钢结构简答题
1. 摩擦型高强度螺栓工作机理是什么 答：依靠连接板件间的 摩擦力 来承受荷载， 以板件间的摩擦力刚要被克服作为承载能力极限 状态。
2. 拉杆为什么要控制刚度如何验算拉杆允许长细比于什么有关
答：（1）防止由于长细比过大在运输、施工过程中产生较大的变形，同时因自重作用产生较
允许长细比与 构件类型的重要性 、承受 荷载 的性质 和截面的类型 有关。
强度高、塑性好、冲击韧性好，具有良好的加工性能，对于焊接结构需要有良好的可焊 性。
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
大挠度，对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅（
2）控制其长细比小于容许值。 （3）
3. 建筑结构用钢材必须具备哪些特点
答： 4. 答： 以承受纯弯曲的压弯构件作为依据，并取
t3mx=,对其他压弯构件规范所取 t3mx 值可称
为等效弯矩系数，其他荷载形式等效于纯弯曲形式时引入的 3mx 值。
5. 钢结构规范规定哪些情况下，可不验算梁的整体性
答：1.当梁上有铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连， 能阻止梁受压翼缘的侧向位移；
2.当梁在跨中设有中间侧向支承，使梁的整体性稳定性临界弯矩高于或接近于梁的屈服弯 矩，此时在验算了梁的抗弯刚度后也就不需要验算梁的整体性；
3.规范规定工字形截面（含
H 形钢）简支梁不需稳定性验算的最大长宽比的值；
4.规范规定当箱形截面尺寸满足高宽比不大于
6 且长宽比不超过 95 时，不验算稳定性。
6. 钢材有哪几项基本技术指标各项指标可以来衡量钢材那些方面的性能
答：（ 1）屈服强度、 抗拉强度、 弹模、伸长率、断面收缩率、冷弯性能、 冲击韧性及可焊性。 2）屈服点反映强度指标；抗拉强度反映强度储备；弹模反映应力应变关系；伸长率、断 面收缩率反映钢材塑性性能； 冷弯试验评估钢材质量优劣； 冲击韧性衡量钢材抵抗脆性破坏 和动力荷载的能力，是强度和塑性的综合体现。 7. 焊接残余应力对结构有什么影响
答：不影响构件静力强度；降低构件稳定承载力；降低结构的疲劳强度；降低结构的刚度； 加速构件的脆性破坏；残余变形影响安装、正常使用。
8. 焊接组合工字型压弯构件和受弯构件的腹板是否都存在失稳问题，
若存在， 梁结构中采
用什么措施保证其不失稳
答：（ 1）存在。 （2）对于翼缘板可限制其宽厚比；对于腹板可配置加劲肋；考虑腹板的屈服 后强度。
9. 简述钢结构疲劳含义，列出其主要影响因素并作简要分析
答：（1）钢结构构件和其连接在很多次重复加载和卸载作用下，在其强度还低于钢材抗拉强
度甚至低于钢材屈服点的情况下突然断裂，称之为疲劳破坏。2）影响因素有：应力集中大
小；循环应力大小；应力变化的循环次数；残余应力情况。
10. 在轴心受压构件, 受弯构件以及压弯构件设计时, 为什么要满足一定的刚度要求并说明
各自的刚度检算方法。
答：（1）由于长细比过大在制造、运输和安装过程中产生较大的变形，同时因自重作用产生
较大挠度, 对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅, 对压杆构件而言还将降低整体稳定
性。（2）轴心受压构件：长细比；受弯构件：挠度；压弯构件：长细比 ,如跨中承受横向荷
载还要验算其挠度。
11. 影响钢材脆性断裂的因素有哪些设计时如何防止发生脆性断裂
答：（1）钢材的质量；钢板的厚度；加荷速度；应力的性质（拉，弯等）和大小；最低使用
温度；连接方法；应力集中程度。（2）防止：对低温地区的焊接结构要注意选用钢材的材质；
对焊接结构特别是低温地区, 设计时要注意焊缝的正确布置和施焊时注意焊缝的质量；力求避免应力集中；结构在其使用时应避免使其突然受力，要使加荷的速度不至于过大。
12. 格构式轴心受压构件分肢稳定的含义是什么，规范采用什么方法预防其分肢失稳
答：（1）在理想情况下，轴心受压构件两分肢的受力是相同的，但在实际情况下，由于初弯
曲和初偏心等初始缺陷,两分肢受力不等 ,同时,分置本身又可能具有初弯曲等缺陷。
对缀条柱，分肢的长细比入不应大于构件两方向长细比的较大值mx的倍；对于缀板柱,
入1不应大于40,并不应大于加ax的倍。
13.格构式轴心受压构件的定义答：主要是由两个或两个以上相同截面的分肢用缀材相连而成,分肢的截面常为热轧槽钢、热轧角钢等。
14.普通螺栓抗剪连接中,有可能出现那几种破坏形式具体设计时,哪些破坏是通过计算来防止哪些是通过构造措施来防止答：（ 1 ）螺杆单剪破坏；螺杆双剪破坏；螺杆弯曲；孔壁承压破坏；板件端部剪坏；板件拉坏。（2）螺杆单、双剪破坏, 孔壁承压破坏, 板件拉坏通过计算来控制。（3）板件端部剪坏, 螺杆弯曲通过构造措施来防止。
15.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响梁整体稳定主要因素答：（1）把梁的受压翼缘和部分与其相连的受压腹板看作一根轴心压杆,随着压力的加大,
其刚度下降， 到达一定程度， 此压杆即不能保持原来的位置而发生屈曲， 此时只能是出平面 侧向弯曲， 又由于梁的受拉部分对其侧向弯曲产生牵制， 转。（2）荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、侧向支承点位置和距离、端部支承条 件。
16. 试述格构柱对虚轴的整体稳定性计算为什么要用换算长细比 答：构件在缀件平面内绕虚轴的抗剪刚度较小， 构件的稳定性将受到剪切变形的影响； 用换 算长细比代替欧拉公式的长细比
入则可得考虑剪力影响的欧拉公式。
17. 轴心受力构件选型时注意哪些方面 答：形状应 力求简单 ，以减少制造工作量；截面 宜具有对称轴 ，使构件有良好的工作性能； 要便 于与其他构件连接 ；在同样截面积下应使 具有较大的惯性矩 ，亦即构件的材料宜向截面 四周扩展，从而减少构件的长细比； 尽可能 使构件在截面 两个主轴方向为等刚度 。
1．简述哪些因素对钢材性能有影响 答：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。
2．钢结构用钢材机械性能指标有哪几些承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求
3．钢材两种破坏现象和后果是什么
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。 4．选择钢材屈服强度作为静力强度标准值以及
将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据各 是什么
答：选择屈服强度f y 作为钢材静力强度的标准值的依据是： ①是钢材弹性及塑性工作的分界
点，且钢材屈服后，塑性应变很大（
2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然
破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大， 比弹性工作区域约大 200倍，是钢材极大
件以 f y 作为强度极限的可靠安全储备。 将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是 ：①对于没有缺陷和残余应力影响的试件，比
例极限和屈服强度是比较接近
（f p =?f y ）,又因为钢材开始屈服时应变小仁 厂％）因此近似
地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的6
出平面弯曲时就同时发生截面的扭
答：钢材机械性能指标有：抗拉强度、屈服点、 伸长率、冷弯性能、冲击韧性； 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、屈服点 。
答：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，并有较长的变形持续时
的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较大（
Q235的f u /f y ??），这二点一起赋予构
-￡图简化为一条斜线；②因
为钢材流幅相当长（即￡从 ％到2%~3%）,而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服
5．什么叫做冲击韧性 什么情况下需要保证该项指标 答：冲击韧性为钢材在动力荷载作用断裂端口吸收能量的能力。 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用材料在断裂时所吸收的总能量 来度量， 韧性是钢材强度和塑性的综合指标。 在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温 （2o c ）冲击韧性指标，还要求具有负温（o c 、 20C 或40C ）冲击韧性指标。
6．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 ） 答：钢材的轧制 ①能使金属的 晶粒弯细，并消除显微组织的缺陷， ②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。 7．同一种钢材的伸长率指标为什么5 5>5 10
答：若圆形段原标距长度
l 0=1Od 0（d 0为圆柱试件直径），所得的伸长率用5 10;若圆柱段原标
距长度l o =5d o ,所得的伸长率用5 5。试件拉断时的绝对变形值包括两部分， 其一是整个工作 段的均匀伸长 ，其二是 “颈缩”部分的局部伸长 ；由于均匀伸长与原标距长度有关，而局部 伸长仅与原标距长度的横截面尺寸有关， 因此， 伸长率5的大小同试件原标距长度与横截面 尺寸的比值有关，所以5 5工
5 10;又因为 局部伸长在原标距长度小的试件中所占变形的比 例大，故5 5> 5
10。
8．对于重要的受拉或受弯的焊接结构，需要具有 抗拉强度、伸长率、屈服强度 和硫、磷、 碳含量，冷弯试验的合格保证，为什么还需要具有常温冲击韧性的合格保证。
答：重要的受拉或受弯焊接结构由于 焊接残余应力5 r 的存在，往往出现多向拉应力场 ，因
。同时对受拉、 受弯的焊接构件与受压 （含压弯） 构件的受力 状态不同，导致对缺陷反映速度不同 ，受拉，受弯构件反映速度快，对钢材质量要求较高 因此对这
类构件要求有常温冲击韧性的合格保证。
9．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 答： 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。 点后的6 弋图简化为一条水平线。
（包括弹性和非弹性能 ）
而 有发生脆性破坏的较大危险
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。
10．对接焊缝在哪种情况下才需要进行计算
答：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、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。
11．在抗剪连接中,普通螺栓连接与摩擦型高强度螺栓连接的工作性能有何不同
答：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，以连接达到
破坏的极限状态作为设计准则；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，因而弹性工作阶段较长。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。
12．螺栓在钢板上应怎样排列合理
答：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3d0，最小的端距为2d0。
13．在选用钢材时应考虑哪些因素
答：结构的重要性、荷载情况、连接方法、结构所处的温度和环境、钢材厚度。
14．轴心受压构件的稳定承载力与哪些因素有关
答：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。
17．与其他建筑材料的结构相比,钢结构有哪些特点
答：（1）建筑钢材强度高，塑性、韧性好（2）钢结构的重量轻
3）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）低温变脆+薄杆失稳
18．格构柱绕虚轴的稳定设计为什么要采用换算长细比
答：格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时，剪力主要由缀材分担，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。
19．高强螺栓连接有几种类型其性能等级分哪几级
答：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级和级。
20.梁整体稳定的保证条件有那些
答：(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时;
(2)工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度11
与其宽度
d之比不超过规定的数值时;
(3)箱形截面简支梁，其截面尺寸满足% 6，且11/95(竺)时。
f y
21.受压构件为什么要进行稳定计算
22.选择轴心受压实腹柱的截面时，应考虑哪些原则
答：1.形状力求简单，便于制造
2.宜具有对称轴，改善工作性能
3.便于和其他构件连接
4.在等截面情况下具有较大惯性矩
5.两主轴方向等刚度
23.格构式轴压柱应满足哪些要求，才能保证单肢不先于整体失稳
24.为保证梁腹板的局部稳定，应按哪些规定配置加劲肋
25.什么叫做轴压柱的等稳定设计如何实现等稳定设计
26.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
27 ?影响轴心受压柱整体稳定承载能力的因素有哪些在规范中是如何考虑残余应力对轴心受
压柱整体稳定承载能力的影响的
提前使构件进入弹塑性工作，能够产生抵抗力矩的只是截面弹性区，截面的有效惯性矩将只是弹性区的惯性矩。
28.截面塑性发展系数的意义是什么什么情况下取
29 .什么叫做组合梁丧失局部稳定如何避免局部失稳
答：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, 的方法来保证腹板的局部稳定性。
答：荷载作用在下翼缘发生 侧向扭转时对剪切中心产生的附加力矩将约束梁的扭转; 作用在上翼缘发生侧向扭转时对剪切中心产生的附加力矩将促使梁的扭转。 31 ?为什么要验算梁的刚度如何验算 32. 拉弯和压弯构件概念
33. 何为拉弯或压弯构件的强度极限状态拉弯和压弯构件的强度如何进行验算
34. 说明压弯构件在弯矩作用平面的失稳的概念及压弯构件在弯矩作用内的弯形，称为弯矩 作用平面内丧失稳定性。
35. 试述压弯构件弯矩作用平面外失稳的概念。
36. 分析压弯构件存在的初始缺陷在平面内稳定验算公式中如何体现的。
39. 单轴对称的压弯构件和双曲对称的压弯构件弯矩作用平面内稳定验算内容是否相同 是，因为单轴对称的压弯构件是绕非对称轴失稳，均为弯曲屈曲。
40. 初弯曲、初偏心和残余应力对轴心受压构件整体承载力有何影响现行钢结构设计规范关 于轴心压杆整体稳定设计如何考虑这些因素的影响原因是什么 答：初弯曲：引入挠度增大系数
1/(1-N/N E )考虑跨中最大挠度，则最大弯矩增加。
初偏心：根据欧拉临界力的思路，用
N(e+y)代替Ny ，得到构件中点最大挠度。
残余应力：残余应力使结构提前进入弹塑性，稳定性降低。规范中考虑抵抗力矩的只 有弹性区，因此把弹性区的惯性矩代替原欧拉应力中的全截面惯性矩即可。
41. 为什么要考虑梁的整体稳定性影响梁的整体稳定因素有哪些影响结果如何如何提高梁的 整体稳定
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
载一 一
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.钢梁进行刚度验算时，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、
采用设置加劲肋
30.荷载作用在上翼缘的梁与荷载作用在下翼缘的梁
，其临界应力何者高为什么
荷载