钢结构复习思考题

钢结构复习思考题

第一章绪论

重点掌握钢结构的特点（优点，缺点）

①材料强度高、塑性韧性好

②重量轻

③材质均匀、与力学计算的假定比较符合

④工业化程度高、施工周期短

⑤密闭性好

⑥耐腐蚀性差

⑦耐热不耐火

⑧脆断

第二章钢结构的材料

1．掌握钢结构的主要机械性能及其指标的概念。

答：1）较高的抗拉强度和屈服点

2）较高的塑性和韧性

3）良好的工艺性能（冷加工、热加工、可焊性）

2．钢材的冷弯性能和冲击韧性的概念、试验方法。

答：1）冷弯，钢材冷弯性能指标用试件在常温下所能承受的弯曲程度表示。

试验方法，通过试件弯曲处的不均匀塑性变形来实现的。

2）冲击韧性，指钢材抵抗冲击能力。

试验方法，通过测定材料在断裂时所吸收的总能量来量度。

3．各化学成分和冶炼、浇注、轧制对钢材有什么影响？

答：1）化学成分1，碳含量增加，钢的强度提高，而塑性，韧性和疲劳强度下降，恶化钢材的可焊性和抗腐蚀性。2，硫和磷是钢材的杂质，是有害成分，降低了刚才的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。3，氧和氮是钢中的有害杂质。氧使钢热脆，氮使钢冷脆。4，硅和锰是有益元素，是炼钢脱氧剂。是钢材强度提高。5，钒和钛是钢中的合金元素，提高钢材强度和抗腐蚀性。6，铜属杂质成分，显著提高抗腐蚀性，也提高强度，但对可焊性不利。

2）冶炼过程产生缺陷有偏析（钢中化学成分不一致不均匀）、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。

浇铸时非金属夹杂物在轧制后造成钢材分层，严重降低钢材冷弯性能。气孔在浇铸钢锭时形成，影响钢材力学性能。

4．残余应力是怎样产生的？对钢结构构件有什么影响？

答：钢材在受到不均匀加热和冷却，因不均匀膨胀收缩而产生的无荷载作用下的内应力。

残余应力对钢结构的影响：1）不影响结构的静力强度2）降低了结构的刚度3）低温冷脆4）降低疲劳强度

5．温度对钢材性能的影响，什么叫脆性转变温度，应怎样选择钢材以避免发生冷脆？

答：影响：温度升高，钢材强度降低，应力增加；反之，温度降低，钢材强度略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。

随着温度的降低。材料将由塑性破坏转变为脆性破坏，这转变是在一个温度区间（称为脆性转变温度区）内完成的，此区间内曲线的反弯点对应的温度T称为脆性转变温度。

选择钢材：保证钢结构低温工作的安全，将完全脆性破坏的最高温度作为钢材的脆断设计温度。

6．冷加工和时效硬化、应力集中对钢材有何影响？

答：冷加工：1冷拉：提高钢材屈服强度2冷拔：提高钢材屈服强度和抗压强度时效硬化：提高钢材强度，塑性、韧性下降。

应力集中：应力集中系数愈大，变脆的倾向愈严重。

7．碳素结构钢和低合金结构钢的表示方法和意义，选材的原则和考虑因素。

答：碳素结构钢：质量等级分为A、B、C、D四级。A级只保证抗拉强度、屈服点、伸长率；B、C、D级均保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击韧性。

表示方法：Q+（屈服点值）—（质量等级，若为常用镇静钢和特殊镇静钢可省略）如：Q235—A

低合金钢：如碳素钢，但质量等级多一个E等级，E级要求-40度的冲击韧性。

选材的原则：结构保证安全可靠和经济合理。

考虑因素：1结构的重要性2荷载情况3连接方法4结构所处的温度环境5钢材的厚度。

8．熟悉常用钢材的规格及其符号表示。

答：钢结构采用的型材有热轧成型的钢板、型钢以及冷弯（或冷压）成型的薄壁型钢。

热轧钢板有厚钢板、薄钢板。符号为“—加（宽度×厚度×长度）”如：—600×10×1200 热轧型钢有H型钢（HM340×250×9×14）、角钢（L100×8）、工字钢（I30a）、槽钢（[30a）和钢管。

9．复杂应力状态下，钢材的破坏适用什么强度理论？

答：钢材的破坏适用第四强度理论。

10．钢材的强度设计值与钢材的厚度或直径有什么关系？

答：钢材的强度设计值随着钢材的厚度或直径增加而减小

11．何种情况下要对钢材强度设计值进行折减？为什么？

答：

第三章钢结构的可能破坏形式

1.钢结构有哪些可能的破坏形式？

答：1强度破坏及塑性重分布2整体失稳破坏3板件局部失稳破坏4疲劳破坏及损伤累5脆性断裂破坏6刚度不足

2.什么叫疲劳破坏和疲劳强度极限？钢结构的疲劳破坏通常与哪两个因素有关？规范中

是用什么方法来验算构件和连接的疲劳的？

答：疲劳破坏：在重复或交变荷载作用下，裂纹不断发展最终达到其临界状态而产生的脆性断裂。

疲劳强度极限：试件在交变应力下。作用7

10周次不发生疲劳破坏的最大应力值。

3.怎样防止钢结构的脆性断裂？

答：严格控制钢材的质量、时效、应力集中、使用温度和力的作用性质等。缺口和裂纹也是断裂的发源地。

第四章轴心受拉构件

1．轴心受压构件有哪些常见的截面形式？

答：分实腹式和格构式

2．轴心受拉构件强度如何验算？

3．为什么要验算轴心受拉构件的刚度？是怎样验算的？

答：满足结构的正常使用要求。

第五章轴心受压构件

1．按照截面组成和形式，轴心受力构件可分为哪两种形式？

2．对轴心受拉构件和轴心受压构件分别应进行哪些方面的验算？

答：受拉：强度和刚度受压：强度、稳定和刚度

3．怎样判断轴心受力构件的强度和刚度是否满足要求？

答：强度：钢材屈服应力刚度：构件长细比

4．欧拉临界应力和钢材的强度有什么关系？

答：与钢材的强度无关

5．什么叫整体稳定系数？规范中是怎样验算轴心受力构件的整体稳定性的？

6．怎样计算轴心受压柱的局部稳定性？何时要设置横向加劲肋？

7．掌握轴心受压构件整体稳定性和局部稳定性的计算方法。

第六章受弯构件

1．钢梁按截面构成，可分为哪两种类型？各有何特点？

答：分为型钢梁和组合梁两种。

型钢梁：制造省工，构造简单。

组合梁：用钢量较少。

2．钢梁设计时要考虑哪四个方面的要求？

答：1强度2刚度3整体稳定性、局部稳定性4疲劳验算

3． 工字形截面钢梁的强度计算包括哪四个方面？分别应计算哪些部位的何种应力？ 答：1抗弯强度（构件边沿）2抗剪强度（构件型心）3局部承压强度（集中荷载处）4复杂应力条件下的折算应力（梗结处）

4． 何谓塑性发展系数？工字形截面对强轴的塑性发展系数是多少？

答：为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳。工字形截面取1.05

5． 钢梁受移动和固定集中荷载作用，当局部压应力不能满足要求时，较合理的措施分别

是什么？

答：受固定集中荷载作用：在作用处设置支承加劲肋。

受移动荷载：只能修改梁截面，加大腹板厚度。

6． 梁的刚度指什么？怎样进行验算？

答：指在使用荷载作用下构件抵抗变形的能力。通过竖向挠度验算。

7． 梁的整体稳定性有哪些影响因素？应怎样计算梁的整体稳定性？

答：1梁的支承情况2梁截面尺寸3梁所受荷载类型4沿梁截面高度方向的荷载作用点位置

8． 荷载作用位置和加强梁的上下翼缘，对梁的整体稳定性有什么影响？

答：荷载作用位于梁的上翼缘不利梁的整体稳定。

9． 梁翼缘的局部稳定性是怎样保证的？

答：宽厚比条件 y f 235

13b/t

10． 梁腹板可能在何种应力下失去局部稳定，取决于什么因素？试举例说明。

11． 应怎样设计梁的腹板加劲肋？

第八章 钢结构的连接

1． 钢结构常用的连接方法有哪几种，各有何优缺点？

答：1焊接2螺栓连接

焊接：优点1构造简单2用料经济3制作加工方便4连接密闭性好，刚度大； 缺点1局部材质变脆2残余应力残余变形时受压构件承载力降低3低温冷脆 螺栓连接：优点1拆装方便、不损坏原构件2便于检修；缺点1增加重量2螺栓孔减小截面面积削弱轴心受力构件

2．掌握对接焊缝、角焊缝的概念，在各种施焊方位中，哪种最好，哪种最差？

答：平焊、恒焊、立焊、仰焊其中平焊最好，仰焊最差。

3．高强度螺栓分为哪2种？二者有何区别？

答：摩擦型螺栓承压型螺栓

4．一、二、三级对接焊缝的强度与主体钢材的强度有什么关系？何时需要验算对接焊缝的强度？

答：一、二级对接焊缝强度与母材形同，三级焊缝为母材的85%。三级焊缝需检验抗拉强度。

5．什么叫引弧板？

答：为消除起灭弧出现弧坑等缺陷的影响，设置引弧板。

6．掌握对接直焊缝承受轴心力N、同时承受M、V、N时的计算方法。

7．为什么要限制角焊缝的最大、最小焊脚尺寸？为什么要将其长度限制在一定的范围以内？

答：1）焊角尺寸过小，使缺陷或尺寸不足时影响承载力过多且冷却过快，容易产生收缩裂纹。

2）焊角尺寸过大，输出热量过多，收缩时残余变形和残余应力太大，热影响区扩大，易脆断、易使薄板烧弯、易咬边。

3）焊接尺寸长度太小，起弧灭弧引起弧坑相距太近，缺陷或尺寸不足影响承载力过多。

4）焊接尺寸长度太大，由于焊缝越长，应力不均匀现象越显著，有可能首先在焊缝两端破坏。防止浪费材料。

8．掌握侧面、正面、斜向、周围角焊缝连接的计算方法。

9．掌握承受轴心力角钢的连接的计算方法。

10．掌握同时承受弯矩M、轴心力N和剪力V作用的角焊缝连接的计算方法。11．掌握承受扭矩T、同时承受扭矩T和剪力的角焊缝的计算方法。

12．焊接为什么会产生残余应力和变形？减少焊接残余应力和残余变形的设计措施有哪些？

答：措施有1设计上措施2工艺上的措施

13．抗剪普通螺栓有哪些常见的破坏形式？一个螺栓的抗剪承载能力是怎样确定的？

在哪些情况下，需要对螺栓的抗剪强度进行折减？

答：1受剪破坏2承压破坏

14．普通螺栓的螺栓杆剪切强度和孔壁承压强度分别和什么材料的强度有关？

15．掌握扭矩作用、扭矩和剪力共同作用下的螺栓群的计算方法。

16．规范上把螺栓的抗拉强度定为螺栓钢材抗拉设计强度设计值的0.8倍，为什么？答：考虑撬力的影响

17．怎样计算在弯矩作用下的螺栓群？中性轴取在什么位置？弯矩和拉力共同作用呢？如果是高强螺栓呢？

18．同时抗剪和抗拉普通螺栓群和高强螺栓群分别是怎样计算的？

19．高强度螺栓的抗剪、抗拉承载能力是怎样确定的？20．高强度螺栓中的拉力对它的抗剪承载能力有什么影响？答：降低接触面的抗滑移系数。