钢结构简答题汇总及钢结构节点图

第二章1.简述建筑钢结构对钢材的要求、指标，规范推荐使用的钢材有哪些？ 答：1.较高的强度。2.足够的变形能力。3.良好的加工性能。此外，根据结构的具体工作条件，在必须是还应该具有适合低温、有害介质侵蚀（包括大气锈蚀）以及重复荷载作用等的性能。《钢结构设计规范》（GB50017-2003)推荐的普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。2.衡量材料力学性能的好坏，常用那些指标？它们的作用如何？1.强度性能2.塑性性能3.冷弯性能4.冲击韧性3.哪些因素可使钢材变脆，从设计角度防止构件脆断的措施有哪些？答：（1）硫磷氧氮等化学成分的影响（2）成材过程的影响（3）冷加工硬化及温度等其他因素的影响。从设计角度防止构件脆断课不考虑硬化所提高的强度及规定结构表面所受辐射温度等。4.碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响？答：碳(C)：碳含量提高，则钢材强度提高，但同时塑形、韧性、冷弯性能、可焊性、抗锈蚀能力下降。对于焊接结构，为了有良好的可焊性，以不大于0.2%为好。磷(P)：磷即是有害元素也是能利用的合金元素。在低温下使钢变脆，称为冷脆；高温时使钢减少塑性。但磷能提高钢的强度和抗锈蚀能力。硫(S)：硫有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的冲击韧性，同时影响疲劳性能和抗锈蚀性能。5.什么是钢材的可焊性？影响钢材可焊性的化学元素有哪些？钢材的可焊性是指一般焊接工艺就可以完成合格的（无裂纹的）焊缝的性能。影响钢材可焊性的主要因素是碳含量和合金元素的含量。6.钢材的力学性能为何要按厚度（直径）进行划分？钢材屈服点的高低和钢材晶粒的粗细有关，材质好，轧制次数多，晶粒细，屈服点就高，因而不同厚度的钢材，屈服点不一样。7.钢材中常见的冶金缺陷有哪些?偏析，非金属杂质，气孔，裂纹及分层8.随着温度的变化，钢材的力学性能有何变化？总的趋势是：温度升高，钢材的强度降低，应变增大，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆9.什么情况下会产生应力集中，应力集中对材性有何影响？当截面完整性遭到破坏，如有裂纹空洞刻槽，凹角时以及截面的厚度或宽度突然改变时，构件中的应力分布将变得很不均匀，在缺陷或洁面变化处附近，会出现应力线曲折密集，出现高峰应力的现象即应力集中影响：在应力高峰出会产生双向或三向的应力，此应力状态会使材料沿力作用方向塑性变形的发展受到很大的约束，材料容易脆性变形。10.什么是疲劳断裂？它的特点如何？简述其破坏过程。概念:疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏特点：出现疲劳断裂时，截面上的应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度。同时，疲劳破坏属于脆性破坏，塑形变形很小，是一种无明显变形的突然破坏，危险性较大过程：分为三个阶段裂纹的形成裂纹缓慢扩展最后迅速断裂疲劳破坏的构件断口上面一部分呈现半椭圆形光滑区，其余部分则为粗糙区，微观裂纹随着应力的连续重复作用而扩展，裂纹两边的材料时而相互挤压时而分离，形成光滑区；裂纹的扩展使截面愈益被削弱，至截面残余部分不足以抵抗破坏时，构件突然断裂，因有撕裂作用而形成粗糙区11.快速加荷对钢材的力学性能有何影响？快速加载使钢材的屈服点和抗拉强度提高，冲击韧性降低12.选择钢材虑的因素有哪些？结构或构件的重要性；荷载性质（动载或静载）；连接方法（焊接铆接或螺栓连接）；工作条件（温度及腐蚀介质）13.什么是冷工硬化（应变硬化）、时效硬化？冷工硬化：经冷拉冷弯冲孔机械剪切等冷加工使钢材产生很大塑性变形，产生塑性变形后的钢材再重新加荷时会提高屈服强度，同时降低塑性和韧性时效硬化：指钢材仅随时间的增长而变脆第三章1.简述构件截面的分类，型钢及组合截面应优先选用哪一种，为什么？

答：构件截面可分为热轧型钢截面、冷弯薄壁型钢截面、组合截面。应优先选用型钢截面，它具有加工方便和成本较低的优点。

2.梁的强度计算有哪些内容？如何计算？

答：正应力、剪应力、局部压应力和组合应力的计算。

3.什么叫梁的内力重分布，如何进行塑性设计？

答：随着荷载的增大，塑性铰发生塑性转动，结构内力产生重分布，使其它截面相继出现塑性铰，直至形成机构。塑性设计就是利用内力塑性重分布，以充分发挥材料的潜力。

4.拉弯和压弯构件强度计算公式与其强度极限状态是否一致？

答：不一致，拉弯和压弯构件强度计算公式采用了不同的屈服准则。5.为什么直接承受动力荷载的实腹式拉弯和压弯构件不考虑塑性开展，承受静力荷载的同一类构件却考虑塑性开展？格构式构件考虑塑性开展吗？答：和强度设计准则有关，比如格构式构件，格构式截面一般才用边缘屈服理论，认为构件只要一点发生屈服,就可认为整个构件屈服，因此不能考虑塑性开展，并且塑性开展都是利用腹板的部分屈服，格构式构件没有腹板，就没有塑性发展了。而这种考虑塑性发展的塑性设计只用于不直接承受动力荷载的固端梁和连续梁，并且比不考虑节约钢材，充分发挥材料的潜力。

6.截面塑性发展系数的意义是什么？试举例说明其应用条件？

答：对不需要计算疲劳的受弯构件，允许考虑截面有一定程度的塑性发展第四章单个构件的承载能力——稳定1、有哪些因素影响轴心受压构件的稳定系数？答：初弯曲、初偏心、残余应力、杆端约束。2、轴心受压构件与压弯构件的腹板局部稳定设计原则是什么？轴心受压构件的稳定设计原则是选择适当高的截面或减小计算长度，以减小长细比获得较大的φ值。压弯构件的腹板局部稳定，经计算在腹板受压区加设加劲肋。3、影响梁整体稳定性的因素有哪些？提高梁稳定性的措施有哪些？答：主要影响因素：①梁的侧向抗弯刚度yEI、抗扭刚度tGI和抗翘曲刚度wEI愈大，梁越稳定；②梁的跨度l愈小，梁的整体稳定越好；③对工字形截面，当荷载作用在上翼缘是易失稳，作用在下翼缘是不易失稳；④梁支撑对位移约束程度越大，越不易失稳；采取措施：①增大梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度和抗翘曲刚度；②增加梁的侧向支撑点，以减小跨度；③放宽梁的受压上翼缘，或者使上翼缘与其他构件相互连接。4、试分析表4-7给出的最大的l1/b1值是如何得出的？5、简述压弯构件失稳的形式及计算的方法。6、简述压弯构件中等效弯矩系数βmx的意义。答：在平面内稳定的计算中，等效弯矩系数可以把各种荷载作用的弯矩分布形式转换为均匀受弯来看待。第七章1、简述钢结构连接的类型和特点？答：钢结构最主要的连接类型：（1）焊缝连接（2）铆钉连接（3）普通螺栓连接和高强螺栓连接（1）焊缝连接：构造简单、不削弱构件截面、节约钢材、加工方便，易于采用自动化操作、连接密封性好、刚度大。焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响，低温冷脆问题比较突出。（2）铆钉连接：塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，适用于直接承受动载结构的连接。构造复杂，用钢量多。（3）螺栓连接：施工简单、拆装方便。用钢量多。2、受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？答：五种破坏形式：（1）螺栓杆剪断（2）孔壁挤压（3）钢板被拉断（4）钢板剪断（5）螺栓弯曲。针对前三种破坏，通过强度验算避免出现破坏。通过限制端距e3≥2d0避免钢板剪断，限制板叠厚度不超过5d以避免螺栓弯曲。3、简述普通螺栓连接与高强螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时的异同点？在弯矩作用下，普通螺栓连接计算时假定中和轴位于弯矩所指的最下列螺栓处，高强度螺栓摩擦型连接计算时中和轴位于螺栓形心轴处。4、为何要规定螺栓排列的最大和最小间距要求？答：（1）受力要求：为避免钢板端部不被剪断对于受拉构件，各排螺栓的栓距和线距不应过小，否则周围应力集中相互影响较大，且对钢板的截面削弱过多，从而降低其承载力。对于受压构件，沿作用力方向的栓距不宜过大，否则在被连接的板件间容易发生凸曲现象。（2）构造要求：若栓距及线距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易于侵入缝隙而发生锈蚀。（3）施工要求：保证有一定的空间，便于转动螺栓扳手。5、影响高强螺栓承载力的因素有哪些？答：栓杆预拉力；连接表面的抗滑移系数；钢材的种类。1、建筑体系1-1、门式刚架体系1-1-1、基本构件图1-1-2、说明

力学原理门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。刚架刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。支撑、系杆刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。柔性支撑为圆钢。系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。屋面檩条、墙梁一般为C型钢、Z型钢。承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。1-1-3、门式刚架的基本形式a.典型门式刚架b.带吊车的门式刚架c.带局部二层的门式刚架1-1-4、基本节点

a.柱脚节点b.梁、柱节点■局部二层节点参照多层框架体系。1-1-5、刚架衍生形式■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。

■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。1-2、多层框架体系1-2-1、框架图示1-2-2、说明

力学模型a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。b.刚接-支撑框架：横向采用刚接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。d.有时为保证足够的刚度，在刚接框架中亦设置支撑。框架柱框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。框架梁框架梁一般采用H型截面。楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。支撑支撑采用一般采用热轧型钢制作，其功能是传递层间水平力和保证结构的刚度。1-2-3、基本节点a.柱脚节点■柱脚节点同门式刚架体系。b.柱、梁节点2、支撑、系杆

2-1、图示柱间柔性支撑柱间刚性支撑

2-2、说明■支撑分为柔性支撑和刚性支撑两种。柔性支撑由圆钢制作，安装时必须张紧，主要用于门式刚架结构。刚性支撑由型钢制作，用于多层框架、吊车梁下段支撑等刚度要求高的结构中。■系杆和支撑联合作用，形成封闭的受力体系。在支撑端头有刚性构件和传递压力的情况下，不需设置系杆。■屋面水平支撑做法同柱间支撑。■根据需要，支撑还有人字形、八字形、K形、V型、门形、L形、Y形、单斜杆等形式。3、隅撑3-1、图示

3-2、说明

■隅撑的设置在于梁或柱受压翼缘的平面外计算长度。隅撑可用角钢制作或扁钢压制成型。■在多层框架体系中，梁柱刚接的位置常设置水平隅撑。4、吊车梁4-1、图示吊车梁边跨构造

吊车梁中间跨构造

标准吊车梁图

4-1、说明■吊车梁为吊车荷载的承载构件，由钢板焊接成型。■变形缝位置处理参照边跨构造。■吊车吨位大时设置制动桁架或制动梁来抵抗横向水平荷载。5、雨蓬

蓬用压型钢板采用HV-197TD-788板和HV-205TD-820板。

6、檩条、墙梁

6-1、C型冷弯薄壁型钢6-1-1、型钢截面特性6-1-2、安装节点图

6-2、Z型冷弯薄壁型钢6-2-1、型钢截面特性6-2-2、安装节点图7、屋面、墙面压型钢板

7-1、HV-203KL-406板7-1-1、板型图7-1-2、连接节点图7-2、HV-380SF-7607-2-1、板型图7-2-2、连接节点图

7-3、HV-475SF-475板7-3-1、板型图7-3-2、连接节点图

7-4、HV-197TD-788板7-4-1、板型图7-4-2、连接节点说明：

■防水空腔可以阻止因毛细现象而造成的渗水。■该板型可用于屋面板和墙面板，采用自攻螺钉和屋面檩条或墙梁连接。■用作屋面板时，螺钉穿过波峰与屋面檩条固定；用作墙面板时，螺钉在靠近波峰的波谷平直段与墙梁固定。7-4、HV-205TD-820板7-5-1、板型图7-5-2、连接节点图说明：■防水空腔可以阻止因毛细现象而造成的渗水。■该板型可用于屋面板和墙面板，采用自攻螺钉和屋面檩条或墙梁连接。■用作屋面板时，螺钉穿过波峰与屋面檩条固定；用作墙面板时，螺钉在靠近波峰的波谷平直段与墙梁固定。7-6、HV-225TD-900板7-6-1、板型图7-6-2、连接节点图说明：■防水空腔可以阻止因毛细现象而造成的渗水。■该板型用于墙面板，采用自攻螺钉和屋面檩条或墙梁连接；螺钉在靠近波峰的波谷平直段与墙梁固定。7-7、HV-360YC-360板7-7-1、板型图7-7-2、连接节点图说明：

■自攻螺钉穿过板直接与墙梁连接。7-8、HV-300YC-300板7-8-1、板型图7-8-2、连接节点图说明：■自攻螺钉穿过板直接与墙梁连接。7-9、HV-1000HP-1000板7-9-1、板型图7-9-2、连接节点图

8、屋面采光板

8-1、CV-203-406板说明：

■该采光板板型配合HV-203KL-406板使用。8-2、CV-380-760板说明：

■该采光板板型配合HV-380SF-760板使用。8-3、CV-475-475板说明：

■该采光板板型配合HV-475SF-475板使用。8-4、CV-197-788板说明：

■该采光板板型配合HV-197TD-788板使用。8-5、CV-205-820板说明：

■该采光板板型配合HV-205TD-820板使用。8-6、CV-225-900板说明：■该采光板板型配合HV-225TD-900板使用。8-7、连接节点图8-7-1、CV-475-475板连接节点8-7-2、其它板型连接节点说明：

■上图为CV-203-406板连接节点图；自攻螺钉穿透采光板（和压型钢板）与檩条连接。■除CV-475-475外，其它采光板参照上图处理。9、楼承板9-1、HG-344-688板9-2、HG-240-720板9-3、连接图连接节点说明：■HG-240-720板连接参照HG-344-688楼承板连接图。■抗剪栓钉与框架梁间采用专用工具焊接。10、天沟10-1、彩板外天沟WTG-1型WTG-2型10-2、钢板内天沟10-2-1、断面图说明：

■天沟为钢板折制成型；根据钢板选用的材质和涂层情况，可分为普通钢板天沟、镀锌钢板天沟、不锈钢板天沟三类。11、通风器11-1、屋脊自然通风器说明：■通风器根据喉宽Wm分为1m、1.5m、2m、2.5m四种规格，长度依据要求换气量和房屋长度确定。■顶部压型钢板根据需