钢结构基本原理课后题答案同济大学

**根据提供的内容，钢结构基本原理课后题答案同济大学**，，钢结构是一种使用钢材作为主要结构材料的建筑结构，具有高强度、刚性和耐久性的特点。在设计中，钢结构常用于大跨度、大空间和重要建筑物的结构。盖板横截面按等强度原则确定，即盖板横截面积不应小于被连接板件的横截面积。盖板钢材选Q235钢，横截面为-12×400，总面积 A 1 为 A1＝2×12×400＝9600mm ² ＞A＝420×20＝8400mm ² 直角角焊缝的强度设计值 wff＝160N/mm ² (查自附表 1.3) 角焊缝的焊脚尺寸：较薄主体金属板的厚度 t＝12mm，max , fh t ＝12-2=10mm；较厚主体金属板的厚度 t＝20mm，min , fh t ＝1.5 20 7mm，取角

以下是同济大学《钢结构基本原理》部分课后题答案：

一、应力 - 应变曲线相关

1. 弹性阶段和非弹性阶段关系式
   • 弹性阶段：在构件反复力小于屈服力$yf$yf时，即材料处于弹性阶段，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。当处于弹性阶段时应力 - 应变关系符合胡克定律$\sigma = E\varepsilon$σ=Eε（$E$E为弹性模量），即应力与应变成正比关系。
   • 非弹性阶段：当应力达到屈服点后，应力不随应变的增大而变化（理想弹塑性模型）；对于理想弹性强化模型，在非弹性阶段应变继续增加时应力会随着应变按照一定强化规律增加，但具体关系式需根据不同的强化模型确定，文档未给出详细的这种情况下的关系式。

二、钢材在单轴反复应力作用下相关

1. 钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系
   • 当构件反复力小于屈服力$yf$yf，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。
   • 当反复力大于屈服力$yf$yf，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，在一定作用力下，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。
2. 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。

三、导致钢材发生脆性破坏的原因

1. 化学成分方面
   • 钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多。其中磷会影响钢材发生冷脆，硫会使钢材发生热脆。
2. 钢材生成过程中的缺陷
   • 如夹层、偏析等。
3. 钢材加工、使用过程中的影响
   • 如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响。
4. 工作温度影响
   • 可能会引起蓝脆或冷脆。
5. 结构细部设计影响
   • 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。

四、名词解释

1. 延性破坏（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$fy$fy、并达到抗拉极限强度$fu$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$fy$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（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。

五、钢材符号意义

1. Q235AF
   • 屈服强度为$235N/mm^{2}$235N/mm2、质量等级$A$A（无冲击功要求）的沸腾钢（碳素结构钢）。
2. Q345D
   • 屈服强度为$345N/mm^{2}$345N/mm2、质量等级$D$D（要求提供$-200^{\circ}C$?200°C时纵向冲击功$34kJ$34kJ）的特殊镇静钢（低合金钢）。
3. Q390E
   • 屈服强度为$390N/mm^{2}$390N/mm2、质量等级$E$E（要求提供$-400^{\circ}C$?400°C时纵向冲击功$27kJ$27kJ）的特殊镇静钢（低合金钢）。
4. Q235D
   • 屈服强度为$235N/mm^{2}$235N/mm2、质量等级$D$D（要求提供$-200^{\circ}C$?200°C时纵向冲击功$27kJ$27kJ）的特殊镇静钢（碳素结构钢）。

六、钢材选择

1. 北方严寒地区非焊接吊车梁钢材选择
   • 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$Q235D$Q235D、$Q345D$Q345D等。
2. 室内温度$-10^{\circ}C$?10°C焊接钢结构钢材选择
   • 要求满足低温可焊性条件，可选用$Q235BZ$Q235BZ等
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