钢结构简答题
简答题
1. 简述钢结构有哪些主要特点。（8分）
答：（1）材料的强度高，塑性和韧性好；
（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合；
（3）制作简便，施工周期短；
（4）质量轻；
（5）钢材耐腐蚀性差；
（6）钢材耐热，但不耐火；
2. 碳素结构钢按质量分为几级？并是怎样划分的？Q235B·b代表的意义是什么？（10分）
答：碳素结构钢按质量分为A、B、C、D四级。
其中A级钢材不作冲击韧性要求，冷弯性能在需方有要求时才进行；B、C、D各级钢材均要求冲击韧性值A kv≥27J，且冷弯试验均要求合格，所不同的是三者的试验温度有所不同，B级要求常温（20±5℃）冲击值，C和D级则分别要求0℃和-20℃冲击值。
Q235B·b代表屈服强度为235N/mm2，B级，半镇静钢。
3. 钢结构中，选用钢材时要考虑哪些主要因素？（8分）
答：结构或构件的重要性；
荷载的性质(静载或动载)；
连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）；
工作条件（温度及腐蚀介质）。
4. 轴心受力构件的截面形式有哪几种？并且对轴心受力构件截面形式的共同要求是什么？
答：轴心受力构件的截面形式有热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合截面以及格构式组合截面。
对轴心受力构件截面形式的共同要求是：
（1）能提供强度所需要的截面积；
（2）制作比较简便；
（3）便于和相邻的构件连接；
（4）截面开展而壁厚较薄，以满足刚度要求。
5. 计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用几种强度计算准则？并简述各准则的内容。我国钢结构规范对于一般构件采用哪一准则作为强度极限？（10分）
答：计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用三种强度计算准则。
其中（1）截面边缘纤维屈服准则：当构件受力最大截面边缘处的最大应力达到屈服时，即认为构件达到了强度极限。（2）全截面屈服准则：这一准则以构件最大受力截面形成塑性铰为强度极限。（3）部分发展塑性准则：这一准则以构件最大受力截面的部分受压区和受拉区进入塑性为强度极限。
我国钢结构规范对于一般构件采用部分发展塑性准则作为强度极限。
6. 简述梁的整体失稳现象，影响梁临界弯距的主要因素有哪些。（8分）
答：梁的截面一般窄而高，弯矩作用在其最大刚度平面内，当荷载较小时，梁的弯曲平衡状态是稳定的。当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内弯曲的同时，将突然发生侧向的弯曲和扭转变形，并丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的整体失稳现象。
梁的临界弯矩M cr主要和梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度、翘曲刚度、梁的截面形状、荷载类型、荷载作用位置以及梁的跨度等有关。
7. 钢结构框架钢柱的计算长度系数与哪些因素有关。（6分）
答：钢结构框架钢柱的计算长度系数与框架类型、相交于柱上端节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值K1、相交于柱下端节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值K2、柱与基础的连接方式、横梁远端连接方式、横梁轴力大小以及柱的形式等因素有关。
8. 简述焊接残余应力对结构性能的影响。（8分）
答：（1）对结构静力强度的影响：不影响结构的静力强度；
（2）对结构刚度的影响：残余应力使构件的变形增大，刚度降低；
（3）对压杆稳定的影响：焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小，从而必定降低其稳定承载能力；
（4）对低温冷脆的影响：在低温下使裂纹容易发生和发展，加速构件的脆性破坏；
（5）对疲劳强度的影响：焊接残余应力对疲劳强度有不利的影响，原因就在于焊缝及其近旁的高额残余拉应力。
9. 简述螺栓连接的五种破坏形式。（6分）
答：螺栓连接的五种破坏形式为：
（1）螺栓杆剪断；
（2）孔壁挤压；
（3）钢板被拉断；
（4）钢板剪断；
（5）螺栓杆弯曲。
三、简答题（每小题10分）
1、何谓应力集中？应力集中对钢材的机械性能有何影响？
2、通过哪些设计措施可以减小焊接残余应力和焊接残余变形？
3、焊接残余应力对结构性能有哪些影响？
4、抗剪的普通螺栓连接有哪几种破坏形式？用什么方法可以防止？
5、可以采用钢材的极限强度作为设计强度标准值吗?如果不可以，采用什么作为设计强度标准值?为什么?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定?
6、焊脚尺寸是越大越好还是越小越好?为什么?
答案：
1、答：实际上钢结构构件中存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷，此时构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，形成所谓的应力集中。
2、答：1、焊接位置的合理安排；2、焊缝尺寸要适当；
3、焊缝数量宜少；
4、应尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉；
5、尽量避免在母材厚度方向的收缩应力
3、答：1、降低结构刚度；2、降低或消除焊缝中的残余应力是改善结构低温冷脆性能的重要措施；3、对构件的疲劳强度有明显不利的影响。
4、答：1、当栓杆直径较小，板件较厚时，栓杆可能先被剪断；2、当栓杆直径较大，板件较薄时，板件可能先被挤坏，由于栓杆和板件的挤压是相对的，故也可把这种破坏较作螺栓的承压破坏；3、板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉断；4、端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏。第1、2种破坏形式可进行抗剪螺栓连接的计算，第3种破坏形式要进行构件的强度计算；第4种破坏形式有螺栓端距≥2d0来保证。
5、答：不可以。屈服强度作为设计强度标准值。因为钢材过了屈服强度后，会有一定的延伸率，这段时期钢材的强度会低的。对无明显屈服点的钢材，其设计强度应以极限强度的75%来定。
6、答：除钢管结构外，焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍，是为了避免焊缝区的基本金属过烧，减小焊件的焊接残余应力和残余变形。焊脚尺寸也不能过小，否则焊缝因输入能量过小，而焊件厚度较大，以致施焊时冷却速度过快，产生淬硬组织，导致母材开裂，规范规定焊脚尺寸不得小于1.5 ，t为较厚焊件的厚度。
螺栓在钢板上的排列有两种形式：并列和错列。并列布置紧凑，整齐简单，所用连接板尺寸小，但螺栓对构件截面削弱较大；错列布置松散，连接板尺寸较大，但可减少螺栓孔对截面的削弱。螺栓在钢板上的排列应满足三方面要求：①受力要求②施工要求③构造要求，并且应满足规范规定的最大最小容许距离：最小的栓距为03d ，最小的端距为02d
、轴心受压构件的稳定承载力与哪些因素有关?（4分）
构件的几何形状与尺寸；杆端约束程度；钢材的强度；
焊接残余应力；初弯曲；初偏心
2、格构式和实腹式轴心受压构件临界力的确定有什么不同？双肢缀条式和双肢缀板式柱的换算长细比的计算公式是什么？为什么对虚轴用换算长细比？（4分）
格构式轴心受压构件临界力的确定依据边缘屈服准则，并考虑剪切变形的影响；实腹式轴心受压构件临界力的确定依据最大强度准则，不考虑剪切变形的影响。双肢缀条式柱的换算长细比的计算公式：12027A A
x x +=λλ 双肢缀板式柱的换算长细比的计算公式：2120λλλ+=x x
格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时，柱的剪切变形较大，剪力造成的附加挠曲影响不能忽略，故对虚轴的失稳计算，常以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响，加大后的长细比称为换算长细比。
3、影响钢材性能的主要因素有哪些？（4分）
化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。
4、如何保证梁腹板的局部稳定？（4分） ①当y w f t h 235800≤时，应按构造配置横向加劲肋； ②当y
w y f t h f 235170235800≤<时，应按计算配置横向加劲肋； ③y w f t h 235
1700>，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋；
④梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处设支承加劲肋。
5、螺栓在钢板上应怎样排列合理？（4分）
1.对于理想的轴心受压构件，提高钢材的牌号（即钢材强度），对构件的稳定承载能力有何影响？为什么？
2.剪力作用下的普通螺栓连接节点可能发生哪些破坏形式？
3.两板件通过抗剪螺栓群承担剪力时，就板件的净截面强度来说，摩擦型高强螺栓连接与普通螺栓连接有何区别？采用何种连接方式更合理？
4.某煤气柜结构，据统计在预期的20年使用寿命内，煤气气压循环1.5万次，问：可否按现行《钢结构设计规范》中有关钢结构疲劳验算的规定对该煤气柜结构及其节点进行疲劳验算？为什么？
5.同一种类的钢材，当其厚度或直径发生变化时，钢材的机械性能（强度和塑性）有何变化？为什么？
6.某钢结构高强度连接梁柱节点，设计按摩擦型高强螺栓（接触面喷砂后生赤锈）计算摩擦面的抗滑移系数。施工单位为防止构件锈蚀对构件的损伤，对接触面（梁端板与柱翼缘板）间进行了喷漆处理。问这种处理方式是否合理？为什么？
1.无影响。因为理想轴心受压构件的稳定承载力为，与钢号无关。
2.栓杆被剪断、栓杆（孔壁承压）破坏、板件拉断、栓杆受弯破坏、板端冲剪破坏
3.摩擦型高强螺栓连接板件计算截面承力需考虑孔前传力，其所受荷载小于普通螺栓连接。从板件的受力来说，采用摩擦型高强螺栓连接更合理。
4.不能按现行《钢结构设计规范》对该煤气柜结构及其节点进行疲劳验算，因为《钢结构设计规范》中有关钢结构疲劳验算是基于循环次数≥105。
5.同一种类的钢材，当其厚度或直径发生减小时，钢材的强度和塑性会提高。因为随着钢材厚度或直径的减小，钢材（型钢）的轧制力和轧制次数增加，钢材的致密性好，存在大缺陷的几率减少，故强度和塑性会提高。
6.这种处理方式不合理。因为喷砂后生赤锈板件间的抗滑移系数大于板件喷漆处理，板件接触面喷漆后摩擦型高强螺栓的抗剪承载力将下降。
1.建筑钢材的伸长率是通过什么实验确定的？实验时如何取值？伸长率反映了钢材的什么性质？
2.请评价钢材经过常温时的加工（冷作硬化）后，其强度、塑性性能的变化。
3.在角焊缝设计中，对焊脚尺寸和计算长度有哪些构造要求？为什么？
4.承压型高强螺栓和摩擦型高强螺栓承受剪力作用时在传力和螺栓的验算上有什么区别？
5.钢材在复杂应力作用下，应力场不同，钢材的强度、塑性等力学性能有何变化？
6.请说明缀条式格构柱和缀板式格构柱的单肢的受力情况，大型柱从受力更合理的角度出发应尽可能选用何种形式的格构柱？
1. 建筑钢材的伸长率是通过单向拉伸实验确定的。取试件拉断后的伸长量与原标距的比值的百分率，即
，伸长率反映了钢材的塑性变形能力。
2. 钢材经过冷作硬化后，其强度提高，塑性变形能力下降。
3. 最大焊脚尺寸：，防止焊缝过烧焊件；
最小焊脚尺寸：，防止焊缝冷裂；
最大计算长度：，防止应力沿焊缝长度不均匀分布；
最小计算长度：，防止焊缝沿长度缺陷几率增加。
4. 承压型高强螺栓承受剪力作用时螺栓直接承受剪力，需验算螺栓的受剪和承压承载能力。摩擦型高强螺栓承受剪力作用时螺栓不直接承受剪力，需验算螺栓的受剪承载能力。
5. 同号应力场时钢材的强度提高而塑性变形能力降低，异号应力场时钢材的强度降低而塑性变形能力提高。
6. 缀条式格构柱的单肢为轴心受力构件，缀板式格构柱的单肢为压弯构件。从受力更合理的角度出发，大型柱应尽可能选用缀条式格构柱。
1．简述双肢格构式轴心受压杆件的截面选择步骤。
2．我国钢结构设计规范梁的整体稳定验算中为什么要引入等效弯矩系数？
3．摩擦型高强螺栓工作机理是什么？
4．拉杆为何要控制刚度？如何验算？拉杆允许长细比与会什么有关？
5．化学成分碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响?
6．受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式?如何防止?
7．轴心受压构件的整体失稳承载力和哪些因素有关？
8．简述压弯构件作用平面外失稳的概念？
9．请说出单向应力状态下钢材的基本力学性能指标。
10．焊缝的质量标准分为几级？应分别对应于哪些受力性质的构件和所处部位。
11《钢结构规范》规定哪些情况之下，可不计算梁的整体性？
1．（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。
2．梁的整体稳定临界应力的计算是梁发生纯弯曲时推导出采的，在其它荷载作用下，梁的临界应力与在纯弯曲作用下梁的临界应力之比用等效弯矩系数去表示，这样会给设计计算带来方便。
3．由螺栓对连接板件的预压力产生磨擦力来抗剪，以板件之间磨擦力达到最大，板件发生相对滑动作为极限状态。
4．防止在运送、安装过程中由重力等其它因素作用而产生过大的变形，由限制拉杆长细比λ的办法来验算，即[]λλ<。拉杆容许比细比与载荷性质如静载、动载有关。
5．碳含量增加，强度提高，塑性、韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性
硫使钢热脆，磷使钢冷脆。但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。
6．螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有vy 种形式:(l 栓杆被剪断;②
螺栓承压破坏;③板件净截面被拉断;④ 端板被栓杆冲剪破坏。
第 ③ 种 破坏形式采用构件强度验算保证;第④种破坏形式由螺栓端距)?a0保证。第① 、
②种破坏形式通过螺栓计算保证。
7．构件不同方向的长细比.（ λ）、截面的形状和尺寸 、材料的力学性能 （强度，塑性）、 残余应力的分布和大小 、构件的初弯曲和初扭曲 、荷载作用点的初偏心 、构件的端部约束条件、构件失稳的方向等等。
8．弯矩作用平面外稳定的机理与梁失稳的机理相同，即在压力和弯矩作用下，发生弯曲平面外的侧移与扭转，也叫弯扭屈曲。
9．屈服强度 ，极限抗拉强度 ，伸长率 ，弹性模量 ，冷弯性能 。
10．焊缝的质量标准分为三级 。角焊缝和一般对接焊缝采用三级即可，与钢材等强度的受拉受弯对接焊缝则应用一级或二级 ，须对焊缝附近主体金属作疲劳计算的横向对接焊缝用一级 ，纵向对 接焊缝和翼缘连接焊缝用二级 。
11①梁受压翼缘有铺盖板与之牢固连接，防止梁发生侧向位移；
②对工字型或十型钢截面梁，当梁自由长度1l 加梁截面宽1b 之比不超限时；
③对箱形截面梁，当6h b <，且1195l b <235fy 时，
1.结构或构件的承载能力极限状态包括哪些计算内容?正常使用极限状态又包括哪些内容?
2.为什么采用钢材的屈服点f y作为设计强度标准值?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定?
3.为了保证实腹式轴压杆件组成板件的局部稳定，有哪几种处理方法?
4.何谓焊接板梁的最大高度h max和最小高度h min?梁的经济高度h e的范围?腹板太厚或太薄会出现什么问题?
1.结构或构件的承载能力极限状态包括静力强度、动力强度和稳定等的计算〉达到这种极限状态时，结
构或构件达到了最大承载力而发生破坏，或达到了不适于继续承受荷载的巨大变形。结构或构件的正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。达此极限状态时，结构或构件虽仍保持承载力，但在正常荷载和作用下产生的变形已不能使结构或构件满足正常使用的要求，包括静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的剧烈振动等。
2.选择屈服点作为结构钢材设计强度标准值是因为：(1)它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，
塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理，避免发生破坏；(2)从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大200倍，且抗拉强度与屈服点之比(强屈比)较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为0.2%所对应的应力作为屈服点。
3.对翼缘板，可通过增加其厚度，使其宽厚比不超过一定的限值以确保其满足局部稳定性要求；对腹
板，一方面可以通过增加其厚度，使其高厚比不超过一定的限值，也可在腹板中央沿腹板全长设置一根纵向加劲肋，以保证其局部稳定性要求。
4.梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间的高度，它的限制决定了梁的最大可能高度h max，一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度v ≤［v］，它决定了梁的最小高度h min；由经济条件可定出梁的经济高度h e，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：h min≤h e≤h max，腹板太厚将增加用钢量，导致不经济，而太薄，梁的腹板将不能保证局部稳定性要求，从而使梁的稳定性承载能力降低。
三、简答题（每小题10分）
1、何谓应力集中？应力集中对钢材的机械性能有何影响？
2、通过哪些设计措施可以减小焊接残余应力和焊接残余变形？
3、焊接残余应力对结构性能有哪些影响？
4、抗剪的普通螺栓连接有哪几种破坏形式？用什么方法可以防止？
5、可以采用钢材的极限强度作为设计强度标准值吗?如果不可以，采用什么作为设计强度标准值?为什么?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定?
6、焊脚尺寸是越大越好还是越小越好?为什么?
答：实际上钢结构构件中存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷，此时构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，形成所谓的应力集中。
2、答：1、焊接位置的合理安排；2、焊缝尺寸要适当；
3、焊缝数量宜少；
4、应尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉；
5、尽量避免在母材厚度方向的收缩应力
3、答：1、降低结构刚度；2、降低或消除焊缝中的残余应力是改善结构低温冷脆性能的重要措施；3、对构件的疲劳强度有明显不利的影响。
4、答：1、当栓杆直径较小，板件较厚时，栓杆可能先被剪断；2、当栓杆直径较大，板件较薄时，板件可能先被挤坏，由于栓杆和板件的挤压是相对的，故也可把这种破坏较作螺栓的承压破坏；3、板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉断；4、端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏。第1、2种破坏形式可进行抗剪螺栓连接的计算，第3种破坏形式要进行构件的强度计算；第4种破坏形式有螺栓端距≥2d0来保证。
5、答：不可以。屈服强度作为设计强度标准值。因为钢材过了屈服强度后，会有一定的延伸率，这段时期钢材的强度会低的。对无明显屈服点的钢材，其设计强度应以极限强度的75%来定。
6、答：除钢管结构外，焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍，是为了避免焊缝区的基本金属过烧，减小焊件的焊接残余应力和残余变形。焊脚尺寸也不能过小，否则焊缝因输入能量过小，而焊件厚度较大，以致施焊时冷却速度过快，产生淬硬组织，导致母材开裂，规范规定焊脚尺寸不得小于1.5 ，t为较厚焊件的厚度。
钢结构简答题)
1．简述影响钢材性能的主要因素有哪些？ （1）化学成分；（2）冶金缺陷；（3）钢材硬化；（4）温度影响 （5）应力集中；（6）反复荷载作用。 2．简述普通受剪螺栓连接的破坏形式有哪些种类？ （1）螺栓杆被剪断；（2）挤压破坏；（3）板件被拉断； （4）板件端部剪切破坏。 3．梁腹板加劲肋的配置规定是什么？ （1）当 w t h 0≤y f 23580 时，按构造配置加劲肋。 （2）当w t h 0>y f 23580时，按计算配置加劲肋。 （3）当w t h 0>y f 235170时，应配置纵横向加劲肋。 （4）梁的支座和上翼缘受有较大固定集中荷载处宜设置支承加劲肋。 4．简述角焊缝的焊脚尺寸为什么既不能太大也不能太小? 为了避免焊缝区的基本金属过热，减少焊件的焊接残余应力和残余变形，角焊缝的焊脚尺寸不宜过大；另外角焊缝的焊脚尺寸不宜过小，否则焊缝因输入能过小，而焊件厚度较大，以致施焊时冷却速度过快，产生的淬硬组织，导致母材开裂 5．解释下列符号的含义？ （1）Q345—BF （2）L100×80×8 Q 代表屈服点的字母 L 代表角钢 235代表屈服点 100代表长边宽 B 代表质量等级 80代表短边宽 F 代表沸腾钢 8代表厚度 1、简述普通受剪螺栓连接的破坏形式有哪些种类？如何避免？（6分）
（1）螺栓杆被剪断；（2）挤压破坏；（3）板件被拉断；（4）板件端部剪切破坏；（5）栓杆受弯破坏 （1）通过计算保证螺栓抗剪（2）通过计算保证螺栓抗挤压（3）通过计算保证板件有足够的拉压强度（属于构件的强度计算）（4）螺栓端距≥2d0 ——避免钢板被拉豁 2、螺栓在构件上的排列有几种形式？应满足什么要求？最小的栓距和端距分别是多少？（6分） 螺栓在构件上的排列有两种形式：并列和错列。 应满足三方面要求：①受力要求②施工要求③构造要求 最小的栓距为03d ，最小的端距为02d 3、为保证梁腹板的局部稳定，应按哪些规定配置加劲肋？（6分） ①当 y w f t h 23580 ≤时，应按构造配置横向加劲肋； ②当y w y f t h f 235170 23580 ≤< 时，应按计算配置横向加劲肋； ③ y w f t h 235170 >，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋； ④梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处设支承加劲肋 4、图示实腹式轴压柱截面，柱长细比 5855＝，＝λλ Y x ,钢材Q345，试判断该柱腹板的局部稳定有无 保证？如无保证应采取何种措施（至少回答出二种方法）？（7分） 腹板高厚比为： 该柱腹板的局部稳定无保证。 采取的措施：①可加大腹板厚度； ②可设置纵向加劲肋。 1、高强螺栓连接有几种类型？其性能等级分哪几级？ 并解释符号的含义。 高强螺栓连接有两种类型：摩擦型连接和承压型连接。 高强螺栓性能等级分8.8级和10.9级。 2d 57 .44345 235) 585.025(33.5863500=?+>==w h
钢结构设计说明精
钢结构设计说明 一、工程概况 (1结构体系:下部为混凝土框架结构体系,上部固定屋面为钢结构悬挑桁架结构体系。 (2支撑形式:悬梁桁架结构支撑于下部混凝土结构柱和外圈落地钢结构内外柱上。 二、结构设计依据 (一结构设计施工遵循的规范,规程及规定 (1建筑结构可靠设计统一标准GB50068-2001 (2 建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版 (3抗震设防分类标准GB50223-2008 (4建筑抗震设计规范GB50011-2001(2008年版 (5钢结构设计规范GB50107-2003 (6建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002 (7混凝土结构设计规范GB50010-2002 (8冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002 (9高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-98 (10建筑地基基础设计规范JGJ5007-2002 JGJ61-2003 网壳结构技术规程(11． (12网架结构设计与施工规程JGJ7-91 (13钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程JGJ82-2002 (14建筑钢结构防火设计规范CECS200:2006 (15建筑桩基技术规范JGJ94-2008 (16建筑地基处理技术规范JGJ79-2002 (17建筑基坑支护技术规程JGJ120-99 (18建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003,J256-2003 (19钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 (20优质碳素钢结构GB/T699-1999 (21碳素钢结构GB/T700-88 (22低合金高强度结构钢GB/T1591-94 (23碳钢焊条GB/T5117-95 (24低合金高强度结构钢GB/T5118-95 (25埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T5293-1999 (26低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T12740 (27熔化焊用焊丝GB/T14957-94 (28气体保护电弧焊用碳钢,低合金钢焊丝GB/T8110-95 (29六角头螺栓GB/T5782 GB/T5782 级-C六角头螺栓(30． (31钢结构用高强度大六角螺栓螺母垫圈技术要求GB/T1228-1231 (32涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装GB8932 (33钢结构防火涂料应用技术规程CECS:24-90
2012-2013钢结构设计原理试题及答案
广州大学2011~2012 学年第 1 学期考试卷 课程钢结构设计原理考试形式（开卷/闭卷，考试/考查） 一、选择题：（每题1分，共10分） 1. 钢材的设计强度是根据钢材的__A__确定的。 A.比例极限 B.弹性极限 C.屈服点 D.抗拉强度 2. 下列哪种元素含量的提高会增加钢材的强度和抗锈蚀能力，但却会严重地降 低钢材的塑性、韧性和可焊性，特别是在温度较低时会促使钢材发生冷脆现象。（ B ） A.硫 B.磷 C.硅 D.锰 3．焊接残余应力对构件的__ A___无影响。 A.静力强度 B.刚度 C.低温冷脆 D.疲劳强度
5. 格构式轴心受压柱整体稳定计算时，用换算长细比0x λ代替x λ，这是考虑 __D___。 A . 格构柱弯曲变形的影响 B . 格构柱剪切变形的影响 C . 缀材弯曲变形的影响 D . 缀材剪切变形的影响 6. 摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠（ C ）。 A . 栓杆的预拉力 B . 栓杆的抗剪能力 C . 被连接板件间的摩擦力 D . 栓杆被连接板件间的挤压力 7. 角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都相等时，（ C ）。 A . 角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 B . 角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 C . 角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 D . 由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用 8. 与轴压杆稳定承载力无关的因素是（ A ）。 A . 杆端的约束状况 B . 残余应力 C . 构件的初始偏心 D . 钢材中有益金属元素的含量 9. 焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是 D 。 A . 提高梁的抗弯强度 B . 提高梁的抗剪强度 C . 提高梁的整体稳定性 D . 提高梁的局部稳定性 10. 轴压柱脚设计中采用锚栓目的（ D ）。 A . 承受柱底的弯矩 B . 承受柱底的剪力 C . 承受柱底的轴力 D . 便于柱子安装定位
钢结构简答题
几何缺陷：初弯曲（拉压杆）初倾斜杆件长度误差。 材料缺陷：钢材并非理想的匀质体和各向同性体。 极限状态：承载能力极限状态、正常使用极限状态。 延性破坏（塑性破坏）：超过屈服点即有明显塑性变形产生的构件，当达到抗拉强度时将在很大变形情况下断裂的破坏。 脆性破坏：没有塑性变形或只有很小塑性变形时即发生的破坏，是材料的脆性破坏。 疲劳断裂：是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。 承载极限：截面平均应力达到fu ，但缺少安全储备,毛截面平均应力达到fy，结构变形过大。毛截面：不扣除孔洞的截面面积，不考虑孔洞对截面的削弱。 塑性铰：当截面上弯矩达到Mp时，荷载不能再增加，但变形仍可继续增大，截面可以转动，犹如一个铰，称为塑性铰。 弹性设计与塑性设计：把梁的边缘纤维达到屈服强度作为设计的极限状态，叫做弹性设计。在一定条件下，考虑塑性变形的发展，称为塑性设计。 平面内、平面外、斜平面：桁架里面跟桁架处于一个平面的为平面内，垂直于桁架平面的为平面外，跟桁架平面斜交的为斜平面。 摇摆柱：上下端铰接，完全没有抗侧移能力的柱。摇摆柱不能帮助结构抵抗侧移发生，但它们所受荷载却可使侧移增大。 框架柱：和横梁刚性连接的柱。 钢结构：由钢板、型钢组成构件，各构件通过安装连接形成整体结构。 连接部位的整体要求：足够的强度、刚度和延性。 1.焊缝连接型式：按与被连接构件间的相对位置关系分为平接、搭接、T形连接和角接。
2.衡量材料力学性能的好坏，常用哪些指标？它们的作用如何？ 冷弯性能：判别钢材塑性变形能力及冶金质量的综合指标。 冲击韧性：与抵抗冲击作用有关的钢材的性能。 可焊性：采用一般焊接工艺就可完成合格的（无裂缝的）焊缝的性能。 2.碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响？ 碳：碳含量增加，钢材强度提高，但钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力都将降低。 硫：有害杂质，高温下可能出现裂缝（热脆）。降低钢冲击韧性，影响疲劳性能和抗锈蚀性。 磷：磷既是有害元素也是能利用的合金元素，是碳素钢中的杂质。低温下使钢材变脆（冷脆）；高温时能使钢材减少塑性；能提高钢材的强度和抗锈蚀能力。 3.随着温度的变化，钢材的力学性能有何变化？ 总的趋势是：温度升高，钢材的强度降低，应变增大，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。 4.选择钢材应考虑的因素有哪些？ 选择钢材的目的是要做到结构安全可靠，同时用材经济合理。 结构的重要性、荷载性质（静载或动载）、连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）、工作条件（温度及腐蚀介质）。 5.截面塑性发展系数的意义是什么？试举例说明其应用条件。 意义：用来表证截面索允许的塑性发展程度应用条件：（1）需计算疲劳的梁取1.0 (2)承受动力作用时取 1.0 (3)压弯构件受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比。 ？ 6.有哪些因素影响轴心受压杆件的稳定系数 长细比、截面形式、加工条件、初弯曲、残余应力。 7.影响梁整体稳定性的因素有哪些？提高梁稳定性的措施有哪些？ 梁的侧向弯曲刚度、扭转刚度、翘曲刚度、梁的跨长 措施：1、放宽梁的受压上翼缘 2、加强梁的受压翼缘 3、增加侧向支撑点，减少L。 8.简述钢结构连接的方法及特点。 焊缝连接：优点—构造简单、不削弱构件截面、节约钢材、加工方便、易于采用自动化操作、连接的密封性好、刚度大； 缺点—焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响，焊接结构的低温冷脆问题也比较突出。 铆钉连接：优点—塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查； 缺点—构造复杂，用钢量多，目前已很少采用。 普通螺栓连接：优点—施工简单、拆装方便； 缺点—用钢量多。
钢结构简答题汇总
钢结构简答题汇总内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
第二章 1.简述建筑钢结构对钢材的要求、指标，规范推荐使用的钢材有哪些 答：1.较高的强度。2.足够的变形能力。3.良好的。 此外，根据结构的具体，在必须是还应该具有适合低温、有害介质侵蚀（包括大气锈蚀）以及重复作用等的性能。《规范》（GB 50017-2003)推荐的Q235钢和Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。 2.衡量材料力学性能的好坏，常用那些指标它们的作用如何 1.强度性能 2.塑性性能 3.冷弯性能 4.冲击韧性 3.哪些因素可使钢材变脆，从设计角度防止构件脆断的措施有哪些 答：（1）硫磷氧氮等化学成分的影响（2）成材过程的影响（3）冷加工硬化及温度等其他因素的影响。 从设计角度防止构件脆断课不考虑硬化所提高的强度及规定结构表面所受辐射温度等。 4.碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响 答：碳(C)：碳含量提高，则钢材强度提高，但同时塑形、韧性、冷弯性能、可焊性、抗锈蚀能力下降。对于焊接结构，为了有良好的可焊性，以不大于%为好。 磷(P)：磷即是有害元素也是能利用的合金元素。在低温下使钢变脆，称为冷脆；高温时使钢减少塑性。但磷能提高钢的强度和抗锈蚀能力。 硫(S)：硫有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的冲击韧性，同时影响疲劳性能和抗锈蚀性能。
5.什么是钢材的可焊性影响钢材可焊性的化学元素有哪些 钢材的可焊性是指一般焊接工艺就可以完成合格的（无裂纹的）焊缝的性能。影响钢材可焊性的主要因素是碳含量和合金元素的含量。 6.钢材的力学性能为何要按厚度（直径）进行划分 钢材屈服点的高低和钢材晶粒的粗细有关，材质好，轧制次数多，晶粒细，屈服点就高，因而不同厚度的钢材，屈服点不一样。 7.钢材中常见的冶金缺陷有哪些 偏析，非金属杂质，气孔，裂纹及分层 8.随着温度的变化，钢材的力学性能有何变化 总的趋势是：温度升高，钢材的强度降低，应变增大，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆 9.什么情况下会产生应力集中，应力集中对材性有何影响 当截面完整性遭到破坏，如有裂纹空洞刻槽，凹角时以及截面的厚度或宽度突然改变时，构件中的应力分布将变得很不均匀，在缺陷或洁面变化处附近，会出现应力线曲折密集，出现高峰应力的现象即应力集中影响：在应力高峰出会产生双向或三向的应力，此应力状态会使材料沿力作用方向塑性变形的发展受到很大的约束，材料容易脆性变形。 10.什么是疲劳断裂它的特点如何简述其破坏过程。 概念:疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏特点：出现疲劳断裂时，截面上的应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度。同时，疲劳破坏属于脆性破坏，塑形变形很小，是一种无明显变形的突然破坏，危险性较大
整理钢结构简答题
1．钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点？ 答：建筑钢材强度高，塑性和韧性好；钢结构的重量轻；材质均匀，与力学计算的假定比较符合；钢结构制作简便，施工工期短；钢结构密闭性好；钢结构耐腐蚀性差；钢结构耐热但不耐火；钢结构可能发生脆性断裂。 2．什么情况下会产生应力集中，应力集中对钢材材性能有何影响？ 答：实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时，构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，即产生应力集中形象。在负温或动力荷载作用下，应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性破坏的根源。 3．实腹式轴心受压构件进行截面选择时，应主要考虑的原则是什么？ 答：（1）面积的分布尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定承载力和刚度；（2）两个主轴方向尽量等稳定，以达到经济的效果；（3）便于与其他构件进行连接，尽可能构造简单，制造省工，取材方便。 4．简述钢结构对钢材的基本要求。 答：(1)较高的强度（抗拉强度 u f和屈 服点 y f）；(2)足够的变形能力（塑性和韧性）；(3)良好的工艺性能（冷加工、热加工和可焊性能）；(4) 根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。5．钢结构焊接连接方法的优点和缺点有哪些？ 答：焊接连接的优点：焊接间可以直接连接，构造简单，制作方便；不削弱截面，节省材料；连接的密闭性好，结构的刚度大；可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。 焊接连接的缺点：焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，容易扩展至整个截面，低温冷脆问题较为突出。6．什么是梁的整体失稳现象？ 答：梁主要用于承受弯矩，为了充分发 挥材料的强度，其截面通常设计成高而 窄的形式。当荷载较小时，仅在弯矩作 用平面内弯曲，当荷载增大到某一数值 后，梁在弯矩作用平面内弯曲的同时， 将突然发生侧向弯曲和扭转，并丧失继 续承载的能力，这种现象称为梁的弯扭 屈曲或整体失稳。 7．简述钢材塑性破坏和脆性破坏。 答：塑性破坏是由于变形过大，超过了 材料或构件可能的应变能力而产生的， 而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉 强度 u f后才发生，破坏前构件产生较 大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很 小，甚至没有塑性变形，计算应力可能 小于钢材的屈服点 y f，断裂从应力集 中处开始。 8．抗剪普通螺栓有哪几种可能的破坏 形式？如何防止？ 答：可能的破坏形式有四种形式：①栓 杆被剪断；②螺栓承压破坏；③板件净 截面被拉断；④端板被栓杆冲剪破坏。 第③种破坏形式采用构件强度验算保 证；第④种破坏形式由螺栓端距≥2d0 保证。第①、②种破坏形式通过螺栓计 算保证。 9.设计拉弯和压弯构件时应计算的内 容？ 答：拉弯构件需要计算强度和刚度（限 制长细比）；压弯构件则需要计算强度、 整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩 作用平面外稳定）、局部稳定和刚度（限 制长细比） 10．什么是疲劳断裂？影响钢材疲劳强 度的因素？ 答：钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续 反复荷载作用下不断扩展直至断裂的 脆性破坏。钢材的疲劳强度取决于构造 状况（应力集中程度和残余应力）、作 用的应力幅、反复荷载的循环次数。 11．为何要规定螺栓排列的最大和最小 容许距离？ 答：为了避免螺栓周围应力集中相互影 响、钢板的截面削弱过多、钢板在端部 被螺栓冲剪破坏、被连接板件间发生鼓 曲现象和满足施工空间要求等，规定肋 螺栓排列的最大和最小容许距离。 12．计算格构式轴心受压构件绕虚轴的 整体稳定时，为什么采用换算长细比？ 答：格构式轴心受压构件，当绕虚轴失 稳时，因肢件之间并不是连续的板而只 是每隔一定距离用缀条或缀板联系起 来，构件的剪切变形较大，剪力造成附 加影响不能忽略。因此，采用换算长细 比来考虑缀材剪切变形对格构式轴心 受压构件绕虚轴的稳定承载力的影响。 13．化学成分碳、硫、磷对钢材的性能 有哪些影响？ 答：碳含量增加，强度提高，塑性、韧 性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和 抗腐蚀性。硫使钢热脆，磷使钢冷脆。 但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。 14简述钢结构连接方法的种类。钢结构 焊接连接方法的优点和缺点有哪些？ 答：可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉 连接三种。 焊接连接优点：焊件间可以直接连接， 构造简单，制作方便；不消弱截面，节 省材料；连接的密闭性好，结构的刚度 大；可实现自动化操作，提高焊接结构 的质量； 焊接连接缺点：焊缝附近的热影响区 内，钢材的金相组织发生改变，导致局 部材质变脆；焊接残余应力和残余变形 使受压构件承载力降低；焊接结构对裂 纹很敏感，局部裂纹一旦发生，容易扩 展整个截面，低温冷脆问题较为突出。 15简述普通螺栓连接与高强度螺栓摩 擦型连接在弯矩作用下计算时不同点。 答：在弯矩作用下，普通螺栓连接计算 时假定中和轴位于弯矩所指的最下列 螺栓处，高强度螺栓摩擦型连接计算时 中和轴位于螺栓形心轴处。 16.高强度螺栓连接和普通螺栓连接的 主要区别是什么？ 答：主要区别：普通螺栓连接在受剪时 依靠螺栓栓杆承压和抗剪传递剪力，在 拧紧螺帽时螺栓产生的预拉力很小，其 影响可以忽略。而高强度螺栓除了其材 料强度高之外，拧紧螺栓还施加很大预 拉力，使被连接板件的接触面之间产生 压紧力，因而板件间存在很大摩擦力。 22．简述钢结构连接方法的种类。 答：钢结构的连接方法可分为焊接连 接、螺栓连接和铆钉连接三种。 17．格构式构件截面考虑塑性发展吗？ 为什么？ 答：不考虑塑性发展，按边缘屈服准则 计算，因为截面中部空心。 18．哪些因素影响轴心受压构件的稳定 承载力？ 答：构件的初弯曲、荷载的初偏心、残 余应力的分布以及构件的约束情况等。 19．梁的整体失稳现象是指 梁主要用于承受弯矩，为了充分发挥材 料的强度，其截面通常设计成高而窄的 形式。当荷载较小时，仅在弯矩作用平 面内弯曲，当荷载增大到某一数值后， 梁在弯矩作用平面内弯曲的同时，将突 然发生侧向弯曲和扭转，并丧失继续承 载的能力，这种现象称为梁的整体失 稳，或弯扭屈曲。 20．影响梁整体稳定的因素包括哪些？ 提高梁整体稳定的措施包括哪些？ 答：影响梁整体稳定的因素包括荷载的 形式和作用位置、梁的截面形式、侧向 支撑的间距以及支座形式等。提高梁整 体稳定的措施包括加强受压翼缘和设 置侧向支撑等。 21．为了保证钢结构安全可靠和用材经 济合理，选择钢材时需考虑哪些因素？ 答：结构或构件的重要性；荷载性质； 连接方法；结构所处的工作条件；钢材 的厚度。 23．实腹式压弯构件截面选择的具体步 骤有哪些？ 答：（1）计算构件的内力设计值；（2） 选择截面形式；（3）确定钢材和强度设 计值；（4）确定弯矩作用平面内和平面 外的计算长度；（5）根据经验或已有资 料初选截面尺寸；（6）演算初选截面强 度、刚度、稳定性是否符合要求 24．为什么要在桁架组成的屋盖结构中 设置支撑系统，支撑系统的具体作用体 现在哪些方面？ 答：屋架在自身平面内为几何形状不变 体系并具有较大刚度，能承受屋架平面 内各种荷载。但平面屋架本身在垂直于 屋架平面的侧向刚度和稳定性很差，不 能承受水平荷载。因此需支撑系统。支 撑系统作用主要体现在：保证结构的空 间整体作用；避免压杆侧向失稳，防止 拉杆产生过大的振动；承担和传递水平 荷载；保证结构安装时的稳定与方便。 25.钢结构设计必须满足的功能包括哪 些方面？ 答：（1）应能承受在正常施工和正常使 用时可能出现各种情况，包括荷载和温 度变化、基础不均匀沉降以及地震作用 等；（2）在正常使用情况下结构具有良 好的工作性能；（3）在正常维护下结构 具有足够耐久性；（4）在偶然事件发生 时及发生后能保持必需的整体稳定性。 26.钢材“耐热不耐火”的含义是什么？ 规范对其有何规定？ 答：钢材受热，当温度在200℃以内时， 其主要力学性能，如屈服点和弹性模量 降低不多。温度超过200℃后，材质发 生较大变化，不仅强度逐步降低，还会 发生蓝脆和徐变现象。温度达600℃时， 钢材进入塑性状态不能继续承载。因 此，《钢结构设计规范》规定钢材表面 温度超过150℃后即需加以隔热防护， 对需防火的结构，应按相关的规范采取 防火保护措施。 27、时效硬化和人工时效各指什么？ 答：时效硬化：在高温时熔化于铁中的 少量碳和氮，随着时间的增长逐渐从纯 铁中析出，形成自由碳化合物和氮化 物，对纯铁体的塑性变形起遏制作用， 从而使钢材的强度提高，塑性、韧性下 降，这种现象称为时效硬化，俗称老化。 人工时效：时效硬化过程一般很长，在 材料塑性变形后加热，可以使时效硬化 发展迅速，这种方法称为人工时效。 28、什么情况下会产生应力集中，应力 集中对钢材性能有何影响？ 答：在钢结构的构件中可能存在孔洞、 槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内 部缺陷等，使构件中的应力分布将不再 保持均匀，而是在某些区域产生局部高 峰应力，在另外一些区域则应力降低， 形成所谓应力集中现象。 应力集中会使钢材变脆的趋势。 29、简述钢材的疲劳破坏过程 答：钢材在反复荷载作用下，结构的抗 力及性能会发生重要变化，甚至发生疲 劳破坏。根据试验，在直接的连续反复 的动力荷载作用下，钢材的强度将降 低，即低于一次静力荷载作用下的拉伸 试验的极限强度.这种现象称钢材的疲 劳。疲劳破坏表现为突发的脆性断裂。 30、钢材常见的冶金缺陷有哪些，各自 的具体含义是什么？ 答：钢材常见的冶金缺陷包括偏析、非 金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。 偏析：是指钢材中化学成分不一到和不 均匀，特别是硫、磷偏析严重造成钢材 的性能恶化；非金属夹杂：是指钢中含 有硫化物与氧化物等杂质；气孔：是浇 铸钢锭时，由氧化铁与碳作用所生成的 一氧化碳气体不能充分逸出而形成的。 31、高强度螺栓的预拉力设计值P的计 算公式中，系数的确定考虑了哪些因 素？ 答：（1）拧紧螺栓时螺栓同时受到由预 拉力引起的拉应力和由扭矩引起的扭 转剪应力作用；（2）施工时为了弥补高 强度螺栓预拉应力的松弛损失，一般超 张拉5%∽10%，为此考虑一个超张拉系 数0.9；（3）考虑螺栓材质的不均匀性， 引入一个折减系数0.9；（4）由于以螺 栓的抗拉引吭高歌为准，为了安全引入 一个安全系数0.9。 32、减少焊接应力和焊接变形的设计措 施有哪些？ 答：（1）尽可能使焊缝对称于构件截面 的中性轴，以减少焊接变形；（2）采用 适宜的焊脚尺寸和焊缝长度；（3）焊缝 不宜过分集中。（4）尽量避免两条或三 条焊缝垂直交叉；（5）尽量避免在母材 厚度方向的收缩应力。 33、简述实腹式轴心受压构件的设计步 骤？ 答：（1）假定构件的长细比λ，求出需 要的截面面积A。（2）计算两个主轴所 需要的回转半径(3)由计算的截面面积A 和两个主回转半径优先选用型钢。（4） 由所需要的A、h、b等，以及同时考虑 构造要求、局部稳定以及钢材规格等， 确定截面的初选尺寸。（5）构件强度、 稳定和刚度验算 34、钢梁腹板计算高度如何取值？ 答：（1）轧制型钢梁，为腹板在与上下 翼缘相交接处两内弧起点间的距离； （2）焊接组合梁，为腹板高度；（3） 铆接组合梁，为上下翼缘与腹板连接的 铆钉（或高强螺栓）线间最近距离。 37．我国现行《钢结构设计规范》采用 的设计方法是什么？ 答案：设计方法是近似概率极限状态设 计方法。
钢结构考试简答题答案
钢结构考试简答题答案 1.钢结构具有哪些特点？ 答：钢结构具有的特点：1钢材强度高，结构重量轻2钢材内部组织比较均匀，有良好的塑性和韧性3钢结构装配化程度高，施工周期短4钢材能制造密闭性要求较高的结构5钢结构耐热，但不耐火6钢结构易锈蚀，维护费用大。 2.钢结构的合理应用范围是什么？ 答：钢结构的合理应用范围：1重型厂房结构2大跨度房屋的屋盖结构3高层及多层建筑4轻型钢结构5塔桅结构6板壳结构7桥梁结构8移动式结构 3.钢结构对材料性能有哪些要求？ 答：钢结构对材料性能的要求：1较高的抗拉强度fu和屈服点fy2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能3良好的加工性能 4.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？ 答：钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到；冷弯性能是由冷弯试验显示出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。 5.影响钢材性能的主要因素是什么？ 答：影响钢材性能的主要因素有：1化学成分2钢材缺陷3冶炼，浇注，轧制4钢材硬化5温度6应力集中7残余应力8重复荷载作用 6.什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？ 答：钢材在连续反复荷载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）以及应力循环次数。 7.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 答：选用钢材通常考虑的因素有：1结构的重要性2荷载特征3连接方法4结构的工作环境温度5结构的受力性质 8.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 答：钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。 焊接的优点：1不需打孔，省工省时；2任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；3气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好 9.焊缝可能存在的缺陷有哪些？ 答：焊缝可能存在的缺陷有裂纹、气孔、夹碴、烧穿、咬边、未焊透、弧坑和焊瘤。 10.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 答：焊缝质量分为三个等级。三级质量检查只对全部焊缝进行外观缺陷及几何尺寸检查，其外观可见缺陷及几何尺寸偏差必须符合三级合格标准要求；二级质量检查除对外观进行检查并达到二级质量合格标准外，还需用超声波或射线探伤20％焊缝，达到B级检验Ⅲ级合格要求；一级质量检查除外观进行检查并符合一级合格标准外，还需用超声波或射线对焊缝100％探伤，达到B级检验Ⅱ级合格要求； 11.对接焊缝的构造要求有哪些？ 答：对接焊缝的构造要求有： 1一般的对接焊多采用焊透缝，只有当板件较厚，内力较小，且受静载作用时，可采用未焊透的对接缝。 2为保证对接焊缝的质量，可按焊件厚度不同，将焊口边缘加工成不同形式的坡口。 3起落弧处易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工复杂，因此除承受动力荷载外，一般不用引弧板，而是计算时为对接焊缝将焊缝长度减2t（t 为较小焊件厚度）。 4对于变厚度（或变宽度）板的对接，在板的一面（一侧）或两面（两侧）切成坡度不大于1:2.5的斜面，避免应力集中。 5当钢板在纵横两方向进行对接焊时，焊缝可采用十字形或T形交叉对接，当用T形交叉时，交叉点的间距不得小于200mm。 12.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 答：角焊缝的计算假定是：1破坏沿有效载面；2破坏面上应力均匀分布。 13.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？答：钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域内形成不均匀的温度场，在高温区产生拉应力，低温区产生相应的压应力。在无外界约束的情况下，焊件内的拉应力和压应力自相平衡。这种应力称焊接残余应力。随焊接残余应力的产生，同时也会出现不同方向的不均匀收缩变形，称为焊接残余变形。 焊接残余应力的影响：1对塑性较好的材料，对静力强度无影响；2降低构件的刚度；3降低构件的稳定承载力；4降低结构的疲劳强度；5在低温条件下承载，加速构件的脆性破坏。 焊接残余变形的影响：变形若超出了施工验收规范所容许的范围，将会影响结构的安装、正常使用和安全承载；所以，对过大的残余变形必须加以矫正。 减少焊接残余应力和变形的方法： 1.合理设计:选择适当的焊脚尺寸、焊缝布置应尽可能对称、进行合理的焊接工艺设计，选择合理的施焊顺序。 2.正确施工：在制造工艺上，采用反变形和局部加热法；按焊接工艺严格施焊，避免随意性；尽量采用自动焊或半自动焊，手工焊时避免仰焊。 14.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？答：普通螺栓连接中的抗剪螺栓连接是依靠螺栓抗剪和孔壁承压来传递外力。当受剪螺栓连接在达到极限承载力时，可能出现五种破坏形式，即螺栓被剪断、孔壁被挤压坏、构件被拉断、构件端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。 高强螺栓连接中的抗剪螺栓连接时，通过拧紧螺帽使螺杆产生预拉力，同时也使被连接件接触面相互压紧而产生相应的摩擦力，依靠摩擦力来传递外力。它是以摩擦力刚被克服，构件开始产生滑移做为承载能力的极限状态。 15.螺栓的排列有哪些构造要求？ 答：螺栓排列的构造要求： 1受力要求:端距限制—－防止孔端钢板剪断，≥2do；螺孔中距限制—限制下限以防止孔间板破裂即保证≥3do，限制上限以防止板间翘曲。 2构造要求:防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀，限制螺孔中距最大值。 3施工要求:为便于拧紧螺栓，宜留适当间距。 16.普通螺栓抗剪连接中，有可能出现哪几种破坏形式？具体设计时，哪些破坏形式是通过计算来防止的？哪些是通过构造措施来防止的？如何防止？ 答：普通螺栓抗剪连接中的五种破坏形式：螺栓被剪断、孔壁被挤压坏、构件被拉断、构件端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。以上五种可能破坏形式的前三种，可通过相应的强度计算来防止，后两种可采取相应的构件措施来保证。一般当构件上螺孔的端距大于2d0时，可以避免端部冲剪破坏；当螺栓夹紧长度不超过其直径的五倍，则可防止螺杆产生过大的弯曲变形。 17.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 答：级别代号中，小数点前的数字是螺栓材料经热处理后的最低抗拉强度，小数点后数字是材料的屈强比（fy/fu ）。 8.8级为：fu≥800N/mm2，fy/fu=0.8 10.9级为：fu ≥ 1000N/mm2，fy/fu=0.9 18.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 答：受轴心压力作用的直杆或柱，当压力达到临界值时，会发生有直线平衡状态转变为弯曲平衡状态变形分枝现象，这种现象称为压杆屈曲或整体稳定，发生变形分枝的失稳问题称为第一类稳定问题。由于压杆截面形式和杆端支承条件不同，在轴心压力作用下可能发生的屈曲变形有三种形式，即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。 19.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 答：在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑残余应力的影响、初弯曲和初偏心的影响、杆端约束的影响。 20.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 答：格构式轴心受压构件一旦绕虚轴失稳，截面上的横向剪力必须通过缀材来传递。但因缀材本身比较柔细，传递剪力时所产生的变形较大，从而使构件产生较大的附加变形，并降低稳定临界力。所以在计算整体稳定时，对虚轴要采用换算长细比（通过加大长细比的方法来考虑缀材变形对降低稳定临界力的影响） 21.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施是什么？ 答：钢梁在弯矩较小时，梁的侧向保持平直而无侧向变形；即使受到偶然的侧向干扰力，其侧向变形也只是在一定的限度内，并随着干扰力的除去而消失。但当弯矩增加使受压翼缘的弯曲压应力达到某一数值时，钢梁在偶然的侧向干扰力作用下会突然离开最大刚度平面向侧向弯曲，并同时伴随着扭转。这时即使除去侧向干扰力，侧向弯扭变形也不再消失，如弯矩再稍许增大，则侧向弯扭变形迅速增大，产生弯扭屈曲，梁失去继续承受荷载的能力，这种现象称为钢梁丧失整体稳定。 影响钢梁整体稳定的主要因素有：荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、侧向支承点的位置和距离、梁端支承条件。 提高钢梁整体稳定性的有效措施是加强受压翼缘、增加侧向支承点 22.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？ 答：在钢梁中，当腹板或翼缘的高厚比或宽厚比过大时，就有可能在梁发生强度破坏或丧失整体稳定之前，组成梁的腹板或翼缘出现偏离其原来平面位置的波状屈曲，这种现象称为钢梁的局部失稳。 23.压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 答：可见，压弯构件的整体稳定计算比轴心受压构件要复杂。轴心受压构件在确定整体稳定承载能力时，虽然也考虑了初弯曲、初偏心等初始缺陷的影响，将其做为压弯构件，但主要还是承受轴心压力，弯矩的作用带有一定的偶然性。对压弯构件而言，弯矩却是和轴心压力一样，同属于主要荷载。弯矩的作用不仅降低了构件的承载能力，同时使构件一经荷载作用，立即产生挠曲，但其在失稳前只保持这种弯曲平衡状态，不存在达临界力时才突然由直变弯的平衡分枝现象，故压弯构件在弯矩作用平面内的稳定性属于第二类稳定问题，其极限承载力应按最大强度理论进行分析。 24.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 答：局部稳定性属于平板稳定问题，应应用薄板稳定理论，通过限制翼缘和腹板的宽厚比所保证的。确定限值的原则：组成构件的板件的局部失稳应不先于构件的整体稳定失稳，或者两者等稳。轴心受压构件中，板件处于均匀受压状态；压弯构件中，板件处于多种应力状态下，其影响因素有板件的形状和尺寸、支承情况和应力状况（弯曲正应力、剪应力、局部压应力等的单独作用和各种应力的联合作用），弹性或弹塑性性能，同时还有在腹板屈曲后强度的利用问题
@建筑钢结构设计复习题及答案
1 《建筑钢结构设计》复习提纲《钢结构设计原理》 第九章单层厂房钢结构 1、重、中型工业厂房支撑系统有哪些(P305、317) 各有什么作用 答⑴柱间支撑分为上柱层支撑和下柱层支撑★吊车梁和辅助桁架作为撑杆是柱间支撑的组成 部分承担并传递单层厂房钢结构纵向水平力。 柱间支撑作用①组成坚强的纵向构架保证单层厂房钢结构的纵向刚度 ②承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等在地震区尚应承受纵向 地震作用并将这些力和作用传至基础 ③可作为框架柱在框架平面外的支点减少柱在框架平面外的计算长度 ⑵屋盖支撑由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、系杆组成 屋盖支撑作用①保证屋盖形成空间几何不变结构体系增大其空间刚度 ②承受屋盖各种纵向、横向水平荷载如风荷载、吊车制动力、地震力等并将其传至屋架支座 ③为上、下弦杆提供侧向支撑点减小弦杆在屋架平面外的计算长度提高其侧向刚度和稳定性 ④保证屋盖结构安装时的便利和稳定 2、屋盖支撑系统应如何布置可能考作图题 答参考书P313-315 及图9.4.3 3、檩条有哪些结构型式是什么受力构件需要验算哪些项目P317319 答结构形式实腹式和桁架式檩条通常是双向弯曲构件需要验算强度、整体稳定、刚度。
4、设置檩条拉条有何作用如何设置檩条拉条 答作用为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形减小My以及增加抗扭刚度设置檩条拉条以减小该方 向的檩条跨度课件 如何设置当檩条的跨度4~6 m时宜设置一道拉条当檩条的跨度为6m以上时应布置两道拉条。屋 架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系或设斜拉条和撑杆。Z形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条 和撑杆。当檐口处有圈梁或承重天沟时可只设直拉条并与其连接。 5、压型钢板根据波高的不同有哪些型式分别可应用于哪些方面(P323) 答高波板波高>75mm适用于作屋面板 中波板波高50~75mm适用于作楼面板及中小跨度的屋面板 低波板波高<50mm适用于作墙面板 6、普通钢桁架按其外形可分为哪些形式(P326),梯形屋架有哪些腹杆体系(P327) 答普通桁架按其外形可分为三角形、梯形及平行弦三种。 梯形桁架的腹杆体系有人字式、再分式。 7、在进行梯形屋架设计时为什么要考虑半跨荷载作用 答梯形屋架中部某些斜杆可能在全跨荷载时受拉而半跨荷载时受压由拉杆变为压杆为不利受力情况 之一。 8、屋架中汇交于节点的拉杆数越多拉杆的线刚度和所受的拉力越大时则产生的约束作用越大压 杆在节点处的嵌固程度越大压杆的计算长度越小根据这个原则桁架杆件计算长度如何确 定?(P331-332) 此题答案仅供参考 答⑴桁架平面内弦杆、支座斜杆、支座竖杆---杆端所连拉杆少本身刚度大则0xl l
钢结构简答题
简答题 1. 简述钢结构有哪些主要特点。（8分） 答：（1）材料的强度高，塑性和韧性好； （2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合； （3）制作简便，施工周期短； （4）质量轻； （5）钢材耐腐蚀性差； （6）钢材耐热，但不耐火； 2. 碳素结构钢按质量分为几级？并是怎样划分的？Q235B·b代表的意义是什么？（10分） 答：碳素结构钢按质量分为A、B、C、D四级。 其中A级钢材不作冲击韧性要求，冷弯性能在需方有要求时才进行；B、C、D各级钢材均要求冲击韧性值A kv≥27J，且冷弯试验均要求合格，所不同的是三者的试验温度有所不同，B级要求常温（20±5℃）冲击值，C和D级则分别要求0℃和-20℃冲击值。 Q235B·b代表屈服强度为235N/mm2，B级，半镇静钢。 3. 钢结构中，选用钢材时要考虑哪些主要因素？（8分） 答：结构或构件的重要性； 荷载的性质(静载或动载)； 连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）； 工作条件（温度及腐蚀介质）。 4. 轴心受力构件的截面形式有哪几种？并且对轴心受力构件截面形式的共同要求是什么？ 答：轴心受力构件的截面形式有热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合截面以及格构式组合截面。 对轴心受力构件截面形式的共同要求是： （1）能提供强度所需要的截面积； （2）制作比较简便； （3）便于和相邻的构件连接； （4）截面开展而壁厚较薄，以满足刚度要求。 5. 计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用几种强度计算准则？并简述各准则的内容。我国钢结构规范对于一般构件采用哪一准则作为强度极限？（10分） 答：计算压弯（拉弯）构件的强度时，根据不同情况，采用三种强度计算准则。 其中（1）截面边缘纤维屈服准则：当构件受力最大截面边缘处的最大应力达到屈服时，即认为构件达到了强度极限。（2）全截面屈服准则：这一准则以构件最大受力截面形成塑性铰为强度极限。（3）部分发展塑性准则：这一准则以构件最大受力截面的部分受压区和受拉区进入塑性为强度极限。 我国钢结构规范对于一般构件采用部分发展塑性准则作为强度极限。 6. 简述梁的整体失稳现象，影响梁临界弯距的主要因素有哪些。（8分） 答：梁的截面一般窄而高，弯矩作用在其最大刚度平面内，当荷载较小时，梁的弯曲平衡状态是稳定的。当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内弯曲的同时，将突然发生侧向的弯曲和扭转变形，并丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的整体失稳现象。 梁的临界弯矩M cr主要和梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度、翘曲刚度、梁的截面形状、荷载类型、荷载作用位置以及梁的跨度等有关。 7. 钢结构框架钢柱的计算长度系数与哪些因素有关。（6分） 答：钢结构框架钢柱的计算长度系数与框架类型、相交于柱上端节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值K1、相交于柱下端节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值K2、柱与基础的连接方式、横梁远端连接方式、横梁轴力大小以及柱的形式等因素有关。 8. 简述焊接残余应力对结构性能的影响。（8分）
钢结构设计简答题
《建筑钢结构设计》复习 第九章 单层厂房钢结构 1、重、中型工业厂房支撑系统有哪些？各有什么作用？ 答：⑴柱间支撑分为上柱（层）支撑和下柱（层）支撑（★吊车梁和辅助桁架作为撑杆是柱间支撑的组成部分，承担并传递单层厂房钢结构纵向水平力）。 柱间支撑作用：①组成坚强的纵向构架，保证单层厂房钢结构的纵向刚度 ②承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受纵向地震作用，并将这些力和作用传至基础 ③可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度 ⑵屋盖支撑由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、系杆组成 屋盖支撑作用：①保证屋盖形成空间几何不变结构体系，增大其空间刚度 ②承受屋盖各种纵向、横向水平荷载（如风荷载、吊车制动力、地震力等），并将其传至屋架支座 ③为上、下弦杆提供侧向支撑点，减小弦杆在屋架平面外的计算长度，提高其侧向刚度和稳定性 ④保证屋盖结构安装时的便利和稳定 2、檩条有哪些结构型式，是什么受力构件，需要验算哪些项目？（P317－319） 答：结构形式：实腹式和桁架式：檩条通常是双向弯曲构件，需要验算强度、整体稳定、刚度。 3、设置檩条拉条有何作用？如何设置檩条拉条 答：作用：为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形，减小My 以及增加抗扭刚度，设置檩条拉条以减小该方向的檩条跨度（课件） 如何设置：当檩条的跨度4~6 m 时，宜设置一道拉条；当檩条的跨度为6m 以上时，应布置两道拉条。屋架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系，或设斜拉条和撑杆。Z 形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条和撑杆。当檐口处有圈梁或承重天沟时，可只设直拉条并与其连接。 4、 压型钢板根据波高的不同，有哪些型式，分别可应用于哪些方面？(P323) 答：高波板：波高>75mm ，适用于作屋面板 中波板：波高50~75mm ，适用于作楼面板及中小跨度的屋面板 低波板：波高<50mm ，适用于作墙面板 5、普通钢桁架按其外形可分为哪些形式？(P326),梯形屋架有哪些腹杆体系？(P327) 答：普通桁架按其外形可分为三角形、梯形及平行弦三种。 梯形桁架的腹杆体系有人字式、再分式。 8、 屋架中，汇交于节点的拉杆数越多，拉杆的线刚度和所受的拉力越大时，则产生的约束作用越大，压杆在节点处的嵌固程度越大，压杆的计算长度越小，根据这个原则桁架杆件计算长度如何确定? 答：⑴桁架平面内：弦杆、支座斜杆、支座竖杆---杆端所连拉杆少，本身刚度大，则0x l l =； 其他中间腹杆：上弦节点所连拉杆少，近似铰接或者下弦节点处、下弦受拉且刚度大，则00.8x l l = ； ⑵桁架平面外：对于腹杆发生屋架外的变形，节点板抗弯刚度很小，相当于板铰，取01y l l =； 1l 范围内，杆件内力改变时，则 2011 (0.750.25 )y N l l N =+ ⑶斜平面：腹杆计算长度 00.9y l l = 9、 由双角钢组成T 形或十字形截面的的杆件，为保证两个角钢共同工作，在两角钢间每隔一定距离加设填板以使两个角钢有足够的连系，填板间距有何要求？(P335-336) 答：填板间距：对压杆4d l i ≤，对拉杆80d l i ≤；在T 形截面中，i 为一个角钢对平行于填板的自身形心