钢结构简答题

简答题

简述钢结构有哪些主要特色。（8分）

答：（1）资料的强度高，塑性和韧性好；

2）材质平均，和力学计算的假设比较切合；

3）制作简易，施工周期短；

4）质量轻；

5）钢材耐腐化性差；

6）钢材耐热，但不耐火；2.碳素结构钢按质量分为几级并是如何区分的

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。

此中

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，所不一样的是三者的试验温度有所不一样，

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。

2Q235B·b代表折服强度为235N/mm，B级，半冷静钢。

3.钢结构中，采纳钢材时要考虑哪些主要要素（8分）答：结构或构件的重要性；

荷载的性质(静载或动载)；

连结方法（焊接、铆接或螺栓连结）；

工作条件（温度及腐化介质）。

轴心受力构件的截面形式有哪几种而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）能供给强度所需要的截面积；

2）制作比较简易；

3）便于和相邻的构件连结；

4）截面展开而壁厚较薄，以知足刚度要求。

计算压弯（拉弯）构件的强度时，依据不一样状况，采纳几种强度计算准则并简述各准则的内容。我国钢

结构规范关于一般构件采纳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，依据不一样状况，采纳三种强度计算准则。

此中（1）截面边沿纤维折服准则：当构件受力最大截面边沿处的最大应力达到折服时，即以为构件达到了

强度极限。（2）全截面折服准则：这一准则以构件最大受力截面形成塑性铰为强度极限。（3）部散发展塑

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。

我国钢结构规范关于一般构件采纳部散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要素有哪些。（8分）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，梁的曲折均衡状态是稳固的。

当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内曲折的同时，将忽然发生侧向的曲折和扭转变形，并丧失持续承载的能力，这类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、荷载种类、荷载作用位

置以及梁的跨度等相关。7.钢结构框架钢柱的计算长度系数与哪些要素相关。

（6分）

答：钢结构框架钢柱的计算长度系数与框架种类、订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、订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、柱与基础的连结方式、横梁远端

连结方式、横梁轴力大小以及柱的形式等要素相关。8.简述焊接剩余应力对结构性能的影响。

（8分）

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：剩余应力使构件的变形增大，刚度降低；

3）对压杆稳固的影响：焊接剩余应力使压杆的挠曲刚度减小，进而必然降低其稳固承载能力；

4）对低温冷脆的影响：在低温下使裂纹简单发生和发展，加快构件的脆性损坏；

5）对疲惫强度的影响：焊接剩余应力对疲惫强度有不利的影响，原由就在于焊缝及其近旁的高额剩余拉应力。

简述螺栓连结的五种损坏形式。（6分）答：螺栓连结的五种损坏形式为：

1）螺栓杆剪断；

2）孔壁挤压；

3）钢板被拉断；

4）钢板剪断；

5）螺栓杆曲折。

三、简答题（每题10分）

1、何谓应力集中应力集中对钢材的机械性能有何影响

2、经过哪些设计举措能够减小焊接剩余应力和焊接剩余变形

3、焊接剩余应力对结构性能有哪些影响

4、抗剪的一般螺栓连结有哪几种损坏形式用什么方法能够防备

5、能够采纳钢材的极限强度作为设计强度标准值吗假如不可以够，采纳什么作为设计强度标准值为何无明

显折服点的钢材，其设计强度值如何确立

6、焊脚尺寸是越大越好仍是越小越好为何

答案：

1、答：实质上钢结构构件中存在着孔洞、槽口、凹角、截面忽然改变以及钢材内部缺点，此时构件中的应

力散布将不再保持平均，而是在某些地区产生局部顶峰应力，在此外一些地区则应力降低，形成所谓的应

力集中。

2、答：1、焊接地点的合理安排；2、焊缝尺寸要适合；3、焊缝数目宜少；4、应尽量防止两条或三条焊缝

垂直交错；5、尽量防止在母材厚度方向的缩短应力3、答：1、降低结构刚度；

2、降低或除去焊缝中的剩余应力是改良结构低温冷脆性能的重要举措；

3、对

构件的疲惫强度有显然不利的影响。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，因为栓杆和板件的挤压是相对的，故也可把这类损坏较作螺栓的承压损坏；

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损坏。第

1、2种损坏形式可

进行抗剪螺栓连结的计算，第

3种损坏形式要进行构件的强度计算；第

4种损坏形式有螺栓端距≥

2d0

来

保证。5、答：不可以够。折服强度作为设计强度标准值。因为钢材过了折服强度后，会有必定的延长率，这段时期

钢材的强度会低的。对无显然折服点的钢材，其设计强度应以极限强度的75%来定。

6、答：除钢管结构外，焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的倍，是为了防止焊缝区的基本金属过烧，减小焊

件的焊接剩余应力和剩余变形。焊脚尺寸也不可以过小，不然焊缝因输入能量过小，而焊件厚度较大，致使

施焊时冷却速度过快，产生淬硬组织，致使母材开裂，规范规定焊脚尺寸不得小于，t为较厚焊件的厚

度。、轴心受压构件的稳固承载力与哪些要素相关（4分）

构件的几何形状与尺寸；杆端拘束程度；钢材的强度；

焊接剩余应力；初曲折；初偏爱

2、格构式和实腹式轴心受压构件临界力确实定有什么不一样双肢缀条式和双肢缀板式柱的换算长细比的计算

公式是什么为何对虚轴用换算长细比（4分）

格构式轴心受压构件临界力确实定依照边沿折服准则，并考虑剪切变形的影响；实腹式轴心受压构件

临界力确实定依照最大强度准则，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：

0xx227AA1双肢缀板式柱的换算长细比的计算公式：220xx1

格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时，柱的剪切变形较大，剪力造成的附带挠曲影响不可以忽视，故对虚

轴的失稳计算，常以加大长细比的方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要素有哪些（4分）

化学成分；冶金缺点；钢材硬化；温度影响；应力集中；频频荷载作用。

4、如何保证梁腹板的局部稳固（4分）

①当h080235时，应按结构配置横向加劲肋；twfy②当80235h0170235fytw时，应按计算配置横向加劲肋；fy③h0170235，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋；twfy④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、螺栓在钢板上应如何摆列合理（4分）

螺栓在钢板上的摆列有两种形式：并列和错列。并列部署紧凑，齐整简单，所用连结板尺寸小，但螺栓对构件截面削弱较大；错列部署松懈，连结板尺寸较大，但可减少螺栓孔对截面的削弱。螺栓在钢板上的摆列应知足三方面要求：①受力要求②施工要求③结构要求，而且应知足规范规定的最大最小允许距离：最

小的栓距为3d0，最小的端距为2d0

关于理想的轴心受压构件，提升钢材的牌号（即钢材强度），对构件的稳固承载能力有何影响为何

剪力作用下的一般螺栓连结节点可能发生哪些损坏形式

两板件经过抗剪螺栓群担当剪力时，就板件的净截面强度来说，摩擦型高强螺栓连结与一般螺栓连结有何差别采纳何种连结方式更合理

某煤气柜结构，据统计在预期的20年使用寿命内，煤气气压循环万次，问：能否按现行《钢结构设计规范》中相关钢结构疲惫验算的规定对该煤气柜结构及其节点进行疲惫验算为何

同一种类的钢材，当其厚度或直径发生变化时，钢材的机械性能（强度和塑性）有何变化为何

某钢结构高强度连结梁柱节点，设计按摩擦型高强螺栓（接触面喷砂后生赤锈）计算摩擦面的抗滑移系数。施工单位为防备构件锈蚀对构件的损害，对接触面（梁端板与柱翼缘板）间进行了喷漆办理。问这类办理方式能否合理为何

无影响。因为理想轴心受压构件的稳固承载力为，与钢号没关。

栓杆被剪断、栓杆（孔壁承压）损坏、板件拉断、栓杆受弯损坏、板端冲剪损坏

摩擦型高强螺栓连结板件计算截面承力需考虑孔前传力，其所受荷载小于一般螺栓连结。从板件的受力来说，采纳摩擦型高强螺栓连结更合理。

不可以按现行《钢结构设计规范》对该煤气柜结构及其节点进行疲惫验算，因为《钢结构设计规范》中有

关钢结构疲惫验算是鉴于循环次数≥105。

同一种类的钢材，当其厚度或直径发生减小时，钢材的强度和塑性会提升。因为跟着钢材厚度或直径的减小，钢材（型钢）的轧制力和轧制次数增添，钢材的致密性好，存在大缺点的几率减少，故强度和塑性会提升。

这类办理方式不合理。因为喷砂后生赤锈板件间的抗滑移系数大于板件喷漆办理，板件接触面喷漆后摩擦型高强螺栓的抗剪承载力将降落。

建筑钢材的伸长率是经过什么实验确立的实验时如何取值伸长率反应了钢材的什么性质

请评论钢材经过常温时的加工（冷作硬化）后，其强度、塑性性能的变化。

在角焊缝设计中，对焊脚尺寸和计算长度有哪些结构要求为何

承压型高强螺栓和摩擦型高强螺栓承受剪力作用时在传力和螺栓的验算上有什么差别

钢材在复杂应力作用下，应力场不一样，钢材的强度、塑性等力学性能有何变化

请说明缀条式格构柱和缀板式格构柱的单肢的受力状况，大型柱从受力更合理的角度出发应尽可能采纳何种形式的格构柱

建筑钢材的伸长率是经过单向拉伸实验确立的。取试件拉断后的伸长量与原标距的比值的百分率，即，伸长率反应了钢材的塑性变形能力。

钢材经过冷作硬化后，其强度提升，塑性变形能力降落。

最大焊脚尺寸：，防备焊缝过烧焊件；

最小焊脚尺寸：，防备焊缝冷裂；

最大计算长度：，防备应力沿焊缝长度不平均散布；

最小计算长度：，防备焊缝沿长度缺点几率增添。

4.承压型高强螺栓承受剪力作用时螺栓直接承受剪力，需验算螺栓的受剪和承压承载能力。摩擦型高强螺

栓承受剪力作用时螺栓不直接承受剪力，需验算螺栓的受剪承载能力。

同号应力场时钢材的强度提升而塑性变形能力降低，异号应力场时钢材的强度降低而塑性变形能力提升。

缀条式格构柱的单肢为轴心受力构件，缀板式格构柱的单肢为压弯构件。从受力更合理的角度出发，大型柱应尽可能采纳缀条式格构柱。

1．简述双肢格构式轴心受压杆件的截面选择步骤。

2．我国钢结构设计规范梁的整体稳固验算中为何要引入等效弯矩系数

3．摩擦型高强螺栓工作机理是什么

4．拉杆为何要控制刚度如何验算拉杆同意长细比与会什么相关

5．化学成分碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响

6．受剪一般螺栓有哪几种可能的损坏形式如何防备

7．轴心受压构件的整体失稳承载力和哪些要素相关

8．简述压弯构件作用平面外失稳的观点

9．请说出单向应力状态下钢材的基本力学性能指标。

10．焊缝的质量标准分为几级应分别对应于哪些受力性质的构件和所处部位。

11《钢结构规范》规定哪些状况之下，可不计算梁的整体性

1．（1）依据绕实轴的整体稳固性，选择肢件的截面。选择方法与实腹式轴心受压构件的截面选择方

法完整同样；

2）依据等稳固条件，确立两分肢间的距离；

3）验算整体稳固性和分肢稳固性，包含对刚度的验算；

4）但有截面削弱时，应验算构件的强度。

2．梁的整体稳固临界应力的计算是梁发生纯曲折时推导出采的，在其余荷载作用下，梁的临界应力

与在纯曲折作用下梁的临界应力之比用等效弯矩系数去表示，这样会给设计计算带来方便。

3．由螺栓对连结板件的预压力产生磨擦力来抗剪，以板件之间磨擦力达到最大，板件发生相对滑动

作为极限状态。

4．防备在运送、安装过程中由重力等其余要素作用而产生过大的变形，由限制拉杆长细比的方法

来验算，即

[]。拉杆允许比细比与载荷性质如静载、动载相关。

5．碳含量增添，强度提升，塑性、韧性和疲惫强度降落，同时恶化可焊性和抗腐化性

硫使钢热脆，磷使钢冷脆。但磷也可提升钢材的强度和抗锈性。

6．螺栓抗剪连结达到极限承载力时，可能的损坏形式有vy种形式:(l栓杆被剪断;②

螺栓承压损坏;③板件净截面被拉断;④端板被栓杆冲剪损坏。

第③种损坏形式采纳构件强度验算保证;第④种损坏形式由螺栓端距)a0保证。第①、

②种损坏形式经过螺栓计算保证。

7．构件不一样方向的长细比.（λ）、截面的形状和尺寸、资料的力学性能（强度，塑性）、剩余

应力的散布和大小、构件的初曲折和初歪曲、荷载作用点的初偏爱、构件的端部拘束条件、构

件失稳的方向等等。

8．弯矩作用平面外稳固的机理与梁失稳的机理同样，即在压力和弯矩作用下，发生曲折平面外的侧

移与扭转，也叫弯扭屈曲。

9．折服强度，极限抗拉强度，伸长率，弹性模量，冷弯性能。

10．焊缝的质量标准分为三级。角焊缝和一般对接焊缝采纳三级即可，与钢材等强度的受拉受弯对接焊缝

则应用一级或二级，须对焊缝邻近主体金属作疲惫计算的横向对接焊缝用一级，纵向对接焊缝和翼缘

连结焊缝用二级。

11①梁受压翼缘有铺盖板与之坚固连结，防备梁发生侧向位移；

②对工字型或十型钢截面梁，当梁自由长度

l1加梁截面宽

b1之比不超限时；③对箱形截面梁，当hb6，且l1b195235时，fy

结构或构件的承载能力极限状态包含哪些计算内容正常使用极限状态又包含哪些内容

为何采纳钢材的折服点fy作为设计强度标准值无显然折服点的钢材，其设计强度值如何确立

为了保证明腹式轴压杆件构成板件的局部稳固，有哪几种办理方法

何谓焊接板梁的最大高度hmax和最小高度hmin梁的经济高度he的范围腹板太厚或太薄会出现什么问题

结构或构件的承载能力极限状态包含静力强度、动力强度和稳固等的计算〉达到这类极限状态时，结

构或构件达到了最大承载力而发生损坏，或达到了不适于持续承受荷载的巨大变形。结构或构件的

正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或持久性的某项规定限值。达此极限状态时，结构或构件虽仍保持承载力，但在正常荷载和作用下产生的变形已不可以使结构或构件知足正常使用的要求，包含静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的强烈振动等。

选择折服点作为结构钢材设计强度标准值是因为：(1)它是钢材开始塑性工作的特色点，钢材折服后，

塑性变形很大，极易为人们觉察，可实时办理，防止发生损坏；(2)从折服到钢材损坏，整个塑性工作地区比弹性工作地区约大200倍，且抗拉强度与折服点之比(强屈比)较大，是钢结构的极大后

备强度，使钢材不会发生真实的塑性损坏，十分安全靠谱。对无显然折服点的钢材，以卸载后试件的剩余应变成%所对应的应力作为折服点。

对翼缘板，可经过增添其厚度，使其宽厚比不超出必定的限值以保证其知足局部稳固性要求；对腹

板，一方面能够经过增添其厚度，使其高厚比不超出必定的限值，也可在腹板中央沿腹板全长设置一根纵向加劲肋，以保证其局部稳固性要求。

梁的高度应由建筑高度、刚度要乞降经济条件三者来确立。建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板

顶面之间的高度，它的限制决定了梁的最大可能高度hmax，一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度v

≤［v］，它决定了梁的最小高度hmin；由经济条件可定出梁的经济高度he，一般由梁的用钢量为最小来确立，

梁的经济高度的范围为：hmin≤he≤hmax，腹板太厚将增添用钢量，致使不经济，而太薄，梁的腹板将不可以保证局部稳固性要求，进而使梁的稳固性承载能力降低。

三、简答题（每题10分）

1、何谓应力集中应力集中对钢材的机械性能有何影响

2、经过哪些设计举措能够减小焊接剩余应力和焊接剩余变形

3、焊接剩余应力对结构性能有哪些影响

4、抗剪的一般螺栓连结有哪几种损坏形式用什么方法能够防备

5、能够采纳钢材的极限强度作为设计强度标准值吗假如不