钢结构概念复习提纲(纸上的)Word版

《钢结构设计原理》概念复习重点提纲

第一章绪论

1、钢结构的特点，应用范围。P2

答：

特点

①轻质高强；②塑性和韧性好；

③材质均匀，各向同性，性能稳定；

④良好的加工性能和焊接性能（但存在残余应力），密封性好；

⑤制造简单，施工方便，周期短；

⑥耐腐蚀性查；⑦钢材耐热但不耐火；

⑧钢结构的低温冷脆倾向（设计选材时考虑）；

⑨存在稳定问题。钢材的强度大，结构截面小、厚度薄，因而在压力和弯矩等作用下会引起构件甚至整个结构的破坏。（设计时考虑）。

应用范围

①大跨度结构；

②工业厂房；

③受重力荷载影响的结构；

④多层和高层建筑；

⑤高耸结构；

⑥可拆卸的结构；

⑦容器和其他构筑物；

⑧轻型钢结构；

⑨钢和混凝土的组合结构。

第二章钢结构的材料

1、钢结构对材料性能的基本要求是什么？GB50017—2003推荐承重结构宜采用

哪四种钢材（或哪四种钢材符合钢结构对材料性能的基本要求）？P18

答：①高强度：屈服点ƒy、抗拉强度ƒu比较高；

②足够的变形能力：塑性和韧性性能好；

③良好的加工性能：适合冷加工和热加工，同时具有良好的可焊性，不能

因为这些加工而对强度，塑性及韧性带来较大的有害影响。

④根据结构的具体工作条件，在必要时还应该具有适应低温、有害介质侵

蚀（包括大气锈蚀）以及疲劳荷载作用等的性能。

推荐：碳素结构钢 Q235

低合金高强度结构钢 Q345、Q390、Q420

2、简述钢材的主要机械性能（物理力学性能）指标。检查这些力学性能的实验主要有哪些？P25

答：钢材的主要机械性能（也叫力学性能）通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸、冷弯和冲击等。

钢材通常有五大主要机械性能指标：①抗拉强度ƒu；②伸长率δ；③屈服点；④塑性指标；⑤冲击韧性。

（1）一次拉伸试验可得①抗拉强度ƒu；②伸长率δ；③屈服点ƒy 三相基本性能。

（2）冷弯实验：是判断钢材塑性变形能力和冶金质量的综合指标。在试验机上把试件弯曲180，以试件表面和侧面不出现裂纹和分层为合格。焊接承重构件以及重要的非焊接承重构件采用的钢材，均应具有冷弯实验的合格保证。

（3）冲击韧性实验：（缺口韧性）是评定带有缺口的钢材在冲击荷载作用下抵抗脆性破坏能力的指标。通常用夏比V型缺口的标准试件做冲击实验，以冲断试样所消耗的能量的大小来判断钢材缺口韧性的高低。钢材的冲击韧性随温度的降低而降低。因此在寒冷地区承受动力作用的重要承重结构，进行冲击韧性实验。

3、影响钢材力学性能的主要因素有哪些？P27

答：①化学成分的影响（碳元素的影响）②制作过程：熔炼、浇筑、轧制，以及热处理，冷加工等；③钢材的焊接性能，当碳含量在0.12%~0.20%范围内时，碳素钢的焊接性能最好；④钢材的硬化：时效硬化、冷作硬化、应变时效硬化；⑤应力集中的影响；⑥荷载类型的影响；⑦温度的影响。

4、各种钢型号的表示方法及代表的意义。P43-45

5、选择钢材时应考虑的主要因素是什么？P47

答：钢材的选用既要确保结构物的安全可靠，又要经济合理，必须慎重对待。

为了保证承重结构的承载能力，防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征（静载或动载）、连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）

、工作环境（温度及腐蚀介质）、应力状态和钢材厚度等因素综合考虑，选用合适牌号和质量等级的钢材。

第三章钢结构的连接和节点构造

1、目前我国常用的连接方法有哪些？各有什么特点？

答：常用的连接方法：焊接连接、铆钉连接、螺栓连接和轻型钢结构用的紧固件连接等。

（1）焊接连接：优点：①构造简单；②用料经济，不消弱截面；③制作加工方便，易于采用自动化操作；④连接的密闭性好，结构刚度大。

P52

缺点：①焊缝附近的热影响区的钢材的金相组织发生改变，导致局部变脆；

②残余应力和参与变形使受压构件承载力降低；③焊接结构对裂纹很敏感，

低温冷脆问题较为突出。

（2）铆钉连接：（热铆和冷铆）优点：①铆钉连接的塑性和韧性较好；②传力可靠；③质量易于检测。适用于直接承受动力荷载的连接

P59

缺点：构造复杂，费钢费工。

（3）螺栓连接： A级精制螺栓 P59

㈠普通螺栓连接 B级精制螺栓

C级粗制螺栓

A、B级螺栓：表面光滑、尺寸精确，螺杆直径与螺栓孔径相同，对成孔质量

要求高。

优点：受剪性能好。缺点：制作和安装复杂，价格较高

C级螺栓：受剪力作用时，会产生较大的剪切滑移，连接的变形大，安装方便，且能有效的传递拉力。缺点：螺栓与孔壁的间隙较大，只适用于沿其杆轴方向受拉的连接，只能承受静力荷载的次要结构，不能承受动力荷载。

㈡高强度螺栓（螺栓抗拉强度应分别不低于800N/mm2和1000 N/mm2，且屈强比分别为0.8和0.9，因此，其性能等级分别称为8.8级和10.9级。）

1）摩擦型连接：外力通过摩擦力来传递。

特点：施工方便，对构件的消弱较小，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，韧性和塑性好，剪切变形小，弹性性能好，特别适用于承受动荷载的结构。

2）承压型连接：依靠螺栓和螺栓孔之间的承压来传力

特点：承载力高于摩擦型，但剪切变形大，不得用于承受动力荷载的结构中。

（4）轻钢结构的紧固连接：主要用于压型钢板之间和压型钢板与冷弯型钢等支承构件之间的连接。 P60

2、焊缝缺陷有哪些？焊缝三级质量检验标准？P57

答：裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透。

检验标准：①对设计要求全焊透的一级焊缝应进行100%的超声波探伤检验，必要时还要采用射线探伤检验

②对二级焊缝应进行抽检，抽检比例应不少于20% 的超声波探伤检验；

③三级焊缝要对全部的焊缝只做外观检查。

3、角焊缝的尺寸限制：写出 h f max、h f min 、L w max、L w min，为什么要有这些限

制？P68

答：①最大焊脚尺寸：（为了避免烧穿较薄的焊件，减少焊件应力和焊接变形）1）直接焊接钢管结构的焊脚尺寸h f不宜大于支管壁厚的两倍；

2）h f不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍h f≦1.2t薄

3）贴边焊（在板件边缘的角焊缝）当板件厚度

t ﹥ 6㎜h f max≦t-(1~2)

t ≦ 6㎜h f max≦t

4）圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸尚不大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。

②最小焊脚尺寸：（保证焊缝的最小承载力，并防止焊缝因冷却过快而产生裂纹）

t≧1.5t厚

③侧面角焊缝的最大计算长度：（侧焊缝应力沿长度分布不均匀，两端较中

间大，且焊缝越长差别越大，当焊缝太长时，虽然仍有因塑性变形产生的内力重分布，但两端应力可首先达到强度极限而破坏）