钢结构辅导资料

钢结构辅导资料判断题1、梁的高度h应根据建筑最大高度、刚度要求最小高度及经济高度三方面条件确定。（ ）答：正确2、次梁同主梁的连接可分为铰接与刚接两种。（ ）答：正确3、铰接连接需要的焊缝或螺栓数量应按次梁的反力计算，考虑到连接并非理想铰接，会有一定的弯矩作用，故计算时宜将次梁反力增加20%30%。答：正确填空题1、对于承载力极限状态，应采用荷载效应的 进行设计；对于正常使用极限状态，根据多年来的经验，钢结构只考虑 进行设计。答：基本组合，标准组合2、进行钢结构的疲劳计算时，采用循环荷载的 ，按 确定循环应力，采用容许应力幅法。答：标准值，弹性方法3、影响钢材疲劳强度的因素包括： 、 、 。答：构造状况，应力幅，应力循环次数n4、钢材有两种性质完全不同的破坏形式，即 和 。答：塑性破坏，脆性破坏5、疲劳破坏属于没有明显变形的 ，有着较大的危险性。答：脆性破坏6、 是钢材的基本元素，在碳素结构钢中约占99， 和其他元素仅占1，但对钢材的力学性能却有着决定性的影响。答案：铁(Fe)，碳(C)7、 、 、 和 是钢中的有害成分，它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。答案：硫(S)，氧(O)，磷(P)，氮(N)8、常见的冶金缺陷有 、 、 及 等。答案：偏析，非金属夹杂，裂纹，分层9、钢结构的连接方法可分为 、 和 三种。答案：焊缝连接、铆钉连接、螺栓连接10、螺栓连接可分为 和 两种。答案：普通螺栓连接、高强度螺栓连接11、焊缝连接按构造分为 和 。答案：对接焊缝、角焊缝12、焊缝连接按所连接构件的相对位置可分为 、 、 和 四种类型。答案：平接、搭接、形连接、角接13、根据施焊者所持焊条与焊件间的相互位置的不同，焊缝连接可分为 、 、 和 四种。答案：平焊、立焊、横焊、仰焊14、焊缝质量检验一般可用 和 。答案：外观检查、无损检验15、作为焊缝的图形符号，表示 ，表示 ，表示 。答案：角焊缝、形坡口的对接焊缝、形对接焊缝16、轴心受拉构件一般只须计算 和 ，而轴心受压构件则还须计算 和 。答案：强度、刚度，整体稳定、局部稳定17、轴心受力构件的刚度由 来控制。答案：长细比18、轴压杆屈曲时存在 、 和 三种形式。答案：弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲19、梁的计算包括 、 、 和 。答：强度、刚度、整体稳定、局部稳定20、计算梁的刚度时，荷载应采用 。答：标准值21、梁失稳的临界应力和 、 、 以及 有关。答：侧向支承点间距、荷载形式及作用点位置、截面形式、支座约束条件22、对于梁局部稳定的考虑，规范对受压翼缘采用 来控制，对腹板根据采用 来控制。答：限制宽厚比、设置加劲肋23、梁整体失稳时，将产生较大的 和 变形。答：侧向弯曲、扭转24、板的宽（高）厚比越大，板的临界应力则越 。答：低25、能保持梁整体稳定的最小弯矩称为 。答：临界弯矩选择题1、钢材在反复荷载作用下，当应力变化的循环次数时，可能发生疲劳破坏，疲劳破坏属于（ ）。A塑性破坏B韧性破坏C简单拉伸破坏D脆性破坏答案：D2、钢材的韧性是指（ ）。A在塑性变形和断裂过程中能吸收很大能量的性能B不会产生过度的变形C应力超过屈服强度后能产生显著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性能D在塑性变形时不会产生裂缝的性能答案：C3、随着时间的延长，钢材内部性质略有改变，称为时效。俗称“老化”。时效的后果是（ ）。A强度降低、塑性、韧性提高B强度提高，塑性、韧性提高C强度提高，塑性、韧性降低D强度降低，塑性、韧性提高答案：C4、多向应力状态屈服时取决于（ ）A三个主应力之间差值的大小B的大小C的大小D的大小5、Q420钢材中的“420”表示钢材（ ）强度A比例极限B极限强度C屈服强度D断裂强度答案：C6、轴心受压构件的截面设计应考虑（ ）。A强度、刚度B强度、刚度、整体稳定C强度、刚度、局部稳定D强度、刚度、整体稳定、局部稳定答案：D7、格构式轴心受压柱缀材的计算内力随（ ）的变化而变化。A缀材的横截面积B缀材的种类C柱的横截面面积D柱的计算长度答案：C8、规定缀条的单肢长细比（是柱两主轴方向最大长细比），是为了（ ）。A使两单肢能共同工作B构造要求C保证整个柱的稳定D避免单肢先于整个柱失稳答案：D简答题1、何为钢结构？答：钢结构是以钢材（钢板和型钢等）为主制作的结构。2、钢结构有哪些特点？答：1、优点：（1）强度高、自重轻（2）塑性、韧性好（3）材质均匀，各向同性（4）工业化程度高，具有可焊性（5）拆迁方便（6）密闭性好（7）具有一定的耐热性2、缺点：（8）耐腐蚀性差（9）耐火性差3、高效钢材包括哪些种类？答：（1）研制高强度钢材（2）H型钢、T型钢（3）彩（色）涂（层）钢板、热镀锌或镀铝锌钢板（4）冷弯（薄壁）型钢（5）耐候钢、耐火钢、Z向钢4、结构有哪些功能要求？答：建筑结构可靠度设计统一标准规定，建筑结构必须满足下列功能要求：（1）安全性；（2）适用性；（3）耐久性，简称“三性”。5、简述承载能力极限状态和正常使用极限状态的概念。答：根据结构或构件能否满足预定功能要求，结构的极限状态可分为两类：（1）承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载能力而发生破坏或达到了不适于继续承载的巨大变形的极限状态。（2）正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值时的极限状态。6、什么是结构的可靠性和可靠度？答：（1）可靠性定义：结构在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的能力。（2）可靠度定义：结构在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的概率。7、不论是承载能力极限状态还是正常使用极限状态，都应遵循的设计准则是？答：（1）技术先进，经济合理，安全适用，确保质量（十六字方针）（2）满足在运输、安装和使用过程中的强度、稳定和刚度要求，并符合防火、防腐要求。8、如何理解结构的“极限状态”？承载能力极限状态和正常使用极限状态怎样区别？答：（1）结构的极限状态可以这样来定义：结构的极限状态系指结构或构件能满足设计规定的某一功能要求的临界状态，超过这一状态，结构或构件不再能满足设计要求。（2）承载力极限状态，这种状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适合于继续承载的变形。正常使用极限状态，这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项限值。9、分项系数、分别代表什么？答：永久（恒）荷载分项系数，可变荷载控制时取1.2，永久荷载控制时取1.35；当对结构有利时取1.0，对抗倾覆和滑移有利时可取0.9；、第1个和其它任意第i个可变（活）荷载的分项系数，一般取1.4，楼面活载标准值时取1.3，当对结构有利时取0；结构构件抗力分项系数，Q235取1.087，Q345、Q390、Q420取1.111。10、低碳钢单向均匀拉伸试验的应力-应变曲线可以看出钢材受力的哪几个阶段？答：（1）弹性阶段（2）弹塑性阶段（3）塑性阶段（屈服阶段）（4）强化阶段（5）颈缩阶段11、何为钢材的塑性？塑性通过哪两个指标来衡量？答：塑性是指钢材破坏前产生塑性变形的能力，可用静力拉伸试验得到的机械性能指标伸长率和截面收缩率来衡量。和数值愈大，表明钢材塑性愈好。12、焊接连接的优点是？答：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。13、何为焊缝缺陷？焊缝缺陷有何不利影响？答：焊缝缺陷是指在焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区钢材表面或内部的缺陷。最常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、绞边、未熔合、未焊透等。焊接缺陷直接影响焊缝质量和连接强度，使焊缝受力面积削弱，且在缺陷处引起应力集中，易形成裂纹，并易于扩展引起断裂。14、如何减少和消除焊接残余应力和残余变形？答案：（1）设计方面采用适宜的焊脚尺寸和焊缝长度，最好采用细长焊缝，不宜采用粗短焊缝。焊缝不宜过分集中，以防止焊接变形因受到严重约束而产生过大的焊接应力，甚至产生裂缝。应尽量避免三向焊缝相交。为避免三向焊缝相交，应使次要焊缝中断而主要焊缝连续通过。焊缝尽可能对称布置，连接、过渡尽量平滑，避免截面突变和应力集中现象。当拉力垂直于受力板面时，要考虑板材有分层破坏的可能。要注意施焊方便和可能，以保证焊缝的质量。（2）制造加工方面焊件预热法：在可能条件下(例如焊件尺寸较小),在焊接前将构件预热至200-300，以便减小焊缝的均匀收缩和冷却速度，从而减少焊接应力。锤击法：焊接后，用铁锤轻击焊缝，可减少焊缝中部的约束，从而达到减小厚度方向的焊接应力。退火法：对不太大的构件，焊成后加热至600-650，然后慢慢冷却，可有效地消除焊接应力。选择适当的施焊顺序：对于长焊缝可采有分段退焊法跳焊；对于厚焊缝可采用分层施焊；对于工字形截面采用交错焊等。目的是减小焊接应力变形。反变形法：施焊前使构件有一个和焊接变形相反的变形，冷却后产生的焊接变形与预变形正好抵消。用机械方法校正变形：当构件的焊接变形超过规定限值时，可进行局部加热，然后校正。15、哪些被称为初始缺陷？初始缺陷对压杆稳定承载力的影响有哪些？答案：初始缺陷包括初弯曲、初偏心、残余应力。初始缺陷对压杆稳定承载力的影响包括：（1）初弯曲和初偏心的存在，都使压杆的稳定承载力降低。（2）对理想弹性材料，稳定承载力；对实际钢材无论初弯曲和初偏心多么小，整体稳定承载力总低于。（3）初弯曲和初偏心对轴心压杆的影响本质上是相同的，都降低构件的承载力，但影响程度有差别，一般初弯曲影响大，初偏心影响小。（4）在焊接、轧制、火焰切割、冷弯和变形矫正等过程中产生残余应力。残余应力的产生、分布及其大小，与杆件的截面形状、尺寸、制造方法和加工过程有密切关系，与钢材的强度关系不大。（5）残余应力对构件的静力强度无影响。（6）残余应力的压应力部分将使轴压杆件的部分截面提前进入塑性状态，使构件的刚度和承载力降低。16、实腹式轴心受压构件，选择截面形式时，应遵循哪些原则？答：肢宽壁薄：在满足板件宽厚比限值的条件下使截面面积分布尽量远离形心轴，以增大截面的惯性矩和回转半径，提高构件的整体稳定承载能力和刚度，达到用料合理。等稳定性：使构件在两个主轴方向的稳定系数接近，两个主轴方向的稳定承载力基本相同，以充分发挥截面的承载能力。一般情况下，取两个主轴方向的长细比接近相等来保证等稳定性。制造省工，构造简便：宜尽量选用热轧型钢和自动焊接截面，同时还要考虑逾期它构件连接方便。17、格构式轴压构件的特点有哪些？答：分肢间距离可以调整，较易实现两轴等稳定；绕实轴的稳定计算与实腹式构件相同； 绕虚轴的稳定性用加大的换算长细比来代替整个构件对虚轴的实际长细比；整体失稳前存在分肢失稳的可能，需进行满足分肢稳定的计算；节省材料；制造复杂，费工。计算题1、某承受轴心拉力的钢材，采用Q235钢，宽度b=200mm，如下图所示。钢板所受轴心拉力设计值为N=492kN。钢板上有一垂直于钢板轴线的对接焊缝，焊条为E43型，手工焊。试求下列三种情况下该钢板所需的厚度t。（1）焊缝质量为二级，用引弧板施焊；（2）焊缝质量为三级，用引弧板施焊；答案：（1）焊缝质量为二级，用引弧板施焊查设计手册或教材附表知Q235钢的，E43型焊条的，两者相等，焊缝与钢板等强。所需钢板厚度为：取。（2）焊缝质量为三级，用引弧板施焊，钢板厚度由所需焊缝厚度所控制，所需钢板厚度为：取。【说明】（1）焊缝计算，单位均化为mm和N；（2）对接焊缝的厚度与钢板厚度相同，坡口形式应根据钢板厚度确定；（3）钢板的强度设计值与钢材种类和钢板厚度有关；对接焊缝的抗拉强度设计值还与焊缝质量等级有关。2、确定下图示连接处的最大荷载，钢材均为Q235，钢材截面为400mm18mm，焊脚尺寸，焊条为E43型，手工焊。答案：两条端焊缝共同承担荷载，并承受相同的荷载。查设计手册或教材附表知，Q235钢的角焊缝强度设计值，Q235钢的。（1）焊缝所能承担的最大静力荷载（2）焊缝所能直接承担的最大动力荷载（3）钢材能承担的最大荷载（4）综上，连接处的最大荷载为静力：；直动：。3、如下图所示为一屋架下弦支座节点用粗制螺栓连接于钢柱上。钢柱翼缘设有支托板以受剪力。螺栓采用M20，钢材Q235钢，栓距70mm，荷载V=100kN，距柱翼缘表面200mm，轴向力N=150 kN，验算螺栓强度。答案：剪力V完全由支托承担。螺栓群承受N=150kN和由V=100kN引起的弯矩M=Ve=100200=2，因此该连接为抗拉螺栓连接。查表得M20的有效截面面积。单个螺栓抗拉承载力设计值轴力N作用下每个螺栓受力相等，即弯矩M作用下假定转动中心在最下一排，则最上一列所受拉力最大，为于是最外排螺栓拉力为：（满足）4、如下图所示的两端简支的焊接组合截面工字形钢梁，受静力荷载作用，钢材为Q235-B钢，试验算跨中荷载P作用位置的强度是否能够满足要求？（工字形截面的，腹板计算高度边缘处）解：（1）截面特性，腹板计算高度边缘处（2）P作用处梁所受的荷载值：弯矩：；剪力：（3）验算梁的应力值a、最大正应力：满足要求。b、最大剪应力：满足要求。c、折算应力满足要求。5、轧制工字钢I45a，截面面积，。作用于该构件的轴心拉力的设计值为，弯矩的设计值，如下图，所用钢材为Q235，构件截面无削弱。试按最大弯矩验