鋼結構基本原理總結

《鋼結構基本原理》

一、填空題

1.在確定實際軸心壓桿的穩(wěn)定承載力，應考慮構件的初始缺陷。初始缺陷是指初彎曲、荷載偏心、殘余應力。

2.鋼結構中采用的各種板材和型鋼，都是經過多次輥扎形成的，薄鋼板的屈服點比厚鋼板的屈服點高。3.受單向彎矩作用的壓彎構件整體失穩(wěn)可能存在兩種形式為彎曲屈曲、側扭屈曲。

4.鋼梁進行剛度檢算時，按結構的正常使用極限狀態(tài)計算，荷載應按標準值計算；進行強度、穩(wěn)定檢算時，按結構承載能力極限狀態(tài)計算，荷載應按設計值計算。

5.雙軸對稱截面理想軸心壓桿失穩(wěn)主要有兩種形式彎曲屈曲和扭轉屈曲；單軸對稱截面的實腹式軸心壓繞其非對稱軸失穩(wěn)是彎曲屈曲，而繞其對稱軸失穩(wěn)是彎扭屈曲。

6.對焊接板梁強度計算，除進行抗彎強度、抗剪強度計算外，還應檢算局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定。7.焊接組合梁截面高度h根據最大高度、最小高度、經濟高度三方面因素確定。

8.螺栓連接中，沿受力方向規(guī)定螺栓端距大于2d，是為了防止構件受剪破壞；要求螺栓夾緊長度不超過螺栓桿的5倍，為了防止板材彎曲變形。

9.受靜力荷載作用的受彎桿件強度計算中采用了截面塑性發(fā)展系數，目的是考慮部分截面塑性。10.某鋼種牌號為Q235-A，其中A的含義是質量較差，某型鋼符號為∠110*10，其表示的含義為邊長*厚度。

12.鋼梁在承受固定位置集中荷載或支座反力處設置支撐加筋肋，支撐加筋肋的端部承壓及其與腹板的連接計算等需要單獨計算。

13.建筑用鋼材應具有良好的機械性能和加工性能，目前我國和世界上大多數國家，在鋼材中主要采用碳素結構鋼和低合金結構鋼中少數幾種鋼材。

14.鋼材的抗剪強度屈服點是抗拉強的的0.58倍。

15.使鋼材在高溫下變脆的化學元素是O、S，使鋼材在低溫下變脆的化學元素是N、P。

16為化簡計算，規(guī)范對重級工作制吊車梁和重級、中級制吊車衍架的變幅疲勞折算為等效常幅疲勞計算，等效應力幅σc采用潛在效應的等效系數αf和設計應力譜中的最大應力幅（σ）max的乘積來表示。

17.自動埋弧焊角焊縫焊腳尺寸最小值為（1.5根號t-1）mm。側面角焊縫最小計算長度應不小于8hf和40mm，最大計算長度在承受靜載或間接動荷載時應不大于60hf，承受動荷載應不大于40hf。

18.實際軸心壓桿的板件寬厚比限值是根據板件屈曲臨界應力與構件整體屈曲臨界應力相等原則確定的。

19.軸心壓桿格構柱進行分肢穩(wěn)定計算的目的是保證分支失穩(wěn)不先于構件的整體穩(wěn)定失穩(wěn)。20.影響鋼梁的整體穩(wěn)定的主要原因有荷載類型、載作用點位置、梁截面形式、側向支撐點位置和距離、端部支撐條件。

21.焊接組合工字型截面鋼梁，翼緣的局部穩(wěn)定是采用限制寬厚比的方法來保證，而腹板的局部穩(wěn)定則采用配置加筋肋的方法來保證。

22.計算鋼結構構件的正常使用極限狀態(tài)時，應使拉壓構件滿足穩(wěn)定條件，使受彎構件滿足穩(wěn)定剛度條件。

23.實腹式壓彎構件的實際包括截面選擇、截面強度驗算、剛度演算、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定演算等內容。24.焊接殘余應力對鋼結構靜力強度無影響；使鋼結構剛度降低；使鋼結構穩(wěn)定承載力降低；使鋼結構的疲勞強度下降。

25.鋼梁強度計算一般包括彎曲正應力、剪應力、局部承壓應力和折算應力計算四個方面。26.提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效措施增大受壓區(qū)高度和增加側向支撐。27.軸心穩(wěn)定系數Φ根據鋼號、面類型、細比。

28.鋼材加工性能包括冷加工性能、熱加工、熱處理。

29.影響鋼材疲勞性能的主要因素有應力集中、應力幅應力比和應力循環(huán)。30.鋼結構常用的焊接方法有手工焊、埋弧焊、氣體保護焊。

62、在彎矩作用下，摩擦型高強度螺栓群的中和軸位于螺栓群的形心。64、型鋼代號L100×8中，L表示角鋼。66、在計算兩端簡支工字形軸壓柱翼板的臨界應力時，它的支承條件簡化為三邊簡支，一邊自由。67、在承受靜力荷載的角焊縫中，側面角焊縫的強度設計值比正面角焊縫大。（但側面角焊縫的塑性比正面大）68、側面角焊縫的計算長度與其焊腳高度之比越大，側面角焊縫的應力沿其長度的分布越不均勻。69、軸心受拉構件的承載能力極限狀態(tài)是截面應力達鋼筋屈服強度。1．承受動力荷載作用的鋼結構，應選用塑性，沖擊韌性好特點的鋼材。

2．冷作硬化會改變鋼材的性能，將使鋼材的屈服點提高，塑性韌性降低。3．鋼材五項機械性能指標是屈服點、抗拉強度、彈性模量、伸長率.斷面收縮率。

4．鋼材中氧的含量過多，將使鋼材出現熱脆現象。

5．鋼材含硫量過多，高溫下會發(fā)生脆裂，含磷量過多，低溫下會發(fā)生脆裂。6．時效硬化會改變鋼材的性能，將使鋼材的強度提高，塑韌性降低。7．鋼材在250C度附近有強度提高塑性降低現象，稱之為藍脆現象。（某些鋼材在200～300℃時顏色發(fā)藍而脆性增加的現象。）8．鋼材的沖擊韌性值越大,表示鋼材抵抗脆性斷裂的能力越大。（沖擊韌性為鋼材在動荷載作用下斷裂吸收能量的多少）9．鋼材牌號Q235－BF,其中235表示屈服點,B表示質量等級,F表示沸騰鋼。10．鋼材的三脆是指熱脆、冷脆、藍脆。

12．焊接結構選用焊條的原則是,計算焊縫金屬強度宜與母材強度相匹配，低。14．衡量鋼材塑性性能的主要指標是伸長率。15．.結構的可靠指標β越大,其失效概率越小。

17．冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下彎曲變形和抗分層性能的綜合指標。（需要鋼材有一定塑性與避免冶煉的分層，離析開裂等缺陷）

18．冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和鋼材質量的綜合指標。19．薄板的強度比厚板略高。

20．采用手工電弧焊焊接Q345鋼材時應采用E50焊條。21．焊接殘余應力不影響構件的靜力強度。

22．角焊縫的最小計算長度不得小于6hf和40mm。

23．承受靜力荷載的側面角焊縫的最大計算長度是60hf。24．在螺栓連接中，最小端距是2d0。

26．普通螺栓連接,當板疊厚度∑t〉5d時(d－,連接可能產生螺桿彎曲破壞

Ncdtfcbb28．單個普通螺栓承壓承載力設計值，式中表示同一受力方向板厚和的較小值29．普通螺栓連接靠螺栓受剪和孔壁承壓傳遞剪力；摩擦型高強度螺栓連接靠板于板之間摩擦力傳遞剪力。

31.焊接結構在焊縫附近形成熱影響區(qū),該區(qū)材質變脆。32.側面角焊縫連接或正面角焊縫的計算長度不宜太小。33.承壓型高強度螺栓僅用于靜力承重結構的連接中。34.采用手工電弧焊焊接Q345鋼材時應采用E50焊條。35.承受動力荷載的側面角焊縫的最大計算長度是40hf。

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36．軸心受壓構件的承載能力極限狀態(tài)有凈截面破壞和毛截面屈服。38．雙軸對稱的工字型截面軸壓構件失穩(wěn)時的屈曲形式是彎曲屈曲。39.單軸對稱截面的軸心受壓構件，當構件繞對稱軸失穩(wěn)時發(fā)生彎扭屈曲。40．軸心受壓構件的缺陷有初偏心、初彎曲、殘余應力。43．綴條式格構柱的綴條設計時按軸拉構件計算。

47．在軸心壓力一定的前提下,軸壓柱腳底板的面積是由混凝土強度等級決定的。

51．焊接工字形梁腹板高厚比時，為保證腹板不發(fā)生局部失穩(wěn)，應設置橫和縱52．梁的最小高度是由剛度控制的。

53．組合梁的局穩(wěn)公式是按局部失穩(wěn)發(fā)生在翼板最大應力達屈服之前原則確定。54．支承加勁肋應驗算的內容是

支撐加勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性、

切角后端部進截面強度、與腹板焊縫連接。

55．鋼梁在集中荷載作用下，若局部承壓強度不滿足應采取的措施是支撐。56．按正常使用極限狀態(tài)計算時,受彎構件要限制撓度,拉、壓構件要限制長細比。57．荷載作用在上翼緣的梁較荷載作用在下翼緣的梁整體穩(wěn)定承載力小。58．承受靜力荷載或間接承受動力荷載的工形截面壓彎構件，計算公式中，塑性發(fā)展系數γx取__1.05__62．實腹式壓彎構件在彎矩平面內屈曲形式為彎曲。63.實腹式壓彎構件在彎矩平面外屈曲形式為彎扭。1鋼材代號Q235的含義為（屈服點強度為235Mpa）。

6鋼材的設計強度等于鋼材的屈服強度fy除以（分項系數）。8按（脫氧程度不同）之不同，鋼材有鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之分。

9鋼材的αk值與溫度有關，在-20C或在-40C所測得的αk值稱（低溫沖擊韌度(指標)。10通過標準試件的一次拉伸試驗，可確定鋼材的力學性能指標為：抗拉強度fu、屈服點強度和伸長率。

12韌性是鋼材在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力，亦即鋼材抵抗沖擊或振動荷載的能力。

13鋼材在250C左右時抗拉強度略有提高，塑性卻降低的現象稱為藍脆現象。

14在疲勞設計時，經過統計分析，把各種構件和連接分為8類，相同應力循環(huán)次數下，類別越高，容許應力幅越低。

15當鋼材厚度較大時或承受沿板厚方向的拉力作用時，應附加要求板厚方向的截面收縮率ψ滿足一定要求。

17鋼材受三向同號拉應力作用時，即使三向應力絕對值很大，甚至大大超過屈服點，但兩兩應力差值不大時，材料不易進入塑性狀態(tài)，發(fā)生的破壞為脆性破壞。

19應力集中易導致鋼材脆性破壞的原因在于應力集中處塑性變形受到約束。

20影響構件疲勞強度的主要因素有重復荷載的循環(huán)次數、應力集中和應力幅。21隨著溫度下降，鋼材的脆性破壞傾向增加。

1.鋼結構計算的兩種極限狀態(tài)是承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。

2.鋼結構具有輕質高強、材質均勻，韌性和塑性良好、裝配程度高，施工周期短、密閉性好、耐熱不耐火和易銹蝕等特點。

3.鋼材的破壞形式有塑性破壞和脆性破壞。

4.影響鋼材性能的主要因素有化學成分、冶煉，澆注，軋制、鋼材硬化、溫度、應力集中、殘余應力、重復荷載作用和鋼材缺陷。

5.影響鋼材疲勞的主要因素有應力集中、應力幅（對焊接結構）或應力比（對非焊接結構）、應力循環(huán)次數

6.建筑鋼材的主要機械性能指標是屈服點、抗拉強度、伸長率、沖擊韌性、和冷彎性能。7.鋼結構的連接方法有焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接。

8.角焊縫的計算長度不得小于8hf，也不得小于40mm。側面角焊縫承受靜載時，其計算長度不宜大于60hf。

9.普通螺栓抗剪連接中，其破壞有五種可能的形式，即螺栓剪壞、孔壁擠壓壞、構件被拉斷、端部鋼板被剪壞和螺栓彎曲破壞。

10.高強度螺栓預拉力設計值與螺栓材質和螺栓有效面積有關。11.軸心壓桿可能的屈曲形式有彎曲屈曲、扭轉屈曲和彎扭屈曲。

12.軸心受壓構件的穩(wěn)定系數與殘余應力、初彎曲和初偏心和長細比有關。13.提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效途徑是加強受壓翼緣和增加側向支承點。

14.影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有荷載類型、荷載作用點位置、梁的截面形式、側向支承點的位置和距離和梁端支承條件。

15.焊接組合工字梁，翼緣的局部穩(wěn)定常采用限制寬厚比的方法來保證，而腹板的局部穩(wěn)定則常采用設置加勁肋的方法來解決。二、問答題

1.鋼結構對材料性能有哪些要求？答：鋼結構對材料性能的要求：○1較高的抗拉強度fu和屈服點fy○2較好的塑性、韌性及耐疲勞性能○3良好的加工性能

2.鋼材的主要機械性能指標是什么？各由什么試驗得到？

答：鋼材的主要機械性能指標是屈服點、抗拉強度、伸長率、沖擊韌性、冷彎性能。其中屈服點、抗拉強度和伸長率由一次靜力單向均勻拉伸試驗得到；冷彎性能是由冷彎試驗顯示出來；沖擊韌性是由沖擊試驗使試件斷裂來測定。

3.影響鋼材性能的主要因素是什么？答：影響鋼材性能的主要因素有：○1化學成分○2鋼材缺陷○3冶煉，澆注，軋制○4鋼材硬化○5溫度○6應力集中○7殘余應力○8重復荷載作用

4.什么是鋼材的疲勞？影響鋼材疲勞的主要因素有哪些？

答：鋼材在連續(xù)反復荷載作用下，當應力還低于鋼材的抗拉強度，甚至還低于屈服點時也會發(fā)生斷裂破壞，這種現象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。影響鋼材疲勞的主要因素是應力集中、應力幅（對焊接結構）或應力比（對非焊接結構）以及應力循環(huán)次數。

5.選用鋼材通常應考慮哪些因素？答：選用鋼材通�？紤]的因素有：○1結構的重要性○2荷載特征○3連接方法○4結構的工作環(huán)境溫度○5結構的受力性質

6.鋼結構有哪些連接方法？各有什么優(yōu)缺點？

答：鋼結構常用的連接方法有：焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接三種。焊接的優(yōu)點：○1不需打孔，省工省時；○2任何形狀的構件可直接連接，連接構造方便；○3氣密性、水密性好，結構剛度較大，整體性能較好

7.焊縫可能存在的缺陷有哪些？

答：焊縫可能存在的缺陷有裂紋、氣孔、夾碴、燒穿、咬邊、未焊透、弧坑和焊瘤。8.對接焊縫的構造要求有哪些？答：對接焊縫的構造要求有：

1一般的對接焊多采用焊透縫，只有當板件較厚，內力較小，且受靜載作用時，可采用未焊透的對接○縫。

2為保證對接焊縫的質量，可按焊件厚度不同，將焊口邊緣加工成不同形式的坡口�！�

3起落弧處易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工復雜，因此除承受動力荷載外，一般○

不用引弧板，而是計算時為對接焊縫將焊縫長度減2t（t為較小焊件厚度）。

4對于變厚度（或變寬度）板的對接，在板的一面（一側）或兩面（兩側）切成坡度不大于1:2.5的○

斜面，避免應力集中�！�5當鋼板在縱橫兩方向進行對接焊時，焊縫可采用十字形或T形交叉對接，當用T形交叉時，交叉點的間距不得小于200mm。

9.焊接殘余應力和焊接殘余變形是如何產生的？焊接殘余應力和焊接殘余變形對結構性能有何

影響？減少焊接殘余應力和焊接殘余變形的方法有哪些？

答：鋼材在施焊過程中會在焊縫及附近區(qū)域內形成不均勻的溫度場，在高溫區(qū)產生拉應力，低溫區(qū)產生相應的壓應力。在無外界約束的情況下，焊件內的拉應力和壓應力自相平衡。這種應力稱焊接殘余應力。隨焊接殘余應力的產生，同時也會出現不同方向的不均勻收縮變形，稱為焊接殘余變形。

焊接殘余應力的影響：○1對塑性較好的材料，對靜力強度無影響；○2降低構件的剛度；○3降低構

件的穩(wěn)定承載力；○4降低結構的疲勞強度；○5在低溫條件下承載，加速構件的脆性破壞。

焊接殘余變形的影響：變形若超出了施工驗收規(guī)范所容許的范圍，將會影響結構的安裝、正常使用和安全承載；所以，對過大的殘余變形必須加以矯正。

減少焊接殘余應力和變形的方法：

1合理設計:選擇適當的焊腳尺寸、焊縫布置應盡可能對稱、進行合理的焊接工藝設計，選擇合理的施焊順序。

2正確施工：在制造工藝上，采用反變形和局部加熱法；按焊接工藝嚴格施焊，避免隨意性；盡量采用自動焊或半自動焊，手工焊時避免仰焊。

10.高強度螺栓的8.8級和10.9級代表什么含義？

答：級別代號中，小數點前的數字是螺栓材料經熱處理后的最低抗拉強度，小數點后數字是材料的屈強比（fy/fu）。

8.8級為：fu≥800N/mm，fy/fu=0.810.9級為：fu≥1000N/mm，fy/fu=0.9

11.軸心壓桿有哪些屈曲形式？

答：受軸心壓力作用的直桿或柱，當壓力達到臨界值時，會發(fā)生有直線平衡狀態(tài)轉變?yōu)閺澢�平衡狀態(tài)變形分枝現象，這種現象稱為壓桿屈曲或整體穩(wěn)定，發(fā)生變形分枝的失穩(wěn)問題稱為第一類穩(wěn)定問題。由于壓桿截面形式和桿端支承條件不同，在軸心壓力作用下可能發(fā)生的屈曲變形有三種形式，即彎曲屈曲、扭轉屈曲和彎扭屈曲。

12.在考慮實際軸心壓桿的臨界力時應考慮哪些初始缺陷的影響？

答：在考慮實際軸心壓桿的臨界力時應考慮殘余應力的影響、初彎曲和初偏心的影響、桿端約束的影

13.在計算格構式軸心受壓構件的整體穩(wěn)定時，對虛軸為什么要采用換算長細比？

答：格構式軸心受壓構件一旦繞虛軸失穩(wěn)，截面上的橫向剪力必須通過綴材來傳遞。但因綴材本身比較柔細，傳遞剪力時所產生的變形較大，從而使構件產生較大的附加變形，并降低穩(wěn)定臨界力。所以在計算整體穩(wěn)定時，對虛軸要采用換算長細比（通過加大長細比的方法來考慮綴材變形對降低穩(wěn)定臨界力的影響）

14.什么叫鋼梁喪失整體穩(wěn)定？影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素是什么？提高鋼梁整體穩(wěn)定的有效

措施是什么？

答：鋼梁在彎矩較小時，梁的側向保持平直而無側向變形；即使受到偶然的側向干擾力，其側向變形也只是在一定的限度內，并隨著干擾力的除去而消失。但當彎矩增加使受壓翼緣的彎曲壓應力達到某一數值時，鋼梁在偶然的側向干擾力作用下會突然離開最大剛度平面向側向彎曲，并同時伴隨著扭轉。這時即使除去側向干擾力，側向彎扭變形也不再消失，如彎矩再稍許增大，則側向彎扭變形迅速增大，產生彎扭屈曲，梁失去繼續(xù)承受荷載的能力，這種現象稱為鋼梁喪失整體穩(wěn)定。

影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有：荷載類型、荷載作用點位置、梁的截面形式、側向支承點的位置和距離、梁端支承條件。

提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效措施是加強受壓翼緣、增加側向支承點

15.什么叫鋼梁喪失局部穩(wěn)定？怎樣驗算組合鋼梁翼緣和腹板的局部穩(wěn)定？

答：在鋼梁中，當腹板或翼緣的高厚比或寬厚比過大時，就有可能在梁發(fā)生強度破壞或喪失整體穩(wěn)定之前，組成梁的腹板或翼緣出現偏離其原來平面位置的波狀屈曲，這種現象稱為鋼梁的局部失穩(wěn)。8.簡述焊接殘余應力對結構性能的影響。（8分）答：（1）對結構靜力強度的影響：不影響結構的靜力強度；

（2）對結構剛度的影響：殘余應力使構件的變形增大，剛度降低；

（3）對壓桿穩(wěn)定的影響：焊接殘余應力使壓桿的撓曲剛度減小，從而必定降低其穩(wěn)定承載能力；（4）對低溫冷脆的影響：在低溫下使裂紋容易發(fā)生和發(fā)展，加速構件的脆性破壞；

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鋼結構基本原理復習總結

一．填空題

1、影響結構疲勞壽命的最主要因素是構造狀態(tài)、循環(huán)荷載和循環(huán)次數。2、鋼材的機械性能指標為屈服強度、抗拉強度、伸長率、冷彎性能、Z向收縮率和沖擊韌性。

3、荷載作用點的位置對梁的整體穩(wěn)定有影響，相對于荷載作用于工字形截面簡支梁受拉翼緣，當荷載作用于梁的受壓翼緣時，其梁的整體穩(wěn)定性將降低。4、某工字形組合截面簡支梁，若腹板的高厚比為100，應設置橫向加勁肋，若腹板高厚比為210，應設置縱向加勁肋。

5．鋼材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中N、O為有害的雜質元素。

6、在軸心受壓構件中，確定箱形截面板件滿足局部穩(wěn)定的寬（高）厚比限值的原則是構件應力達到屈服前其板件不發(fā)生局部屈曲（或局部屈曲臨界應力不低于屈服應力，或不先于屈服），確定工字形截面確定板件寬（高）厚比限值的原則是構件整體屈曲前其板件不發(fā)生局部屈曲（或局部屈曲臨界應力不低于整體屈曲臨界應力或等穩(wěn)定或不先于整體失穩(wěn)）。7．衡量鋼材塑性性能的主要指標是伸長率。8.鋼材的三脆是指熱脆、冷脆、藍脆。9.鋼材五項機械性能指標是屈服強度、抗拉強度、延伸率、冷彎性能、沖擊韌性。

10．對于綴板式格構柱，單肢不失穩(wěn)的條件是單肢穩(wěn)定承載力不小于整體穩(wěn)定承載力，且不大于容許長細比。11．綴條式格構柱的綴條設計時按軸心受力構件計算。12．對于綴條式格構柱，單肢不失穩(wěn)的條件是單肢穩(wěn)定承載力不小于整體穩(wěn)定承載力。

13.薄板的強度比厚板略高。14．角焊縫的最小計算長度不得小于和焊件厚度。15．承受靜力荷載的側面角焊縫的最大計算長度是16．在螺栓連接中，最小端距是2d0。17．在螺栓連接中，最小栓距是3d0。。18．普通螺栓連接,當板疊厚度∑t〉5d時(d－螺栓直徑),連接可能產生栓桿受彎破壞。19．單個普通螺栓承壓承載力設計值，式中表示受力方向承壓構件總厚度的較小值。20．普通螺栓連接靠螺栓桿傳遞剪力；摩擦型高強度螺栓連接靠摩擦力傳遞剪力。21.手工焊焊接Q235鋼，一般采用E43型焊條。22.焊接結構在焊縫附近形成熱影響區(qū),該區(qū)材質存在缺陷。23.側面角焊縫連接或正面角焊縫的計算長度不宜。24.承壓型高強度螺栓僅用于承受非動力荷載結構的連接中。25.采用手工電弧焊焊接Q345鋼材時應采用E50焊條。26．格構式軸心受壓構件的等穩(wěn)定性的條件繞虛軸與繞實軸的長細比相同。27．雙軸對稱的工字型截面軸壓構件失穩(wěn)時的屈曲形式是彎曲屈曲。28.單軸對稱截面的軸心受壓構件，當構件繞對稱軸失穩(wěn)時發(fā)生彎扭屈曲。29．軸心受壓構件的缺陷有殘余應力、初始偏心、初始曲率。30．軸心受壓構件的屈曲形式有彎曲屈曲、扭轉屈曲、彎扭曲屈曲。31．鋼材含硫量過多，高溫下會發(fā)生熱脆，含磷量過多，低溫下會發(fā)生冷脆。32．時效硬化會改變鋼材的性能，將使鋼材的強度提高，塑性、韌性降低。

33．鋼材在250C度附近有強度提高塑性、韌性降低現象，稱之為藍脆現象。

二．簡答題

1．簡述哪些因素對鋼材性能有影響？

化學成分；冶金缺陷；鋼材硬化；溫度影響；應力集中；反復荷載作用。2．鋼結構用鋼材機械性能指標有哪幾些？承重結構的鋼材至少應保證哪幾項指標滿足要求？

鋼材機械性能指標有：抗拉強度、伸長率、屈服點、冷彎性能、沖擊韌性；承重結構的鋼材應保證下列三項指標合格：抗拉強度、伸長率、屈服點。3．鋼材兩種破壞現象和后果是什么？

鋼材有脆性破壞和塑性破壞。塑性破壞前，結構有明顯的變形，并有較長的變形持續(xù)時間，可便于發(fā)現和補救。鋼材的脆性破壞，由于變形小并突然破壞，危險性大。

4．選擇鋼材屈服強度作為靜力強度標準值以及將鋼材看作是理想彈性一塑性材料的依據是什么？

選擇屈服強度fy作為鋼材靜力強度的標準值的依據是：①他是鋼材彈性及塑性工作的分界點，且鋼材屈服后，塑性變開很大（2%~3%），極易為人們察覺，可以及時處理，避免突然破壞；②從屈服開始到斷裂，塑性工作區(qū)域很大，比彈性工作區(qū)域約大200倍，是鋼材極大的后備強度，且抗拉強度和屈服強度的比例又較大（Q235的fu/fy≈1.6~1.9）,這二點一起賦予構件以fy作為強度極限的可靠安全儲備。

將鋼材看作是理想彈性塑性材料的依據是：①對于沒有缺陷和殘余應力影響的試件，比較極限和屈服強度是比較接近（fp=(0.7~0.8)fy），又因為鋼材開始屈服時應變小（εy≈0.15%）因此近似地認為在屈服點以前鋼材為完全彈性的，即將屈服點以前的б-ε圖簡化為一條斜線；②因為鋼材流幅相當長（即ε從0.15%到2%~3%），而強化階段的強度在計算中又不用，從而將屈服點后的б-ε圖簡化為一條水平線。

5．什么叫做沖擊韌性？什么情況下需要保證該項指標？

韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力，它用材料在斷裂時所吸收的總能量(包括彈性和非彈性能)來度量，韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標。在寒冷地區(qū)建造的結構不但要求鋼材具有常溫(

)沖擊韌性指標。

6．為什么薄鋼板的強度比厚鋼板的強度高(或鋼材的強度按其厚度或直徑分組)？

鋼材的軋制能使金屬的晶粒彎細，并消除顯微組織的缺陷，也可使?jié)沧�時形成的氣孔，裂紋和疏松，在高溫和壓力作用下焊合。因而經過熱軋后，鋼材組織密實，改善了鋼材的力學性能。薄板因輥軋次數多，其強度比厚板略高。7．同一種鋼材的伸長率指標為什么δ5>δ10

若圓形段原標距長度l0=10d0(d0為圓柱試件直徑)，所得的伸長率用δ10；若圓柱段原標距長度l0=5d0，所得的伸長率用δ5。試件拉斷時的絕對變形值l內有兩部分，其一是整個工作段的均勻伸長，其二是“頸縮”部分的局部伸長；由于均勻伸長與原標距長度有關，而局部伸長僅與原標距長度的橫截面尺寸有關，因此，伸長率δ的大小同試件原標距長度與橫截面尺寸的比值有關，所以δ5≠δ10；又因為局部伸長在原標距長度小的試件中所占變形的比例大，故δ5>δ10。8．對于重要的受拉或受彎的焊接結構，需要具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷、碳含量，冷彎試驗的合格保證，為什么還需要具有常溫沖擊韌性的合格保證。

重要的受拉或受彎焊接結構由于焊接殘余應力δr的存在，往往出現多向拉應力場，因而有發(fā)生脆性破壞的較大危險。同時對受拉、受彎的焊接構件與受壓（含壓彎）構件的受力狀態(tài)不同，導致對缺陷反映速度不同，受拉，受彎構件反映速度快，對鋼材質量要求較高。因此對這類構件要求有常溫沖擊韌性的合格保證。9．為什么要規(guī)定角焊縫的最小計算長度和側面角焊縫的最大計算長度？角焊縫的焊腳尺寸大而長度較小時，焊件的局部加熱嚴重，焊縫起滅弧所引起的缺陷相距太近，以及焊縫中可能產生的其他缺陷(氣孔、非金屬夾雜等)，使焊縫不夠可靠，規(guī)定了側面角焊縫或正面角焊縫的最小計算長度。

側面角焊縫在彈性階段沿長度方向受力不均勻，兩端大中間小，故規(guī)定了側面角焊縫的最大計算長度。

)沖擊韌性指標，還要求具有負溫(

、或

10．對接焊縫在哪種情況下才需要進行計算？

焊接缺陷對受壓、受剪的對接焊縫影響不大，故可認為受壓、受剪的對接焊縫與母材強度相等，但受拉的對接焊縫對缺陷甚為敏感。由于一、二級檢驗的焊縫與母材強度相等，故只有三級檢驗的焊縫才需進行抗拉強度驗算。

11．在抗剪連接中,普通螺栓連接與摩擦型高強度螺栓連接的工作性能有何不同？

普通螺栓受剪時，從受力直至破壞經歷四個階段，由于它允許接觸面滑動，以連接達到破壞的極限狀態(tài)作為設計準則；高強度螺栓在擰緊時，螺桿中產生了很大的預拉力，而被連接板件間則產生很大的預壓力。連接受力后，由于接觸面上產生的摩擦力，能在相當大的荷載情況下阻止板件間的相對滑移，因而彈性工作階段較長。當外力超過了板間摩擦力后，板件間即產生相對滑動。高強度螺栓摩擦型連接是以板件間出現滑動為抗剪承載力極限狀態(tài)，12．螺栓在鋼板上應怎樣排列合理？

螺栓在鋼板上的排列有兩種形式：并列和錯列。并列布置緊湊，整齊簡單，所用連接板尺寸小，但螺栓對構件截面削弱較大；錯列布置松散，連接板尺寸較大，但可減少螺栓孔對截面的削弱。螺栓在鋼板上的排列應滿足三方面要求：①受力要求②施工要求③構造要求，并且應滿足規(guī)范規(guī)定的最大最小容許距離：最小的栓距為3d0，最小的端距為2d013．在選用鋼材時應考慮哪些因素？

結構的重要性、荷載情況、連接方法、結構所處的溫度和環(huán)境、鋼材厚度14．軸心受壓構件的穩(wěn)定承載力與哪些因素有關?

構件的幾何形狀與尺寸；桿端約束程度；鋼材的強度；焊接殘余應力；初彎曲；初偏心

15．普通受剪螺栓的破壞形式有哪些？在設計中應如何避免這些破壞（用計算方法還是構造方法）？

破壞形式有：栓桿被剪斷；板件被擠壞；板件被拉斷；板件沖剪破壞；栓桿受彎破壞。前三種是通過計算避免破壞，最后兩種通過構造方法避免破壞。16．焊接殘余應力對結構有哪些影響？

對結構的靜力強度不影響，降低結構的剛度，增加鋼材在低溫下的脆斷傾向。對結構的疲勞強度有明顯的不利影響。

17．與其他建筑材料的結構相比,鋼結構有哪些特點？

（1）建筑鋼材強度高，塑性、韌性好鋼結構的重量輕（2）鋼結構的重量輕（3）材質均勻，與力學計算假定比較符合4）鋼結構制作簡便，施工工期短（5）鋼結構密閉性較好（6）鋼結構耐腐蝕性差（7）鋼材耐熱但不耐火（8）鋼結構低溫或其他條件下脆性斷裂

18．格構柱繞虛軸的穩(wěn)定設計為什么要采用換算長細比？

格構式軸心受壓柱當繞虛軸失穩(wěn)時，剪力主要由綴材分擔，柱的剪切變形較大，剪力造成的附加撓曲影響不能忽略，故對虛軸的失穩(wěn)計算，常以加大長細比的辦法來考慮剪切變形的影響，加大后的長細比稱為換算長細比。19．高強螺栓連接有幾種類型？其性能等級分哪幾級？

高強螺栓連接有兩種類型：摩擦型連接和承壓型連接。高強螺栓性能等級分8.8級和10.9級。

20．梁整體穩(wěn)定的保證條件有那些？

（1）有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固連接，能阻止梁受壓翼緣的側向位移時；

（2）工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度與其寬度值時；

之比不超過規(guī)定的數

（3）箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足，且時。

29．什么叫做組合梁喪失局部穩(wěn)定？如何避免局部失穩(wěn)？

組合梁一般由翼緣和腹板等板件組成，如果將這些板件不適當地減薄加寬，板中壓應力或剪應力達到某一數值后，腹板或受壓翼緣有可能偏離其平面位置，出現波形鼓曲，這種現象稱為梁局部失穩(wěn)。采用限制寬厚比的辦法來保證梁受壓翼緣板的穩(wěn)定性，采用設置加勁肋的方法來保證腹板的局部穩(wěn)定性。

30．荷載作用在上翼緣的梁與荷載作用在下翼緣的梁,其臨界應力何者高？為什么？

荷載作用在下翼緣發(fā)生側向扭轉時對剪切中心產生的附加力矩將約束梁的扭轉；荷載作用在上翼緣發(fā)生側向扭轉時對剪切中心產生的附加力矩將促使梁的扭轉。

三．選擇題

1、最易產生脆性破壞的應力狀態(tài)是B。

(A)單向壓應力狀態(tài)(B)三向拉應力狀態(tài)(C)單向拉應力狀態(tài)

(D)二向拉一向壓的應力狀態(tài)

2、采用摩擦型高強螺栓連接的兩塊鋼板，如圖所示，I－I危險截面所受的力

為B。

(A)N(B)0.875N(C)0.75N(D)0.5N

3、如圖所示，兩塊鋼板焊接，根據手工焊構造要求，焊角高度hf應滿足A要求。

(A)6≤hf≤8~9mm(B)6≤hf≤12mm(C)5≤hf≤8~9mm(D)6≤hf≤10mm

hf10mm16mm4、受彎構件考慮屈曲后強度時，下列說法正確的為B。(A)腹板抗彎承載力提高

(B)腹板抗剪承載力提高(C)腹板抗彎、抗剪承載力均提高(D)腹板抗彎承載力提高，抗剪承載力降低

I6010060100100INN

5、單向受彎構件的抗彎強度Mx/(xWnx)f其中x1.0時,為使翼緣不先失去局部穩(wěn)定,翼緣外伸部分的最大寬厚比b`/t為C。

(A)9235fy(B)13235fy(C)15235fy(D)40235fy6、彎矩矢量作用在工字形偏壓柱的弱軸平面內，屈曲時會發(fā)生A屈曲。

(A)平面內(B)平面外(C)不一定

(D)可能平面內，也可能平面外

7．實腹式偏心受壓構件強度計算公式中，為（C）

A.受壓較大纖維的毛截面抵抗矩B.受壓較小纖維的毛截面抵抗矩C.受壓較大纖維的凈截面抵抗矩D.受壓較小纖維的凈截面抵抗矩8．板件的寬厚比加大,其臨界應力(D).A提高B降低C不變D關系不定9.計算格構式壓彎構件的綴件時，剪力應�。–）。

A構件實際剪力設計值B由公式計算的剪力

C上述兩者取大值D由計算值

10.工形截面壓彎構件腹板的容許高厚比是根據（B）確定的。A介于軸壓桿腹板和梁腹板高厚比之間

B與腹板的應力梯度a0、構件的長細比的關系

C腹板的應力梯度a0D構件的長細比

11.單軸對稱實腹式壓彎構件整體穩(wěn)定計算公式

中的gx、W1x、W2x取值為（B）

和

AW1x和W2x為單軸對稱截面繞非對稱軸較大和較小翼緣最外纖維的毛截面抵抗矩，gx值亦不同

BW1x和W2x為較大和較小翼緣最外纖維的毛截面抵抗矩，gx值亦不同CW1x和W2x為較大和較小翼緣最外纖維的毛截面抵抗矩，gx值相同

DW1x和W2x為單軸對稱截面繞非對稱軸較大和較小翼緣最外纖維的毛截面抵抗矩，gx值相同

12.某焊接工字形截面梁，翼緣板寬250，厚18，腹板高600，厚10，鋼材Q235，受彎計算時鋼材的強度應為（C）A、

B、

C、

D、

13.一焊接工字形截面簡支梁，材料為Q235，fy=235N/mm2梁上為均布荷載作用，并在支座處已設置支承加勁肋，梁的腹板高度和厚度分別為900mm和12mm，若考慮腹板穩(wěn)定性，則（B）。

A布置縱向和橫向加勁肋B無需布置加勁肋C按構造要求布置加勁肋D按計算布置橫向加勁肋14.下列簡支梁整體穩(wěn)定性最差的是（A）

A．兩端純彎作用B．滿跨均布荷載作用

C．跨中集中荷載作用D．跨內集中荷載作用在三分點處

15.梁的橫向加勁肋應設置在（C）

A.彎曲應力較大的區(qū)段B.剪應力較大的區(qū)段C.有較大固定集中力的部位D.有吊車輪壓的部位16.當梁整體穩(wěn)定系數

時，用

代替

，主要是因為（B）。

A梁的局部穩(wěn)定有影響B(tài)梁已進入彈塑性階段C梁發(fā)生了彎扭變形D梁的強度降低了

17.雙軸對稱截面梁，其強度剛好滿足要求，而腹板在彎曲應力下有發(fā)生局部失穩(wěn)的可能，下列方案比較，應采用（C）。

A在梁腹板處設置縱、橫向加勁肋B在梁腹板處設置橫向加勁肋

C在梁腹板處設置縱向加勁肋D沿梁長度方向在腹板處設置橫向水平支撐18.當梁上有固定較大集中荷載作用時，其作用點處應（B）。A設置縱向加勁肋B設置橫向加勁肋C減少腹板寬度D增加翼緣的厚度19.鋼梁腹板局部穩(wěn)定采用（D）準則。A腹板局部屈曲應力與構件整體屈曲應力相等B腹板實際應力不超過腹板屈曲應力C腹板實際應力不小于板的屈服應力D腹板局部臨界應力不小于鋼材屈服應力20.梁的支承加勁肋應設在（C）

A．彎矩較大的區(qū)段B．剪力較大的區(qū)段C．有固定集中荷載的部位D．有吊車輪壓的部位

21．支承加勁肋進行穩(wěn)定計算時，計算面積應包括加勁肋兩端一定范圍內的腹板面積，該范圍是（A）。

A15B13C13D15

22．由二槽鋼組成的格構式軸壓綴條柱，為提高虛軸方向的穩(wěn)定承載力應（D）A．加大槽鋼強度B．加大槽鋼間距

C．減小綴條截面積D．增大綴條與分肢的夾角23．與軸心受壓構件的穩(wěn)定系數φ有關的因素是（A）

A．截面類別、鋼號、長細比B．截面類別、計算長度系數、長細比C．截面類別、兩端連接構造、長細比D．截面類別、兩個方向的長度、長細比

24．與軸壓桿穩(wěn)定承載力無關的因素是（A）A.桿端的約束狀況B.殘余應力

C.構件的初始偏心D.鋼材中有益金屬元素的含量25．軸壓構件喪失整體穩(wěn)定是由（A）

A．個別截面的承載力不足造成的B．個別截面的剛度不足造成的C．整個構件承載力不足造成的D．整個構件剛度不足造成的

26.工字型截面受壓構件的腹板高度與厚度之比不能滿足按全腹板進行計算的要求時，（A）。

A可在計算時僅考慮腹板兩邊緣各的部分截面參加承受荷載

B必須加厚腹板C必須設置縱向加勁肋D必須設置橫向加勁肋27.實腹式軸壓桿繞x,y軸的長細比分別為λx、λy，對應的穩(wěn)定的系數分別為fx、fy，若λx=λy，則（D）。

Afx>fyBfx=fyCfx

A、鋼板被剪斷B、螺栓桿彎曲C、螺栓桿被拉D、C級螺栓連接滑移36.某角焊縫連接的兩塊鋼板厚度分別是8mm和10mm，合適的焊腳尺寸為（B）A．4mmB．6mmC．10mmD．12mm

37.某角焊縫的焊腳尺寸為8mm，該焊縫的最小長度應為下列哪項數值（A）A、40mmB、64mmC、80mmD、90mm38．可不進行驗算對接焊縫是（D）。

AI級焊縫B當焊縫與作用力間的夾角滿足CII級焊縫DA、B、C都正確

39.熱軋型鋼冷卻后產生的殘余應力（C）。A以拉應力為主B以壓應力為主C包括拉、壓應力D拉、壓應力都很小

40.產生縱向焊接殘余應力的主要原因是（D）。

A冷卻速度太快B焊件各纖維能自由變形C鋼材彈性模量太大，使構件剛度很大D施焊時焊件上出現冷塑和熱塑區(qū)

41.角鋼和鋼板間用側焊縫搭接連接，當角鋼肢背與肢尖焊縫的焊腳尺寸和焊縫的長度都等同時，（C）。

A角鋼肢背的側焊縫與角鋼肢尖的側焊縫受力相等B角鋼肢尖側焊縫受力大于角鋼肢背的側焊縫C角鋼肢背的側焊縫受力大于角鋼肢尖的側焊縫

D由于角鋼肢背和肢尖的側焊縫受力不相等，因而連接受有彎矩的作用42.對于直接承受動力荷載的結構，計算正面直角焊縫時（C）。A要考慮正面角焊縫強度的提高

1.5時的焊縫

B要考慮焊縫剛度影響C與側面角焊縫的計算式相同D取

43．下列螺栓破壞屬于構造破壞的是（B）。

A鋼板被拉壞B鋼板被剪壞C螺栓被剪壞D螺栓被拉壞44．在承擔靜力荷載時，正面角焊縫強度比側面角焊縫強度（A）。A高B低C相等D無法判斷45．對于對接焊縫，當焊縫與作用力間的夾角滿足該對接焊縫的可不進行驗算。A1B1.5C2D0.5

（B）時，

四．計算題

3、如圖所示一雙肢槽鋼格構式軸心受壓綴板柱，軸心壓力設計值N=1450kN（包括柱身等構造自重），所有鋼材均選用Q345，f=310N/mm2，計算長度

l0x=6000mm，l0y=3000mm，柱截面無削弱。

已知：2[18b的截面面積A=2×29.3=5860mm2，iy=68.4mm；滿足同一截面綴板線剛度大于較大柱肢線剛度6倍的要求；分肢對自身1-1軸的慣性矩I1=1110000mm4，回轉半徑i1=19.5mm；h=320mm，b=180mm，c=283.2mm；其他相關參數見圖。

驗算該柱的整體穩(wěn)定（包括分肢穩(wěn)定）是否滿足要求（可不進行綴材驗算）。（12分）

fy2353035404550556065707580850.850.830.800.780.750.720.680.650.9360.9180.8990.87863701085（1）繞實軸（y軸）的整體穩(wěn)定

yl0yiy300068.443.86（1分）

查表得=0.842

N1450103293.9Nmm2f310Nmm2（1分）

A0.8425860（2）繞虛軸（x軸）的整體穩(wěn)定

1l0143022.05（1分）i119.5Ix211100002930141.621.1972108mm4（1分）

Ix1.1972108ix142.9mm（1分）

A5860xlox600041.99（1分）ix142.90xx21241.99222.05247.43（2分）查表得=0.820（1分）

N1450103301.8Nmm2f310Nmm2（1分）

A0.8205860（3）分肢穩(wěn)定

（2分）122.050.5max23.72和40，故滿足規(guī)范要求。

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