钢结构设计原理考试简答题大全_1_

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）

6 :当前我国发展钢结构的技术政策是什么？

答：明确提出了要研究解决钢结构制造和现场施工中的电脑放样、切割、焊接、除锈。涂漆等先进工艺和设备；发展药芯焊丝自动保护焊、自动半自动焊接设备、高强度螺栓电动扳手和先进的检测装置；间就开发张力结构和预应力等新型钢结

构。

第二章

1,为什么说钢材的屈服点，抗拉强度和伸长率是建筑工程用刚的重要技术性能指标？

答：刚结构对材料性能的要求是多方面的，所用钢材不仅要求钢材强度高、弹性好、而且还要有一定的塑性、韧性、可焊性、冷弯性等。钢材的屈服强度是衡量结构的承载能力和确定强度设计值的重要指标，抗拉强度是衡量钢材抵抗拉断的性能指标，且其不仅是一般强度指标，而且直接反应钢材内部组织的优劣，伸长率是衡量钢材塑性性能指标，钢材的塑性是在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力，伸长率愈大，塑性性能愈好。

2.2简述钢材的化学成分对钢材性能的影响。

1?碳:碳是普通碳素钢除铁以外最主要的元素，它对钢材的各种性能的影响很大。随着碳含量的提高，钢材的强度逐渐升高，但塑性何韧性，特别是低温冲击韧性下降，同时，可焊性，抗锈蚀性能?耐疲劳性能和冷弯性能也都下降，增加了低温脆断的可能性。

简答题大全

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?

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k 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。

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 v

>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 ± 5C）冲击值，C

和D级则分别要求0°C和-20 °C冲击值。

Q235B- b代表屈服强度为235N/mm, 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 r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。

二、简答题（5X 4=20分）

1、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：③

170 235

，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋;

y

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）

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3d。，最小的端距为2d。

1■柱间支撑的作用？答：（1）组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度；（2）承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础；（3）可作为框架住在

框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。

2.为什么下层支撑应该设在温度区段中部？答：将下层支撑布置在温度区段的端部，在温度变化的影响方面将是很不利的，因此，为了使纵向构件在温度变化发生时能较自由地伸缩，下层支撑应该设在温度区段中部。

3.什么叫应力蒙皮效应？答：当压型钢板和压型铝板与檩条进行可靠连接后，形成一深梁，能有效地传递屋

面纵横方向的水平力（包括风荷载及吊车制动力等），能提高屋面的整体刚度。这一现象称为应力蒙皮效应。

4■屋架内力分析的基本假定有哪些？答：（1）通常将荷载集中到节点上（屋架作用有节间荷载时，可将其分

配到相邻的两个节点上），（2）假定节点处的所有杆件轴线在同一平面内相交于一点（节点中心）；（3）假定各节点均为理想铰接。

5■为什么钢结构规范中对拉杆和压杆都规定了容许长细比？答：桁架杆件的长细比的大小，对杆件的工作有

一定的影响，若长细比太大，将使杆件在自重作用下产生过大挠度，在运输和安装过程中因刚度不足而产生弯曲，在动力作用下还会引起较大的振动。故在钢结构规范中对拉杆和压杆规定了容许长细比。

6.荷载组合效应包括哪几方面的内容？（1）屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值；（2）

积灰荷载应与雪荷载或屋面均布或荷载中的较大值同时考虑；（3）施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条

自重以外的其他荷载同时考虑；（4）多台吊车的组合应符合《建筑结构荷载规定》的规定；（5）当需要考虑

地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。

7.控制截面的内力组合主要有哪几种？答：（1）最大轴压力Nmax和同时出现的M 及V的较大值。（2）最大

弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。（3）最小轴压力Nmin和相应的M及V,出现在永久荷载共同作用下，当柱脚铰接时M=0。

8■吊车梁截面强度验算包括哪些内容？答：（1）上、下翼缘的正应力验算；（2）剪应力验算；（3）腹板上边

缘局部承压强度验算。

9.什么叫抗剪薄膜作用？答：当采用压型钢板和压型铝合金板做墙板时，压型板与周边构件进行可靠连接后，

面内刚度很好，能传递纵横方向的面内剪力，这种作用称为抗剪薄膜作用（应力蒙皮效应）。

10.两铰拱、三铰拱和无铰拱各有什么优缺点？答：（1）两铰拱是最常用的体系，这种拱的优点除经济外，

安装和制造也较简单，因为铰可自由转动的特性，使得两铰拱易于适应变形，在温度作用或产生支座沉降情况下应力不会显著地增加；（2）三铰拱与两铰拱相比无突出的优点，在拱结构有足够的变形适应性情况下，其静定性没有实质性意义，拱钥铰还使拱本身结构及屋面设置复杂化；（3）无铰拱对于弯矩沿跨度的分配最

为有利，因而也最轻，但它不得不设置更强大的基础，而且要计算温度的作用。

11.交叉桁架体系和四角锥体系中各种网架的构成特点？答：（1）交叉桁架体系：①两向正交正放网架的构

成特点是：两个方向的竖向平面桁架垂直交叉，且分别于边界方向平行；②两向正交斜放网架的构成特点是：两个方向的竖向平面桁架垂直交叉，且与边界成45°夹角。（2）四角锥体系；①正放四角锥网架的构成特点

是：以倒四角锥体为组成单元，锥底的四边为网架的上弦杆，锥棱为腹杆，各锥顶相连即为下弦杆，他的上、下弦杆均与相应边界平行；②正放抽空四角锥网架的构成特点是：在正放四角锥网架的基础上，除周边网格不动外，适当抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆，使下弦网格尺寸比上弦网格尺寸大一倍；③斜放四角锥网架的构成特点是：以倒四角锥体为组成单元，由锥底构成的上弦杆与边界成45°夹角，而连接各锥顶的

下弦杆则与相应边界平行。

12.空间桁架位移法的概念？答：空间桁架位移法又称为矩阵位移法。它取网架结构的各杆件作为基本单元，以节点三个线位移作为基本未知量，先对杆件单元进行分析，根据胡克定律建立单元杆件内力与位移之间的关系，形成单元刚度矩阵；然后进行结构整体分析，根据各节点的变形协调条件和静力平衡条件建立结构上节点荷载与节点位移之间的关系，形成结构总刚度矩阵和结构总刚度方程。

13.高层钢结构荷载设计的特点？答：高层钢结构多为超高层建筑，水平荷载一一风荷载和地震荷载，对结

构设计起着主要的控制作用，这是高层钢结构荷载设计的特点。

14.地震作用的一般计算原则？第一阶段设计时，地震作用应考虑哪些原则？答：（1）一般原则：高层建筑

钢结构的抗震设计采用两阶段设计方法，即第一阶段设计应按多遇地震计算地震作用，第二阶段设计应按罕

遇地震计算地震作用。（2）第一阶段设计时，地震作用应考虑以下原则：①通常情况下，应在结构的两个主轴方向分别计入水平地震作用，各方向的水平地震作用应全部由该方向的抗侧力构建承担；②当有斜交抗侧力构件时，宜分别计入各抗侧力构件方向的水平地震作用；③质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应计入水平地震作用的扭转效应；④按9度抗震设防的高层建筑钢结构，或者按8度和9度抗震设防的大跨度和

长悬臂构件，应计入竖向地震作用。

15.组合梁截面的基本假定？答：①组合梁截面的变形符合平面假定，即截面受弯后仍保持平面。②钢梁与混凝土翼板之间的相互连接是可靠的，微小的相对位移忽略不计。③钢材与混凝体均为理想的弹塑性体。④ 忽略钢筋混凝体翼板受压区中钢筋的作用。⑤假定剪力全部由钢梁承受，同时，不考虑剪力对组合梁抗弯承载力的影响。

16.为什么耗能梁宜设计成剪切屈服型？答：剪切屈服型耗能梁段的耗能能力和滞回性能优于弯曲屈服型，

因而耗能梁段宜设计成剪切屈服型。

17.什么叫节点域？答：由上下水平加劲肋和柱翼缘所包围的柱腹板简称为节点域。

‘Ox 1:钢结构的特点是什么，主要体系有哪些？

答：优点：1,强度高，塑性好和韧性好；2,材质均匀，工作可靠性高；3,制造简便，施工周期短，具有良好的装配性；4,有可焊性；5,具有不渗漏性，便于做成密闭结构；6,是绿色建筑，具备可持续发展的特性；6,抗震性好，耐热性好。不足：耐腐蚀性差，耐热但不耐火，且价格较贵。

2：目前我国钢结构主要应用在哪些方面？

答：1,单层厂房结构；2,大跨度结构；3,多层，高层结构；4,塔桅结构；5,桥梁结构；6,移动结构；7, 轻型刚结构。

3：比较钢结构的计算方法与其他结构计算方法的相同点与不同点

答：以概率理论为基础、用分项系数表达的极限状态设计。

4：名词解释：结构极限状态：当结构或其组成超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。结构可靠度Pr:结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功

能的概率。结构的失效率Pf: Pr =1-Pf。可靠性指标：荷载标准值：强度标准值：荷载设计值：强度设计值：

影响钢材疲劳的主要因素是什么？对承受动力荷载的结构应尽量采取何种措施防止疲劳？答：

双肢缀板式柱的换算长细比的计算公式:

2硅：硅在钢材中是一种有益元素，具有很强的脱氧性，一般作为脱氧剂加入钢中，以制造质量较高的镇静钢。

3锰：锰也是一种有益的元素，它属于弱脱氧剂。它可以提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材的热加工性能和钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性和韧性。

4 硫::硫是有寒的杂质元素，它能生成易于溶化的硫化铁，当加热工或焊接使温度达到800-1200度时，可能是钢材产生裂纹，此外硫还能形成夹杂物，不仅是钢材起层，还会引起应力集中，降低钢材的塑性和冲击韧性。

5磷：磷是以固溶体的形式溶解于铁素体中，这种固溶体很脆，加以磷的偏析比硫更严重，形成的富磷区促使钢变脆，降低钢材的塑性、韧性和可焊性，固他是有害杂质元素。

6氧和氮：氧和氮都属于有害杂质元素。在金属溶化后，它们极易从钢水中逸出，其含量较小，氧使钢热脆，其作用比硫更剧烈；氮使钢冷脆，其作用于磷类似。

7钒和铜：钒亦是有益元素，系添加的合金成分，它能提高钢材的强度和抗绣能力，而不降低塑性，铜在一般情况下属杂质，但它能显著改善刚擦四的抗绣蚀能力。

2.3在复杂应力作用下，钢材的折算强度如何计算？

在复杂应力作用下也用钢材的屈服作为钢材的破坏条件，因而解决复杂应力状态下钢材的破坏条件就转化为瑞和确定屈服条件的问题，钢材的屈服条件适宜于用能量强度理论来表述。公式为：

2.4应力集中如何影响钢材的性能？、

由于集中处应力线曲折，应力方向与构件受力方向不一致，从而产生了横向应力，在厚板中还会产生沿厚

度方向的应力，出现双向后三向铜号力场，造成钢材变脆。

2.5碳素结构是如何划分牌号的？

2.7钢材有哪几种规格？如何表示？

答：有热轧钢板、热轧型钢、薄壁型钢三种。1热轧钢板：用“ ”符号后加“宽度*厚度*长度”表示。热轧钢板分为厚钢板、薄钢板和扁钢三种。热轧型钢：常用的有角钢、槽钢、工字钢及钢管等。（角钢：角钢有等边和不等边两种，等边角钢骨骼以角钢符号“”和边（肢）宽*厚度表示。不等边角钢

用“ ”符号后跟两边宽度和厚度表示。

槽钢：槽钢有普通槽钢和轻型槽钢两种，以厚度副班区分，槽钢常用“ ”和“”及号数来表示，号数代表槽钢截面高度和厘米数。14号以上者还附以字母a、和b、以区别腹板的厚度。

工字钢：有普通工字钢、轻型工字钢和宽翼缘工字钢三种，普通工字钢、轻型工字钢和槽钢一样用号数

来表示，20号以上也附以字母a、b或c,以区别腹板的厚度。轻型工字钢用“ QI”来表示，宽翼缘工字钢表示符号为“ H”故也称H型钢，型钢也可采用高度*宽度*腹板厚度*翼缘厚度的毫米数表示。

钢管：钢管有无缝钢管和焊接钢管两种，表示符号为“”后加“外径*厚度”

薄壁型钢：建筑使用的冷弯钢常采用 1.5—5mm厚度的薄钢板后刚带经模压冷扎弯曲成型。

2.8选用钢材时应考虑哪些因素？

答：1结构的重要性2荷载的性质3连接方法4工作环境

2.9什么事钢材的可焊性？它包含哪些含义？

答：钢材的可焊性：在一定的焊接工艺的条件下，钢材能经受住焊接时产生的高温热循环作用，焊接

金属和近焊缝区的钢材不产生裂纹，焊接后焊缝的主要力学性能不低于焊接钢材的力学性能。它包含两方面的含义：一是说钢材本身具有可焊性的条件，通过焊接，可以方便地实现多种不同形状和不同厚度的钢材的连接；其二是说钢材焊接后，焊接接头的强度、刚度一般可达到与母材相等后相近，能够承受母材金属所能承受的各种作用。

2.10钢材中常见的治金缺陷有哪些？

答：常见的缺陷有偏析、夹杂、气孔和裂纹和分层。

第三章：

1,刚结构常用的链接方式有哪几种？各自有什么特点？常用哪些范围？

答：1,焊缝连接：优点：不削弱构建截面，节省钢材；可直接焊接，构造简单，加工简便；链接的密封性好，刚度大；易于采用自动化加工。缺点：焊缝的热影响区内钢材的力学性能发生变化，材质变脆；焊接结构中不可避免地产生残余应力和残余变形、对结构的工作不利，焊接结构对裂纹很敏感，一旦局部发生裂纹，

便有可能迅速扩展到整个截面，尤其在低温下更易发生脆裂。2:铆钉连接：费刚、费工，但铆钉连接传力

可靠，韧性和塑性较好，质量易于检查，对经常受动力荷载作用、荷载较大和跨度较大的结构有时可采用铆钉连接。3:螺栓链接：分普通螺栓连接和高度螺栓连接，优点：施工工艺简、安装方便，特别适用于工地连接，且工程进度和质量易得到保证。缺点：因开孔对构件截面有一定的削弱，有时在构造上还须增设辅助构件，故用料增加构造叫繁。此外，螺栓链接要制孔、安装和拼接时需对孔，工作量增加，且对制造的精度要求较高，但仍是钢结构连接的重要方式之一。

2,焊缝连接分几个等级，对接焊缝在哪种情况下才需要进行计算？

答：焊缝质量检查分一、二、三级，其中三级只要求对全部焊缝通过外观检查，即检查焊缝实际尺寸是否符合设计要求和有无看得见得裂纹咬边等缺陷。对接焊缝的应力分布情况基本上与焊件原来相同，可用计算焊件的方法计算对于重要构件，按

一、二、级标准检验焊缝质量，焊缝和构件等强度，不必另行计算。

3,焊接应力和焊接变形对结构性能有哪些影响？工程中常用哪些措施减少这些影响？

答：在常温和静载下焊接应力对构件的强度没有什么影响，但对其刚度有影响。由于焊缝中存在三向应力，阻碍了塑性变形，是裂缝易发生和发展，因此焊接应力是疲劳强度降低。此外，焊接应力还会降低压杆的稳定性和使构件提前进入塑性工作阶段。减少措施：1,设计方面：选用合适的焊脚尺寸和焊缝长度；焊缝应尽可能的对称分布，尽量避免焊缝过度集中和多方向相交；连接过渡尽量平缓；焊缝布置应尽可能考虑施焊方便。2,制造加工方面：采用合理的施焊次序。对已经产生焊接残余应变的结构，可局部加热后用机械的方法进行矫正。对于焊接残余应力，可采用退火法、锤击法等措施来消除和减小。

4,受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式，如何防止？

答：有五种情况：螺栓杆被剪断、孔壁挤压、板被拉断、钢板剪断、螺栓杆弯曲破坏。

防止方法：对于螺栓杆被剪断、孔壁挤压、板被拉断三种情况要进行计算；对于钢板剪断、螺栓杆弯曲破坏

可以通过限制端距e 2>2d0,以避免板因受螺栓杆挤压而被剪断，限制板叠厚不超过5d 一避免螺杆弯曲过大而破坏。

5,影响高强度螺栓承载力的因素有哪些？

答：从受力特征分为摩擦型高强度螺栓连接、承压型高强度螺栓连接和承受拉力的高强度螺栓链接。摩擦型高强度链接单纯依靠被连接构件的摩擦阻力传递剪力，以剪力等于摩擦力伟承载能力的极限状态；承压型高强度螺栓以螺栓或钢板破坏为承载能力的极限状态。这种螺栓还应以不出现滑移作为正常使用的极限状态。

第四章：

1,轴心受力构件常用什么样的截面形式；他们各有何特点？

答：实腹式和格构式；特点：实腹式：构件制作简单，与其他构件的连接也比较方便。格构式：容易使压杆实现两主轴方向的等稳性，刚度大，抗扭性好，用料较省

2,简述轴心受力构件对强、刚、稳得计算要求。

答：强度：轴心受力构件的强度承载能力是以截面的平均应力达到刚材的屈服应力作为极限状态；公式为：刚度：轴心受力构件不应做的过分柔细，而应该具有一定的刚度以保证构件不会产生过度的变形；公式：分别为围绕截面主轴即x轴和y轴的构件计算长度；分别为围绕截面主轴即x和y轴的构件截面回转半径。稳定性：轴心受拉构件没有整体稳定性和局部稳定性的问题，极限承载能以一般由强度控制，所以设计时只需考虑强度和刚度。

3,现行规范采用何种方法进行轴心受压构件的整体稳定计算？

答：（1）按照理想轴心受压构件计算，在弹性阶段采用欧拉临界应力，在弹性阶段采用切线模量临界应力，

初弯曲、初偏心等不利影响用一特殊安全系数来考虑。（2）按理想轴心受压构件来计算，在弹性阶段用欧

拉公式，在弹性阶段采用实验曲线，初弯曲、初偏心等不利影响用一特殊安全系数来考虑。（3）把初弯曲、处偏心和残余应力等各种缺陷，综合考虑成一个等效的长细比有关的初弯或初偏心率，利用边缘纤维屈

服准则多导致的佩利公式或正割公式求出边缘纤维屈服时的截面平均应力，作为临界应力。（4）考虑残余应力、初弯曲、初偏心等缺陷，采用极限承载力理论进行计算。

4,轴心受压实腹式构件局部失稳的原因是什么？如何防止局部失稳的发生？

答：一般轴心受压构件的厚度和宽度相比都比较小，对于实腹式在轴心压力作用下板件都承受压力，如果这些板件平面尺寸很大而厚度相对很薄时，就有可能在构件丧失稳定或者强度破坏之前发生屈曲，构件偏离原来的平面位置而发生波状鼓曲，格构式轴心受压构件由两个或两个以上的分肢组成，每个分肢又由一些板件组成。这些板件在轴心压力作用下也有可能在构件丧失整体稳定之前发生各自的屈曲，丧失局部稳定。实际上就是薄板载轴心压力作用下的屈曲问题相连板件互为支承。防止方法：根据板件临界应力和构件临界应力相等的原则确定板件的宽厚比。

5,实腹式轴心受压柱和格构式轴心受压柱的设计计算步骤有何不同？

答：实腹式：（1）先假定杆件的长细比，求出需要的截面面积。（2）计算出对应于假定长细比两个

主轴的回转半径（3）计算出截面特征。（4）局部稳定性验算。（5）刚度验算。

轴心受压格构式构件的设计和轴心受压实腹式构件相似，应考虑强度、刚度（长细比）、整体稳定和局部稳定。此外轴心受压格构式构件设计还包括綴材的设计。

6,柱头和柱脚的作用是什么；各自有哪些连接形式？

答：柱头：顶部与梁连接的部分称为柱头，作用是将梁等上部结构的荷载传递到柱身；连接方式有：一是将梁志杰放到柱顶上称为顶面连接；一是将梁连接于侧面，称为侧面连接。柱脚：柱下端与基础相连部分称为柱脚，作用是将柱身所受的力传递和分布到基础，并将柱固定于基础。连接方式有铰接柱脚和钢接柱脚两种。

第五章

1,钢梁的强度计算包括哪些内容？

答：强度、刚度、整体稳定和据不稳定四个方面。

2,影响钢梁整体稳定的主要因素有哪些？

答：（1）梁的侧向抗弯刚度EIy、抗扭刚度GIt越大，临界弯矩Mcr越大。故在保证局部稳定条件下宜增大受压翼缘的宽度。（2）梁受压翼缘的自由长度I越大，临界矩Mcr越小。所以应在受压翼缘部位适当设置侧向支撑，减小梁受压翼缘侧向计算长度。（3）荷载作用类型及其作用位置对临界弯矩有影响。

3,钢梁腹板配置加劲肋的种类有哪些；其各自的主要作用是什么？

答：有三种（1）横向加劲肋：防止由剪力和局部压应力可能引起的腹板失稳；（2）纵向加劲肋：主要是防

止由弯曲压应力可能引起的腹板失稳；（3）短加劲肋：主要防止局部压应力可能引起的腹板失稳。梁腹板的

主要左永生抗剪，相比下，剪应力是最容易引起腹板失稳，因此，三种加劲肋中横向加劲肋是最常采用的。

4,什么情况下才能考虑利用腹板屈曲后强度？

答：承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度。

5,组合梁的截面高度由哪些条件确定？

答：考虑建筑高度、刚度条件和经济条件。

6,钢梁的拼接、主梁与次梁的连接各有哪些方式？

答：梁的连接分工厂拼接和工地拼接，主梁与次梁的连接分铰接和钢接两种。

7,钢梁的设计主要包括哪几项内容？

答：（1 ）确定结构方案，（2）确定梁的高度，（3）梁的截面选择，（4）验算梁的强度。（5）验算梁的整体稳定，（6）验算梁的刚度，（7）验算梁的局部稳定，（8）验算腹板屈曲后梁的强度（9）构造设计（10）绘制设计图第六章

1，拉弯构件和压弯构件时什么样的极限状态作为设计依据？

答：满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。拉弯构件一般只计算其强度和刚度，但当构件一承受弯矩为主、近乎于压弯构件时也要计算构件的整体稳定及受压板件和分肢的局部稳定，对压弯构件，则要计算强度、整体稳定（在单向弯矩作用时，应计算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。

2,试分析弯压构件在弯矩作用平面内、夕卜，整体稳定计算中各符号的意义。

答：平面内：N- 所计算构件段范围内的轴心压力；Mx-所计算构件段范围内的最大弯矩；Cx弯矩作用平面内的轴心受压构件的稳定系数；W1x■弯矩作用平面内受压最大纤

维的毛截面模量；-考虑抗力分项系数的欧拉临界力；-抗力分项系数；-等效弯矩系数。平面外：

其中Mx-所计算构件段范围内的最大弯矩；-等效弯矩系数，应根据所计算构件段的荷载和内力情况确定，

取值方法与弯矩作用平面内的等效弯矩系数相同；一截面影响系数；-弯矩作用平面外的轴心受压

构件的稳定系数；-均匀弯曲的受弯构件的整体稳定系数。

3,为什么要采用等效弯矩系数、其值是怎样确定的？

答：（1）框架柱和两端支承的构件：1 ），无横向作用时和为端弯矩，是构件

产生同向曲率时取同号，使构件产生反向曲率时取异号， 2 ）,有端弯矩和横向弯矩同时作用时使

构件同向曲率时，=1.0 ，使构件反向曲率时，=0.85

3）,无端弯矩但有横向荷载作用时，=1.0 （2）悬臂构件，取=1.0 的取值方法和弯矩作用于平面内

的等效弯矩系数相同。

4,实腹式压弯构件截面设计一般有哪些步骤？

答：（1）确定压弯构件的内力设计值，包括弯矩、轴心压力、剪力；（2）选择截面形式，（3）确定钢材及其强度设计值；（4）,计算弯矩作用平面内和平面外的计算长度，。

（5）结合经验或参照已有的资料，初选截面尺寸。（6）验算截面，包括强度验算、弯矩作用平面内整体稳定

验算、弯矩作用平面内整体稳定验算、局部稳定验算、刚度验算等。

*5，试分析压弯构件格构式和实腹式在其设计计算上有何异同？

答：进行强度计算时，格构式拉弯和压弯构件当弯矩绕着截面需轴作用时，应以截面边缘纤维屈服作为构件的强度计算依据，

6,试分析压弯构件与轴心受压构件的柱脚有何异同？

答：压弯构件的柱脚可以做成铰接和钢接两种，铰接柱脚仅传递轴心压力和剪力，其设计构造和计算与轴

心受压构件的柱脚相同，但所受的剪力较大需采用抗剪的构造措施。

第七章

1,简述有屋盖和无屋盖各自的特点和实用范围？

答：（1）,无屋盖一般用于预应力混凝土大型屋面板凳重型屋面，无屋盖屋面刚度大，整体性好，施工方

便，但屋盖自重大，不利于抗震。由于受大型屋面板跨度的限制，柱距通常为6m或者6m的倍数。（2）,有屋

盖常用于轻型屋面材料情况，有屋面材料自重轻、用料省，且柱距不受限制，但屋面刚度差，需设置上弦

支撑，构造比较复杂。

2,常用刚屋架的形式有哪几种，各自实用于何种情况？

答：（1）,三角形屋架，一般适用于中、小跨度的轻型屋面结构。（2）,梯形屋架，它可与柱做成钢接也可以

做成铰接，是工业厂房屋盖结构的基本形式。（3）,矩形屋架，一般用于托架或支撑体系。

3,简述屋盖支撑的种类、布置原则及其作用。

答：（1）上弦横向水平支撑：应设置在房屋两端或当有横向伸缩缝时在温度缝区段的两端；（2）下弦横向水平支撑：下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑通常设在同一柱间，只是当跨度较小（L< 18m且没有悬

挂式吊车，或虽有悬挂式吊车但其中吨位不大、厂房也没有较大的震动设备时可不设下弦横向水平支撑；（3）下弦纵向水平支撑：当房屋内有托架，或有较大吨位的重量级、中级工作制的桥式吊车，或有壁行吊车，或有锻锤等大型震动设备以及房屋较高、跨度较大，空间刚度要求高时，均应在屋架下弦端节间设置纵向水平支撑。纵向水平支撑与横向水平支撑形成闭合框，加强了屋盖结构的整体性并能提高房屋的纵、横向的刚度；（4）垂直结构：房屋的屋盖结构中均应设置垂直支撑，梯形屋架的跨度L< 30m,三角屋架在跨度L< 24m时

仅在跨度中央设置一道，当跨度大于上述值时宜在跨度的1/3处附近或天窗架侧柱处设置两道。梯形屋架不

分跨度大小，其两端均应各设置一道垂直支撑，当有托架时则由托架代替。天窗架的垂直支撑一般设置在两侧，当天窗宽度大于12m时还应在中央设置一道。（5）系杆：系杆的布置原则是在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆；屋脊节点及主要支撑节点处需设置刚系节点天窗侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置柔性系杆；当屋架横向水平支撑设在端部第二柱间时，则在第一柱间所有系杆均应为刚性系杆。

4,钢屋架施工图应包含哪些内容？

答：施工图上应包括屋架正面详图，上弦和下弦的平面图，必要数量的侧面图和零件图，施工图上海应有整个物价的几何轴线图和材料表；注明各构件和零件的型号和几何尺寸，杆件和节点板的定位尺寸，还应对各杆件和零件进行编号，材料表上应列出所有杆件和零件的编号、规格尺寸、长度、数量（正、反）和重量，

此外施工图上还应加上说明，说明的内容包括钢材的型号、焊条型号、加工精度要求、焊缝质量要、途中未注明的焊缝和螺栓孔的尺寸，以及防锈处理的要求等。

5,何为轻型钢屋架；其形式有哪些？

答：轻型钢屋架主要是指由小角钢、圆钢和薄壁型钢制成的屋架，其屋面荷载较轻，杆件截面小而薄。轻型屋架有三角形屋架、三铰拱屋架和梯形屋架等形式，其中最常见的是三角形屋架。

1、钢材强度指标有哪些？

（1）屈服点：钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

（1）屈服强度：有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2% ）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度

a 0.2。

（3）抗拉强度：材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

（4）伸长率：材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

（5）屈强比：材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

（7）硬度：硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

2、什么是钢材的韧性？影响因素有哪些？

韧性是指钢材抵抗冲击或振动荷载的能力，其衡量指标称为冲击韧性值。

（1）化学成分的影响（2）冶炼、浇注、轧制过程及处理的影响（3）钢材的硬化的影响（4）复杂应力的影

响（5）应力集中地影响（6）残余应力的影响（7）温度的影响（8）重复荷载作用的影响。

3、建筑钢材的破坏形式有哪些？其对应特征是什么？

（1）塑性破坏的特征是：钢材在断裂破坏时产生很大的塑性变形，又称为延性破坏，其断口呈纤维状，色发暗，有时能看到滑移的痕迹。钢材的塑性破坏可超过采用一种标准圆棒试件行拉伸破坏试验加以验证。钢材小：发生塑性破坏时变形特征明显，很存易被发现力：及时采取补救措施，因而不致引起严重后果。而且适

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6、如何划分钢材的质量等级? 专册.舗曲越皐 嵋緬删iftHtSOFtan 时安對J 才 节：［稠力駢i 工貝IUAI 方亂国炯歆尢 嶠艇

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盼 角好耀的阿岬脚尺寸」"冃计 州怦件的序度相鏗较大，且零 对口动輝* ■小焊制尺J 可减小 応;刘Wifitttfj 单面弟焊缝

8、 立焊 横焊 平焊 仰焊

9、角焊缝角尺寸如何选择？ 较懈坪件按融邱鹉脚也甩笛合第H 顼的要轧 巧较”坤

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度的塑性交形能起到调整结构内力分布的作用，使原先结构应力不均匀的部分趋于均匀、从而提高结构的承 载能力。 （2）脆性破坏的特征是：钢材秆断裂破坏时没有明显的变形征兆，其断口平齐，呈有光泽的见粒状。钢材的 脆件破坏可通过来用一种比标准圆棒试什更粗， 计在其中部位置车削出小凹槽（凹槽处的净截面积与标淮圆棒 相同）的试件进行拉伸破坏试验加以验证。由于脆性破坏具有突然性，无法预测，故比塑性破坏要危险得多， 在钢结构工程设计、施工与安装中应采取话当措施尽力避免。 4、什么是应力集中？产生原因？

在钢结构构件中不可避免的存在着孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化和内部缺 陷等，此时截

面中的应力分布不再保持均匀，而是在一些区域产生局部高峰应力，形成所谓 应力集中现象。 （1） 外部原因：孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化

（2） 内部原因：内部缺陷、内部应力

Q235.钢号中质量等级由A 到D,表示质量的由低到高。质量高低主要是以对冲击韧性（夏比 试验）的要求区分的，对冷弯试验的要求也有所区别。

对A 级钢，冲击韧性不作为要求条件，对冷弯试验只在需方有要求时才进行。而 B,C,D 各级则都要求 Akv 值不小于27J ，不过三者的试验温度有所不同， B 级要求常温（25+— 5 oC ）冲击值，C 和D 级则分别

要求0 oC 和一20 oC 冲击值。B,C,D 级也都要求冷弯试验合格。为了满足以上性能要求，不同等级的 钢的化学元素略有

区别。

2、合金高强度结构钢 11、 如何减小焊接残余应力和残余变形？ 利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力 利用预热法来控制焊接残余应力 利用加热减应区法”来控制焊接残 余应力 利用高温回火来消除焊接残余应力 利用温差拉伸法来消除焊接残余应力 利用振动法来消除焊接 残余应力爆炸法 在焊接工艺合理的情况下，可以预见将要产生的变形，然后对工件施以反向预变形。或者在焊接后进行矫形。 12、 简述普通螺栓受剪连接的破坏形式，并指出破坏原因与构造保护措施。 1） 当螺栓直径较细而被连接钢材较厚时，可能发生螺栓杆剪切破坏； 2） 当螺栓直径较粗而被连接钢材较薄时，孔壁可能在螺栓杆局部承压或挤 压下产生较大挤压应力和塑性变形，最终导致螺栓孔拉长而使钢板在孔 间剪切断裂； 3） 当构件开孔较多使截面削弱较大时，可能发生构件沿净截面的强度极限 （拉或压）破坏； 4） 当螺栓孔距板端距离较小时，导致板端沿最大剪应力方向剪断； 5） 当螺栓杆较长（被连接钢材总厚度较大）较细时，可能发生螺栓杆弯曲 破坏 上述破坏形式中的后两钟在选用最小短距 2d 和使螺栓的夹紧长度不超过 4~6倍螺栓直径的条件下，均不会产 生。但对其他三种形式的破坏，则须通过计算来防止。

13、 简述钢结构表明除锈的主要方法？

D. 融聽r 飆疆楸盘㈱ 瞰側勺血杯皿■皿I 浓如『他# :能

5、请解释蓝脆现象与低温冷脆现象

（1） 钢材受温度影响总的趋势是随温度升高， fy 、fu 、 E 下降，但温度达250 C 左右时，钢材抗拉强度 提高，塑性、韧性下降，表面氧化膜呈蓝色，即发生蓝脆现象。 （2） 在负温范围，即当温度从常温下降时，塑性、韧性降低，下降到某一温度时冲击韧性突然变得很降， 发生脆性破坏，这就是低温冷脆现象。 罰婶隔飜.撕點bl 稍薩狮1%無说b 桝W 札目n 艸用 E, IM

14、 简述钢结构常用的涂料施工方法及其应用？

⑴基层处理：清除施工基层表面的尘土、油污、杂物等。对未除锈的钢材表面进行除锈，对已涂防锈漆但漆 膜遭到损坏的钢构件进行补涂。

⑵按照m （粉状涂料）：m （水）=1.0 : （1.0~1.2）的配比，于现场慢速搅拌成适于施工稠度的浆料，采用 喷涂、抹涂、刮涂或 3种方法相结合的施工方法进行施工。 ⑶施工环境温度应在 5C 以上。

⑷根据设计厚度要求，需进行多道施工，每道施工厚度应控制在

5~10mm 之内，每道间隔24h ，待前一道基

本干燥后再进行后一道施工，如需要平整的表面，可在最后一道施工后做抹平处理。 ⑸浆料应随用随配，配好的浆料应在 1h 内用完，避免因放置时间过长而固化浪费

15、 钢柱常用吊装方法有哪些？试对任意一种进行简要说明，并指出需注意的要点。

对称吊装法、滑移吊装法、旋转吊装法、超高空斜承索吊运设备吊装法、计算机控制集群液压千斤顶整体吊 装大型设备与构

件的吊装方法、气（液）压顶升法 吊 装 时

试 说 明 如 何 对 钢 柱 进 行 校 正 工 作 仃到模JS 刚闘對用方亂宦杆眦邀朋他J?乩型翳蹴 删机戕鋪觥运鯉定酿削L 姊觀恫心划1出,齡出附 翔闻WHBWS 帼从牺则辎制鼬船删mww 检锻用銅九帥飢 脱M 附购丙礼 3mm i!匕侧和泄 钢梁校正：钢梁轴线和垂直度的测量校正，校正采用千斤顶和倒链进行，校正后立即进行固定。 钢结构工程按构件吊装次序可分为几种吊装方法？及优缺点 什么情况下钢材需要复验 建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材； 2 ）、国外进口钢材；3）、钢 4 ）、板厚等于或大于40mm ，且设计有Z 向性能要求的厚板；5）、设计有复验要求的钢材；

6 ）、 Q345钢也包括A,B,C,D,E 五种质量等级，和碳素结构结构钢一样，不同质量等级的是按对冲击韧性 比V 型缺口试验）的要求区分的。

A 级无冲击要求；

B 级要求提供20 o

C 冲击功Akv>=34J （纵向）；

求提供0 oC 冲击功Akv>=34J （纵向）；D 级要求提供一20 oC 冲击功Akv>=34J （纵向）；E 级要求提供一 40 oC

冲击功Akv>=327J （纵向）。不同质量等级对碳，硫，磷，铝等含量的要求也有区别。 7、为什么承受动力荷载的重要结构要通过创边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分？

钢结构冷加工时会引起钢材的局部冷作硬化，从而使材料强度提高，塑性、韧性下降，使钢材变脆。 因

此，对承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分，从而防止脆性 破坏

角焊缝按施焊位置如何如何划分？及优缺点。 施焊较难，焊缝质量和效率均较平焊低。 施焊较难，焊缝质量和效率均较平焊低。

其施焊方便，质量易于保证，故应尽量采用 施焊条件最差，焊缝质量不易保证，故应从设计构造上尽量避免 10、请简述角焊缝长度要求。 （4）最小焊缝尺寸计算长度 L w max = 8hf 和40mm （5）侧焊缝最大计算长度 L wmax = 60hf （6）搭接连接 构造要求1。只采用侧焊缝时：a .Lw 埶（侧焊缝距离）b.b <190（t <12mm bw16t （t > 12mm ） 2。搭接长度要 求35t 和25mm 较小厚度。 杆进打加热闸制蹶士狀牛书忡

17试阐述钢梁校正的主要内容有哪些？采用什么方法对其进行校正工作？

18、什么叫做钢屋架的翻身扶直？翻身扶直过程中应注意什么问题？ 屋架都平卧生产，运输或吊装时必须先翻身，即 翻身

扶直

（1） 重叠生产跨度18M 以上的屋架，翻身时，应在屋架两端用方木搭设井字架，其高度与下一榀屋架上平 面同，以便屋架扶直后搁置其上

（2） 翻身时，先将起重机吊钩基本上对准屋架平面的中心，然后起吊杆使屋架脱模，并松开转向刹车，让车 身自由回转，接着起钩，同时配合起落吊杆，争取一次将屋架扶直。做不到一次扶直时，应将屋架转到与地 面成70°后再刹车。在屋架接近立直时，应调整吊钩，使对准屋架下弦中点，以防屋架吊起后摆动太大。 （3） 如遇屋架间有粘结现象，应先用撬杠撬动，必要时用倒链或千斤顶脱模。

（4） 24M 以上的屋架，如经验算混凝土的抗裂度不够时，可在屋架下弦中节点处设置垫点，使屋架在翻身 过程中，下弦中部始终着实。屋架立直后，下弦的两端应着实，而中部则应悬空。为此，中垫点垫木的厚度 应适中。

（5） 凡屋架高度超过1.7M 高的，应在表面加绑木、竹或钢管横杆，用以加强屋架平面刚度，同时也能使操 作人员站在屋架上安装屋面板。支撑与拆除吊点绑扎的卡环等。绑扎铅丝前，应用千斤顶先略为顶起叠浇屋 架的上弦，使铅丝能穿过构件间与横杆扎牢。

19钢屋架的起吊方法有哪些？其对应的注意事项为？ 20、 试简述钢屋架的临时固定与校正方法 21、 试简述如何对钢屋架进行垂直度检验

① .钢柱校正：钢柱垂直度校正用经纬仪或吊线锤检验，当有偏差时采用千斤顶进行校正，标高校正用千斤 顶将底座少许抬高，然后增减垫板厚度，柱脚校正无误后立即紧固地脚螺栓，待钢柱整体校正无误后在柱脚 底板下浇注细石混凝土固定。 ② . 22、

23、

1）、

材混批；

对质量有疑义的钢材。

A. 钢结构的特点

1.材料强度高、质量轻

2.钢材的塑性和韧性好

3.工业化程度高

4.钢材具有可焊接性

5.密封性好 B. 钢结构的缺点

1.耐热性较好、耐火性差

2.耐腐蚀性差

C. 钢结构的应用

1.重型工业厂房的承重骨架和吊车梁

2.大跨度建筑的屋盖结构

3.高耸结构

4.多、高层建筑结构

5.大跨度桥 梁结构

6.大型容器和大直径管道

7.移动式结构

8.可拆卸、搬移的结构

9.轻钢型结构10.其他建筑物 D. 极限状态包括承载能力极限状态 和正常使用的极限状态。

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朋圖隅蝮蹤牝期时n 啊Ek 砌鞠翳燉，

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E. 对应于结构或构件达到最大承载力或出现不适于继续承载的变形有 结构变为机动体系或出现过度的塑性变形 。

F. 钢结构的可靠性是指 经济、安全、适用和耐久。

G. 用作钢结构的钢材必须具有下列性质： 1.较高的强度2.足够的变形能力3.良好的加工性能 结构钢材的主要力学性能： 强度.塑性冲击韧性.冷弯性能.可焊性钢材.Z 向收缩率

强度是材料受力时抵抗破坏的能力。

对于某一低碳钢进行加载，则包含的阶段有弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段、强化阶段和颈缩阶段

倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、 y ――是设计强度; u —是安全储备 钢材的规格有钢板、型钢（角钢、工字钢、槽钢、钢管等）薄壁型钢 钢材

的选取原则有

A.

B. C. D. E. F. G. H.

结构或构件的重要性 荷载性质（静载或动载） 连接方法（焊接、锚接或螺栓） 应力特征 结构的工作温度 钢材厚度 环境条件

承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉 Q235钢、Q345钢、Q390钢、Q420钢

随荷载的增加：二 缓慢增大，但 :增加较快。

焊条匹配

A.Q235——E43

B.Q345 ——E50

C.Q390、Q420——E55 当

不同钢种的连接时，宜用与低强度钢材相适应的焊条。 螺栓连接有焊缝连接和紧固件连接

4.6级的螺栓的抗拉强度为 400MPa 屈强比

0.6

焊接缺点

焊接优点

焊接部位附近材质变脆

产生残余应力和残余应变 料经济

不削弱截面

伸长率 100%

6

伸长率越大，刚才塑性越好。断面收缩率

A 0 - A ]

100%收缩率越大，刚才塑性越好

连接密封性好，整体性好

钢结构连接的方式有焊缝连接和紧固件（螺栓、铆钉等） 焊缝连接包括电焊弧、电阻焊、电渣焊和气体保护焊 焊缝的连接形式有 ① ② ③ ④

⑤

连接

y

，则它的 fy=0.6*400=240Mpa

A. 锰

B. 钒

C. 硫

D. 磷

E. 氧

F. 铜A 0

冲击韧性是钢材的一种动力性指标。它是指钢材在冲击荷载作用下断裂时吸收机械能的一种能力， 冲击韧性除和钢材的质量密切相关外，还与钢材的轧制方向有关。 冷弯性能是衡量钢材塑性变形能力的一项指标。

当刚才的厚度大于 40毫米时，或承受沿板厚方向的拉力作用时，容易发生层状撕裂现象。 对于厚钢板，为防止层状撕裂的发生，需对其

Z 向性能提出要求。Z 向断面收缩率大于20%勺钢板,

其层状撕裂一般可以避免；当 Z 向断面收缩率小于20%寸，则有可能发生层状撕裂。

无明显屈服点钢材的确定方法：设计时取相当于残余变形为 0.2%时所对应的应力作为屈服点一一条 =f c c

（屈服强度），最高点仍为fu ――极限强度。

y 0.2

影响结构钢材力学性能的主要因素是化学成分、冶金缺陷、钢材的硬化、温度影响、应力集中、热 处理

和重复荷载。

化学成分有 Mr ）合金元素，弱脱氧剂，其熔点为 1600C

合金元素，细化晶粒，提高强度，其碳化物具有高温稳定性。适用于受荷较大的焊接结构 有害元素，热脆性，不得超过 0.05% 有害元素，冷脆性，抗腐蚀能力略有提高，可焊性降低。 有害杂质，与S 相似 件屈服点，此时

（V ）：

（S ）： （P ）: （O ）： （Cu ）:提高抗锈蚀性，提高强度，对可焊性有影响 常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。

钢材的硬化有冷作硬化和时效硬化。

冷作硬化一一当加载超过材料比例极限卸载后，出现残余变形，再次加载则屈服点提高，塑性和 韧性降低的现象，也称“应变硬化”。

应变时效一一钢材产生塑性变形时，碳、氮化合物更易 力口速时效硬化，因此也称“人工时效

当温度低于常温时，钢材的脆性倾向随温度降低而增加，

材料强度略有提高，但其塑性和韧性降低,

该现象称为低温冷脆。

析出。即冷作硬化的同时可以

复杂应力作用下结构的屈服条件？

y 钢材处于弹性状态；当a >fy 钢材处于塑性状态（破坏）。折算应力

eq

]

钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏（疲劳破坏） A. 塑性破坏一一破坏时有很大的塑性变形；

B. 脆性破坏一一破坏突然，几乎不出现塑性变形。

钢材破坏的因素有 刚才质量差 结构构件构造不当

制造安装质量差 结构受有较大动力荷载，或在较低环境温度下工作等。

在循环荷载（连续反复荷载）作用下，经过有限次循环，钢材发生破坏的现象，称之为疲劳。 缺陷一一微观裂纹一一宏观裂纹

循环荷载一一结构或构件承受的随时间变化的荷载。

应力幅 二?-:在应力循环中，最大拉应力与最小拉应力（或压应力）的代数差。即

二max 一二min （压应力取负号）。

应力比

：；

-C

mU-max

常幅循环:

-■: C 为常量；变幅循环：

= ' 为变量。

应力幅对焊接结构的很大强度有很大影响，而名义最大应力

-max 无关。

常幅疲劳的容许应力幅

[A

0-

钢材按其用途可分为结构钢、工具钢和特殊钢（如不锈钢）

钢材按冶金方式可分为沸腾刚（F ）、半镇静钢（b ）、镇静钢（Z ）、特殊镇静钢（TZ ）

f y =235MPa ，b 表示脱氧方式，A 表示质量等级 质量等

级可分为A~E5个等级

钢材按成型可分为轧制钢（热轧、冷轧）锻钢和铸钢 钢材按化学成分可分为碳素钢和合金钢

Q235A.b ，表示

对缝连接

用拼接盖板的对接连接 搭接连接

T 形连接

角部连接

焊缝的施焊方位有

A. 平焊

B.立焊

C.横焊

D.仰焊

焊接缺陷有

A.裂纹

B.焊瘤

C.烧穿

D.弧坑

E.气孔

F.夹渣

G.咬边

H.未熔合

I.未焊透 《钢结构工程施工质量规范》 （GB50205中规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三

级

擦型通过摩檫力抗剪

高强度螺栓连接

锚杆和螺栓挤压抗剪

承压型

表面光滑，尺寸准确，螺杆与螺栓孔壁紧密接触，对成孔质量要求高（为 高清度螺栓8.8级 由于螺栓表面粗糙，螺栓孔不必精加工，一般采用在单个零件上一次冲成或不用粘膜钻成设计孔径 的孔（属II 类

孔）

高强度螺栓一般用II 类钻孔，孔径比螺栓杆公称直径大

1.5~2mm （摩擦型）或1~1.5mm （承压型）

坡口焊缝：为了保证焊透，对接焊缝的焊件常需做成坡口

对接焊缝的坡口形状有直线形（不切坡口） 、半V 形（单边V 形）、全V 形、双▼形（X 形）、U 形、K 形等等

当焊件厚度很小（手工焊 6mm 埋弧焊10mm 时，可用直边缝 对于较厚的焊件（t>20mn ）则采用U 形、K 形和X 形坡口 对于V 形缝和U 形缝需对焊缝根部进行补焊

规范规定，当板厚差>4mm 才需要切成斜面，而w 4mn 只需要焊成斜面 对于厚度应首先切成一个斜面，并符合 1 : 25,再进行焊接 做成斜面的目的：平缓过度，减少应力集中

.9 级 I 类孔） 焊缝的长度：计算用

I.?，实际长度用l

加引弧板

I 二I 二b ，不加引弧板I 二I - 2t = b - 2t co co

影响疲劳强度的因素有哪些 1.对于焊接，疲劳强度取决于应力幅并与构件或连接的细部构造和作用循环次数 有关。2.对于非焊接，疲劳强度取决于最大应力、应力比、循环次数和缺口效应。

构件上扎洞、刻槽、凹角、裂纹以及截面厚度或宽度改变等部位，在力作用下，该处出现高峰应力，而其 它部位应力较低，截面应力分布不均匀现象

一一应力集中

A 、

B 、

C 、

D 四个等级（碳素结构钢）

A 、

B 、

C 、

D 、

E 五个等级（低合金高强度结构钢） 脱氧方法符号一一

F 代表沸腾钢、

z 代表镇静钢、Tz 代表特殊镇静钢。、

塑性破坏：断口呈纤维状，色泽发暗。破坏前有明显的变形，破坏历时时间长，可以采取补救措施。 脆性破坏：破坏前没有任何预兆，破坏是突然发生的，断口平直并呈有光泽的晶粒状。

简述哪些因素对钢材性能有影响？

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。

钢结构用钢材机械性能指标有哪些？承重结构的钢材至少应保证哪些指标满足要求? 钢材

机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、 承重结构的钢材应保证下列

三项指标合格：抗拉强度、伸长率、 ? 钢材两种破坏现象和后果是什么？ 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变

形， 冲击韧性; 屈服点

并有较长的变形持续时间，可便于

发现和补救。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。 为什么薄钢板的强度比厚钢板的强度高（或钢材的强度按其厚度或直径分组 ）？

钢材的轧制能使金属的晶粒弯细，并消除显微组织的缺陷，也可使浇注时形成的气孔，裂纹和疏松, 在高温和压力

作用下焊合。因而经过热轧后，钢材组织密实，改善了钢材的力学性能。薄板因辊轧 次数多，其强度比厚板略高。

为什么要规定角焊缝的最小计算长度和侧面角焊缝的最大计算长度？

角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时，焊件的局部加热严重，焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近，以

及焊缝中可能产生的其他缺陷（气孔、非金属夹杂等），使焊缝不够可靠，规定了侧面角焊缝或正面 角焊缝的最小计算长度。

侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大中间小，故规定了侧面角焊缝的最大计算长 度

对接焊缝在哪种情况下才需要进行计算？

焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，故可认为受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等，但 受拉

的对接焊缝对缺陷甚为敏感。由于一、二级检验的焊缝与母材强度相等，故只有三级检验的焊 缝才需进行抗拉强度验算。

普通受剪螺栓的破坏形式有哪些？在设计中应如何避免这些破坏（用计算方法还是构造方法）？ 破坏形式有：栓杆被剪断；板件被挤坏；板件被拉断；板件冲剪破坏；栓杆受弯破坏。前三种是通 过计算避免破坏，最后两种通过构造方法避免破坏。 焊接残余应力对结构有哪些影响？

对结构的静力强度不影响，降低结构的刚度，增加钢材在低温下的脆断倾向。 对结构的疲劳强度有明显的不利影响。

与其他建筑材料的结构相比，钢结构有哪些特点？

建筑钢材强度高，塑性、韧性好钢结构的重量轻（2）钢结构的重量轻

材质均匀，与力学计算假定比较符合4）钢结构制作简便，施工工期短（5）钢结构密闭性较好（6）钢结构耐腐蚀性差（7）钢材耐热但不耐火（8）钢结构低温或其他条件下脆性断裂

梁整体稳定的保证条件有那些？

1.有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移

2.工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度h与其宽度b之比不超过规定的数值

什么叫做组合梁丧失局部稳定？如何避免局部失稳?

组合梁一般由翼缘和腹板等板件组成，如果将这些板件不适当地减薄加宽，板中压应力或剪应力达到某一数值后，腹板或受压翼缘有可能偏离其平面位置，出现波形鼓曲，这种现象称为梁局部失稳。

采用限制宽厚比的办法来保证梁受压翼缘板的稳定性，采用设置加劲肋的方法来保证腹板的局部稳定性。

钢结构的连接方法：焊接连接（不消弱构件截面，构造简单，节约钢材，焊缝处薄弱）

铆钉连接（塑性韧性极好，质量容易检查和保证，费钢又费工）

螺栓连接（操作简单，便于拆卸）

减少焊缝变形和焊接应力的方法：1?采取合理的焊接次序2?施焊前给一个相反的与变形

3?小尺寸焊件预热，回火抗剪螺栓受力过程：当连接处于弹性阶段时，各螺栓受力不等，两端大中间小。随着外力增加进入塑性阶段后，内力重分布使受力均匀。

1框架节点域设计有哪些考虑？

a多遇地震下的抗剪强度验算b罕遇地震下保证节点域先屈服c节点板不能太厚，也不能太薄。

2?抗震之水准两阶段

第一水准：遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度，建筑物可能损坏但经一般修理可恢复使用。第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时建筑物不致倒塌或发生严重破坏。

3?屋面的支撑的布置，构成。

屋面支撑由交叉支撑杆件纵向杆件以及刚架梁构成，一般在设置柱间支撑的开间同时布置屋面水平支撑。在一个独立的厂房区段的两端，需要布置横向支撑，此支撑可以布置在端部第一或第二开间，但布置在第二开间时第一开间内联系于交叉支撑节点上的纵向系杆必须做成刚性系杆。

4?简述三角屋架，梯形屋架平行弦屋架的特点适用范围。

a三角屋架：用于屋面坡度较大的屋盖结构中，这种屋架与柱多做成铰接，因此房屋的横向刚度较小，屋架弦杆的内力变化较大，弦杆内力在支座处最大，在跨中最小，故弦杆截面不能充分发挥作用 b.梯形屋架：外形与弯矩图比较接近，受力情况较三角形好，腹杆较短，一般用于屋面坡度较小的屋盖中 c.矩形屋架：上、

下弦平行，腹杆长度一致，杆件类型少，能符合标准比，工业化制造的需要。这种形式多见于托架或支撑体系。

5?钢屋架内力计算假定，处理上弦的节间荷载。

假定：屋架的节点为铰接；屋架所有杆件的轴线平直且都在同一平面内相交于节点的中心；荷载都作用在节点上且都在屋架平面内。上弦节点荷载：近似按简支梁计算出最大弯矩M，然后再乘以调整系数。

6?为什么高层建筑要严格限制侧向变形？什么是结构的延性在高层建筑结构设计中，如何保证结构即具有足够的抗侧刚度，又在抗震时具有良好的延性。

限制原因：要防止主体结构开裂，损坏；防止填充墙及装修开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移会使结构产生附加内力。结构延性：指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低，且有足够的塑性变形的一种能力。措施：选择延性材料；进行结构概念设计；设计延性结构；钢筋砼结构的抗震构造措施及抗震等级。7?温度区段概念、做法。

随温度变化，结构构件产生伸缩。当厂房结构过长过宽，如果温度变形受到很强的约束，就会产生较大的温

度应力，将较长较宽厂房分为若干独立区段称为‘温度区段’。横向：温度区段长度不大于150m ;纵向：温

度区段长度不大于300m。

8门式钢架轻型结构组成、材料。

有横向框架和纵向排架组成。横向框架有柱、梁组成。纵向排架由框架柱、连系梁和柱间支撑组成。

9?压型钢板类型、特点。

类型：深压型或浅压型。特点：将其制成波纹形状，从而具有一定的结构刚度，以有效抵抗弯曲。为了保温隔热，可在工厂生产夹心板，中间的保温隔热材料使得屋面板有了必要的结构高度，抵抗弯矩，抵抗垂直作用其表面的风、雪或其他荷载。

10桁架节点设计步骤，如何处理节间荷载。

节点设计时，先根据腹杆内力，计算连接焊缝的长度和焊脚尺寸，根据节点上各杆件的焊缝长度，并考虑杆件之间应留的间隙以及适当考虑制作和装配温差确定节点板的形状和平面尺寸，然后验算弦杆与节点板的焊缝；如果上弦有节间荷载应先将荷载换算成节点荷载，采用荷载等效原理。

11在屋架分析考虑哪些荷载组合，为什么？

永久荷载+全跨可变荷载；永久荷载+半跨可变荷载；屋架支撑和天窗架自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载。因为其使用过程和施工过程可能出现不利荷载组合。跨中附近的腹杆在第二，第三重荷载组合下可能内力为最大。

12.中心支撑，偏心支撑原理，优缺点。

中心支撑体系中的支撑轴向受力，因此刚度较大，在水平力作用下，受压力较大的支撑先失稳，支撑压杆失稳后，承载力和刚度均会明显降低，滞回性能不好，体系延性较差，一般用于抗震设防烈度较低的高层房屋中。偏心支撑体系中的支撑不与梁，柱连接节点相交，而是交在框架梁横梁上，设计时把这部分梁段做成消能梁段，在基本烈度地震和罕遇地震作用下，消能梁段首先进入弹塑性达到消能的目的，因此，框架偏心支撑体系有较好的延性，抗震性能，可以用于抗震设防烈度等于或高于

8度的高层房屋中。

13什么是平面结构体系，空间结构体系，比较优缺点。

框架结构的体系是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成。由主梁、柱与基础构成平面框架，它是主要承

重结构。各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，墙体不起承重作用。使用平面结构体系可获得理想的大空间建筑物。空间：具有整体性强，稳定性好，空间刚度大，抗震性能好的优点。

14框筒结构中的剪力滞后效应是如何产生，影响剪力滞后效应的主要因素是什么。

由于框筒在剪力作用下产生的变形的影响，柱内轴力不再是线性分布，角柱的轴力大于平均值，中部柱的轴力小于平均值，影响因素：角柱面积，框筒结构高度，平面形状。

15重型单层工业厂房柱间支撑作用

形成纵向排架平面内的几何不变体系；抵抗纵向平面排架内的水平力，包括吊车纵向水平制动力和风荷载；可为柱子提供侧向支撑点；厂房结构安装时，要先安装支撑开间，使得搭建起来的部分结构成为几何不变体系。

16防止支撑屈曲钢框架结构中防屈曲构件是怎么构成的。他的工作性能怎样。

防屈曲构件由核心单元和屈曲约束单元组陈。核心单元的中部为屈服段，采用一字形，十、工字形截面，屈曲约束单元的截面形式有：方管和圆管，核心的单元置于屈曲约束单元内。在屈曲约束单元内，灌注砂装或细石砼，使核心单元在受压时不会整体失稳而只能屈服。屈曲构件在受压和受拉时均能进入屈服消能，具有极佳的抗震性能。

17重型工业单层厂房在结构体系布置时应把握哪些主要原则。

满足工艺和使用要求，确保结构体系的完整性和安全性，便于节约钢材，缩短工期，降低综合造价。

18多层钢框架设计中对节点域做哪些考虑。

多遇地震下的抗剪强度验算，罕遇地震下保证节点域先屈服，节点板不能太厚，也不能太薄。7度以上设防。

1钢结构对材料的要求

较高的抗拉强度fu和屈服点fy

较高的塑性和韧性良好的加工性能在一定特殊情况下，适应低温、高温和腐蚀行环境的能力

2钢材的力学（机械）性能

（1）强度

屈服强度fy――设计标准值（设计时可达的最大应力），与f的关系；

抗拉强度fu――钢材的最大应力强度，fu/fy为钢材的强度安全储备系数。

理想弹塑性一一工程设计时将钢材的力学性能，假定为理想弹塑性体

（2）塑性一一材料发生塑性变形而不断裂的性质

重要指标一一好坏决定结构安全可靠度，内力重分布，保证塑性破坏，避免脆性破坏。

用伸长率d衡量

（3）韧性一一钢材在断裂或塑变时吸收能量的能力

用于表征钢材抗冲击荷载及动力荷载的能力，动力指标，是强度与塑性的综合表现。

用冲击韧性衡量，分常温与负温要求。

（4）冷弯性能一一钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力

是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。

（5）可焊性一一钢材在焊接过程中对产生裂纹或发生断裂的抵抗能力，以及焊接后具备良好性能的指标。

通过焊接工艺试验进行评定

主要影响成分：碳注：承重结构的钢材至少应保证抗拉强度、伸长率、屈服点三项指标满足要求。

3钢材性能的影响因素

（1）化学成分—C、S P、Mn、Si

（2）钢材的硬化

时效硬化：

冷作（应变）硬化：

应变时效硬化：

（3）应力集中与残余应力一残余应力的概念以及它的影响

（4）温度一一正温与负温，热塑现象、冷脆现象

（5）荷载类型

（6）复杂应力状态一强度理论，同号应力，异号应力

4钢结构的破坏形式

塑性破坏与脆性破坏

影响脆性破坏的因素一一化学成分、冶金质量、温度（低温）、冷作硬化、时

效、应力集中、复杂应力。

5钢材的疲劳

疲劳破坏的特征：脆性破坏。

影响因素：构件和连接的构造类型、循环次数、循环应力比、应力幅和残余应力等

6两种极限状态

承载能力极限状态：采用荷载设计值

正常使用极限状态：采用荷载标准值

7钢材的品种、牌号与选择

（1）品种

碳素结构钢Q235 ；

低合金钢Q345、Q390、Q420。

（2）钢牌号的表示方法—Q、屈服强度值、质量等级（碳素钢A~D，低合金钢A~E ），冶金脱氧方法（F、b、

Z、TZ ）

（3）影响选择的因素

结构的重要性（结构的安全等级分一级（重要）,二级（一般），三级（次要））、荷载情

况（动、静荷载）、连接方法（Q235A不能用于焊接结构）、环境温度。

钢结构的连接

1钢结构的连接方法与特点

焊接连接-对接焊缝，角焊缝

螺栓连接-普通螺栓，高强螺栓

铆钉连接一已基本被高强螺栓代替

2焊接方法及焊缝标注方法

电弧焊（手工，自动埋弧以及气体保护焊）、电阻焊和气焊。

手工电弧焊焊条应与焊件的金属强度相适应：

Q235—E43型系列焊条；

Q345—E50型系列焊条；Q390—E55型系列焊条

3焊接形式

按焊件相对位置-平接（对接）、搭接以及垂直连接。按施焊位置-俯焊（平焊）、横焊、

立焊以及仰焊。

按截面构造形式-对接焊缝及角焊缝

4对接焊缝的构造与计算

（1）构造

破口形式；引、落弧板；变厚度与变宽度的连接

质量等级与强度一一一级综合性能与母材相同；二级强度与母材相同；三级折减强度

（2）计算

当质量为三级的受拉或无法采用引弧板的对接焊缝须计算强度

5角焊缝的构造与计算

（1）构造

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最大和最小角焊缝焊脚尺寸如何选取，为什么？

最大和最小角焊缝的计算长度如何选取，为什么？

（2）受力特性

正面焊缝应力状态复杂，但内力分布均匀，承载力高; 侧面焊缝应力状态简单，但内力分布

不均，承载力低。破坏为45o喉部截面，设计时忽略余高。

（3）角焊缝的计算

6焊接残余应力

（1）焊接残余应力的类型纵向焊接应力横向焊接应力厚度方向的焊接应力

（2）对结构性能的影响

不影响对静力强度；降低构件刚度；降低构件稳定性；降低构件的疲劳强度；焊接应力

导致结构产生低温脆断。

7普通螺栓连接构造要求

（1）连接分类

按加工精度分：精制（A、B级）及粗制（C级）按受力分：受剪和受拉

受剪连接受力方向螺栓受力不均，一定长度时需折减。

⑵构造要求排列应满足施工、受力及构造要求。

螺栓排列及距离要求（栓距、线距、边距、端距）。

⑶工作性能及极限状态

普通螺栓受剪时，从受力直至破坏经历四个阶段，由于它允许接触面滑动，以螺杆剪断或

孔壁受压破坏的极限状态作为设计准则

受剪连接的破坏形式及如何防止？受拉连接以螺杆抗拉强度为承载力极限。

8普通螺栓的计算

（1）单个螺栓承载力（公式）

受剪连接

受拉连接

3.箱形截面简支梁，其截面尺寸满足

拉剪共同作用

（2）螺栓群连接计算

轴力或剪力作用弯矩轴力共同作用扭矩、轴力、剪力共同作用

9高强度螺栓构造

（1）高强螺栓的受力性能与及承载力极限状态按承载力极限状态不同分摩擦型与承压型两种。

工作性能：高强度螺栓在拧紧时，螺杆中产生了很大的预拉力，而被连接板件间则产生很

大的预压力。连接受力后，由于接触面上产生的摩擦力，能在相当大的荷载情况下阻止板

件间的相对滑移。当外力超过了板间摩擦力后，板件间即产生相对滑动。高强度螺栓摩擦

型连接是以板件间出现滑动为抗剪承载力极限状态；而承压型是允许板件产生相对滑移后

螺栓受力，最后以螺栓被剪断或挤压破坏为抗剪承载力极限状态。

（3）适用情况

摩擦型承载力比承压型小，变形也小，用于直接承受动载的情况。承压型设计的变形较

大，直接承受动荷不易采用。

10高强度螺栓计算

（1）摩擦型螺栓连接计算

抗剪连接

抗拉连接（抗弯时旋转中心在中排）

拉剪共同作用

（2）承压型螺栓连接计算

计算方法同普通螺栓连接，应注意

抗剪承载力

抗拉承载力

拉剪共同作用

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？

16.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？

17.螺栓的排列有哪些构造要求？

18.

18.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？

19.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？

20.轴心压杆有哪些屈曲形式？

21.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？

22.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？

23.什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？

24.什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？

25.压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同？

26.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？

《钢结构设计原理》复习题参考答案

二、问答题

1.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①钢结构耐热，但不耐火①钢结构易锈蚀，维护费用大。

2.钢结构的合理应用范围：①重型厂房结构①大跨度房屋的屋盖结构①高层及多层建筑①轻型钢结构①塔桅结构①板壳结构⑦桥梁结构①移动式结构

3.钢结构对材料性能的要求：①较高的抗拉强度f u和屈服点f y①较好的塑性、韧性及耐疲劳性能① 良

好的加工性能

4.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有：①化学成分①钢材缺陷①冶炼，浇注，轧制①钢材硬化①温度

①应

力集中①残余应力①重复荷载作用

6.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.选用钢材通常考虑的因素有：①结构的重要性① 荷载特征①连接方法①结构的工作环境温度

①结

构的受力性质

8.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；①任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；①气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好。

焊接的缺点：

①焊缝附近有热影响区，材质变脆；①焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，残余变

形使结构形状、尺寸发生变化；①焊接裂缝一经发生，便容易扩展。

铆钉连接的优点：塑性、韧性较好，传力可靠，连接质量易于检查。

铆钉连接的缺点：因在构件上需打孔，削弱构件截面；且铆接工艺复杂，技术要求高。

螺栓连接的优点：具备铆钉连接塑性、韧性好，传力可靠的优点，又兼备安装拆卸方便，可以多次重复使用的优点，且连接变形小。

9.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级检验皿级合格要求；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U级合格要求；（见《钢结构工程施工质

量验收规范》GB50205-2001）

11.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。

①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。

①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）。

①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。①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：①破坏沿有效载面；①破坏面上应力均匀分布。

* #-1 需烽纯的枯I锻要求

13.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；① 降低构件的刚度；①降低构件的

稳定承载力；④降低结构的疲劳强度；①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。①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.螺栓排列的构造要求：

①受力要求：端距限制一一防止孔端钢板剪断，>2do;螺孔中距限制一限制下限以防止孔间板破裂即保证k

3do,限制上限以防止板间翘曲。

①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。

①施工要求：为便于拧紧螺栓，宜留适当间距。

N

悴中闻排的数tn 麻用 235 y

组合钢梁腹板局部稳定的计算

(

）仅用横向加劲肋加强的腹板

cr

( cr1 cr1

2 ( c

( cr1

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2 (

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2 在计算

称此特定状态为该功 (2) (3)

(4) (5)

3）结构形式的革新

I

)

I

)

就有可能在梁发生强度破坏或丧失整体稳定之前 这种现象称为钢梁的局部失稳。 c,cr1 c,cr1

?同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板

性发展，对于实腹式压弯构件，计算公式为

?同时用横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋加强的腹板: 4）密闭性好；耐热 时，根据截面形式、屈曲方向（对应轴）和加工条件，即可根据

II

)

II

)

平面外失稳计算，同样引入等

位置、端部及侧向支承的约束情况等。平面内失稳计算中，引入等效弯矩系数 当栓杆直径较细而板件相对较厚是可能发生。

—当栓杆直径较粗而相对板件较薄可能发生。 当板件因螺栓孔削弱过多时，可能沿开孔截面发生破断。 ――当顺受力方向的端距过小时可能发生。 ?—当栓杆过长时可能发生。

b .受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格（区格

b .受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格（区格

梁受压翼缘自由外伸宽度 5与其厚度t 之比的限值

（1）合理设计；（2）正确

制 缺点

生脆性断裂。

(

-cr

2.焊缝连接的特点？

优点：（1 （3）制作加工方便

缺点：（1）在焊缝附近的热影响区内 力和焊

接残余应变使受压构件的承载力降低 展到整体，低温冷脆问题突出

压弯构件的整体失稳可能为弯矩作用平面内 （弯矩通常绕截面强轴作用）时的弯曲屈曲，但当构件在垂直

于弯矩作用平面内的刚度不足时，也可发生因侧向弯曲和扭转使构件发生弯扭屈曲， 即弯矩作用平面外失稳。 在计算其稳定性计算时，除要考虑轴心受压时所需考虑的因素外，还需考虑荷载类型及其在截面上的作用点

a .受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格（区格

a .受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格（区格

箱形截面受压翼缘板在两腹板之间的宽度

bo 与其厚度

1

L15“2 柄扳边SS 与朗性构件€姻坤创.槽钢呼】?相雄的檢就*■的JR 大同距

5.角焊缝正侧面焊缝比较？

侧面角焊缝主要承受剪应力。塑性较好，弹性模量底，强度也较低。应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈 两端大而中间小的状态。正面角焊缝受力较复杂，截面的各面均存在正应力和剪应力，焊缝处有很大的应力 集中。

1. 钢结构材料的破坏形式有哪几种？破坏特点？

答：钢材的破坏分塑性破坏和脆性破坏两种： （1 ）塑性破坏：塑性变形很大，经历时间又较长的破坏称塑性

破坏。断裂时断口与作用力方向呈

45°，且呈纤维状，色泽发暗；（2）脆性破坏：几乎不出现塑性变形的

突然破坏称脆性破坏。断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大，必须加以重视。

2. 简述影响钢材脆性断裂的主要因素？如何避免不出现脆性断裂？

答：导致脆性破坏的因素：化学成分；冶金缺陷（偏析、非金属夹杂、裂纹、起层）；温度（热脆、低温冷 脆）；冷作硬化和时效硬化；应力集中；同号三向主应力状态。

为了防止脆性破坏的发生，应在钢结构的设计、制造和使用过程中注意以下各点 造；（3）合理使用。 3. 什么是疲劳破坏？简述疲劳破坏的发展过程。影响疲劳破坏的主要因素？

答：钢材在多次循环反复荷载作用下，即使应力低于屈服点fy 也可能发生破坏的现象称疲劳破坏。

疲劳破坏

具有突然性，破坏前没有明显的宏观塑性变形，属于脆性断裂。但与一般脆断的瞬间断裂不同，疲劳是在名 义应力低于屈服

点的低应力循环下，经历了长期的累积损伤过程后才突然发生的。其破坏过程一般经历三个 阶段，即裂纹的萌生、裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂，因此疲劳破坏是有寿命的破坏，是延时断裂。疲劳 对缺陷（包括缺口、裂纹及组织缺陷等）十分敏感。

23. 轴心受压构件中整体稳定性涉及构件的几何形状和尺寸

（长度和截面几何特征）、杆端的约束程度和与

之相关的屈曲形式（弯曲屈曲、扭转屈曲或弯扭屈曲）及屈曲方向等。另外，构件的初始缺陷（残余应力、 初弯曲、初偏心）和弹性、塑性等不同工作阶段的性能，在计算整体稳定时，都需要考虑到。因此，在对轴 4■承压和摩擦型高强螺栓的比较？ |

摩擦型连接的高强螺栓的孔径比螺栓公称直径大，承压型连接高强螺栓的孔径比螺栓公称的直径小。摩擦型 连接的优点是

施工方便，对构件的削弱较小，可拆换，螺栓的剪切变形小，能承受动力荷载，耐疲劳，韧性 和塑性好；承压型连接的承载力高于摩擦型连接， 但成体性，刚度均较差，剪切变形大，强度储备相对较低 故不得用于承压受动力荷载的构件中。

构造简单。对几何形体适应性强，任何形式的构件均可直接连接； （2）不削弱截面，省工省料； 可实现自动化操作，功效高，质量可靠； （4）连接密闭性好，结构刚度打。

钢材的金相组织发生改变，导致局部材料劣化变脆； （2）焊接残余应

焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就很容易扩

（4）对材质要求高，焊接成与严格，质量检验工作量大。

'正确地查取"值计算'

承载能力极限状态包括：构件 结构转变为机动体系

6■焊接残余应力对结构工作性能的影响

（1）

材料好，材质均匀性好，具有良好的塑性和韧性。 （2）钢结构质量轻。（3） 施工期短。 （4）钢结构密闭性好。（5）钢结构造型美观，具有轻盈灵巧的 6）钢结构符合可持续发展的需求。

（2）钢结构耐腐蚀性差。（3）钢结构耐热不耐火。（4）钢结构可能发

16.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

2d 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. 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. 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. 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. 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. 在钢梁中，当腹板或翼缘的高厚比或宽厚比过大时 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： 组合钢梁翼缘局部稳定性的计算：

)^11

1. 什么是结构的可靠度？可靠指标的含义？如何确定结构的可靠指标？

答：所谓可靠度，就是结构在规定时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。对于一个结构而言 较可行的方法

是，以可靠指标的计算来代替可靠度的计算。 可靠指标B =卩z/

的一一对应关系，B 增大，Pf 减小。

2. 什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义各是什么？ 答：整个结构或结构的一部分超过某一特

定状态就不能满足设计规定的某一功能要求， 能的极限状态。

我国《钢结构设计规范》规定，承重结构应按下列二类极限状态进行设计： （1）

和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定， 和结构倾覆；（2）正常使用

极限状态包括：影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损坏（包 括组合结构中混凝土裂缝）。<

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8.钢梁整体稳定性的影响因素？ P174

1.荷载种类

2.荷载作用位置

3.梁的截面型式

4.侧向支撑点间距

5.梁的支撑情况 8.开口闭口薄板截面的扭转变形和剪应力分布区别？ P168

)2

叮

)2 <1 3.螺栓的五种破坏形式

（1） 栓杆被剪切一- （2） 孔壁挤压破坏- （3）

钢板被拉断一- （4） 端部钢板被剪开 （5）

栓杆受弯破坏-

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对结构静力强度的影响 对在常温下工作并具有一定塑性的钢材，在静荷载作用下，焊接应

力是不会影响结构强度的。 对结构刚度的影响

构件上的焊接应力会降低结构的刚度。

对受压构件稳定承载力的影响 对于轴心受压构件，残余应力的存在使其挠曲刚度减小，因

而降低压杆的稳定承载力。

对低温冷脆的影响 焊接残余应力对低温冷脆的影响经常是决定性的，必须引起足够重视。 对疲劳强度的影响 在焊缝的附近的主体金属残余拉应力通常达到钢材的屈服点，此部位正 是形成和发展疲劳裂纹

最为敏感的区域。

7.残余应力对结构性能的影响？ P65

中

2

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比 ffZ , B 与失效概率Pf 有确定 中

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心受压构件计算整体稳定性时，引入了整体稳定系数

’，计算公式为

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效弯矩系数p t ，计算公式为 ---------------- + ---------------- < f 。

化 A ?bWx —

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.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

1.钢结构的特点？

优点：（1）钢材的强度高 钢结构制作工业化程度高， 效果。

（1）失稳和变形过大造成破坏。 一、简答题

1. 简述钢结构的特点和应用范围。

答：特点：（1）承载能力大；（2）稳妥可靠；（3 ）便于工业化生产，施工周期短 但不耐火；（5）耐腐蚀性差；（6）容易产生噪音

应用范围：（1）承受荷载很大或跨度大，高度大的结构；（ 2）承受动力荷载作用或经常移动的结构；（ 3） 经常拆装的拼装式结构；（4）对密闭性要求高的结构；（5）高温车间或需承受一定高温的结构；（6）轻型 结构 2. 试举例说明钢结构的主要发展趋势。

答：（1）高性能钢材的研制；（2）设计方法和计算理论的改进

t 之比的限值：

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3.标准荷载、设计荷载有何区别？如何应用？

答：各种荷载的标准值是指建筑结构在正常情况下比较有可能出现的最大荷载值。当结构构件承受多种荷载时，设计必须考虑若干种荷载共同作用所引起的荷载效应组合，对正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，分别采用荷载的短期效应组合和长期效应组合进行设计。

1.如何区分脚焊缝是受弯还是受扭。

答：当计算受偏心力作用的角焊缝的强度时，须分清角焊缝是受弯还是受扭，然后才能正确应用角焊缝的基本计算公式进行计算。判别方法：若偏心力在焊缝群平面内，则该连接中的角焊缝受扭；若偏心力在焊缝群平面外，则受弯。也可以这样区分，若焊缝群中任意一点应力的方向均垂直于焊缝的长度方向，则该连接中的角焊缝受弯，不然则为受扭。（图1受弯，图2受扭）

2.焊脚尺寸是否选用大的比小的好？

答：焊脚尺寸太大时，较薄的焊件容易烧穿；焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形；热影响区扩大容易产生脆裂。焊脚尺寸太小，焊接时产生的热量较小，焊缝冷却快，容易产生裂纹；同时也不易焊透。角焊缝在手工电弧焊时，一般情况焊脚尺寸在6?8mm以下时能一次焊成，超过时则需要多层焊，故相对而言增加了焊接时间，使焊接速度降低，成本增高。焊缝施焊后冷却收缩引起的残余应力随焊缝增大而加大，故焊脚尺寸亦不宜过大。

综上所述，无论是从焊条等焊接材料的消耗和焊接速度、焊接残余应力，或是从焊缝的相对强度，角焊缝都以选用小焊脚尺寸为宜。因此，当焊件的焊接长度较富余，在满足最大焊缝长度的要求下，采用小而长比大而短的焊缝好。

3.在受剪连接开孔对构件截面的削弱影响时，为什么摩擦型高强度螺栓的较普通螺栓的小？

答：摩擦型高强度螺栓的受剪连接传力特点不同于普通螺栓。后者是靠螺栓自身受剪和孔壁承压传力，而前

者则是靠被连接板叠间的摩擦力传力。一般可认为摩擦力均匀分布于螺栓孔四周，故孔前传力约为0.5。因此，构件开孔截面的净截面强度的计算公式为：

式中N——轴心拉力或轴心压力

An 构件的净截面面积

n ――在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数目；

n1 ――所计算截面上高强度螺栓数目；f ――钢材的抗拉或抗压强度设计值。

上式括号内数值小于1,这表明所计算截面上的轴心力N已有一定程度的减少。对比普通螺栓受剪连接构件

开孔截面的净截面强度的计算公式：

显而易见，在受剪连接中，摩擦型高强度螺栓开孔对构件截面的削弱影响较小。

1.提高轴心压杆钢材的抗压强度能否提高其稳定承载力？为什么？

答：提高轴心压杆钢材的抗压强度不能提高其稳定承载力，因为理想轴心压杆在弹性阶段由于E为一常量,

且各类钢材基本相同，故其临界应力只是长细比入的单一函数，与材料的抗压强度无关。

1.判别梁是否需要验算其整体稳定，用来衡量，其意义是什么？、分别代表什么？

答：当小到一定程度可以保证阻止受压翼缘的侧向变形，从而保证不会发生整体失稳。表示受压翼缘的自

由长度，表示受压翼缘宽度。

2.梁翼缘和腹板常采用连续的角焊缝连接，其长度为何不受最大长度60或40限制？答：因为梁翼缘和腹板连续处，内力沿焊缝全长分布，所以其长度可以不受最大长度限制。

1.等效弯距系数是怎样确定的？

答：引入等效弯距系数的物理意义，是把变化的弯距化为等效的均匀弯距。等效弯距是指其在与轴心力共同作用下对构件弯距作用平面内失稳的效应与原来非均匀分布的弯距与与轴心力共同作用下的效应相同。因此,

它们应与按二阶弹性分析的最大弯距进行等效。具体作法是：令等效弯距及与轴心力共同作用下二阶分析所得最大弯距和原来不均匀弯距与与轴心力共同作用下的二阶最大弯距相等。

2.对于压弯构件，当弯距绕格构式柱的虚轴作用时，为什么不验算弯距作用平面外的稳定性？

答：当弯距绕格构式柱的虚轴作用时，肢件在弯距作用平面外的稳定性已经在单肢计算中得到保证，所以整个格构式平面外稳定性不必再计算。

☆问：《桥规》与《钢规》在计算拉杆和压杆计算中有何异同？

答：（1）轴心受拉构件不论按《钢规》还是《桥规》，计算方法都是相同的，只是《桥规》中轴心受拉构件的设计和验算时采用容许应力法（疲劳除外），而《钢规》中采用极限状态法。铁路桁架桥中的拉杆一般都要进行疲劳强度的验算；

（2）轴心受压构件计算原理与《钢规》相同，要求检算强度、刚度、总体稳定及局部稳定，而且通常由总体稳定控制设计。在强度及刚度计算中，《桥规》中没有列出强度验算公式，主要因为总体稳定验算要求得到满足后，强度要求已有保证。一般不必再进行，压杆的强度验算刚度计算公式同拉杆。《桥规》要求按各种板件最大宽厚比的规定进行验算，而不具体计算临界应力，与《钢规》相同；（3）偏心受压构件设计计算内

容包括强度、刚度、总体稳定和局部稳定，计算原理同《钢规》：（a）强度：桥梁结构中一般不允许考虑材

料的塑性工作，所以偏心压杆的强度应按弹性假定和叠加原理进行计算；（b ）刚度：偏心压杆的刚度要求一

般与轴心压杆相同；（c ）《桥规》中对于偏心受压构件的局部稳定没有具体规定，实际工作中通常采用轴心压杆的宽厚比限值；（d）总体稳定包括弯矩平面内总体稳定、弯矩平面外总体稳定，《桥规》中用一个公式

兼顾构件在弯矩平面内的稳定和弯矩平面外的稳定；

（4）偏心受拉构件设计计算内容包括强度、刚度和疲劳：（a）拉弯构件的强度计算中一般按弹性假定，只

有静力荷载作用时，通常允许考虑钢料的塑性工作；（b）刚度计算同轴心拉杆；（c）《桥规》要求对主桁

中的挂杆按其最不利组合应力检算疲劳强度

8?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。

9.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的各种情况，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的耐久性；

（4 ）在偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性。

33.简述钢结构对钢材的基本要求。

答：（1）较高的强度（抗拉强度和屈服点）；（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。

34.钢材的塑性破坏和脆性破坏各指什么？

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，断裂从应力集中处开始。

35.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。

36.什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。

37.什么是疲劳断裂？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。

38.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。

32.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。

33.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。

34.高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别是什么？

答：高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别在于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的预拉力，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的摩擦力。

35.抗剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？

答：螺栓抗剪连接达到极限承载力时，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。

36.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。

24.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。

25.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，剪力造成的附加影响不能忽略。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。

21什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。

22.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。

13.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）

14.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

5.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：屋架在其自身平面内为几何形状不变体系并具有较大的刚度，能承受屋架平面内的各种荷载。但平面屋架本身在垂直于屋架平面的侧向刚度和稳定性则很差，不能承受水平荷载。因此需设置支撑系统。支撑系统的具体作用主要体现在：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。

1.什么是疲劳断裂？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△ 仃、反复荷载的循环次数。

2.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，规定了螺栓排列的最大和最小容许距离。

3.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，剪力造成的附加影响不能忽略。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。

1.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。

2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。

6. 3.格构式构件截面考虑塑性发展吗？答：格构式构件截面不考虑塑性发展，按边缘屈服准则计算，因为

截面中部空心

1 .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，产生应力集中。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。

2.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的不同点。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。

3.格构式构件截面考虑塑性发展吗？为什么？答：格构式构件截面不考虑塑性发展，按边缘屈服准则计算，

因为截面中部空心

1 .简述钢结构对钢材的基本要求。答: （1）较高的强度（抗拉强度 f U和屈服点f y ）⑵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。

答：为了避免螺栓周围应力集中相互影响、钢板的截面削

2.为何要规定螺栓排列的最大和最小容许距离?

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

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，规定了螺栓排列的

最大和最小容许距离。

3.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，剪力造成的附加影响不能忽略。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

1.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。

2.抗剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？答：螺栓抗剪连接达到极限承载力时，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k 2d o保证。第①、②种破坏形式通过螺

栓计算保证。

3.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。

1.什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，产生应力集中。

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。

2.抗剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？答：螺栓抗剪连接达到极限承载力时，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。

3.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，剪力造成的附加影响不能忽略。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。

1.简述钢结构对钢材的基本要求。答：（1）较高的强度（抗拉强度fu和屈服点fy ）；（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。

2.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。

试卷代号：1108中央广播视大学2008--2009学年度第一学期“开放本科”期末考试钢结构（本）试题

三、简答题（每小题8分。共计24分）

1 ?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

2.高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别是什么？答：高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别在

于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的预拉力，使被连接板件的接触面之间产生压紧力，因而板件问存在很大的摩擦力

3?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，

剪力造成的附加影响不能忽略。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。

31.简述钢结构对钢材的基本要求。

答：（1）较高的强度（抗拉强度厂u和屈服点八）；（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）根据结构的具体工件条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力'

32.为何要规定螺栓排列的最大和最小容许距离？

答：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，规定了螺栓排列的最大和最小容许距离

33.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，剪力造成的附加影响不能忽略。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。

1.什么是疲劳断裂？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△盯、反复荷载的循环次数

2.高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别是什么.答：高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别在于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的预拉力，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管摩擦力

3.什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