⨯⨯= mm A I i x x 3.121900010325.1/8=⨯==mmA I i y y 7.6390001065.3/7=⨯==（2）刚度验算：150][5.493.121/6000/0=<===λλx x x i l ，150][1.477.63/3000/0=<===λλy y y i l（3）整体稳定验算：按长细比最大值5.49=λ，查表得859.0=ϕ，223/215/2079000859.0101600mm N f mm N A N =<=⨯⨯==ϕσ2.解：（1）验算整体稳定A ＝2×104mm 2 I x ＝7.595×108mm 4I y ＝2.134×108mm 4 i x ＝194.87mm i y ＝103.30mm λx ＝51.23<[λ]=150 λy ＝48.40<[λ]=150 对x 轴为b 类截面，对y 轴为c 类截面，查表φx ＝0.850>φy ＝0.78522/215/9.222mm N f mm N ANy =>=ϕ如果承受静力荷载，材料为镇静钢，则在允许范围之内。

（2）局部稳定验算：a ．翼缘13.1523.511.010235)1.010(75.9=⨯+=+<=yf t b λb ．腹板66.5023.515.025235)5.025(400=⨯+=+<=yw f t h λ局部稳定满足要求。

作业三一．填空题：1.边缘屈服；全截面塑性；有限塑性发展强度；有限塑性发展强度；边缘屈服。

2．强度高，塑性和韧性好；3．6.0>b ϕ二．选择题：1.B2.A3.A三．简答题：4.答：加劲肋按其作用可分为两种：一种是为了把腹板分割成几个区格，以提高腹板的局部稳定性，称为间隔加劲肋；另一种除了上述作用外，还有传递固定集中荷载或支座反力的作用，称支承加劲肋。

在公式fA N ≤ϕ中，A 为加劲肋和加劲肋每侧y w f t /23515（w t 为腹板厚度）范围内的腹板面积；ϕ为轴心受压稳定系数，由z i l /0=λ计算，对中间加劲肋按b 类截面查得，对支座加劲肋按c 类截面查得，0l 为腹板计算高度0h ，z i 为绕z z -轴的回转半径。

四．计算题：1．解：21530021090018000H mm =⨯⨯+⨯=329411090015300(4507.5)2 2.491012x I mm =⨯⨯+⨯⨯+⨯=⨯ 9632.4910 5.358104652x x I W mm h ⨯===⨯33741190010153002 6.7575101212y I mm =⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯61.27y l mm == 500081.661.27y ly ly λ=== 262432012351()4.4b Hh yt y Wxhf λϕβλγ=+264320180009302351.1581.6 5.35810235⨯=⨯⨯⨯ 2.4330.6=>1.070.282/46 1.070.282/2.4330.954 1.0b ϕ=-=-=<22.7V kN ==作业四一、填空题：1.分岔失稳2.弯曲屈曲二、简答题：1.平面外稳定承载力计算公式为：dxb x tx y f W M A N≤+ϕβϕ其中b ϕ——受弯构件整体稳定系数 tx β——计算平面外稳定时的弯矩等效系数yϕ——轴压构件绕弱轴的整体稳定系数。

三、计算题：1.解：（1）截面几何参数为：31512012760122502mm A =⨯+⨯⨯=，49331033.1)760238784250(121mm I x ⨯=⨯-⨯=，47310125.3250121212mm I y ⨯=⨯⨯⨯=，mm A I i x x 297151201033.1/9=⨯==，mm A I i y y 461512010125.3/7=⨯==，3913400000392/1033.1mm W x =⨯=（2）整体稳定验算：7.33297/10000/0===x x x i l λ，7.10846/5000/0===y y y i l λ，根据b 类截面，查表得923.0=x ϕN EA N x Ex 725222107.27.33/151201006.214.3/⨯=⨯⨯⨯==λπ，699.0107.2/100602.01/2.0173=⨯⨯⨯-=-=Ex mx N N β，工字形截面的05.1=x γ，弯矩作用平面内的整体稳定：x 11M F l 14000010350kN 44m=⨯⨯=⨯⨯=⋅363371600100.99635010(10.8/)0.92315120 1.05340010(10.860010/2.710)mx x x x x Ex M N A W N N βϕγ⨯⨯⨯+=+-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯22142.4/215/N mm N mm =<故整体稳定满足要求。

作业五一．填空题：1.焊接；螺栓连接 2．螺栓杆被剪断 板件被挤压破坏 板件净截面强度不够二．选择题： 1.C 2.D 3.C三．简答题：1.答：抗剪螺栓的5种破坏形式：（1）钢板剪断，可通过限制端距e 3≤2d 0,以避免板因受螺栓杆挤压而被剪断；（2）螺栓杆弯曲破坏，可通过限制板叠厚度不超过5d ，以避免螺杆弯曲过大而破坏； （3）螺栓杆被剪断，通过计算单个螺栓抗剪承载力设计值保证； （4）孔壁挤压，通过计算螺栓承压承载力设计值保证；（5）板被拉断，通过计算板间净截面强度保证。

2.答：普通螺栓连接在抗剪时依靠杆自身承压和螺栓抗剪来传递剪力，在扭紧螺帽时产生的预拉力很小，其影响可以忽略。

而高强度螺栓则除了其材料强度高之外还给螺栓施加很大的预拉力，使被连接构件的接触面之间产生挤压力，因而，垂直于螺栓杆的方向有很大的摩擦力。

这种挤压力和摩擦力对外力的传递有很大的影响。

高强度螺栓连接单纯依靠被连接构件间的摩擦阻力传递剪力，以剪力等于摩擦力为承载能力极限状态。

承压型高强度螺栓连接的传力特征是剪力超过摩擦时，构件间发生相对滑移，螺栓杆身与孔壁接触，开始受剪并和孔壁承压。

但是，另一方面。

摩擦力随外力继续增大而逐渐减弱，倒连接接近破坏时，剪力全部由杆身承担。

承压型高强度螺栓以螺栓或钢板破坏为承载能力极限状态，可能的破坏形式与普通螺栓相同。

这种螺栓连接还以不出现滑移作为正常使用极限状态。

承受拉力的高强度螺栓连接，由于预拉力的作用，构件间在承受荷载前已经有较大的挤压力，拉力作用首先要抵抗这种挤压力，至构件完全被拉开后，高强度螺栓的受拉力的情况就和普通螺栓受拉相同。

不过，连接的变形要小的多，当拉力小于挤压力时，构件未被拉开，可以减少锈蚀危害，改善连接的疲劳特性。

3．答：螺栓杆剪断，孔壁挤压，钢板被拉断，钢板剪断，螺栓弯曲四．计算题：1.解：一个高强螺栓的抗剪承载力设计值：b vf N 0.9n p 0.920.45110=89.1kN μ==⨯⨯⨯一个螺栓受到的力为N/4. b v NN 89.1kN; N 356.4kN;4≤=≤净截面计算：2n 1A 18010221.5101370mm n 2N N(1-0.5)=N (1-0.5075N n 4ι=⨯-⨯⨯==⨯⋅）=.n-3n min 0.75N f A A f 137021510N 393kN0.750.75N 356.4kN⨯≤⨯⨯≤===所以该连接所能够承受的最大拉力为356.4kN 。