钢结构知识要点

钢结构知识要点

1、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因

答:：【焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿；焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形；热影响区扩大容易产生脆裂。焊脚尺

寸太小，焊接时产生的热量较小，焊缝冷却快，容易产生裂纹；同时也不易焊透。

焊缝长度过短，焊件局部加热严重，

会使材质变脆；同时起、落弧造成的缺陷相距太近，严重影响焊缝的工作性能。焊缝长度过长，应力沿长度分布不均匀，两

端应力可能达到极限值而先破坏，中部则未能充分发挥其承载能力。

2、试述焊接残余应力对结构工作的影响

答:：【残余应力对结构静力强度一般没有影响，因为它是自相平衡力系，只要材料能发生塑性变形，其静力强度是不变的。

但当材料不能发展塑性时，则可能发生脆性破坏，即各点的外加应力和其残余应力相加达到材料的抗拉强度，该点即破坏，

从而降低构件的承载力。残余应力将减少构件的刚度，因残余应力与外加应力相加，将使某些部分提前进入塑性而不再承

担以后增加的荷载。残余应力使构件刚度减小，因而对稳定承载力有不利影响，特别是对工字形截面的弱轴影响更大。双

向或三向残余拉应力场，将增加材料的脆性倾向，也将降低疲劳强度。

3、正面角焊缝和侧面角焊缝在受力上有什么不同？当作用力方向改变时，又将如何？

答:：【正面角焊缝受力较复杂，但沿焊缝长度方向应力分布比较均匀，且正面角焊缝承载力较高；侧面角焊缝受力相对简单，

主要承受沿着焊缝长度方向的剪应力，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两边大、中间小，侧缝的承载力较低，但侧缝塑

性较好，两端出现塑性变形后，应力重分布，所以当焊缝长度在规定的范围内时，剪应力应仍按均布计算。】

4、在焊接过程中可能产生哪些焊接缺陷？应采取什么措施加以消除？

答:：【焊接过程中可能产生的焊接缺陷有裂纹、气孔、夹渣、未焊透、咬肉等。施焊时通过采取下列措施来消除这些缺陷：

钢材化学成份需适当，采用合适的焊接工艺，所用焊条和施焊次序需适当，按规范进行焊缝质量检验。】

5、焊缝质量分为几级？分别用什么方法进行检验

答:：【焊缝质量分为三级。三级焊缝只要求外观检查；二级焊缝除外观检查外还需做超声波检查；一级焊缝需同时做外观检

查、超声波检查和射线检查。】

6、如何减小焊接应力和焊接变形？

答:：【减小焊接应力和焊接变形的方法有：采取合理的施焊次序；尽可能采用对称焊缝；施焊前给构件一个和焊接变形相

反的预变形；可能情况下焊前预热，焊后保温慢慢冷却；焊后采用人工或机械方法消除焊接变形】

7、焊接的连接形式按构件的相对位置可分为，，种类型答:：【平接，顶接和搭接】

8、焊接的连接形式按构造可分为，两种类型答:：【对接焊缝和角焊缝】

9、当两种不同强度的钢材采用焊接连接时，宜用与强度钢材相适应的焊条答:：【低】

10、在承受载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用不焊透的对接焊缝。答:：【动力】

11、工字形或形牛腿的对接焊缝连接中，一般假定剪力由焊缝承受，剪应力均布答:：【腹板】

12、单面连接的单角钢按轴心受力计算它与节点板的角焊缝连接，角焊缝强度设计值应乘以折减系数

答:：【0.85】

13、施工条件较差的高空安装焊缝，其焊缝强度设计值应乘以折减系数答:：【0.9】

14、钢板的拼接，当采用对接焊缝时，纵横两方向的焊缝可采用型交叉，其交叉点的间距不得小于200

15、凡能通过一、二级检验标准的对接焊缝，其抗拉设计强度与母材的抗拉设计强度答:：【相等】

16、在钢板对接时，采取分段施焊，厚焊缝则分层施焊，工字形顶接焊接时采用对称跳焊，上述措施的目的在于答:：【减小

焊接应力和焊接变形】

1、摩擦型高强度螺栓与普通螺栓有什么区别？

答：【①摩擦型高强螺栓是采用高强度钢制成，而普通螺栓采用普通碳素钢制成；②摩擦型高强螺栓是通过拧紧螺帽，使

螺杆产生预拉力压紧构件接触面，靠接触面的摩擦来阻止其相互滑移，以达到传递外力的目的，而普通螺栓是靠螺杆的抗剪

和板件孔壁承压来传力的；③摩擦型高螺栓能传递剪力，而普通螺栓中的精制螺栓能传递剪力，对于粗制螺栓，由于制造精

度较差，一般通过设置支托来传递剪力。

2、摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓有什么区别？

答：【摩擦型高强度螺栓连接的板件间无滑移，靠板件接触面间的摩擦力来传递剪力，而承压型高强螺栓容许被连接板件

间产生滑移，其抗剪连接通过螺栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，所以承压型高强度螺栓比摩擦型高强度螺栓抗剪承载力大，

但变形也大

3、为什么要控制高强度螺栓的预拉力，其设计值是怎样确定的？答：【高强螺栓的应用，不论是受剪力连接、受拉力连接

还是拉剪连接中，其受力性能主要是基于螺栓对板件产生的压力，即紧固的预拉力，即使是承压型的连接，也是部分利用这

一性能，因此，控制预拉力是保证高强螺栓连接质量的一个关键性因素。高强螺栓预拉力设计值是这样确定的：基于钢材的

屈服强度，考虑材料的不均匀性，为防止预拉力的松弛而需要的超张拉以及拧紧螺栓扭矩产生的剪力等因素进行综合确定

4、螺栓在钢板或型钢上排列的最大与最小间距是根据什么因素确定的？

答：【螺栓在钢板或型钢上排列的最大间距是从构造和受力上加以考虑的，构造上防止间距太大而引起接触面不紧密，从

而受潮腐蚀，受力上防止间距太大而导致板件张口鼓曲。螺栓在钢板或型钢上排列的最小间距是从施工和受力上加以考虑

的，施工上便于扳手转动，受力上防止板件冲剪破坏。

5、普通螺栓受剪时破坏型式有哪些？哪些通过计算来解决？哪些通过构造来解决？

答：【普通螺栓受剪时破坏型式有以下五种形式：⑴栓杆剪坏⑵板件挤压破坏⑶板件受拉破坏⑷板件冲剪破坏⑸栓杆

受弯破坏

第⑴、⑵两种破坏型式通过螺栓连接计算来保证，第⑶种破坏型式通过板件计算来保证，第⑷、⑸两种型式通

过构造措施来保证。

6、螺栓群在扭矩作用下，在弹性受力阶段受力最大的螺栓其内力值是在什么假定条件下求得的？

答：【螺栓群在扭矩作用下，其内力计算基于下列假定：⑴被连接板件为绝对刚性体；⑵螺栓是弹性体；⑶各螺栓绕螺栓群的

形心旋转，使螺栓沿垂直于旋转半径r的方向受剪，各螺栓所受的剪力大小与r成正比。

7、;普通螺栓按制造精度分答：【精制螺栓和粗制螺栓

8、;采用剪力螺栓连接时,为避免连接板冲剪破坏，构造上采取措施

9、排列螺栓时，施工要求是答：【保证螺栓最小容许间距

10、普通螺栓是通过--来传力的答：【栓杆抗剪和板件孔壁承压

11、;高强螺栓根据螺栓受力性能分为种答：摩擦型和承压型

12;摩擦型高强螺栓是靠递外力的答：【摩擦力

答：【控制螺栓边距

13、;在摩擦型高强螺栓连接计算连接板的净截面强度时，孔前传力系数可取答：【0.5

14、;普通螺栓群承受弯矩作用时，螺栓群绕旋转。

15、;高强螺栓群承受弯矩作用时，螺栓群绕旋转

答：【底排螺栓

答：【螺栓群中心

16、;摩擦型高强度螺栓抗剪连接，在轴心力作用下，其疲劳验算应按面计算应力幅答：【毛

1、钢结构轴心受压构件整体稳定承载力时按什么原理确定的？

答：【考虑杆长千分之一的初始挠度，忽略初始偏心，计入焊接残余应力的影响，根据压溃理论用有限元方法确定构件的临界

应力。

考虑杆长千分之一的初始挠度，忽略初始偏心，计入焊接残余应力的影响，根据压溃理论用有限元方法确定构件的临界应力。

2、拉杆为何要控制刚度？如何验算？拉杆允许长细比与什么有关？答：【拉杆要控制刚度是为了保证构件在使用过程中不产

生过大的横向振动而使杆件连接受到损害及改变杆件轴心受拉的性质。验算：构件长细比小于或等于容许长细比，拉杆允许

长细比与拉杆所受荷载的性质有关。

3、试述提高轴心受压构件整体稳定性的措施。

答：【轴压构件当较大时为弹性失稳，此时临界力只与长细比有关，所以可通过改变支承条件（如杆端将铰支改为固定，

中间加支承点等来减小计算长度，或改变截面形状，增大回转半径来提高整体稳定性；当轴压构件长细比较小时为弹塑性失

稳，此时其临界力与材料强度也有关，因此提高钢号对提高整体稳定性也有一定作用。此外，截面形式与整体稳定性也有关，

在三类截面、、、中，类最好，类最差。

4、轴心受压构件有几种可能的失稳状态？最常见的是那一种？

答：【轴心受压构件有三种可能的失稳状态：弯曲失稳、扭转失稳和弯扭失稳，最常见的是弯曲失稳。

5、简述影响轴压构件整体稳定的因素有哪些？

答：【（1支撑形式（2截面的形状和尺寸（3材料强度（4残余应力的分布和大小（5构件的初弯曲（6荷载作用点的初偏

心（7构件的初始缺陷（8构件的失稳方向，等等。

6、轴心受压格构柱所受剪力是这样产生的？根据哪些条件确定。

答：【轴心受压格构柱所受剪力是由于柱绕虚轴屈曲时，剪切变形不能忽略而产生的。剪力大小由格构柱材料强度及柱肢的毛

截面面积决定的。

7轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有;和

答：【弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳

8、在计算构件的局部稳定

时，工字型截面的轴压构件腹板可以看成;矩形板答：【四边简支

9、;翼缘板的外伸部分可以看成是;矩形板答：【三

边简支一边自由

10、;轴心受压构件腹板的宽厚比的限制值，是根据板件临界应力与杆件的条件推导出的

答：【;临界应力相等

11、当临界应力小于时，轴心受压杆属于弹性屈曲问题'答：【;比例极限

12、因为残余应力减小了构件的;，从而降低了轴心受压构件的整体稳定承载力。答：【;截面抗弯刚度

13、;使格构式轴心

答：【;分肢稳定和局部稳定

受压构件满足承载力极限状态，除要求保证强度、整体稳定外，还必须保证

14、格构式轴心压杆中，绕虚轴的整体稳定应考虑的影响答：【;剪切变形

15、;轴心受压构件的第二极限状态的要求是答：【构件长细比小于或等于允许长细比

;16、;在缀板式格构柱中，缀板的线刚度不能小于单肢线刚度的倍答：【6

1、一根钢梁，是否能对其进行塑性设计或考虑其部分进入塑性，应主要考虑哪几个方面的情况？

答：【主要考虑此梁是否直接承受动力荷载，能否充分保证梁不会发生整体失稳，受压翼缘是否能保证不发生局部失稳。】

2、什么是梁的整体失稳？影响梁的整体稳定的主要因素有哪些？

答：【梁在荷载作用下，虽然其截面的正应力还低于钢材的强度，但其变形会突然离开原来的弯曲平面，同时发生侧向

弯曲和扭转，这就称为梁的整体失稳。主要因素梁的侧向抗

弯刚度，抗扭刚度，抗翘曲刚度，梁侧向支撑点之间的距离，

梁的截面形式，横向荷载的形式、在截面上的作用位置等。】

3、梁沿长度改变截面的主要目的是什么？有哪些形式？应注意些什么？

答：【梁沿长度改变截面的主要目的是节约钢材。形式有①改变翼缘宽度；②改变翼缘厚度，如果是两层翼缘板的焊接梁可用

截断一层翼缘板的办法来改变梁的截面；③改变梁的高度。注意应充分考虑应力集中，使截面过度尽量缓和。】

4、单向受弯梁从弯曲变形状态转变为弯扭变形状态时的现象称为答：【整体失稳】

5、提高梁整体稳定的措施主要有答：【设置侧向支撑、加宽受压翼缘】

6、梁截面高度的确定应考虑三种参考高度，其中由确定的最大高度答：【建筑高度】

7、工字形截面的钢梁翼缘的宽厚比限值是根据确定的答：【板件的临界应力达到材料屈服强度的95%】

8、梁腹板的局部失稳准则是答：【板件中的临界应力达到材料屈服强度】

9、当荷载作用在梁的翼缘时，梁整体稳定性较高答：【受拉】

10、在工字形梁弯矩、剪力都比较大的截面中，除了要验算正应力和剪应力外，还要在处验算折算应力答：【腹板与翼缘交

界】

11、受均布荷载作用的简支梁，如要改变截面，应在距支座约改变截面较为经济答：【6】

12、当梁整体稳定系数0.6时，材料进入工作阶段答：【弹塑性】

13、对承受静力荷载或间接承受动力荷载的钢梁，允许考虑展塑性变形【部分截面】

1、何为偏心受力构件？

：【偏心受力构件是纵向力不作用在截面的形心或者同时受到轴向力和横向力的构件。总而言之，偏心受力构件就是既受轴力

又受弯矩的构件。】

2、实腹式压弯构件在弯矩作用平面内失稳是何种失稳？在弯矩作用平面外失稳是何种失稳？两者有何区别？

【在弯矩作用平面内是弯曲屈曲，在弯矩作用平面外是弯扭屈曲。前者只在弯矩作用平面内变形，后者除弯矩平面内变形外，

还有侧移和扭转。】

3、对压弯构件，当弯矩作用在实腹式截面的弱轴平面内时，为什么要分别进行在弯矩作用平面内、外的两类稳定验算？它

们分别属于第几类稳定问题？

：【当弯矩作用在实腹式截面的弱轴平面内时，构件可能在弯矩作用平面内弯曲屈曲，也可能在弯矩作用平面外弯扭屈曲，

失稳的可能形式与构件的抗扭刚度和侧向支承的布置等情况有关，所以弯矩作用平面内、外的两类稳定都要验算。弯矩作用

平面内为极值型稳定，即属于第二类稳定问题；弯矩作用平面外为分枝型稳定，属于第一类稳定问题。】

4、对于弯矩作用在对称轴内的型截面，在验算了弯矩作用平面内的稳定性时，为什么除了按一般实腹式压弯构件稳定计算

外，还需补充验算受拉翼缘的稳定？

：【：因为型截面单轴对称，当弯矩作用在对称轴平面内使翼缘受压，另一侧腹板受拉时，受拉的这侧腹板可能先进入塑性区，

从而导致构件失稳。】

5、实腹式偏心受压构件的整体稳定，包括弯矩稳定和弯矩稳定：【作用平面内作用平面外】

6、偏心受压杆件属于第2稳定问题

：7、当偏心弯矩作用在截面最大刚度平面内时，实腹式偏心受压构件有可能向平面外（）而破坏

：【弯扭失稳】

8、保证