鋼結構第二版課后答案趙根田

根據(jù)您提供的內容，**趙根田主編的《鋼結構設計原理》第二版中包含了一系列針對鋼結構設計的課后習題答案**。以下是對這部分內容的摘要：，，1. **連接問題解析**， - **連接類型識別**：在第三章中，涉及了幾種常見的鋼結構連接方式，包括焊接、螺栓和鉚接等。對于特定的連接方式，如焊接連接，題目要求解算其最大荷載能力。通過具體的施焊參數(shù)（如lw?l?500mm），可以計算出焊縫長度為1414mm，寬度為500mm時的最大承載力F=505.9kN。，，2. **材料力學分析**， - **材料選擇依據(jù)**：在第二章中，介紹了鋼結構的材料選擇原則，并提供了相關的教學課件內容。這些材料的選擇不僅基于鋼材的力學性能，還需要考慮建筑結構的具體需求。， - **設計原理講解**：在第四章，趙根田詳細闡述了鋼結構的設計原理與方法，特別是在建筑工程中的應用。這一章主要強調了鋼結構設計的重要性及其在現(xiàn)代建筑工程中的廣泛應用。，，3. **習題解答概述**， - **作業(yè)題參考答案**：提供了一些典型的課后習題的解答，涵蓋了鋼結構設計的多個方面，如連接方式、材料選擇及設計原理等。， - **教材信息介紹**：文章最后部分提供了關于趙根田版《鋼結構設計原理》第二版的相關信息，以及相關章節(jié)的詳盡描述。，，總結而言，趙根田主編的《鋼結構設計原理》第二版提供了豐富的課后習題答案，涵蓋了鋼結構設計的各個方面。通過這些答案，學生可以更好地理解鋼結構的設計原理和實際應用，為未來的工程實踐打下堅實的基礎。

由于沒有明確具體是關于《建筑鋼結構設計下冊》思考題中的哪些內容，以下為您從一些常見方面進行總結的可能的思考題及答案：

一、關于結構體系方面

（一）多高層鋼結構體系

框架 - 支撐體系的特點及適用范圍
- 特點：框架 - 支撐體系是在框架結構的基礎上增設支撐構件形成的結構體系。支撐的設置可以有效地提高結構的側向剛度，增強結構抵抗水平荷載（如風荷載、地震荷載）的能力。支撐可以承擔很大一部分水平力，使得框架部分主要承受豎向荷載，從而減小框架梁柱的截面尺寸。在結構受力性能方面，支撐體系能夠改變結構的受力模式，將水平荷載轉化為支撐構件的軸向力，受力明確。
- 適用范圍：適用于高度較高、水平荷載較大的鋼結構建筑，如高層寫字樓、公寓等建筑。在地震區(qū)，這種體系也能夠較好地滿足抗震要求，因為支撐可以提供有效的耗能機制。[參考相關鋼結構設計教材及工程實踐]
筒體結構體系的類型及各自優(yōu)勢
- 類型：
  - 框筒結構：由周邊密集柱和高跨比很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成筒體。其特點是建筑平面布置靈活，能夠提供較大的使用空間。同時，框筒結構的抗側剛度較大，主要通過筒體的整體彎曲和剪切變形來抵抗水平荷載。
  - 筒中筒結構：由外筒和內筒組成，外筒一般為框筒，內筒可以是框架 - 核心筒或者實腹筒等形式。這種結構體系的優(yōu)勢在于具有更高的抗側剛度和承載能力，內外筒協(xié)同工作，可以有效地抵抗較大的水平荷載。內筒可以承擔一部分豎向荷載，并且在抵抗扭矩方面也有較好的性能。
  - 桁架筒結構：利用桁架桿件代替框筒結構中的柱和梁，形成桁架筒。桁架筒結構的優(yōu)點是結構自重較輕，桿件受力明確，能夠有效地將水平荷載傳遞到基礎。在超高層建筑中，桁架筒結構可以更好地發(fā)揮其結構性能，提高建筑的經(jīng)濟性。
- 各自優(yōu)勢總結：這些筒體結構體系都具有較高的抗側剛度和承載能力，適用于超高層建筑。它們能夠有效地抵抗風荷載和地震荷載等水平力，并且在空間利用方面也有一定的優(yōu)勢，例如可以在筒體內部靈活布置電梯井、樓梯間、設備管道等功能空間。[參考鋼結構建筑體系相關書籍]

（二）大跨度鋼結構體系

網(wǎng)架結構的受力特點及選型依據(jù)
- 受力特點：網(wǎng)架結構是由許多桿件按照一定規(guī)律組成的空間桿系結構。其受力特點是空間受力性能好，桿件主要承受軸向力。在承受荷載時，網(wǎng)架結構通過桿件之間的相互連接，將荷載傳遞到各個節(jié)點，然后再傳遞到基礎。由于是空間結構，網(wǎng)架結構能夠充分利用材料的力學性能，在相同的用鋼量下，可以獲得較大的結構跨度。
- 選型依據(jù)：
  - 建筑平面形狀：對于正方形或接近正方形的平面，可采用兩向正交正放網(wǎng)架或兩向正交斜放網(wǎng)架；對于矩形平面，當長邊與短邊之比小于2時，可采用兩向正交正放網(wǎng)架或正放四角錐網(wǎng)架；當長邊與短邊之比大于2時，可采用單向折線形網(wǎng)架或三角錐網(wǎng)架等。
  - 跨度大小：一般來說，小跨度（小于30m）網(wǎng)架可以選擇簡單的結構形式，如平面桁架組成的網(wǎng)架；中等跨度（30 - 60m）可采用四角錐網(wǎng)架、三角錐網(wǎng)架等；大跨度（大于60m）網(wǎng)架需要考慮結構的空間受力性能和穩(wěn)定性，如采用抽空三角錐網(wǎng)架、蜂窩形三角錐網(wǎng)架等形式。
  - 荷載情況：如果荷載較大，需要選擇結構剛度較大的網(wǎng)架形式，如空間桁架系網(wǎng)架；如果荷載較小，可以選擇較為輕巧的網(wǎng)架形式，如螺栓球節(jié)點網(wǎng)架。[參考大跨度建筑結構設計書籍]
懸索結構的組成及設計要點
- 組成：懸索結構一般由索網(wǎng)、邊緣構件和下部支承結構組成。索網(wǎng)是懸索結構的主要受力構件，由高強度的鋼索按照一定的幾何形狀布置而成。邊緣構件用于固定索網(wǎng)的邊緣，將索網(wǎng)的拉力傳遞到下部支承結構或基礎上。下部支承結構可以是柱、墻或基礎等形式，它承受邊緣構件傳來的荷載，并將其傳遞到地基。
- 設計要點：
  - 索的張力確定：需要根據(jù)結構的受力平衡條件，準確計算索的初始張力。索的張力大小直接影響索網(wǎng)的形狀和結構的受力性能，過高或過低的張力都可能導致結構的不穩(wěn)定或變形過大。
  - 索的選型：要根據(jù)索的受力大小、使用環(huán)境等因素選擇合適的索材，如鋼絲束、鋼絞線等，并確定索的直徑、強度等級等參數(shù)。
  - 結構的穩(wěn)定性分析：懸索結構是一種柔性結構，在風荷載、地震荷載等作用下容易發(fā)生振動和失穩(wěn)現(xiàn)象。因此，需要進行結構的穩(wěn)定性分析，采取相應的措施，如設置阻尼器、增加索的預張力等，提高結構的穩(wěn)定性。
  - 邊緣構件和下部支承結構設計：邊緣構件要具有足夠的強度和剛度，以承受索網(wǎng)傳來的拉力。下部支承結構要根據(jù)上部結構傳來的荷載進行合理設計，保證結構的整體安全性。[參考懸索結構設計手冊]

二、關于構件設計方面

（一）鋼梁設計

鋼梁的強度計算內容及考慮因素
- 計算內容：
  - 彎曲正應力計算：根據(jù)鋼梁所受的彎矩，按照材料力學的公式計算梁截面的彎曲正應力，要確保正應力不超過鋼材的屈服強度。
  - 剪應力計算：考慮梁所受的剪力，計算梁截面的剪應力，對于工字形、箱形等截面形式的鋼梁，要分別計算腹板和翼緣的剪應力，并且滿足相應的剪應力限值要求。
  - 局部壓應力計算：當鋼梁上有集中荷載作用時，需要計算局部壓應力。例如，梁上有吊車荷載或較大的設備荷載時，集中荷載作用點附近的梁截面會產生局部壓應力，要保證局部壓應力不超過鋼材的局部承壓強度。
- 考慮因素：
  - 荷載組合：要考慮不同的荷載組合情況，如恒載 + 活載、恒載 + 風載、恒載+地震載等組合，按照最不利的荷載組合進行強度計算。
  - 梁的截面形式：不同的截面形式（如工字形、H形、箱形等）其應力分布規(guī)律不同，在計算強度時要根據(jù)截面形式采用相應的計算公式。
  - 梁的側向支撐情況：如果梁的側向支撐較弱，在計算強度時還需要考慮梁的整體穩(wěn)定性，可能會降低梁的承載能力。[參考鋼結構設計規(guī)范]
鋼梁的整體穩(wěn)定性影響因素及增強措施
- 影響因素：
  - 梁的截面形式和尺寸：窄而高的截面形式，如工字形截面的鋼梁，其側向抗彎剛度和抗扭剛度相對較小，容易發(fā)生整體失穩(wěn)。
  - 荷載類型和作用位置：集中荷載作用在梁的上翼緣比作用在梁的下翼緣更容易使梁發(fā)生整體失穩(wěn)；均布荷載相對于集中荷載來說，對梁整體穩(wěn)定性的影響相對較小。
  - 梁的跨度和側向支撐間距：梁的跨度越大，側向支撐間距越大，梁的整體穩(wěn)定性越差。
- 增強措施：
  - 設置側向支撐：在梁的側向適當位置設置支撐，減小梁的側向計算長度，提高梁的側向抗彎剛度和抗扭剛度，從而增強梁的整體穩(wěn)定性。
  - 采用閉合截面形式：如箱形截面鋼梁，其閉合的截面形式具有較大的側向抗彎剛度和抗扭剛度，相對于工字形截面，整體穩(wěn)定性更好。
  - 增大梁的截面尺寸：適當增加梁的翼緣寬度或腹板高度，可以提高梁的截面慣性矩，增強梁的整體穩(wěn)定性。[參考鋼結構構件設計原理]

（二）鋼柱設計

軸心受壓鋼柱的穩(wěn)定計算方法及關鍵參數(shù)
- 計算方法：軸心受壓鋼柱的穩(wěn)定計算通常采用歐拉公式或考慮實際工程情況的修正歐拉公式。對于長細比較大的鋼柱，按照歐拉公式計算其臨界力；對于考慮初始缺陷（如初始彎曲、殘余應力等）的實際鋼柱，采用修正后的計算公式，如考慮等效長細比的方法進行穩(wěn)定計算。
- 關鍵參數(shù)：
  - 長細比：長細比是軸心受壓鋼柱穩(wěn)定計算中的關鍵參數(shù)，它反映了柱的細長程度。長細比越大，鋼柱的穩(wěn)定承載能力越低。長細比的計算與柱的截面尺寸、計算長度等因素有關。
  - 鋼材的屈服強度：鋼材的屈服強度直接影響鋼柱的穩(wěn)定承載能力，不同屈服強度的鋼材在相同的長細比等條件下，穩(wěn)定承載能力不同。
  - 柱的計算長度系數(shù)：計算長度系數(shù)與柱的兩端約束情況有關，如兩端固定、一端固定一端鉸支、兩端鉸支