钢结构简答题

《钢结构》复习提纲

第一章

钢结构的特点？

1）钢材强度高，结构重量轻2）材质均匀，且塑性韧性好3）良好的

加工性能和焊接性能4）密封性好5）刚才的可重复使用性6）刚才耐热

不耐火7）耐腐蚀性差8）钢结构的低温冷脆倾向

2.钢结构的应用？

答：大跨结构、工业厂房、受动力荷载影响的结构、多层和高层建筑、

高耸结构、可拆卸结构、容器和其他建筑物、轻型钢结构、刚和混凝

土组合结构。

3,了解结构的两类极限状态的概念或两类极限状态所包含的内容c

答：我国《规范》规定，承重结构应按下列两类极限状态进行设计：

4、一、承载能力极限状态。包括：构件和连接的强度破坏、疲劳破坏

和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为

机动体系和结构倾覆。

5、二、正常使用极限状态。包括：影响结构、构件和非结构构件正常

使用或耐久性能的局部损坏（包括组合结构中混凝土裂缝）。

6、承载能力极限状态与正常使用极限状态相比较，前者可能导

致人身伤亡和大量财产损失，故其出现的概率应当很低，而后者对生

命的危害较小，故允许出现的概率可高些，但仍应给予足够的重视。

7、了解钢结构内力的分析方法（P12）

答、一阶弹性分析：分析时力的平衡条件按变形前的结构杆件轴线建立,

即不考虑结构变形对内力的影响。因此，可以利用叠加原理，先分别按

各种荷载单独计算结构内力，然后进行内力组合得到结构各部位的最

不利内力设计值。二阶弹性分析与一阶弹性分析的不同之处在于，

力的平衡条件是按发生变形后的杆件轴线建立的。比较两种分析方法,

可见二阶弹性分析的结果更接近于实际，而且自动考虑/杆件的弹性

稳定问题，但计算工作量却大大增加，计算结果中还包含超越函数，

解算难度较大。《规范》还规定，当采用此近似二阶弹性分析时，还要

考虑结构和构件的各种缺陷对内力的影响，其影响可通过在框架每层

柱顶施加假想水平力（概念荷载）Hni来综合体现，为了得到柱子各个

截面上的最不利内力设计值，必须先进行荷载组合。在各种荷载组合下

进行二阶弹性分析，然后相互比较求得最不利的内力设计值。

第二章

1、钢结构对材料性能的基本要求是什么？

2、答，为了确保质量和安全，这些钢材应具有较高的强度、塑

性和韧性，以及良好的加工性能。

GB50017—2003推荐承重结构宜采用哪四种钢材？

答、Q235.345.390、420

3.建筑钢材可能的两种典型破坏形式是什么？各自的破坏特征

如何？

答、钢材有两种完全不同的破坏形式：塑性破坏和脆性破坏。

塑性破坏的主要特征是，破坏前具有较大的塑性变形，常在钢材

表面出现明显的相互垂直交错的锈迹剥落线。只有当构件中的应力达到

抗拉强度后才会发生破坏，破坏后的断口呈纤维状，色泽发暗。

脆性破坏的主要特征是，破坏前塑性变形很小，或根本没有塑性

变形，而突然迅速断裂。破坏后的断口平直，呈有光泽的晶粒状或有人

字纹。（原因：因此当单晶铁素体承受拉力作用时，总是首

先沿最大剪应力方向产生塑性滑移变形，显然当内外因素使钢材中

3、铁素体的塑性变形无法发生时，钢材将出现脆性破坏。）

4、简述钢材的主要机械性能（物理力学性能）指标。

5、答、屈服点抗拉强度伸长率弹性模量冷弯性能：（在试验

机上把试件弯曲180°以试件表面和侧面不出现裂纹和分层为合

格。冷弯试验不仅能检验材料承受规定的弯曲变形能力的大小，还

能显示其内部的冶金缺陷，因此是判断钢材塑性变形能力和冶金

质量的综合指标。）冲击韧性

6、影响钢材力学性能的主要因素有哪些？

7、答、化学成分，组织构造和缺陷，温度、应力集中、钢材的硬

化（时效硬化，冷作硬化，应变时效硬化）荷载类型等

7、什么是应力集中？构件中产生应力集中现象的主要原因有哪

些？应力集中将会造成什么后果？（P30）

8、答、原因一：实际结构中不可避免的存在孔洞、槽口、截面突然

改变以及钢材内部缺陷等，此时截面中的应力分布不再保持均匀，由

于主应力线在绕过孔口等缺陷时发生弯转，不仅在孔口边缘处会产

生沿力作用方向的应力高峰。原因二：应力集中现象还可能由内应力

产生。其在浇注、轧制和焊接加工过程中，因不同部位钢材的冷却速

破坏时的应力幅就小，其疲劳性能就不好。

我国常用建筑钢材的钢种、钢号是什么？钢号表示法？

答、我国的建筑用钢主要为碳素结构钢和低合金高强度结构钢和建筑

结构用钢板。碳素结构钢有Q195,215,235,275。低合金高强度结构

钢有Q345,390,420,460,550,620,690。建筑结构用钢板有

Q235.345.390、420、460GJ五种牌号。

为什么薄钢板或小直径钢材比厚板或大直径钢材的强度高，即为什

么GB50017—2003要对钢材以板厚分组区别其强度？

答、辐轧次数较多，轧制的压缩比大，钢材的性能改善明显，其强度、

塑性、韧性和焊接性能均优于厚板，综合性能更优越。

11、用塑性良好的Q235钢材制成的材料一定发生塑性破坏吗,why?

答、不一定，低温、应力集中、冲击荷载等因素能使塑性良好的钢材

发生脆性破坏。

第三章

目前我国常用的连接方法有哪些？

答、钢结构的连接方法可分为焊接连接、钾钉连接、螺栓连接和轻型钢

结构用的紧固件连接等

1、手工电弧焊焊条与焊件金属品种相适应。

2、答、Q235号钢焊件用E43系列型焊条、Q345钢焊件用E50

系列型焊条,Q390和Q420钢焊件用E55系列型焊条。

3、焊缝质量检验标准？

4、答、焊缝质量检验一般可用外观检查及内部无损检验，前者检

查外观缺陷和几何尺寸，后者检查内部缺陷。内部无损检验目前广

泛采用超声波检验。《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按

其检验方法和质量要求分为一级、二级知三级。三级焊缝只要求对

全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；设计要求全焊透的一

级、二级焊缝则除外观检查外，还要求用超声波探伤进行内部缺陷

的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤检验,

并应符合国家相应质量标准的要求。对设计要求全焊透的一级焊缝

应百分之一百的超身波探伤检验，二级进行抽检，比例不少于百分

之20。

什么情况下需验算对接焊缝强度？

答、当缺陷面积与焊件截面积之比超过百分之5时，对接焊缝的抗拉

强度将明显下降。由于三级检验的焊缝允许存在的缺陷较多，故其抗

拉强度为母材强度的百分之85,,在一般加引弧板施焊的情况下，，只

有

受拉的三级焊缝才需要进行计算。

6、何为正面角焊缝、侧面角焊缝？

7、答、焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与

作用力平行的侧面角焊缝。承受静力载荷或间接动载时，正面角焊缝

的承载能力为侧焊缝的1.22倍

8、简述焊接残余应力的影响和变形的成因及变形的影响。

答、对结构静力强度、结构刚度、低温冷脆、疲劳强度的影响。

9、变形的成因：在焊接过程中，由于不均匀的加热，在焊接区局部

产生了热塑性压缩变形，当冷却时焊接区要在纵向和横向收缩，势必

导致构件产生局部弯曲，扭转等。焊接变形不但影响结构的尺寸和外

形美观，而且有可能降低结构的承载能力，引起事故。

螺栓排列时应考虑哪些要求？

答、螺栓在构件上的排列应满足受力、构造和施工要求：

（!）受力要求：在受力方向螺栓的端距过小时，钢材有剪断或撕裂的

可能。各排螺栓距和线距太小时，构件有沿折线或直线破坏的可能。对

受压构件，当沿作用方向螺栓距过大时，被连板间易发生鼓曲和张口

现象。（2）构造要求：螺栓的中矩及边距不宜过大，否则钢板间不能紧

密贴合，潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。（3）施工要求：要保证一定的空间，

便于转动螺栓板手拧紧螺帽。

11、绘图说明抗剪螺栓连接的三各工作阶段，并说明普通螺栓连接、

高强度螺栓承压型连接、高强度螺栓摩擦型连接的承载能力极限状态

（设计准则）。承压型高强螺栓连接的正常使用极限状态。（P92）

12、普通螺栓连接、承压型高强螺栓连接的极限状态相似，均以螺栓或钢板破坏为承载

力的极限状态；而高强度螺栓摩擦型连接是以剪力达到极限承载力为极限状态。所以区别就

是完全不依靠螺杆的抗剪和孔壁的承压来传力，而只依靠钢板间接触面的摩擦力传力。

普通螺栓抗剪连接可能的破坏形式、设计中如何考虑？

答、一、螺栓杆剪断；二、板件被挤坏；三、端距太小、端距范围内

的板件被螺栓杆冲剪破坏；四、板件因螺栓孔削弱太多而被拉断；五

螺栓杆发生弯曲破坏。上述第3种破坏形式由螺栓端距来保证；第

4种破坏属于构件的强度验算来保证。第五种破坏形式可以避免，因

此，普通螺栓的受剪连接只考虑1、2两种破坏形式。

八吐一、一七

第八章

1、轴压构件可能有哪几种屈曲形式？轴压杆的屈曲形式主要

取决于哪些因素？（P189）

2、答、分为弹性弯曲屈曲和弹塑性弯曲屈曲。从欧拉公式可以

看出，轴心受压构件弯曲屈曲临界力随抗弯刚度的增加和构件长

度的减小而增大；换句话说，构件的弯曲屈曲临界应力随构件的长

细比减小而增大，与材料的抗压强度无关，因此长细比较大的轴心

受压构件采用高强度钢材并不能提高其稳定承载力。

什么是柱子曲线？主要影响因素有哪些？较之理想轴压杆，实际

轴压杆的受力性能主要受哪些因素影响？（课件）

答、临界应力与长细比的关系曲线可作为轴心受压构件设计的依

据，称为柱子曲线。影响因素有：截面形状和尺寸、不同加工条件和

相

应的残余应力分布及大小、不同的弯曲屈曲方向以及“1000的初弯曲。

3、受力性能影响因素有：受残余应力、初弯曲、初偏心的影响，且

影响程度还因截面形状、尺寸和屈曲方向。

4、残余应力对轴压杆整体稳定性的影响取决于哪些因素？

5、答、热轧型钢中残余应力在截面上的分布和大小与截面形状、

尺寸比例、初始温度、冷却条件以及钢材性质有关。焊接构件中残

余应力在截面上的分布和大小，除与这些因素有关外，还与焊缝大

小、焊接工艺和翼缘板边缘制作方法（焰切、剪切或轧制）有关。

6、为了提高轴压构件的整体稳定承载力，可以有哪些构造措

施？

7、轴压杆局部稳定的确定原则？（P207）翼缘宽厚比、腹板高

厚比限值各多少？公式中为什么人要用入x或入y中的大值？

（P208）

8、简述实腹式轴压构件的截面选择和验算的方法、步骤。

答、确定所需要的截面积，确定两个主轴所需要的回转半径，确定截

面各板件尺寸。

验算方法和步骤：,）等进行刚度、整体稳定和局部稳定验算。

如有孔洞削弱，还应按式进行强度验算。如验算结果不完全满足要求,

应调整截面尺寸后重新验算，直到满足要求为止。

10、在整体稳定计算中，为什么剪力对格构式轴压构件绕虚轴稳定

的影响不能忽略？在设计中如何考虑？写出双肢格构式轴压构件

对虚轴的换算长细比公式。（P215）

11、答、实腹式轴心受压构件在弯曲屈曲时，剪切变形影响很小，对

构件临界力的降低不到1%可以忽略不计。格构式轴心受压构件绕

虚轴弯曲屈曲时，由于两个分肢不是实体相连，连接两分肢的缀件

的抗剪刚度比实腹式构件的腹板弱，构件在微弯平衡状态下，除弯

曲变形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。

12、简述格构式双歧轴压构件的截面选择和验算方法。（P219—224）

答、，截面选择分为两个步骤：首先按实轴稳定要求选择截面两分肢

的尺寸，其次按绕虚轴与实轴等稳定条件确定分肢间距。

验算方法：等进行刚度、整体稳定和局部稳定验算。如有孔洞削

弱，还应按式进行强度验算。；缀件设计按如验算结果不完全满足

要求，应调整截面尺寸后重新验算，直到满足要求为止。

11.在格构式轴压构件的截面设计中，如何应用等稳定条件？

(P220)

13、格构式轴压构件，如何保证其分肢的稳定性？(P216)

答、格构式轴心受压构件的分肢既是组成整体截面的一部分，在缀件节

点之间又是一个单独的实腹式受压构件。所以，对格构式构件除需作为

整体计算其强度、刚度和稳定外，还应计算各分肢的强度、刚度和稳定，

且应保证各分肢失稳不先于格构式构件整体失稳。

第四章

1、写出GBJ17—88规定的梁正应力计算公式。(P119)

梁正应力验算，考虑梁截面有一定程度的塑性变形的计算有哪些条

件？(、静力荷载)

2、梁的局部压应力验算条件、验算部位、假定、计算公式及其各

符号的含义。若6c>f,你如何处理？(P121—122)

3、答、，验算条件：在梁的固定集中荷载(包括支座反力)作

用处无支承加劲肋，或有移动的集中荷载;验算部位：算腹板边缘

的局部压应力；假定：，假设在范围内局部压应力均匀分布；

,a为集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，h为自梁顶面至腹板

计算高度上边缘的距离；为轨道的高度，对梁顶无轨道的梁二0,

b为梁端到支座板外

4、边缘距离，

5、折算应力6zs的验算部位（验算截面及验算点）、验算公式及

各符号的意义，为什么要取系数BD1.0?

6、答、在组合梁腹板计算高度边缘处同时受有较大的正应力、剪

应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力（如连续梁

中部支座处或

7、梁的翼缘截面改变处等）。为计算折算应力时的强度设计值

增大系数，考虑到梁的某一截面处腹板边缘的折算应力达屈服时，

仅限于局部，所以设计强度予以提高；同时也考虑到异号应力场将增

加钢材的塑性性能，因而可取得大一些。

简述梁整体稳定的概念（相象及原因），并分析影响梁整体稳定性的

主要因素，提高梁整体稳定性的途径（P122—123）

答、当外荷载产生的翼缘压力达到一定值时，翼缘板只能绕自身的强

轴发生平面内的屈曲，对整个梁来说上翼缘发生了侧向位移，同时

带动相连的腹板和下翼缘发生侧向位移并伴有整个截面的扭转，这

时我们

（2）称梁发生了整体的弯扭失稳。梁中的最大弯矩称为临界弯矩，对应

的最大弯曲应力称为临界应力。

（3）影响因素：和支承条件以及，荷载的种类和作用位置。

措施有：（1）增大梁截面尺寸，其中增大受压翼缘的宽度是最为有效

的；

增加侧向支撑系统，减小构件侧向支承点间的距离。

（3）当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采用闭合箱形截面，因其均

较开口截面的大。

（4）增加梁两端的约束提高其稳定承载力.

为什么当钢梁整体稳定系数中b>0.6时，要用Wb，来代替中b?

答、

上述整体稳定系数是按弹性稳定理论求得的,如果考虑残余应力的影响，当心>0.6时梁已

进入弹塑性阶段。《规范》规定此时必须按式（4.4.27）对s进行修正，用夕；代替仇，考虑钢材

弹型性对整体稳定的影响。

8、组合梁腹板的加劲肋布置、翼缘宽厚比限值均按板件局部屈曲不

先于钢材屈服的原则确定。

答、

时于宜接承受动力荷我的吊车梁及类似构件或其他不考虑腹板屈曲后强度的组合梁，可根

据腹板高厚比的大小，按4.5.3划定的范围在梁腹板上布置横向加劲肋、纵向加劲肋及短向加劲

肋（见图4.5.7、图4.5.11及图4.5.14）,以保证腹板的局部桧定。对于承受静力荷我的梁立考

虑报板屈曲后强度,仅配支承加劲肋不能满足要求时应设置中间横向加劲肋。

加劲肋可用型钢及钢板制作，一般用钢板制作的较多。加劲肋直在腹板两侧成对布苴，也可

单侧布置.但支承加劲肋、考虑腹板屈曲后强度的梁的中间横向加劲肋及重级工作制吊车梁的加

劲肋不应单侧配置“

不考虑屈曲后强度的组合梁的横向加劲肋最小间距为0.5%,最大间距为24，对无局部乐

应力的梁，当心//■近100J等时可采用2.5从。短向加劲肋的最小间距为0.75儿，儿为纵向加

劲肋至腹板计算高度上边缘的距离。

第七章

详见课本。

6什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？

答、钢材在连续反复荷载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强

度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的

疲劳或疲劳破坏。

影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）

或应力比（对非焊接结构）以及应力循环次数。

8焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和

焊接残余变形对结构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残

余变形的方法有哪些？

答、钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域内形成不均匀的温度场,

在高温区产生拉应力，低温区产生相应的压应力。在无外界约束的情

况下，焊件内的拉应力和压应力自相平衡。这种应力称焊接残余应

力。

随焊接残余应力的产生，同时也会出现不同方向的不均匀收缩

变形，称为焊接残余变形。焊接残余应力的影响：1、对塑性较好的

材料，对静力强度无影响；2.降低构件的刚度；3.降低构件的稳定

承载力；4.降低结构的疲劳强度；5.在低温条件下承载，加速构件的

脆性破坏。

焊接残余变形的影响：构件不平整，安装困难，产生附加应力。

变轴心受压构件为偏心受压构件。

减少焊接残余应力和变形的方法：1.合理设计:选择适当的焊

脚尺寸、焊缝布置应尽可能对称、进行合理的焊接工艺设计，选择合

理的施焊顺序。2.正确施工：在制造工艺二，采用反变形和局部加热

法；按焊接工艺严格施焊，避免随意性；尽量采用自动焊或半自动

焊，手工焊时避免仰焊。

7格构式轴心受压构件弯矩绕虚轴的整体稳定计算中，为什么要采用

换算长细比？

答/当绕虚轴发生弯曲失稳时，因为剪力要由比较柔弱的缀材承担或

柱肢也参与承担，剪切变形较大导致构件产生较大的附加侧向变形,

使屈曲临界力下降。它对构件临界力的降低是不能忽略的。换算长细

比的实质是反映构件弯曲刚度的弱化。

4轴心受力构件的稳定系数是如何定义的，规范中为什么要采用多条

柱子曲线。

答、无量纲化的轴压构件稳定系数与的关系曲线（轴压构件的极限承

载力与长细比的关系曲线）称为轴压构件的柱子曲线。为什么采用多

柱子的原因是由于轴压构件的稳定系数为？，而轴压构件的极限承

载力Nu值取决于轴压构件的长度，杆端约束，初弯曲，初偏心，以及

残余应力的大小和分布。而残余应力的大小和分布及其对极限承载力

Nu的影响与其截面形状和尺寸、加工方法及屈曲方向等有关，考虑

上述因素将得到一系列的柱子曲线，用一根柱子曲线来代表所有各

种情况用于设计轴压构件不是经济合理的，因此采用多柱子曲线C

面试的题目（配合另外-本资料）

1.干混凝土耐久性的理解？

答：混凝土结构的耐久性是指结构在使用环境下，对物理的、化学的

以及其他使结构材料性能恶化的各种侵蚀的抵抗能力。主要影响因素

有混凝土冻融破坏、碱一一骨料反应、侵蚀性介质腐蚀、混凝土碳化

等。耐久性设计主要采取的保证措施有划分混凝土结构的环境类别、

规定混凝土的保护层厚度、规定裂缝控制等级及其限值、规定混凝土

的基本要求。

2.建筑新型材料的了解？

答：新型建材具有轻质、高强度、保温、节能等优良特性。采用新

型建材不但使房屋功能大大改善，还可以使建筑物内外更具现代气

息，满足人们的审美要求；有的新型建材可以显着减轻建筑物自重,

为推广轻型建筑结构创造r条件，推动了建筑施工技术现代化，大大

加快了建房速度。了解认识建筑节能技术里面的聚氨酯树脂泡沫塑

料、酚醛树脂泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料、还有建筑节能相变材料

3.设计钢结构应该注意的问题？

答：目前国内用的钢结构体系主要有纯框架体系、框架一一

支撑体系，框架一一核心筒体系。在进行钢结构设计时，节点的设计

和构件的设计具有同等的重要性。钢结构的节点设计包括梁柱节点、

梁梁节点、柱柱节点、柱脚节点、柱冒节点，设计时必须保证节点的

安全可靠，并且能尽量采用简捷、稳定与可靠地施工工艺，减少现场

焊接。在进行钢结构的墙体设计时，要求对连接件的强度、质材和尺

寸有准确的规定，应满足施工的要求。设计前必须对钢结构设计规、

荷载规范及相关规范熟悉，特别是要注意规范中注解。在钢材的选择

上应该选择强度较高、有足够的变形能力与良好的加工性能的钢材。

4.谈谈对于绿色建筑的认识？

答：绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约

资源（节能，节地，节水，节材），保护环境和减少污染，为人们

提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色

建筑外部与周边环境相融合，和谐一致、动静互补，做到保护自然

生态环境。

所谓“绿色建筑”的“绿色”，并不是指一般意义的立体绿化、

屋顶花园，而是代表一种概念或象征，指建筑对环境无害，能充

分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建

造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自

然建筑、节能环保建筑等。

绿色建筑的室内布局十分合理，尽量减少使用合成