钢结构实用设计问题探讨(二)
钢结构实用设计问题探讨（二）
邱鹤年
（中冶京诚工程技术有限公司设计审查中心 北京 100053）
7 强度计算与应力
由于钢结构由单一匀质材料组成，强度计算采用
应力形式表达，其指标单一，富裕量明确，使用方便。
但在稳定计算、考虑塑性发展的抗弯计算中，由于引
入了其他参数，其数值已不再是应力概念。如计算受
压构件的稳定性，用边界条件式N/?A≤f来表达，这叫
强度计算，是防止结构构件因材料强度被超过而破坏
的计算。此时应力仍为σ＝N/A，不能称N/?A为应力
σ。对此有关规范在表达上十分严谨，采用如下措词：
抗弯强度应按下式计算：M x/γx W nx≤f；受压稳定性按
下式计算：N/?A≤f等。而从不写为：σ＝M x/γx W nx≤f
和σ＝N/?A≤f。但目前较多软件、文件、图纸、考题
中则混称为应力，如应力比、稳定应力，甚至称稳定
计算为正应力，这是不恰当的。如称为强度计算比、
以应力形式表达的稳定性计算数值则较为合理。
钢与混凝土组合梁考虑全截面塑性发展进行强度
计算，因钢和混凝土材料均进入塑性状态，故其计算
式用内力形式表达，不出现应力，类似钢筋混凝土结
构的计算形式。
8 吊车工作制及工作级别
自《起重机设计规范》实施以来，所有吊车生产
订货、工艺设计及其提供土建资料都以吊车工作级别
为依据，级别的确定根据吊车利用等级（工作循环次
数）和载荷状态确定，分为A1～A8共8级，见表1。
吊车工作级别 表1
载荷 利用等级-总工作循环次数（万次）
状态 系数
k p u0-
1.6
u1-
3.2
u2-
6.3
u3-
12.5
u4-
25
u5-
50
u6-
100
u7-
200
u8-
400
u9->
400
Q1-轻 0.125 A1 A1 A1 A2A3 A4 A5 A6A7A8
Q2-中 0.25 A1 A1 A2 A3A4 A5 A6 A7A8
Q3-重 0.5 A1 A2 A3 A4A5 A6 A7 A8
Q4-特重 1.0 A2 A3 A4 A5A6 A7 A8
《钢结构设计规范》（GB50017－2003）（简称《钢规》）中轻级工作制相当于A1～A3；中级相当于A4,A5；重级相当于A6,A7；特重级为A8。怎么称呼并不重要,问题在于对“应进行疲劳计算”的界定上。过去对重级吊车或中级起重量较大吊车才要求计算疲劳。而GB50017－2003第6.1.1条规定直接承受动力荷载当应力变化循环次数等于或大于5万次时，应进行疲劳计算。也就是说，按设计使用50年计，平均每天只要工作2.7次就要进行疲劳计算。从表1可看出，所有中级以上吊车全都超过5万次，轻级吊车也有超过的可能。而《钢规》某些规定和条文说明的本意还是同过去一样。虽然一般吊车梁疲劳计算可以满足规定，但在构造上特别是选材上差别就大了，例如C级钢材现今市场价格要比B级贵千元/t，所以只要明确吊车梁工作循环次数在5万次以上，就应按抗疲劳计算和抗疲劳选材。回旋余地也只能在循环次数的核定上。
9 钢材选用应注意的问题
建筑结构适用的国产钢材有Q235钢和Q345, Q390, Q420钢。重要建筑结构、大跨度结构、高层建筑结构要求高性能钢板者，可采用《建筑结构用钢板》(GB/T19879-2005)的Q235GJ, Q345GJ, Q390GJ, Q420GJ, Q460GJ。如有Z向性能要求的钢板，应选定《厚度方向性能钢板》(GB/T5313-1985)规定的Z15, Z25, Z35中的一种。铸钢常用于复杂节点。
一般焊接结构钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯试验和碳、硫、磷含量的合格保证。抗震结构钢材还要求实测的强屈比不小于1.2，有明显屈服台阶和伸长率大于20％，有良好的可焊性和合格的冲击韧性。故只能采用Q235-B, C, D及Q345B, C, D, E 级钢材，而Q390, Q420的伸长率均不能满足要求。
对于需要计算疲劳的焊接结构钢材，应满足《钢规》3.3.4条对冲击韧性的要求。
工作温度指当地最低日平均温度，载于《采暖通风和空气调节设计规范》（GBJ19－87）（2001年版），新版GB50019－2003不再列入，可查有关手册。
目前工程中大量使用Q235, Q345钢，设计、供货、施工都有较丰富经验。个别重点工程如奥运“鸟巢”采用Q460国产钢材，补充了附加性能保证。由于各牌号钢材弹性模量都是定值，所以由挠度控制的结构就无需采用高强度钢材。疲劳计算与钢号无关，也无需用高强度钢材。由稳定控制的截面，其承载能力与强度不是线性关系，甚至出现同样截面的构件，当?值很小时，Q345钢的承载力反而比Q235还小的个别现象。所以钢号的选用应进行计算比较后，才能确定。
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上世纪我国已淘汰了平炉，大量采用连续浇注，沸腾钢几无供货。质量等级A, B 的货源较多，C 级钢要比B 级贵得多，D, E 级钢价格更高，货源更少，需要提前订货。
10 焊接材料的选配
由于国家标准不断更新，埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂有新的表示牌号以及Q390的连接材料强度应高于母材等原因，《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81－2002）所推荐的配套焊接材料应相应修改，现汇集于表2。
钢材与焊接材料的选配 表2
钢材牌号、等级 焊条型号 埋弧焊焊剂型号-焊丝牌号 CO 2气体保
护焊实芯焊丝型号
A E4303 B
E4303，E4315
E4316，E4328
ER49-1 C F4A0-H08A
Q235
D E4315，E4316
E4328 F4A2-H08A ER50-6
A E5003 ER49-1
B E5003，E5015
E5016，E5018
F48A0-H08MnA
F48A0-H10Mn2 ER50-3
C F48A2-H08MnA ，F48A2-H10Mn2
D E5015，E5016 E5018 F48A3-H08MnA ，F48A3-H10Mn2ER50-2
Q345
E 供 需 方 协 议
A B E5515 E5516
F55A0-H10Mn2 F55A0-H08MnMoA C F55A2-H10Mn2 F55A2-H08MnMoA
ER55-D2
D E5515-D3,(-G) E5516-D3,(-G) F55A3-H10Mn2 F55A3-H08MnMoA ER55-D2
Q390
E 供 需 方 协 议
A
B
E5515-D3,(-G) F55A0-H10Mn2 F55A0-H08MnMoA C F55A2-H10Mn2 F55A2-H08MnMoA
D
E5516-D3,(-G)
F55A3-H10Mn2
F55A3-H08MnMoA
ER55-D2
Q420
E 供 需 方 协 议
注：1)本表的依据为《碳钢焊条》(GB/T5117-1995)、《低合金钢焊条》(GB/T5118-1995)、《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》(GB/T5293-1999)、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》(GB/T12470-2003)、《气体保护电弧焊用低碳钢低合金钢焊丝》(GB/T8110-1995)。2) F4, F48, F55的F 表示焊剂，4, 48, 55为熔敷金属强度等级；A0, A2, A3的A 表示试件为焊态（P 为热处理后），0, 2, 3表示冲击功的试验温度为0℃, -20℃, -30℃；D2, D3, G 为化学成分分类代号；ER 表示焊丝。
11 紧固件
普通螺栓根据加工精度不同而分为A, B, C,共3级。A, B 级为精加工，A 级直径不大于24mm 和长度不大于10d 或150mm ，此外则为B 级。A, B 级螺栓杆径与孔径相同，杆径可有少量负公差，孔径可有等值正公差，均为Ⅰ类孔。C 级普通螺栓为粗加工，Ⅱ类孔，孔径比杆径大1～2mm ，此外还有稍大的允许偏差，故连接易松动，仅适用于安装或次要连接。A, B 级螺栓性能等级为5.6, 8.8，C 级则为4.6, 4.8。5.6级用碳钢制作，8.8级用低碳合金钢或中碳钢制作，并经热处理。螺栓材料应符合《钢规》3.3.8条3要求，其
螺母、垫圈均有配套标准。
高强度螺栓有大六角头和扭剪型两种，应符合《钢规》3.3.8条4要求。大六角头高强度螺栓连接副由1个大六角头螺栓、1个大六角螺母和2个垫圈组成，性能等级为8.8，10.9。扭剪型高强度螺栓连接副由1个螺栓、1个螺母和1个垫圈组成，性能等级为10.9。
铆钉应符合《钢规》3.3.8条6要求。其受力性能好，但由于安装不便，目前已几乎被淘汰。
柱脚锚栓为重要节点的受拉部件，非抗震设防地区可用Q235-B, Q345A ，抗震设防地区则用Q235-B, Q345B 制作。
12 强度设计值的取用
钢材的强度设计值与质量等级无关，随厚度或直径的增大而降低，这里厚度指计算点处的厚度，对轴心受力构件则指截面中较厚板件的厚度。
质量等级为一、二级的对接焊缝，其强度设计值与母材相等，在用引弧板时可不进行焊缝计算，也不用斜向拼接；三级对接焊缝只进行受拉计算。厚度小于8mm 钢板的对接焊缝，超声波探伤不易反射出内部缺陷，必要时可要求X 片检验或改为三级对接焊缝，外观仍可要求二级，仅受拉计算按三级。
高强螺栓连接，螺杆已承受预拉力P ，节点再承受沿螺栓杆轴方向拉力N （不是直接作用在螺杆上）时，只要N
C 级普通螺栓由于孔径大、加工粗、节点易松弛，虽有抗剪、抗压指标，但限定为非动力荷载的次要连接、可拆卸连接及安装连接。而柱脚锚栓则没有抗剪计算指标，即不允许锚栓受剪，柱底水平力依靠抗剪键或柱底摩擦力承受。
13 受弯构件的挠度与起拱
《钢规》3.5.3条规定，为改善外观和使用条件，可将横向受力构件预先起拱，起拱大小应视实际需要而定，一般为永久荷载标准值加可变荷载标准值之半的挠度值。当仅为改善外观条件时，构件挠度应取在永久荷载和可变荷载标准值作用下的挠度计算值减去起拱值。
《钢规》附录A 表A.1.1注2，解释[v T ]时，指出永久荷载和可变荷载标准值产生的挠度可减去起拱值。由于对起拱值没有硬性规定，如果起拱值不小于容许挠度值，构件就不会有挠度发生，容许挠度值就失去了控制受弯构件刚度的意义。为了与正文一致，将该附录注中“如有起拱应……”改为“如有为改善外观条件的起拱，可……”，才能保证受弯构件的正常使用极限状态在规定范围内，否则会存在不安全因素。
8 14 受弯构件计算式
图14-1示出了工形截面在弯矩和剪力作用下应力发展，(b)～(e)表示弯曲应力从弹性到全截面塑性的发展过程。(f)是按规范式（4.1.2）绘出的剪应力；一般教科书对工形截面翼缘处的剪应力常以b 代t w ，剪应力见(g)；实际翼缘处形成剪力流，剪应力见(h)。
(a)工形截面 (b)M (f)τ＝VS /It w 图14-1 工形截面在弯矩和剪力作用下应力发展 规范规定：不考虑腹板屈曲后强度的主平面内受 弯的实腹构件其抗弯强度按M x /v x W nx ＋M y /v y W ny ≤ f , 剪应力按τ＝V S /It w ≤f v 计算，请注意： （1）考虑腹板屈曲后强度的工形截面按 (V /0.5V u －1)2＋(M －M f )/(M eu －M f ) ≤ 1计算。 （2）在截面内x 轴为强轴，y 轴为弱轴。 （3）按上述，抗弯强度式中当材料未达屈服极限时已计入塑性发展系数γx , γy ，不能称为弯曲应力，可称为以应力形式表达的强度计算数值。而抗剪强度计算式中都是按力学推导的剪应力参数，可称为剪应力。 （4）γx , γy 的取值是基于截面的塑性发展不要过大，同时为了保证翼缘不丧失局部稳定，限制受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比不大于y f /23513时才考虑塑性发展；还规定了需要计算疲劳的梁，不考虑塑性发展，即取为γx 和γy 为1.0。至于承受动力荷载但不需要计算疲劳的梁仍应考虑塑性发展，这和原规范GBJ17-88不一样，原规范只要是动力荷载就不考虑塑性发展。也和塑性设计不一样，新旧规范都规定塑性设计不承受动力荷载。 15 受弯构件相关问题 15.1 扭转 一般受弯构件，如梁，因有铺板作用，形成整体，少量偏心荷载引起的扭转作用，可不考虑。又如单根曲梁，或有较大荷载且作用点又较大偏离腹 板平面时，对圆形截面梁要考虑纯扭作用，对开口薄壁截面梁要考虑弯曲扭转双力矩作用。《钢规》没有这方面规定，可按有关力学分析进行相应处理。 15.2 长细比 单向受弯构件绕强轴平面内的计算由强度计算和挠度计算控制，平面外由整体稳定性计算控制，计算时虽然也用到λy 数值，但一般其值很小，都在受压容许值之内，不作为单独验算指标。 15.3 轧制型钢 受轧钢工艺限制，轧制型钢翼缘和腹板不能太薄，且相交处有圆弧过渡，减小了翼缘自由外伸宽度和腹板计算高度，一般其宽（高）厚比都在规定限值内，可不计算其局部稳定性，只计算抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度、整体稳定和挠度。 16 腹板稳定 图16-1示出薄板在各种应力作用下出现的屈曲状态。经分析，梁的腹板在各种应力下不发生屈曲的 临界条件是：剪应力：h 0/t w ≤84y f /235；局部压应力：h 0/t w ≤85y f /235；梁受压翼缘未受约束时的弯曲应力：h 0/t w ≤153y f /235；梁受压翼缘受到约束时的弯曲应力：h 0/t w ≤177y f /235。 (a)受纵向均匀应力作用 （b ）受弯曲正应力作用 （c ）上边缘受横向局部压应力作用 （d ）受剪应力作用 图16-1 各种应力单独作用下薄板的屈曲 为了保证梁腹板的局部稳定性，应根据腹板高厚比h 0/t w 的比值来配置加劲肋，参照各种应力单独作用时的临界高厚比以及考虑到还可能有其他应力作用，规范对于加劲设置等问题作了如下规定：1)当h 0/t w ≤80y f /235且无局部压应力时，可不配置加劲肋。2)当有局部压应力或h 0/t w >80y f /235时，应配置横向加劲肋。3)当受压翼缘未受约束且h 0/t w >150y f /235时，或受压翼缘受约束且h 0/t w >170y f /235时，在受压区增配纵向加劲肋，必要时还配置短加劲肋。4)不论是否考虑腹板屈曲后强度，h 0/t w 不应超过250，在支座处及受有较大集中荷载处，均宜设置支承加劲肋，并满足多项计算要求。5)轻、中级工作制吊车梁计算腹板稳定性时，吊车轮压设计值可乘以折减系数0.9。6)加劲肋的布置、构造、尺寸以及吊车梁的特殊要求，规范还有多项规定。 (h)腹板内τ＝VS /It w ， 翼缘内出现剪力流(g)腹板内τ＝VS /It w ，翼缘内τ＝VS /Ib 钢结构设计规范GB50017-2003 第一章总则 第1.0.1 条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。 第1.0.2 条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。 第1.0.3 条本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》（CBJ68-84））制订的。 第1.0.4 条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。 第1.0.5 条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。 第1.0.6 条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。 第二章材料 第2.0.1 条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3 号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。 第2.0.2 条下列情况的承重结构不宜采用3 号沸腾钢: 一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－ 20C时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于—30 C 时的其它承重结构。 二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于- 20 C时的重级工作制吊车梁、吊车桁架 或类似结构。 注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋内的结构可按该规定值提高10 C采用。 第2.0.3 条承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度（或屈服点）和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。承重结构的钢材，必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50 t的中级工作制焊 接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。但当冬季计算温度等于或低于-20 C时，对于3号钢尚应具有-20C冲击韧性的合格保证；对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具有—40C冲击韧性的合格保证。对于重级工作制的非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,必要时亦应具有冲击韧性的合格保证。 第2.0.4 条钢铸件应采用现行标准《一般工程用铸造碳钢》中规定的ZG200-400、ZG230-450 、ZG270-500 或ZG310-570 号钢。 第2.0.5 条钢结构的连接材料应符合下列要求: 一、手工焊接采用的焊条，应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定。 选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，宜采用低氢型焊条。 二、自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应。焊丝应符合现行标准《焊接用钢丝》的规定。 目录1. 1. 设计内容与设计参数 1.1 设计内容 图所示钢平台，其结构平面布置图如图，按照任务要求，本人设计内容为边次梁LL-1、中间主梁L-2和中柱Z4，并设计主次梁螺栓连接。 图 钢平台 图 钢平台结构平面布置图 L-1 L-1 L-1 L-1 Z1 Z3 Z1 Z1 Z2 Z4 Z3 Z2 L-2 L-2L L -1 L L -2 L L -2 L L -3 L L -2 L L -2L L -1 L L -1 L L -2 L L -2 L L -3 L L -2 L L -2 L L -1 ①12 B 06 33②12 B 06 33 改 ② ① ① ① ② 1.2 设计参数 钢材Q235-B ，焊条E43型，螺栓C 级。柱和次梁采用型钢，主梁采用焊接钢板梁，梁均按两端铰接设计，节点连接为螺栓连接，主、次梁计算跨度分别为和，次梁间距3m 和，次梁上翼缘与楼板焊牢，柱按轴心受压构件设计，计算长度6m ，楼面恒载与活荷载标准值分别为和6kN/m 2。 1.3 次梁LL-1设计 1.4 荷载汇集与计算简图 恒载标准值（楼面传来的恒载和次梁自重） 10.12 1.5 4.50.127.27.614/l k k g s g l kN m =+=?+?= 活载标准值（楼面传来的活载） 1 1.569.00/l k k q s q kN m ==?= 总荷载标准值 7.614916.61/l l lk k k p g q kN m =+=+= 总荷载设计值 1.2 1.3 1.27.614 1.3920.84/l k k p g q kN m =+=?+?= 跨中弯矩与支座剪力设计值 22/820.847.2/8135.0l l M p l kN m ==?=? /220.847.2/275.0l l V p l kN ==?= 计算简图及内力如图 图 次梁计算简图与内力图 <钢结构设计原理试题库> 一、单项选择题 1、有四种厚度不等的Q345钢板，其中 厚的钢板设计强度最高。 (A)12mm (B)18mm (C)25mm (D)30mm 2、焊接残余应力不影响构件的 。 A 整体稳定性 B 静力强度 C 刚度 D 局部稳定性 3、考虑角焊缝应力分布的不均匀，侧面角焊缝的计算长度不宜大于 。 A 40hf B 60hf C 80hf D 120hf 4、确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比限值的原则是 。 A 等厚度原则 B 等稳定原则 C 等强度原则 D 等刚度原则 5、最大弯矩相等的情况下，下列简支梁整体稳定性最差的是 A ．两端纯弯作用 B ．满跨均布荷载作用 C ．跨中集中荷载作用 D ．跨内集中荷载作用在三分点处 6、钢材塑性破坏的特点是 。 A 变形小 B 破坏经历时间非常短 C 无变形 D 变形大 7、.梁的最小高度是由___ _____控制的. A 强度 B 建筑要求 C 刚度 D 整体稳定 8、摩擦型高强度螺栓的抗剪连接以 作为承载能力极限状态。 A 螺杆被拉断 B 螺杆被剪断 C 孔壁被压坏 D 连接板件间的摩擦力刚被克服 9、梁整体失稳的方式为 。 A 弯曲失稳 B 剪切失稳 C 扭转失稳 D 弯扭失稳 10、受弯构件的刚度要求是ν≤[ν]，计算挠度ν时，则应 。 A ．用荷载的计算值 B ．用荷载的标准值 C ．对可变荷载用计算值 D ．对永久荷载用计算值 1．钢材牌号Q235，Q345，Q390是根据材料 命名的 (A) 屈服点 (B) 设计强度 (C) 极限强度 (D) 含碳量 2．当角焊缝无法采用引弧施焊时，其计算长度等于 。 (A) 实际长度 (B) 实际长度-2t (C) 实际长度-2h f (D) 实际长度-2h e 3．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I 螺栓杆剪断；Ⅱ孔壁挤压破坏；Ⅲ钢板被拉断；Ⅳ钢板剪断；Ⅴ螺栓弯曲破坏。其中 种形式是通过计算来保证的。 （A ）Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ （B ）Ⅰ，Ⅱ，Ⅳ （C ）Ⅰ，Ⅱ，Ⅴ （D ）Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ 4．计算梁的 时，应用净截面的几何参数。 (A) 正应力 (B) 疲劳应力 (C) 整体稳定 (D) 局部稳定 5．钢结构受弯构件计算公式nX x x W M γσ=中，x γ 。 （A ）与材料强度有关 （B ）是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比 （C ）表示截面部分进入塑性 （D ）与梁所受荷载有关 钢结构设计常见38个问题解析 1、门式刚架问答一看弯矩图时，可看到弯矩，却不知弯矩和构件截面有什么关系？ 答：受弯构件受弯承载力Mx/(γx*Wx)+My/(γy*Wy)≤f其中W为截面抵抗矩根据截面抵抗矩可手工算大致截面 2、就是H型钢平接是怎样规定的？ 答：想怎么接就怎么接, 呵呵. 主要考虑的是弯矩和/或剪力的传递. 另外, 在动力荷载多得地方, 设计焊接节点要尤其小心平接: 3、“刨平顶紧”，刨平顶紧后就不用再焊接了吗？ 答：磨光顶紧是一种传力的方式，多用于承受动载荷的位置。为避免焊缝的疲劳裂纹而采取的一种传力方式。有要求磨光顶紧不焊的，也有要求焊的。看具体图纸要求。接触面要求光洁度不小于12.5，用塞尺检查接触面积。刨平顶紧目的是增加接触面的接触面积，一般用在有一定水平位移、简支的节点，而且这种节点都应该有其它的连接方式（比如翼缘顶紧，腹板就有可能用栓接）。 一般的这种节点要求刨平顶紧的部位都不需要焊接，要焊接的话，刨平顶紧在焊接时不利于融液的深入，焊缝质量会很差，焊接的部位即使不开坡口也不会要求顶紧的。顶紧与焊接是相互矛盾的，所以上面说顶紧部位再焊接都不准确，不过也有一种情况有可能出现顶紧焊接，就是顶紧的节点对其它自由度的约束不够，又没有其它部位提供约束，有可能在顶紧部位施焊来约束其它方向的自由度，这种焊缝是一种安装焊缝，也不可能满焊，更不可能用做主要受力焊缝。4、钢结构设计时，挠度超出限值，会后什么后果？ 答：影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；影响正常使用的振动；影响正常使用的其它特定状态。 5、挤塑板的作用是什么？ 答：挤塑聚苯乙烯（XPS）保温板，以聚苯乙烯树脂为主要原料，经特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质板材。具有独特完美的闭孔蜂窝结构，有抗高压、防潮、不透气、不吸水、耐腐蚀、导热系数低、轻质、使用寿命长等优质性能的环保型材料。挤塑聚苯乙烯保温板广泛使用于墙体保温、低温储藏设施、泊车平台、建筑混凝土屋顶极结构屋顶等领域装饰行业物美价廉的防潮材料。挤塑板具有卓越持久的特性：挤塑板的性能稳定、不易老化。可用30--50年，极其优异的抗湿性能，在高水蒸气压力的环境下，仍然能够保持低导热性能。挤塑板具有无与伦比的隔热保温性能：挤塑板因具有闭孔性能结构，且其闭孔率达99％，所以它的保温性能好。虽然发泡聚氨酯为闭孔性结构，但其闭孔率小于挤塑板，仅为80％左右。挤塑板无论是隔热性能、吸水性能还是抗压强度等方面特点都优于其他保温材料，故在保温性能上也是其他保温材料所不能及的。挤塑板具有意想不到的抗压强度：挤塑板的抗压强度可根据其不同的型号厚度达到 150--500千帕以上，而其他材料的抗压强度仅为150--300千帕以上，可以明显看出其他材料的抗压强度，远远低于挤塑板的抗压强度。挤塑板具有万无一失的吸水性能：用于路面及路基之下，有效防水渗透。尤其在北方能减少冰霜及受冰霜影响的泥土结冻等情况的出现，控制地面冻胀的情况，有效阻隔地气免于湿气破坏等。 6、什么是长细比? 回转半径：根号下（惯性矩/面积）长细比=计算长度/回转半径 答：结构的长细比λ＝μl/i，i为回转半径长细比。概念可以简单的从计算公式可以看出来：长细比即构件计算长度与其相应回转半径的比值。从这个公式中可以看出长细比的概念综合考虑了构件的端部约束情况，构件本身的长度和构件的截面特性。长细比这个概念对于受压杆件稳定计算的影响是很明显的，因为长细比越大的构件越容易失稳。可以看看关于轴压和压弯构件的计算公式，里面都有与长细比有关的参数。对于受拉构件规范也给出了长细比限制要求，这是为了保证构件在运输和安装状态下的刚度。对稳定要求越高的构件，规范给的稳定限值越小。 7、受弯工字梁的受压翼缘的屈曲，是沿着工字梁的弱轴方向屈曲，还是强轴方向屈曲？ 答：当荷载不大时，梁基本上在其最大刚度平面内弯曲，但当荷载大到一定数值后，梁将同时产生较大的侧向弯曲和扭转变形，最后很快的丧失继续承载的能力。此时梁的整体失稳必然是侧向弯扭弯曲。 解决方法大致有三种： 1、增加梁的侧向支撑点或缩小侧向支撑点的间距 2、调整梁的截面，增加梁侧向惯性矩Iy或单纯增加受压翼缘宽度（如吊车梁上翼缘） 两章，“构造要求（原第 8 章）” 中与柱设计相关的内容移入 钢结构设计规范》 2017 最新版— —对抗震更高要求 导读】 目前市面上通用最基础的钢结构设计规范是 GB50017-2003 ， 随着科技的进步，各种计算软件的更新及近年来频发的自然 灾害，尤其是自汶川地震以来，对建筑防灾减灾，尤其是抗 震有更高的要求，基于重重原因，新版《钢结构设计规范》 的修订出台是设计师一直很期待的。 12017 最新版《钢结构 设计规范》主要修订内容如下： 01 术语和符号（第 2 章） 删除了原规范中关于强度的术语 ,增加了本次规范新增内容 的术语。 02 基本设计规定（第 3 章）增加了“结构体系”和“截面板件 宽厚比等级”；“材料选用”及“设计指标”内容移入新章节“材料 第 4 章）”；关于结构计算内容移入新章节“结构分析及稳 定性设计（第 5 章）”；“构造要求（原第8 章）” 输及安装的原则性规定并入本章。 03 受弯构件的计算 （原第 4 章）改为“受弯构件（第 6 章）” 移入本章。 04 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（原第 5 章）改 为“轴心受力构件（第 7 章）”及“拉弯、压弯构件（第 8 章）” 中制作、运 增加了腹板开孔的内容，“构造要求” 中与梁设计相关的内容 第7 章。 05 疲劳计算（原第6 章）改为“疲劳计算及防脆断设计（第 16 章）”增加了简便快速验算疲劳强度的方法，“构造要求（原第8 章）”中“提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求”移入本章，并增加了抗脆断设计的补充规定。 06 连接计算（原第7章）改为“连接（第11章）”及“节（点第 钢结构设计原理题库 一、 单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合 题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未 选均无分) 1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于 【 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同 情况下，下列疲劳强度最低的是 【 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢 背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k 目录 一．设计说明 1.本设计为某车间工作平台 2.结构平面布置图如下，间距4m，5跨，共20m，跨度3m，4跨，共12m 3.梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm素混凝土面层。 永久荷载为：5KN/mm2，可变荷载为：10KN/m2 荷载分项系数：永久荷载，可变荷载 二．计算书正文 第一节平台铺板设计 依题意并综合分析比较，平台钢结构平面布置如上图，主梁计算跨度为 6m，次梁计算跨度为3m，次梁与主梁采用平接方式连接。 铺板自重为：*20+*24=m2 铺板承受的荷载标准值为：q k=+10=m2 铺板承受荷载设计值：q=*+10*=m2 第二节平台次梁计算 跨中截面选择 查《荷载规范》钢筋混凝土自重按25KN/mm3，素混凝土按24KN/mm3，则 因此取：r q=，r G=; 次梁承受恒荷载包括铺板自重标准值为（暂不考虑次梁自重）：1p=*=m 活荷载标准值：p2=10*=12KN/m 次梁跨中最大弯矩设计值：M ax M=ql2/8=*5*5/8=·m 需要的净截面模量为：W=f r x max M =（*215）=225cm3 初步拟定次梁采用工字型I20a ，A=，X W =237cm2，2370x =I cm 4， cm 2.17x x =S I ，自重m 次梁的抗弯强度验算 考虑次梁自重后，跨中截面最大弯矩设计值：M ax M =8 1*[+*10]*5*5=·m nx w x r W M =4 310*237*05.110*51.69-=mm2<215N/mm2（满足） 抗剪强度验算 次梁最大剪力设计值为：5*]2.1*10*0279.0264.16[*2 12ql max +==V = w x max t I S V =τ=13.2410*17210*41.53 =N/mm2 钢结构设计的常见问题 筑信达 吴文博 SAP2000和ETABS在钢结构设计中具有计算准确，自主度高等优点，可灵活处理各类问题，因此受到了设计人员的喜爱。但程序中参数设置较多，用户对一些选项设置理解并不透彻，从而引起设计过程中的一些错误。现对几个常见问题进行分析。 1 钢框架设计时，为何有时会出现总应力比与各项应力比之和不相符的情况？ 目前SAP2000和ETABS在进行应力比计算时，对于不同形状的截面是有所区分的。 ?双轴对称截面。由于最大的应力点一定会发生在翼缘端部的四个角点之中，所以，总应力比=N+M主+M次，其中N、M主、M次分别为控制方程中轴力项、主弯矩项和次弯矩项所对应的应力比。 图1 双轴对称截面最大应力点 ?圆形截面。由于最大的应力点一般发生在主弯矩与次弯矩的合力方向，所以，总应力比=N+SQRT（M主2+M次2）。 图2 圆形截面最大应力点 ?T形截面。由于最大应力点可能发生在肢尖或翼缘的角点处，所以，总应力比=max（N+M主1+M次，N+M主2），其中M主1为翼缘处最大应力比，M主2为肢尖处最大应力比。因此可能出现设计弯矩不为0，但是对应的设计应力比为0的情况（肢尖为最大应力比）。 图3 T形截面最大应力点 2 角钢在计算长细比时，为何λ主和λ次与L主/i33和L次/i22的计算结果不符？ 程序在设计细节中给出的回转半径i22和i33是基于截面的局部坐标轴2-2和3-3进行计算的（如图4），但按规范要求，应使用最小回转半径计算长细比（如图5）。所以程序中给出的λ主和λ次是依据最小回转半径计算得出的，而非i22和i33。 图4 设计细节中给出的回转半径 图5 角钢最小回转半径 3 钢框架设计时，杆件的设计类型是如何确定的，不同设计类型之间又有何区别？ 杆件的设计类型可分为：柱、梁、支撑和桁架四种，目前适用于中国规范的只有前三种。 程序默认按照杆端节点的几何坐标来判断杆件的设计类型，当杆件两端的节点x，y坐标相同，z坐标不同时，程序将其判定为柱；当杆件两端的节点x，y坐标不同，z坐标相同时，程序将其判定为梁；当杆件两端的节点x，y，z坐标均不同时，程序将其判定为支撑。当默认的设计类型与实际情况不符时，用户可以通过设计覆盖项来修改杆件的设计类型。 图6 杆件设计类型覆盖项 不同的设计类型，其计算与构造的要求是不同的。 柱：设计时同时考虑轴力与两个方向的弯矩作用来进行强度和稳定性验算，其有效长度系数默认按照钢框架柱的计算长度公式计算，按柱构件验算长细比要求，其余构造措施同相关规范对柱的要求。 梁：分为两种情况，一为梁按纯弯构件设计（默认情况），一为梁按压弯构件设计（通过设计首选项或覆盖项进行设置，如图7）。 梁按纯弯构件考虑：设计时按纯弯构件进行强度和稳定性验算，其余构造措施同相关规范对梁的要求。 最近审查的钢结构图纸较多，发现施工图钢结构设计说明和计算书中依据的许多规范已废止，原因大概有二种，一是采用的计算软件版本过低，软件本身采用旧规范，二是钢结构说明直接套用别人的旧说明，设计人员未及时更新。现把常用的一些与设计有关的规范列于下面，给出的均为国家已经颁布的最新版本（更新至2013年6月）。对目前尚在编制阶段的相关规范，待正式颁布后，再及时更新。 1.钢结构设计依据标准 【通用标准】 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 《建筑设计防火规范》GB50016-2006 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 《钢结构设计规范》GB50017-2003 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002 【高层高耸钢结构标准】 《高层民用建筑钢结构技术规程》JCJ99-1998 《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》CECS 230-2008《高耸结构设计规范》GBJ135-1990 《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010 注：代替《网壳结构技术规程》JGJ61-2003和《网架结构设计与施工规程》JGJ7-1991 《膜结构技术规程》CECS 158-2004 【轻型钢结构标准】 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102-2002 《门式刚架轻型房屋钢构件》JG144-2002 《轻型钢结构住宅技术规程》JGJ 209-2010 《拱形波纹钢盖结构技术规程》CECS167-2004 【组合结构标准】 1.《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS 28-1990) 2.《矩形钢管混凝土结构设计规程》(CECS 159-2004) 3.《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001) 4.《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》(CECS188-2005) 5.《钢骨混凝土结构设计规程》(YB9082-2006) 6.《组合楼板设计与施工规范》(CECS273-2010) 7.《空心钢管混凝土结构技术规程》(CECS254-2009) 1、钢筋与混凝土两种力学性能不同的材料,能结合在一起有效地共同工作的理由？ (1)混凝土与钢筋之间有着良好的粘结力,使两者能可靠的结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构功能。 (2)钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近,因此,当温度变化时,钢筋与混凝土之间不致产生较大的相对变形而破坏两者之间的粘结。 (3)质量良好的混凝土,可以保护钢筋免遭锈蚀,保证钢筋与混凝土的共同作用。 2、钢筋与混凝土之间的粘结力就是怎样产生的？为保证钢筋与混凝土之间的粘结力要采取哪些措施？ (1)光圆钢筋与混凝土之间的粘结力主要有摩擦力与咬合力提供;带肋钢筋与混凝土之间的粘结力主要就是钢筋表面凸起的肋纹与混凝土的机械咬合作用。(2)提高混凝土强度或使用高强混凝土;使用钢纤维混凝土。 3、什么叫混凝土的徐变？影响混凝土徐变的有哪些因素？ 在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间持续增长,这种现象称为混凝土的徐变。 影响因素:(1)混凝土在长期荷载作用下产生应力的大小(2)加载时混凝土的龄期(3)混凝土的组成成分与配合比(4)养生及使用条件下的温度与湿度 4、什么就是承载能力极限状态？哪些状态认为就是超过了承载能力极限状态？ 承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。超过了承载能力极限状态:(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(2)结构构件或连接处因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏),或因过度的变形而不能继续承载(3)结构转变成机动结构(4)结构或结构构件丧失稳定(5)结构因局 钢结构施工中常见问题及解决方法 钢结构因其自身优点，在桥梁、工业厂房、高层建筑等现代建筑中得到广泛应用。在大量的工程建设过程中，钢结构工程也暴露出不少质量通病。本文主要针对辽宁近年来在钢结构主体验收及竣工验收中的常见问题及整改措施谈一些看法。 1、构件的生产制作问题 门式钢架所用的板件很薄，最薄可用到4毫米。多薄板的下料应首选剪切方式而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲。 2、柱脚安装问题 (1)预埋件(锚栓)问题现象:整体或布局偏移;标高有误;丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。 措施:钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工 作，混凝土浇捣之前。必须复核相关尺寸及固定牢固。 (2)锚栓不垂直现象:框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，使房屋外观很难看，给钢柱安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。 措施:锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌浆填实，国外此法施工。所以锚栓施工时，可采用出钢筋或者角钢等固定锚栓。焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施，避免浇灌基础混凝土时锚栓移一位。 (3)锚栓连接问题现象:柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接;部分未露2~3个丝扣的锚栓。 措施:应采取焊接锚杆与螺帽;在化学锚栓外部，应加厚防火涂料与隔热处理，以防失火时影响锚固性能;应补测基础沉降观测资料。 3、连接问题 (1)高强螺栓连接 钢结构建筑设计规范 《钢结构设计规范》基本参考依据： 《钢结构设计规范》（GB50017-2003中华人民共和国国家标准）》本规范内容包括：术语和符号、基本设计规定、受弯构件的计算、疲劳计算、构造要求、塑性设计、钢管结构、钢与混凝土组合梁等11部分。钢结构建筑设计规范参考资料信息： 在钢结构工程在设计中，要做到技术先进、经济合理、安全适用并确保质量，必须正确地选用并遵守下列相应的技术规范、规程与标准。 1.GBJ68-84《建筑结构设计统一标准》规定了各种建筑结构设计应采用的理论及设计原则，是制订各类建筑设计规范所遵循的基本依据。 2.GBJ9-87《建筑结构荷载规范》规定了各类常用荷载的取值标准与方法，但对特殊用途的建筑物及构筑物尚应参考相应的专门行业标准取值。 3.GB11-89《建筑抗震设计规范》为设计地震区建筑物时应遵循的规范，由于该规范对钢结构建筑设计的规定尚不足，设计时尚应参考其他专业抗震设计规程(如冶金建筑抗震设计规程等)进行。 4.GBJ17-88《钢结构设计规范》为进行型钢、钢板等常用截面钢构件设计时应遵循的基本规范。 5.GBJ18-87《冷弯薄壁型钢结构技术规范》与YBJ216-88《压型金属板设计施工规程》分别为设计薄板冷弯成型的冷弯薄壁型钢及压型金属板时，应遵循的专门规范和规程。 6.钢结构构件间的连接设计与施工尚应遵循JGJ81-91《建筑钢结构焊接与验收规程》及JGJ82-91《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的规定。 7.当设计钢管混凝土结构或钢一混凝土组合楼盖时，尚应遵循CECS8:90《钢管混凝土结构设计与施工规程》及YB9238-92《钢一混凝土组合楼盖设计与施工规程》的专门规定。 8.钢结构工程设计时，尚应了解有关钢结构施工验收的相应要求，即GB50205-95《钢结构工程施工与验收规范》及GB50221 -95《钢结构工程质量检验评定标准》中有关质量检验、尺寸公差标准要求。 9.钢结构工程设计时，在符号、基本术语等方面应遵循GBJ132-90《工程结构设计基本术语和通用符号》的规定。 钢结构设计原理试题库 一、填空题 1. 钢结构计算的两种极限状态是和。 2. 钢结构具有、、、、 和等特点。 3. 钢材的破坏形式有和。 4. 影响钢材性能的主要因素有、、、 、、、和。 5. 影响钢材疲劳的主要因素有、、、 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是、、、 和。 7. 钢结构的连接方法有、和。 8. 角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于。侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即、、、、和。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有、、和。 12. 轴心受压构件的稳定系数 与、和有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是、和。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用的方法来解决。 二、问答题 1.钢结构具有哪些特点？ 2.钢结构的合理应用范围是什么？ 3.钢结构对材料性能有哪些要求？ 4.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？ 5.影响钢材性能的主要因素是什么？ 6.什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？ 7.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 8.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 9.焊缝可能存在的缺陷有哪些？ 10.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 11.对接焊缝的构造要求有哪些？ 12.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 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？ 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？ 15.螺栓的排列有哪些构造要求？ 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ GB50017-2017钢结构设计规范 一、章节目录 1总则 2术语和符号 2.1术语 2.2符号 3基本设计规定 3.1设计原则 3.2荷载和荷载效应计算 3.3材料选用 3.4设计指标 3.5结构或构件变形的规定 4受弯构件的计算 4.1强度 4.2整体稳定 4.3局部稳定 4.4组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算 5轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 5.1轴心受力构件 5.2拉弯构件和压弯构件 5.3构件的计算长度和容许长细比 5.4受压构件的局部稳定 6疲劳计算 6.1一般规定 6.2疲劳计算 7连接计算 7.1焊缝连接 7.2紧固件（螺栓、铆钉等）连接 7.3组合工字梁翼缘连接 7.4梁与柱的刚性连接 7.5连接节点处板件的计算 7.6支座 8构造要求 8.1一般规定 8.2焊缝连接 8.3螺栓连接和铆钉连接 8.4结构构件 8.5对吊车梁和吊车桁架（或类似结构）的要求 8.6大跨度屋盖结构 8.7提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求 8.8制作、运输和安装 8.9防护和隔热 9塑性设计 9.1一般规定 9.2构件的计算 9.3容许长细比和构造要求 10钢管结构 10.1一般规定 10.2构造要求 10.3杆件和节点承载力 11钢与混凝土组合梁 11.1一般规定 11.2组合梁设计 11.3抗剪连接件的计算 11.4挠度计算 11.5构造要求 附录 A 结构或构件的变形容许值 附录 B 附录 C 附录 D 附录 E 附录 F 梁的整体稳定系数 轴心受压构件的稳定系数 柱的计算长度系数 疲劳计算的构件和连接分类 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算 附：本规范用词说明 附：修改条文说明 其中下面打—的节为新增，下面打~~的节为有较多修改。 专升本《钢结构设计原理》 一、（共75题,共150分） 1. 钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于( ) （2分） A.钢材具有良好的耐热性 B.钢材具有良好的焊接性 C.钢结构自重轻而承载力高 D.钢结构的实际受力性能和力学计算结果最符合 标准答案：C 2. 钢结构正常使用极限状态是指( ) （2分） A.已达到五十年的使用年限 B.结构达到最大承载力产生破坏 C.结构和构件产生疲劳裂纹 D.结构变形已不能满足使用要求 标准答案：D 3. 钢结构正常使用极限状态是指( ) （2分） A.已达到五十年的使用年限 B.结构达到最大承载力产生破坏 C.结构和构件产生疲劳裂纹 D.结构变形已不能满足使用要求 标准答案：B 4. 钢材的伸长率用来反映材料的( ) （2分） A.承载能力 B.弹性变形能力 C.塑性变形能力 D.抗冲击荷载能力 标准答案：C 5. 设计某重级工作制的焊接吊车钢梁，吊车起重量为75t，工作温度低于-20℃，宜选用下列哪一种钢材( ) （2分） 235A 235C 标准答案：D 6. 对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面( ) （2分） A.最大应力达到钢材屈服点 B.平均应力达到钢材屈服点 C.最大应力达到钢材抗拉强度 D.平均应力达到钢材抗拉强度 标准答案：B 7. 轴心受压构件柱脚底板的厚度主要取决于( ) （2分） A.底板的抗弯刚度 B.基础材料的强度等级 C.底板的抗弯强度 D.底板的的抗剪强度 标准答案：C 8. 双轴对称焊接组合工字形截面偏心受压柱，偏心荷载作用在腹板平面内。若两个方向支撑情况相同，可能发生的失稳形式为( ) （2分） A.在弯矩作用平面内的弯曲失稳或弯矩作用平面外的弯曲失稳 B.在弯矩作用平面内的弯扭失稳或弯矩作用平面外的弯扭失稳 C.在弯矩作用平面外的弯曲失稳 D.在弯矩作用平面内的弯曲失稳或弯矩作用平面外的弯扭失稳 标准答案：D 9. 梁的整体失稳属于( ) （2分） A.弯曲失稳 B.扭转失稳 C.弯扭失稳 D.局部失稳 标准答案：C 10. 梁上作用较大固定集中荷载时，其作用点处应( ) （2分） A.设置纵向加劲肋 B.设置支承加劲肋 C.减少腹板厚度 D.增加翼缘的厚度 标准答案：B 11. 进行钢结构计算时，所用荷载设计值和标准值，下列说法正确的是( ) （2分） A.计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值 B.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值 C.计算结构或构件的强度、稳定性以及疲劳强度时，应采用荷载设计值 D.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值 标准答案：B 12. 某节点采用角焊缝焊接连接，钢材为Q235B·F钢，手工焊接用焊条为E43型，节点板厚度22mm，下列设计指标选用正确的是( ) （2分） A.节点板的抗压强度为215N/mm2，角焊缝的强度设计值为215N/mm2 B.节点板的抗拉强度为205N/mm2，角焊缝的强度设计值为160N/mm2 C.节点板的抗弯强度为115N/mm2，角焊缝的强度设计值为160N/mm2 D.节点板的抗剪强度为120N/mm2，角焊缝的强度设计值为215N/mm2 标准答案：B 13. T型截面压弯构件需用公式进行验算的情况是( ) （2分） A.弯矩作用于对称轴平面内且使较大翼缘受压时 B.弯矩作用于对称轴平面内且使无翼缘端受压时 C.弯矩作用于非对称轴平面内且使翼缘受压时 D.弯矩作用于非对称轴平面内且无翼缘端受压时 标准答案：A 14. 格构式轴心受压构件的整体稳定计算时，需用换算长细比代替的原因是( ) （2分） A.格构式柱可能发生较大的剪切变形 B.要求实现等稳定设计 C.格构式柱可能单肢失稳 D.格构式柱承载能力提高 标准答案：A 15. 高强螺栓的承压型连接适用于( ) （2分） A.直接承受动力荷载的连接 B.冷弯薄壁型钢的连接 C.承受反复荷载作用的结构 D.承受静力荷载及间接承受动力荷载的连接 标准答案：D 钢结构工程施工中常见问题分析及解决方案 (厦门中构新材科技股份有限公司提供) 钢结构因其自身优点，在桥梁、工业厂房、高层建筑等现代建筑中得到广泛应用。在大量的工程建设过程中，钢结构工程也暴露出不少质量通病。本文主要针对辽宁近年来在钢结构主体验收及竣工验收中的常见问题及整改措施谈一些看法。 一、钢结构工程施工中常见问题分析及解决方案 1、构件的生产制作问题 门式钢架所用的板件很薄，最薄可用到4毫米。多薄板的下料应首选剪切方式而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲。 2、柱脚安装问题 (1)预埋件(锚栓)问题现象：整体或布局偏移；标高有误；丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。 措施：钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作，混凝土浇捣之前。必须复核相关尺寸及固定牢固。 (2)锚栓不垂直现象：框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，使房屋外观很难看，给钢柱安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。 措施：锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌浆填实，国外此法施工。所以锚栓施工时，可采用出钢筋或者角钢等固定锚栓。焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施，避免浇灌基础混凝土时锚栓移一位。 (3)锚栓连接问题现象：柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接；部分未露2～3个丝扣的锚栓。 措施：应采取焊接锚杆与螺帽；在化学锚栓外部，应加厚防火涂料与隔热处理，以防失火时影响锚固性能；应补测基础沉降观测资料。 3、连接问题 (1)高强螺栓连接 1)螺栓装备面不符合要求，造成螺栓不好安装，或者螺栓紧固的程度不符合设计要求。 GB50017-2017《钢结构设计规范》一、章节目录 1总则 2术语和符号 2.1术语 2.2符号 3基本设计规定 3.1设计原则 3.2荷载和荷载效应计算 3.3材料选用 3.4设计指标 3.5结构或构件变形的规定 4受弯构件的计算 4.1强度 4.2整体稳定 4.3局部稳定 4.4组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算 5轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 5.1轴心受力构件 5.2拉弯构件和压弯构件 5.3构件的计算长度和容许长细比 5.4受压构件的局部稳定 6疲劳计算 6.1一般规定 6.2疲劳计算 7连接计算 7.1焊缝连接 7.2紧固件（螺栓、铆钉等）连接 7.3组合工字梁翼缘连接 7.4梁与柱的刚性连接 7.5连接节点处板件的计算 7.6支座 8构造要求 8.1一般规定 8.2焊缝连接 8.3螺栓连接和铆钉连接 8.4结构构件 8.5对吊车梁和吊车桁架（或类似结构）的要求 8.6大跨度屋盖结构 8.7提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求 8.8制作、运输和安装 8.9防护和隔热 9塑性设计 9.1一般规定 9.2构件的计算 9.3容许长细比和构造要求 10钢管结构 10.1一般规定 10.2构造要求 10.3杆件和节点承载力 11钢与混凝土组合梁 11.1一般规定 11.2组合梁设计 11.3抗剪连接件的计算 11.4挠度计算 11.5构造要求 附录 A 结构或构件的变形容许值 附录 B 附录 C 附录 D 附录 E 附录 F 梁的整体稳定系数 轴心受压构件的稳定系数 柱的计算长度系数 疲劳计算的构件和连接分类 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算 附：本规范用词说明 附：修改条文说明 其中下面打—的节为新增，下面打~~的节为有较多修改。 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最新设计规范
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