钢结构期末复习资料

填空
1.在确定实际轴心压杆的稳定承载力，应考虑构件的初始缺陷。初始缺陷是指初 弯曲、荷载偏心、残余应力。 2.钢结构中采用的各种板材和型钢，都是经过多次辊扎形成的，薄钢板的屈服点 比厚钢板的屈服点高。 3.受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为弯曲屈曲、侧扭屈 曲。 4.钢梁进行刚度检算时， 按结构的正常使用极限状态计算， 荷载应按标准值计算； 进行强度、稳定检算时，按结构承载能力极限状态计算，荷载应按设计值计算。 5.双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲和扭转屈曲； 单轴对 称截面的实腹式轴心压绕其非对称轴失稳是弯曲屈曲， 而绕其对称轴失稳是弯扭 屈曲。 6.对焊接板梁强度计算，除进行抗弯强度、抗剪强度计算外，还应检算局部稳定 和整体稳定。 7.焊接组合梁截面高度 h 根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。 8.螺栓连接中，沿受力方向规定螺栓端距大于 2d，是为了防止构件受剪破坏； 要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的 5 倍，为了防止板材弯曲变形。 9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数， 目的是考虑 部分截面塑性。 10.某钢种牌号为 Q235-A，其中 A 的含义是质量较差，某型钢符号为∠110*10， 其表示的含义为边长*厚度。 11.格构式轴心压杆中，对绕虚轴（x 轴）整体稳定检算时应考虑剪切变形影响， 以 12.钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋，支撑加筋肋的 端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算。 13.建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能，目前我国和世界上大多数国 家，在钢材中主要采用碳素结构钢和低合金结构钢中少数几种钢材。 14.钢材的抗剪强度屈服点是抗拉强的的 0.58 倍。 15.使钢材在高温下变脆的化学元素是 O、S，使钢材在低温下变脆的化学元素是 N、P。 16 为化简计算，规范对重级工作制吊车梁和重级、中级制吊车衍架的变幅疲劳 折算为等效常幅疲劳计算，等效应力幅σ c 采用潜在效应的等效系数α f 和设计 应力谱中的最大应力幅（⊿σ ）max 的乘积来表示。 17.自动埋弧焊角焊缝焊脚尺寸最小值为（1.5 根号 t-1）mm。侧面角焊缝最小计 算长度应不小于 8hf 和 40mm，最大计算长度在承受静载或间接动荷载时应不大 于 60hf，承受动荷载应不大于 40hf。 18.实际轴心压杆的板件宽厚比限值是根据板件屈曲临界应力与构件整体屈曲临 界应力相等原则确定的。 19.轴心压杆格构柱进行分肢稳定计算的目的是保证分支失稳不先于构件的整体 稳定失稳。 20.影响钢梁的整体稳定的主要原因有荷载类型、载作用点位置、梁截面形式、 侧向支撑点位置和距离、端部支撑条件。 21.焊接组合工字型截面钢梁， 翼缘的局部稳定是采用限制宽厚比的方法来保证，

而腹板的局部稳定则采用配置加筋肋的方法来保证。 22.计算钢结构构件的正常使用极限状态时，应使拉压构件满足稳定条件，使受 弯构件满足稳定刚度条件。 23.实腹式压弯构件的实际包括截面选择、截面强度验算、刚度演算、整体稳定、 局部稳定演算等内容。 24.焊接残余应力对钢结构静力强度无影响；使钢结构刚度降低；使钢结构稳定 承载力降低；使钢结构的疲劳强度下降。 25.钢梁强度计算一般包括弯曲正应力、剪应力、局部承压应力和折算应力计算 四个方面。 26.提高钢梁整体稳定性的有效措施增大受压区高度和增加侧向支撑。 27.轴心稳定系数Φ 根据钢号、面类型、细比。 28.钢材加工性能包括冷加工性能、热加工、热处理。 29.影响钢材疲劳性能的主要因素有应力集中、应力幅应力比和应力循环。 30.钢结构常用的焊接方法有手工焊、埋弧焊、气体保护焊。 62、在弯矩作用下，摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于 螺栓群的形心 。 63、在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的 设计 值。 64、型钢代号 L100×8 中，L 表示 角钢 。 65、部分 T 型钢是半个 工字 型钢。 66、 在计算两端简支工字形轴压柱 翼 板的临界应力时，它的支承条件简化 为三边简支，一边自由。 67、在承受静力荷载的角焊缝 中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝 大 。 （但侧面角焊缝的塑性比正面大） 68、 侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大，侧面角焊缝的应力沿其长度 的分布 越不均匀 。 69 、 轴 心 受 拉 构 件 的 承 载 能 力 极 限 状 态 是 截面应力达钢筋屈服强 度 。 1．承受动力荷载作用的钢结构，应选用 塑性，冲击韧性好 特点的钢材。 2．冷作硬化会改变钢材的性能，将使钢材的 屈服点 提高， 塑性韧性 降低。 3．钢材五项机械性能指标是 屈服点 、 抗拉强度 、 弹性模量 、 伸长率 断面收缩率 。 4．钢材中氧的含量过多，将使钢材出现 热脆 现象。 5． 钢材含硫量过多， 高温下会发生 脆裂 ， 含磷量过多， 低温下会发生 脆 裂 。 6． 时效硬化会改变钢材的性能， 将使钢材的 强度 提高， 塑韧性 降低。 7． 钢材在 250oC 度附近有 强度 提高 塑性 降低现象， 称之为蓝脆现象。
（某些钢材在 200～300℃时颜色发蓝而脆性增加的现 象。 ）
8．钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越 大 。 质量等
（冲击韧性为钢材在动荷载作用下断裂吸收能量的多少）
9．钢材牌号 Q235－BF,其中 235 表示 屈服点 ,B 表示 级 ,F 表示 沸腾钢 。 10．钢材的三脆是指 热脆 、 冷脆 、 蓝脆 。

11． 钢材在 250oC 度附近有 强度 提高 塑性 降低现象， 称之为蓝脆现象。 12．焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度 相匹配， 低 。 13． 钢材中含有 C、 P、N、 O、 S、 Cu、Si、Mn、 等元素,其中 V P、N、 S、O 为 有害 的杂质元素。 14．衡量钢材塑性性能的主要指标是 伸长率 。 15．.结构的可靠指标β 越大,其失效概率越 小 。 17．冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下 弯曲变形 和 抗分层性能 的综合指标。 （需要钢材有一定塑性与避免冶炼的分层，离析开裂等缺陷） 18． 冷弯性能 是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。 19．薄板的强度比厚板略 高 。 20．采用手工电弧焊焊接 Q345 钢材时应采用 E50 焊条。 21．焊接残余应力不影响构件的 静力强度 。 22．角焊缝的最小计算长度不得小于 6hf 和 40mm 。 23．承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是 60 hf 。 24．在螺栓连接中，最小端距是 2d0 。 26．普通螺栓连接,当板叠厚度∑t〉5d 时 (d－螺栓直径),连接可能产生 螺杆 弯曲 破坏。 27．钢材的抗剪强度与屈服点的关系式是 0.58 。 b b t N ? d ? ?t ? f c 28．单个普通螺栓承压承载力设计值 c ，式中 ? 表示 同一 受力方向板厚和的较小值 。 29．普通螺栓连接靠 螺栓受剪和孔壁承压 传递剪力；摩擦型高强度螺栓连接 靠 板于板之间摩擦力 传递剪力。 30.手工焊焊接 Q235 钢，一般采用 E43 型焊条。 31.焊接结构在焊缝附近形成热影响区,该区材质 变脆 。 32.侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜 太小 。 33.承压型高强度螺栓仅用于 静力承重 结构的连接中。 34.采用手工电弧焊焊接 Q345 钢材时应采用 E50 焊条。 35.承受动力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是 40hf 。 36．轴心受压构件的承载能力极限状态有 净截面破坏 和 毛截面屈服。 38．双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是 弯曲 屈曲。 39. 单轴对称截面的轴心受压构件，当构件绕对称轴失稳时发生弯扭屈曲。 40．轴心受压构件的缺陷有 初偏心 、 初弯曲 、 残余应力 。 43．缀条式格构柱的缀条设计时按 轴拉 构件计算。 47．在轴心压力一定的前提下,轴压柱脚底板的面积是由 混凝土强度等级 决 定的。 235 h0 ? 170 tw fy 50． 为保证组合梁腹板的局部稳定性,当满足 时,应 横 。 51．焊接工字形梁腹板高厚比时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置 横 和 纵 。 52．梁的最小高度是由 刚度 控制的。 53．组合梁的局稳公式是按 局部失稳 发生在翼板最大应力达屈服 之前 原则确定。

54．支承加劲肋应验算的内容是 支撑 加劲肋在腹板平面外的稳定性 、 切角后端部进截面强度 、 与腹板焊缝连接 。 55．钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施是 支撑 。 56．按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制 挠度 ,拉、压构件要限制 长细比 。 57．荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载力 小。 58． 承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件， 其强度计算公式中， 塑性发展系数γ x 取__1.05____。 62．实腹式压弯构件在弯矩平面内屈曲形式为 弯曲 。 63. 实腹式压弯构件在弯矩平面外屈曲形式为 弯扭 。 1 钢材代号 Q235 的含义为 （屈服点强度为 235Mpa）。 6 钢材的设计强度等于钢材的屈服强度 fy 除以（分项系数）。 7 钢材在复杂应力状态下，由弹性转入塑性状态的条件是折算应力等于或大 于钢材在——。 8 按（脱氧程度不同）之不同，钢材有镇静钢和沸腾钢之分。 9 钢材的 α k 值与温度有关，在-20oC 或在-40oC 所测得的 α k 值称 （低温 冲击韧度(指标)。 10 通过标准试件的一次拉伸试验，可确定钢材的力学性能指标为：抗拉强度 fu、—屈服点强度——和—伸长率—。 12 韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中—吸收能量—的能力，亦即钢材抵抗 —冲击或振动—荷载的能力。 13 钢材在 250oC 左右时抗拉强度略有提高，塑性却降低的现象称为—蓝脆— 现象。 14 在疲劳设计时，经过统计分析，把各种构件和连接分为—8—类，相同 应 力循环次数下，类别越高，容许应力幅越—低—。 15 当钢材厚度较大时或承受沿板厚方向的拉力作用时，应附加要求板厚方向 的—截面收缩率 ψ —满足一定要求。 16 钢中含硫量太多会引起钢材的——；含磷量太多会引起钢材的——。 17 钢材受三向同号拉应力作用时，即使三向应力绝对值很大，甚至大大超过 屈服点，但两两应力差值不大时，材料不易进入—塑性—状态，发生的破坏为— 脆性—破坏。 18 如果钢材具有—较好塑性—性能，那么钢结构在一般情况下就不会因偶然 或局部超载而发生突然断裂。 19 应力集中易导致钢材脆性破坏的原因在于应力集中处—塑性变形—受到约 束。 20 影响构件疲劳强度的主要因素有重复荷载的循环次数、—应力集中—和— 应力幅—。 21 随着温度下降，钢材的—脆性破坏—倾向增加。 22 根据循环荷载的类型不同，钢结构的疲劳分——和——两种。 23 衡量钢材抵抗冲击荷载能力的指标称为—α k(Akv)—。它的值越小，表明击 断试件所耗的能量越—小—，钢材的韧性越—差—。

24 对于焊接结构，除应限制钢材中硫、磷的极限含量外，还应限制—c—的含 量不超过规定值。 25 随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为—时效硬化 —。 一、选择题（每题 2 分） 1.大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B） A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 2、钢材的设计强度是根据 C 确定的。 A、比例极限； B、弹性极限； C、屈服强度； D、极限强度。 3.钢结构的承载能力极限状态是指（ C ） A.结构发生剧烈振动 B.结构的变形已不能满足使用要求 C.结构达到最大承载力产生破坏 D.使用已达五十年 4、某构件发生了脆性破坏，不经检查可以肯定下列问题中 A 对该破坏无直接影响。 A、钢材的屈服点过低； B、构件的荷载增加速度过快； C、存在冷加工硬化； D、构件有构造原因引起的应力集中。 5.钢材的抗拉强度 fu 与屈服点 fy 之比 fu/fy 反映的是钢材的 A ) A.强度储备 B.弹塑性阶段的承载能力 C.塑性变形能力 D.强化阶段的承载能力 6、Q235 钢按照质量等级分为 A、B、C、D 四级，由 A 到 D 表示质量由低到高，其分类依 据是 C 。 A、冲击韧性； B、冷弯试验； C、化学成分； D、伸长率。 7. 钢号 Q345A 中的 345 表示钢材的（ C ） A.fp 值 B.fu 值 C.fy 值 D.fvy 值 8.钢材所含化学成分中，需严格控制含量的有害元素为( C ) A.碳、锰 B.钒、锰 C.硫、氮、氧 D.铁、硅 9、同类钢种的钢板，厚度越大， A 。 A、强度越低； B、塑性越好； C、韧性越好； D、内部构造缺陷越少。 10.对于普通螺栓连接，限制端距 e≥2d0 的目的是为了避免( D ) A.螺栓杆受剪破坏 B.螺栓杆受弯破坏 C.板件受挤压破坏 D.板件端部冲剪破坏 11、以下关于应力集中的说法中正确的是 B 。 A、应力集中降低了钢材的屈服强度 B、应力集中产生同号应力场， 使塑性变形受到限制 C、应力集中产生异号应力场，使钢材变脆 D、应力集中可以提高构件的疲 劳强度 12.Q235 与 Q345 两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用( A.E55 型 B.E50 型 C )

C.E43 型 D.H10MnSi 13.在搭接连接中，为了减小焊接残余应力，其搭接长度不得小于较薄焊件厚 度的( A ) A.5 倍 B.10 倍 C.15 倍 D.20 倍 14、图示连接中高强度螺栓群受弯后的旋转中心为 。 A、a 点； B、b 点； C、c 点； D、d 点。 15.如图所示两端铰支理想轴心受压构件 Ix/Iy≥4，其临界压力 Ncr 为 ( D ) A.π 2EIx/(2b2) B.π 2EIx/b2 C.π 2EIy/(4b2) D.π 2EIy/b2 16. 承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接( B ) A.承载力低，变形大 B.承载力高，变形大 C.承载力低，变形小 D.承载力高，变形小 17、当沿受力方向的连接长度 时，螺栓的抗剪和承压设计承载力均应降低， 以防止 B 。 A、中部螺栓提前破坏； B、端部螺栓提前破坏； C、螺栓受弯破坏； D、螺栓连接的变形过大。 18. 为提高轴心受压构件的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截 面 的形式应使其面积分布（ B ） A．尽可能集中于截面的形心处 B．尽可能远离形心 C．任意分布，无影响 D．尽可能集中于截面的剪切中心 19.梁整体失稳的方式为（ D ） A.弯曲失稳 B.剪切失稳 C.扭转失稳 D.弯扭失稳 20、对于直接承受动力荷载的结构，宜采用 C 。 A、焊接连接； B、普通螺栓连接； C、摩擦型高强度螺栓连接； D、承压型高强度螺栓连 21.当仅讨论截面形式对轴心受压杆的失稳影响时，一般来说，图示的四种截 面中最易发生扭转失稳的截面为（ ） 22. 双轴对称焊接工字形单向压弯构件， 若弯矩作用在强轴平面内而使构件绕 弱轴弯曲，则此构件可能出现的整体失稳形式是( ) A.平面内的弯曲屈曲 B.扭转屈曲 C. 平面外的弯扭屈曲 D. 平面内的弯曲屈曲或平面外的弯扭 屈曲 23.格构式轴心受压构件的整体稳定计算时，由于（ ），因此以换算长细比 ??x 代替?x。 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 24.关于钢结构的特点叙述错误的是（ ） A.建筑钢材的塑性和韧性好 B.钢材的耐腐蚀性很差 C.钢材具有良好的耐热性和防火性 D.钢结构更适合于建造高层和大跨 结构 25.钢材屈服点 fy 的高低反应材料（ ） A.受静荷时的最大承载能力 B.受静荷时的最大变形能力 C.受动荷时的最大承载能力 D.受静荷时发生塑性变形前的承 载能力 26.在三向正应力状态下，当出现下列何种情况时，钢材易发生脆性破坏（ ） A.异号应力，且应力差较小 B.异号应力，且应力差较大 C.同号拉应力，且应力差较小 D.同号拉应力，且应力差较大 27.角焊缝的最小焊脚尺寸 hfmin≥1.5 ，最大焊脚尺寸 hfmax≤1.2t1，式中 的 t1 和 t2 分别为（ ） A.t1 为腹板厚度，t2 为翼缘厚度 B.t1 为翼缘厚度，t2 为腹板厚度 C.t1 为较薄的被连接板件的厚度，t2 为较厚的被连接板件的厚度 D.t1 为较厚的被连接板件的厚度，t2 为较薄小的被连接板件的厚度 28.Q235 与 Q345 两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用( ) A.E55 型 B.E50 型 C.E43 型 D.H10MnSi 29.对于常温下承受静力荷载、无严重应力集中的碳素结构钢构件，焊接残余 应力对下列没有明显影响的是（ ） A.构件的刚度 B.构件的极限强度 C.构件的稳定性 D.构件的疲劳强度 30． 受弯构件的刚度要求是 ≤[ ]，计算挠度 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 31. 焊接工字型截面梁腹板设置加劲肋的目的（ ） 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 32、焊接工字形等截面简支梁，在何种情况下，整体稳定系数 最高？（ ） A、跨度中央一个集中荷载作用时 B、跨间三分点处各有一个集中荷载作用时 C、全跨均布荷载作用时 D、梁两端有使其产生同向曲率、数值相等的端弯矩的荷载作用时 二、填空题(每空 1 分) 1.钢结构出现疲劳断裂时，破坏截面上的应力低于钢材的___极限强度_______ __强度。 2.摩擦型高强度螺栓连接以磨擦面间的剪力和螺栓杆轴方向的拉力为承载能 力极限状态；而承压型高强度螺栓连接以 、螺纹处的有效截面为承载能力极 限状态。

3.我国在建筑钢结构中主要采用的钢材为碳素结构钢和____低合金高强度、_ ______结构钢。 焊缝连接形式根据焊缝的截面形状，可分为 对接焊缝和角焊缝 两种类型。 4.型钢有热轧成型和____________成型两大类。 5.应力集中将会导致构件发生____________破坏。 减小焊接残余变形的主要方法 有： ， 和 。 6.当温度 t<0℃时，随着温度下降，钢材的冲击韧性值也____________。 7.在受拉的螺栓连接中，普通螺栓所受拉力的大小不仅与外力有关，还与被连 接板件的____________有关。 8.高强度螺栓根据其螺栓材料性能分为两个等级：8.8 级和 10.9 级，其中 10. 9 表示 。 9.性能等级为 4.6 级和 4.8 级的 C 级普通螺栓连接， _____级的安全储备更大。 10. 相同的梁分别承受均布荷载和集中荷载的作用， 虽然两者在梁内产生的最 大弯矩相同，但前者的整体稳定承载力比后者___________。 11.规范规定普通螺栓抗拉强度设计值 ftb 取为螺栓钢材抗拉强度设计值 f 的 0.8 倍，是为了考虑 的影响。 12. 实腹式偏心压杆在弯矩平面外的失稳属于___________屈曲。 13. 使格构式轴心受压构件满足承载力极限状态， 除要保证强度、 整体稳定外， 还必须保证___________。 14.钢材随时间进展将发生屈服强度和抗拉强度提高、塑性和冲击韧性降低的 现象，称为 。 15.根据施焊时焊工所持焊条与焊件之间的相互位置的不同， 焊缝可分为平焊、 立焊、横焊和仰焊四种方位，其中___________施焊的质量最易保证。 16.钢材的含碳量越高， 则强度越 ， 韧性越 ， 抗腐蚀性越 。 17.钢号 Q345—B 表示 钢材。 18.建筑钢材中严格控制硫的含量，在 Q235 钢中不得超过 0.05%，在 Q345 钢 中不得超过 0.045%，这是因为含硫量过大，在焊接时会引起钢材的_________ __。 19.钢结构防火性能差是由于当温度超过一定值时，钢材 的 和 将随温度升高而急剧降低。 20.钢材的伸长率是衡量钢材___________性能的指标， 是通过一次静力拉伸试 验得到的。 21.当轴心受压构件发生弹性失稳时， 提高钢材的强度将___________构件的稳 定承受载力。 22.当构件轴心受压时，对于双轴对称截面，可能产生 ；对于无对 称轴的截面， 可能产生 ； 对于单轴对称截面， 则可能产生 。 23.焊缝缺陷有多种，其中_________对焊缝受力的危害最大。 24.焊接结构中存在着双向或三向同号拉应力场，材料塑性变形的发展受到限

制，使钢材变脆。特别是当焊接应力较大时，在温度较低的条件下很容易发生 ___________现象。 25.当板件厚度或宽度在一侧相差大于 4mm 时，应做坡度不大于 1：2.5(静载) 或_________ (动载)的斜角，以平缓过度，减小应力集中。 26.加劲肋按其作用可分为_________________、___________________。 27.提高钢梁的整体稳定性最有效的办法之一就是设置侧向支承点，但侧向支 承点必须设在钢梁的___________翼缘。 28.轴心受压格构式构件绕虚轴屈曲时达临界状态杆轴绕曲时的___________ ___________不能忽略，因而绕虚轴的长细比 λ x 要采用__________________ __。 29.轴心受压构件，当构件截面无孔眼削弱时，可以不进行___________计算。 30.相同的梁分别承受均布荷载和集中荷载的作用，虽然两者在梁内产生的最 大弯矩相同，但前者的整体稳定承载力比后者___________。
答案： 一、 1、B 2、C 3、B 4、C 5、B 6、C 7、C 8、C 9、A 10、D 11、B 12、C 13、A 14、无图 15、无图 16、D 17、B 19、D 20、C 21、 无图 22、C 23、B 24、C 25、D 26、D 27、C 28、C 29、B 30、B 31、D 32、D 二、 1、极限强度 2、磨擦面间的剪力和螺栓杆轴方向的拉力、螺纹处的有效截面 3、低合金高强度、对接焊缝和角焊缝 4、冷弯 5、脆性、设计上的措施 和工艺上的措施 6、随之下降 7、刚度 8、螺栓所用材料的等级 9、4.6 10、好 11、主要是考虑一般螺栓有承受剪与拉两种情况，当有受剪时，其 受拉可以 0.8 倍计。 12、弯扭 13、局部稳定 14、时效硬化 15、平焊 16、高、差、差 17、屈服强度为 345N/mm，质量等级为 B 级的低合金高强度 结构 18、热脆 19、强度 20、塑性 21、减小 22、超载破坏、压弯破坏、 弯扭破坏 23、低温冷脆问题 24、脆断 25、1：5 26、横向加劲肋、纵向 加劲肋 27、受压 28、剪切变形、换算长细比 29、强度 30、强 三、 1、何谓应力集中？应力集中对钢材的机械性能有何影响？ 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、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？ 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、焊接残余应力对结构性能有哪些影响？ 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、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？

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、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? 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、焊脚尺寸是越大越好还是越小越好?为什么? 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。
一、简答题 1. 简述钢结构有哪些主要特点。 分） （8 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 Akv≥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。 分） （8 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 Mcr 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。 分） （6 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。 分） （8

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。 分） （6 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； 求 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： ?0 x ? ? x ? 27
2
A A1
双肢缀板式柱的换算长细比的计算公式： ?0 x ? ? x ? ?1
2
2
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
h0 tw ? 80 235 时，应按构造配置横向加劲肋； fy
②当 80
235 h0 235 ? ? 170 时，应按计算配置横向加劲肋； tw fy fy

③
h0
tw
? 170
235 ，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋； fy
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 0 ，最小的端距为 2d 0

共 一、选择题 （20×1=20 分）
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1、钢结构用钢的含碳量一般不大于（ C ） 。 A 0.6% B 0.25% C 0.22% D 0.2%
2、在构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是（ A ）的典型特征。 A 脆性破坏 B 塑性破坏 C 强度破坏 ） 。 D 失稳破坏
3、验算组合梁刚度时，荷载通常取（ A A 标准值 B 设计值 C 组合值
D 最大值 ） 。
4、摩擦型高强度螺栓抗拉连接，其承载力（ C A 比承压型高强螺栓连接小 C 与承压型高强螺栓连接相同 B
比承压型高强螺栓连接大
D 比普通螺栓连接小 ） 。
5、对直接承受动荷载的钢梁，其工作阶段为（ A A 弹性阶段 B 弹塑性阶段 C 塑性阶段
D 强化阶段 ） 。
6、产生焊接残余应力的主要因素之一是（ C A 钢材的塑性太低 C 焊接时热量分布不均 7、梁整体失稳的方式是（ D A 弯曲失稳 B 扭转失稳
B 钢材的弹性模量太高 D 焊缝的厚度太小 ） 。 C 剪切失稳 D 弯扭失稳
8、某角焊缝 T 形连接的两块钢板厚度分别为 8mm 和 10mm，合适的焊角尺寸为 （ B A 4mm ） 。 B 6 mm C 10mm D 12mm ） 。
9、计算直接承受动力荷载的工字型截面梁抗弯强度时， ? x 取值为（ A A 1.0 B 1.05 C 1.15 D 1.2

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10、下列螺栓破坏属于构造破坏的是（ B A 钢板被拉坏 B 钢板被剪坏
C 螺栓被剪坏
D 螺栓被拉坏
11、钢材中硫的含量超过限值时，钢材可能会出现（ B ） 。 A 冷脆 B 热脆 C 蓝脆 D 徐变
12、支承加劲肋进行稳定计算时，计算面积应包括加劲肋两端一定范围内的腹板 面积，该范围是（ A A 15 t w
235 fy
） 。
235 fy
B 13 t w
C 13 t w
fy 235
D 15 t w ） 。
fy 235
13、为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应（ C A 控制肢间距 C 控制单肢长细比 B 控制截面换算长细比 D 控制构件计算长度
14、排列螺栓时，若螺栓孔直径为 d 0 ，螺栓的最小端距应为（ B A 1.5 d 0 B 2 d0 C 3 d0 D 8 d0 ） 。
） 。
15、钢结构具有良好的抗震性能是因为（ C A 钢材的强度高 C 钢材良好的吸能能力和延性 16、钢材的强度指标是（ A 延伸率 B 韧性指标 ） 。 C 屈服点
B 钢结构的质量轻 D 钢结构的材质均匀
D 冷弯性能 A ）引起的局部失稳；布置
17、焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋为防止（ 纵向加劲肋为防止（ B ）引起的局部失稳。 A 剪应力 B 弯曲应力 C 复合应力
D 局部压应力 C ） 。 D 截面几何尺寸相等 A ） 。
235 fy 235 fy
18、轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是（ A 杆长相等 B 计算长度相等 C 长细比相等
19、实腹式组合工字形截面柱翼缘的宽厚比限值是（ A ?10 ? 0.1? ?
235 fy
B ?25 ? 0.5? ?
235 fy
C 15
D 80

5． 试验算图示压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定性， 钢材为 Q235，F ? 900 kN ， 得分 M （ 设 计 值 ）， 偏 心 距 e1 ? 150mm ， e2 ? 100mm ， ? mx ? 0.65 ? 0.35 2 ， M1
? b ? 1.07 ?
fy ? ? 1.0 ， 跨 中 有 一 侧 向 支 撑 ， E ? 206?103 N mm2 ， 44000 235
?2 y
（13 分） f ? 215N mm2 ，对 x 轴和 y 轴均为 b 类截面。 解： M x ? Fe1 ? 900? 0.15 ? 135kN ? m （1 分）
A ? 65? 1 ? 32 ? 1.2 ? 2 ? 141.8cm2 （1 分）
Ix ? 1 ? (32 ? 67.4 3 ? 31 ? 65 3 ) ? 107037 cm 3 （1 分） 12 1 I y ? ? 1.2 ? 32 3 ? 2 ? 6554 cm 3 （1 分） 12
W1 x ?
Ix 107037 2 ? ? ? 3176 17cm3 （1 分） . h/2 67.4
ix ?
Ix 107037 ? ? 27.47cm （1 分） A 141.8 Lox 800 ? ? 29.12 （1 分）查表 ? x ? 0.9386（1 分） ix 27.47
M2 90 ? 0.65 ? 0.35? ? 0.883（1 分） M1 135
?x ?
? mx ? 0.65 ? 0.35
N
'
Ex
? 2 EA ? 2 ? 206000 141.8 ? 102 ? ? ? ? 3087645KN （1 分） . 2 1.1? x 1.1? 29.122
? mx M x ? xW1 x (1 ? 0.8
N ) N ' Ex 0.883? 135? 106 1.05 ? 3176.17 ? 103 (1 ? 0.8 900 ) 3087645 .
N ? ?x A ?
900? 103 ? 0.9386? 141.8 ? 102
? 104.2 N / m m2 ? f ? 215N m m2

3、某缀板式轴压柱由两槽钢 2[20a 组成，Q235-AF，柱高为 7m，两端铰接，在柱 中间设有一侧向支撑， i y ? 7.86cm ， f ? 215N mm2 ，试确定其最大承载力设计 值（已知单个槽钢[20a 的几何特性： A ? 28.84cm2 ， I1 ? 128cm4 ， ?1 ? 35 ） 。 （10 分） 解： I x ? 2(I1 ? Aa2 ) ? 2 ? (128? 28.84?10.7 2 ) ? 6860 4 （2 分） cm
ix ?
Ix ? A
6860 ? 10.9cm （1 分） 2 ? 28.84
?x ?
Lox 700 ? ? 64.2 （1 分） ix 10.9
2 ?ox ? ?2 ? ?1 ? 64.2 2 ? 35 2 ? 73.1 （1 分） x
?y ?
L0 y iy
?
350 ? 44.5??0 x 7.86
（1 分）查表 ? x ? 0.732 （1 分） （3 分）
N ? ? x Af ? 0.732? 2 ? 28.84?102 ? 215 ? 907.8kN
3、某缀板式轴压柱由 2[28a 组成，Q235AF， Lox ? Loy ? 8.4m ，外压力 N ? 100 kN ， 验算该柱虚轴稳定承载力。已知： A ? 40 ? 2 ? 80cm2 ， I1 ? 218cm4 ， Z 0 ? 21mm ， （10 分） ?1 ? 24 ， f ? 215N mm2 。 解：
I x ? 2(I1 ? Aa2 ) ? 2 ? (218? 40?15.92 ) ? 206608cm4 .
ix ? Ix ? A 206608 . ? 16.07cm 80
?x ?
Lox 840 2 ? ? 52.3 ； ?ox ? ?2 ? ?1 ? 52.3 2 ? 24 2 ? 57.5 查表 ? x ? 0.82 x ix 16.07
N ? ? x Af ? 0.82? 8000? 215 ? 14104kN ? 1000 满足要求 . kN

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4、图示焊接工字钢梁，钢材 Q345，承受次粱传来的集中荷载，次梁可作为主梁的
mm 侧 向 支 撑 点 ， 验 算 该 梁 的 整 体 稳 定 。 已 知 ： F ? 300 KN ， A ? 15840 2 ，
2 ? ? ? ? y t1 ? 4320 Ah ? ? 235 ? 1? ? Wx ? 4.17 ?10 mm ，I y ? 0.51?10 mm ， b ? ? b 2 ? ? 4.4h ? ? ?b ? f ， ? ?y wx ? ? ? ? ? y
6
3
8
4
' ? b ? 1.20 ， ?b ? 1.07 ?
0.282
?b
（10 分） ? 1.0 ， f ? 310N mm2 。
解：
iy ?
Iy
0.51? 108 ? ? 56.74mm（1 分） A 15840 ? 4000 ， kN ? 70.50 （1 分） M x ? Fa ? 300? 4 ? 1200 ? m （2 分） 56.74
?y ?
Loy iy
2 ? ? ? ? y t1 ? 4320 Ah ? 235 ? ? ?b ? ?b ? ? b 2 ? 1? ? ? 4.4h ? ? fy ?y wx ? ? ? ? ?
2 ? 235 4320 15840? 828 ? ? 70.5 ? 14 ? ? 1? ? = 1.20 ? = 3.40 ? 0.6 （2 分） ? ? ? 0? 70.5 2 4.17 ? 106 ? ? 235 ? 4.4 ? 828? ? ? 0.282 ? b' ? 1.07 ? ? 0.987 （1 分） 3.40
Mx 1200? 106 （3 分） ? ? 291.6 N ? f ? 310N ' mm2 mm2 ?bWx 0.987? 4.17 ? 106
满足要求

共
7
页第
7
页
5、 试验算图示压弯构件弯矩作用平面外的整体稳定性， 钢材为 Q235，F ? 900 kN ， （ 设 计 值 ）， 偏 心 距 e1 ? 150mm ， e2 ? 100mm ， ? tx ? 0.65 ? 0.35
M2 ， M1
? b ? 1.07 ?
fy ? ? 1.0 ，跨中翼缘上有一侧向支撑， E ? 206?103 N mm2 ， 44000 235
?2 y
（13 分） f ? 215N mm2 ，对 x 轴和 y 轴均为 b 类截面。 解： M x ? Fe1 ? 900? 0.15 ? 135kN ? m （1 分）
A ? 65? 1 ? 32 ? 1.2 ? 2 ? 141.8cm2 （1 分）
Ix ? 1 ? (32 ? 67.4 3 ? 31 ? 65 3 ) ? 107037 cm 3 （1 分） 12 1 I y ? ? 1.2 ? 32 3 ? 2 ? 6554 cm 3 （1 分） 12
W1 x ?
Ix 107037 2 ? ? ? 3176 17cm3 （1 分） . h/2 67.4
iy ?
Iy A Loy iy
? ?
6554 ? 6.80cm （1 分） 141.8 400 ? 58.82 （1 分）查表 ? y ? 0.814（1 分） 6.80
fy 58.822 235 ? ? 1.07 ? ? ? 0.991（1 分） 44000 235 44000 235 M2 112.5 ? 0.65 ? 0.35? ? 0.942（1 分） M1 135
?y ?
? b ? 1.07 ?
?2 y
? tx ? 0.65 ? 0.35
?? M N 900? 103 0.942? 135? 106 ? tx x ? ? ? 118.4 N / m m2 2 3 ? y A ? bW1 x 0.814? 141.8 ? 10 0.991? 3176.17 ? 10 （3 分）
? f ? 215N m m2

1.某工字钢工作平台简支梁如图所示，简支梁跨度 l=6 m，跨度中间没有侧向支撑。用 I28a，
I x =7110 cm4 ， Wx =508 cm3 ；
Ix ? 24.6 cm，腹板厚度 t w =8.5mm。上翼缘受满跨均布荷 Sx
载：一种永久荷载设计值 q G =0.51kN/m；一种可变荷载设计值 q Q =8.4kN/m；钢材为 Q235 钢，平台梁的整体稳定可以得到保证。试验算该梁的强度和刚度。 解： （1）内力设计值。跨中最大弯矩为
Mx ?
1 ? qG ? qQ ? l 2 ? 1 ? ? 0.51 ? 8.4 ? ? 62 ? 40.1kN / m 8 8
支座处的最大剪力为
V?
1 ? qG ? qQ ? l ? 1 ? ? 0.51 ? 8.4 ? ? 6 ? 26.73kN 2 2
（2）强度验算。跨中最大弯曲正应力为
M 40.1?106 ?? ? ? 75.2 N / mm2 ? f ? 215N / mm2 3 ? xWnx 1.05 ? 508 ?10
支座处最大切应力为
??
VS x 26.73 ?103 ? ? 12.8N / mm2 ? f ? 215N / mm2 I xtw 24.6 ?10 ? 8.5
（3）刚度验算。全部荷载标准值为
qk ?
?G
qG
?
qq
?q
?
0.51 8.4 ? ? 6.425kN / m 1.2 1.4 qQ ? 8.4 ? 6kN / m 1.4
可变荷载标准值为： qQk ?
?Q
在全部荷载标准值作用下挠度为
? max
l
?
5qk l 3 5 ? 6.425? 6 3 ? 109 1 1 ? ? ? ??T ? ? 5 4 384EI x 384? 2.06 ? 10 ? 7110? 10 812 400
5qQk l 3 384 EI x 5 ? 6 ? 6 3 ? 10 9 1 1 ? ? ?? T ? ? 5 4 868 500 384 ? 2.06 ? 10 ? 7110 ? 10
在可变荷载标准值作用下挠度为
? max
l
?
?
梁满足刚度和强度要求。