鋼結(jié)構(gòu)第二版課后答案趙根田

根據(jù)您提供的內(nèi)容，**趙根田主編的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》第二版中包含了一系列針對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的課后習(xí)題答案**。以下是對這部分內(nèi)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(jié)構(gòu)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(xué)分析**， - **材料選擇依據(jù)**：在第二章中，介紹了鋼結(jié)構(gòu)的材料選擇原則，并提供了相關(guān)的教學(xué)課件內(nèi)容。這些材料的選擇不僅基于鋼材的力學(xué)性能，還需要考慮建筑結(jié)構(gòu)的具體需求。， - **設(shè)計原理講解**：在第四章，趙根田詳細(xì)闡述了鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理與方法，特別是在建筑工程中的應(yīng)用。這一章主要強調(diào)了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性及其在現(xiàn)代建筑工程中的廣泛應(yīng)用。，，3. **習(xí)題解答概述**， - **作業(yè)題參考答案**：提供了一些典型的課后習(xí)題的解答，涵蓋了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的多個方面，如連接方式、材料選擇及設(shè)計原理等。， - **教材信息介紹**：文章最后部分提供了關(guān)于趙根田版《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》第二版的相關(guān)信息，以及相關(guān)章節(jié)的詳盡描述。，，總結(jié)而言，趙根田主編的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》第二版提供了豐富的課后習(xí)題答案，涵蓋了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個方面。通過這些答案，學(xué)生可以更好地理解鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理和實際應(yīng)用，為未來的工程實踐打下堅實的基礎(chǔ)。

由于沒有明確具體是關(guān)于《建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計下冊》思考題中的哪些內(nèi)容，以下為您從一些常見方面進(jìn)行總結(jié)的可能的思考題及答案：

一、關(guān)于結(jié)構(gòu)體系方面

（一）多高層鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)支撐構(gòu)件形成的結(jié)構(gòu)體系。支撐的設(shè)置可以有效地提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，增強結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載（如風(fēng)荷載、地震荷載）的能力。支撐可以承擔(dān)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(jié)構(gòu)受力性能方面，支撐體系能夠改變結(jié)構(gòu)的受力模式，將水平荷載轉(zhuǎn)化為支撐構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jī)制。[參考相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計教材及工程實踐]
筒體結(jié)構(gòu)體系的類型及各自優(yōu)勢
- 類型：
  - 框筒結(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)的抗側(cè)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(jié)構(gòu)：由外筒和內(nèi)筒組成，外筒一般為框筒，內(nèi)筒可以是框架 - 核心筒或者實腹筒等形式。這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)勢在于具有更高的抗側(cè)剛度和承載能力，內(nèi)外筒協(xié)同工作，可以有效地抵抗較大的水平荷載。內(nèi)筒可以承擔(dān)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(jié)構(gòu)：利用桁架桿件代替框筒結(jié)構(gòu)中的柱和梁，形成桁架筒。桁架筒結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)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(chǔ)。在超高層建筑中，桁架筒結(jié)構(gòu)可以更好地發(fā)揮其結(jié)構(gòu)性能，提高建筑的經(jīng)濟(jì)性。
- 各自優(yōu)勢總結(jié)：這些筒體結(jié)構(gòu)體系都具有較高的抗側(cè)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(fēng)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(nèi)部靈活布置電梯井、樓梯間、設(shè)備管道等功能空間。[參考鋼結(jié)構(gòu)建筑體系相關(guān)書籍]

（二）大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力特點及選型依據(jù)
- 受力特點：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由許多桿件按照一定規(guī)律組成的空間桿系結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)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(chǔ)。由于是空間結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)能夠充分利用材料的力學(xué)性能，在相同的用鋼量下，可以獲得較大的結(jié)構(gòu)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(dāng)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(dāng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計書籍]
懸索結(jié)構(gòu)的組成及設(shè)計要點
- 組成：懸索結(jié)構(gòu)一般由索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件和下部支承結(jié)構(gòu)組成。索網(wǎng)是懸索結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，由高強度的鋼索按照一定的幾何形狀布置而成。邊緣構(gòu)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(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)上。下部支承結(jié)構(gòu)可以是柱、墻或基礎(chǔ)等形式，它承受邊緣構(gòu)件傳來的荷載，并將其傳遞到地基。
- 設(shè)計要點：
  - 索的張力確定：需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力平衡條件，準(zhǔn)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(jié)構(gòu)的受力性能，過高或過低的張力都可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析：懸索結(jié)構(gòu)是一種柔性結(jié)構(gòu)，在風(fēng)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(jìn)行結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析，采取相應(yīng)的措施，如設(shè)置阻尼器、增加索的預(yù)張力等，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
  - 邊緣構(gòu)件和下部支承結(jié)構(gòu)設(shè)計：邊緣構(gòu)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(jié)構(gòu)要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載進(jìn)行合理設(shè)計，保證結(jié)構(gòu)的整體安全性。[參考懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊]

二、關(guān)于構(gòu)件設(shè)計方面

（一）鋼梁設(shè)計

鋼梁的強度計算內(nèi)容及考慮因素
- 計算內(nèi)容：
  - 彎曲正應(yīng)力計算：根據(jù)鋼梁所受的彎矩，按照材料力學(xué)的公式計算梁截面的彎曲正應(yīng)力，要確保正應(yīng)力不超過鋼材的屈服強度。
  - 剪應(yīng)力計算：考慮梁所受的剪力，計算梁截面的剪應(yīng)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(yīng)力，并且滿足相應(yīng)的剪應(yīng)力限值要求。
  - 局部壓應(yīng)力計算：當(dāng)鋼梁上有集中荷載作用時，需要計算局部壓應(yīng)力。例如，梁上有吊車荷載或較大的設(shè)備荷載時，集中荷載作用點附近的梁截面會產(chǎn)生局部壓應(yīng)力，要保證局部壓應(yīng)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(fēng)載、恒載+地震載等組合，按照最不利的荷載組合進(jìn)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(yīng)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(yīng)的計算公式。
  - 梁的側(cè)向支撐情況：如果梁的側(cè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(cè)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(cè)向支撐間距：梁的跨度越大，側(cè)向支撐間距越大，梁的整體穩(wěn)定性越差。
- 增強措施：
  - 設(shè)置側(cè)向支撐：在梁的側(cè)向適當(dāng)位置設(shè)置支撐，減小梁的側(cè)向計算長度，提高梁的側(cè)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(cè)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(dāng)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(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計原理]

（二）鋼柱設(shè)計

軸心受壓鋼柱的穩(wěn)定計算方法及關(guān)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(xì)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(yīng)力等）的實際鋼柱，采用修正后的計算公式，如考慮等效長細(xì)比的方法進(jìn)行穩(wěn)定計算。
- 關(guān)鍵參數(shù)：
  - 長細(xì)比：長細(xì)比是軸心受壓鋼柱穩(wěn)定計算中的關(guān)鍵參數(shù)，它反映了柱的細(xì)長程度。長細(xì)比越大，鋼柱的穩(wěn)定承載能力越低。長細(xì)比的計算與柱的截面尺寸、計算長度等因素有關(guān)。
  - 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(xì)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(guān)，如兩端固定、一端固定一端鉸支、兩端鉸支