钢结构基本原理总结

钢结构基本原理总结

《钢结构基本原理》

一、填空题

1.在确定实际轴心压杆的稳定承载力，应考虑构件的初始缺陷。初始缺陷是指初弯曲、荷载偏心、残余应力。

2.钢结构中采用的各种板材和型钢，都是经过多次辊扎形成的，薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点高。3.受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为弯曲屈曲、侧扭屈曲。

4.钢梁进行刚度检算时，按结构的正常使用极限状态计算，荷载应按标准值计算；进行强度、稳定检算时，按结构承载能力极限状态计算，荷载应按设计值计算。

5.双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲和扭转屈曲；单轴对称截面的实腹式轴心压绕其非对称轴失稳是弯曲屈曲，而绕其对称轴失稳是弯扭屈曲。

6.对焊接板梁强度计算，除进行抗弯强度、抗剪强度计算外，还应检算局部稳定和整体稳定。7.焊接组合梁截面高度h根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。

8.螺栓连接中，沿受力方向规定螺栓端距大于2d，是为了防止构件受剪破坏；要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的5倍，为了防止板材弯曲变形。

9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数，目的是考虑部分截面塑性。10.某钢种牌号为Q235-A，其中A的含义是质量较差，某型钢符号为∠110*10，其表示的含义为边长*厚度。

12.钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋，支撑加筋肋的端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算。

13.建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能，目前我国和世界上大多数国家，在钢材中主要采用碳素结构钢和低合金结构钢中少数几种钢材。

14.钢材的抗剪强度屈服点是抗拉强的的0.58倍。

15.使钢材在高温下变脆的化学元素是O、S，使钢材在低温下变脆的化学元素是N、P。

16为化简计算，规范对重级工作制吊车梁和重级、中级制吊车衍架的变幅疲劳折算为等效常幅疲劳计算，等效应力幅σc采用潜在效应的等效系数αf和设计应力谱中的最大应力幅（σ）max的乘积来表示。

17.自动埋弧焊角焊缝焊脚尺寸最小值为（1.5根号t-1）mm。侧面角焊缝最小计算长度应不小于8hf和40mm，最大计算长度在承受静载或间接动荷载时应不大于60hf，承受动荷载应不大于40hf。

18.实际轴心压杆的板件宽厚比限值是根据板件屈曲临界应力与构件整体屈曲临界应力相等原则确定的。

19.轴心压杆格构柱进行分肢稳定计算的目的是保证分支失稳不先于构件的整体稳定失稳。20.影响钢梁的整体稳定的主要原因有荷载类型、载作用点位置、梁截面形式、侧向支撑点位置和距离、端部支撑条件。

21.焊接组合工字型截面钢梁，翼缘的局部稳定是采用限制宽厚比的方法来保证，而腹板的局部稳定则采用配置加筋肋的方法来保证。

22.计算钢结构构件的正常使用极限状态时，应使拉压构件满足稳定条件，使受弯构件满足稳定刚度条件。

23.实腹式压弯构件的实际包括截面选择、截面强度验算、刚度演算、整体稳定、局部稳定演算等内容。24.焊接残余应力对钢结构静力强度无影响；使钢结构刚度降低；使钢结构稳定承载力降低；使钢结构的疲劳强度下降。

25.钢梁强度计算一般包括弯曲正应力、剪应力、局部承压应力和折算应力计算四个方面。26.提高钢梁整体稳定性的有效措施增大受压区高度和增加侧向支撑。27.轴心稳定系数Φ根据钢号、面类型、细比。

28.钢材加工性能包括冷加工性能、热加工、热处理。

29.影响钢材疲劳性能的主要因素有应力集中、应力幅应力比和应力循环。30.钢结构常用的焊接方法有手工焊、埋弧焊、气体保护焊。

62、在弯矩作用下，摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于螺栓群的形心。64、型钢代号L100×8中，L表示角钢。66、在计算两端简支工字形轴压柱翼板的临界应力时，它的支承条件简化为三边简支，一边自由。67、在承受静力荷载的角焊缝中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝大。（但侧面角焊缝的塑性比正面大）68、侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大，侧面角焊缝的应力沿其长度的分布越不均匀。69、轴心受拉构件的承载能力极限状态是截面应力达钢筋屈服强度。1．承受动力荷载作用的钢结构，应选用塑性，冲击韧性好特点的钢材。

2．冷作硬化会改变钢材的性能，将使钢材的屈服点提高，塑性韧性降低。3．钢材五项机械性能指标是屈服点、抗拉强度、弹性模量、伸长率.断面收缩率。

4．钢材中氧的含量过多，将使钢材出现热脆现象。

5．钢材含硫量过多，高温下会发生脆裂，含磷量过多，低温下会发生脆裂。6．时效硬化会改变钢材的性能，将使钢材的强度提高，塑韧性降低。7．钢材在250C度附近有强度提高塑性降低现象，称之为蓝脆现象。（某些钢材在200～300℃时颜色发蓝而脆性增加的现象。）8．钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越大。（冲击韧性为钢材在动荷载作用下断裂吸收能量的多少）9．钢材牌号Q235－BF,其中235表示屈服点,B表示质量等级,F表示沸腾钢。10．钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。

12．焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相匹配，低。14．衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。15．.结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。

17．冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下弯曲变形和抗分层性能的综合指标。（需要钢材有一定塑性与避免冶炼的分层，离析开裂等缺陷）

18．冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。19．薄板的强度比厚板略高。

20．采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用E50焊条。21．焊接残余应力不影响构件的静力强度。

22．角焊缝的最小计算长度不得小于6hf和40mm。

23．承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是60hf。24．在螺栓连接中，最小端距是2d0。

26．普通螺栓连接,当板叠厚度∑t〉5d时(d－,连接可能产生螺杆弯曲破坏

Ncdtfcbb28．单个普通螺栓承压承载力设计值，式中表示同一受力方向板厚和的较小值29．普通螺栓连接靠螺栓受剪和孔壁承压传递剪力；摩擦型高强度螺栓连接靠板于板之间摩擦力传递剪力。

31.焊接结构在焊缝附近形成热影响区,该区材质变脆。32.侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜太小。33.承压型高强度螺栓仅用于静力承重结构的连接中。34.采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用E50焊条。35.承受动力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是40hf。

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36．轴心受压构件的承载能力极限状态有净截面破坏和毛截面屈服。38．双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是弯曲屈曲。39.单轴对称截面的轴心受压构件，当构件绕对称轴失稳时发生弯扭屈曲。40．轴心受压构件的缺陷有初偏心、初弯曲、残余应力。43．缀条式格构柱的缀条设计时按轴拉构件计算。

47．在轴心压力一定的前提下,轴压柱脚底板的面积是由混凝土强度等级决定的。

51．焊接工字形梁腹板高厚比时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置横和纵52．梁的最小高度是由刚度控制的。

53．组合梁的局稳公式是按局部失稳发生在翼板最大应力达屈服之前原则确定。54．支承加劲肋应验算的内容是

支撑加劲肋在腹板平面外的稳定性、

切角后端部进截面强度、与腹板焊缝连接。

55．钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施是支撑。56．按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制挠度,拉、压构件要限制长细比。57．荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载力小。58．承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件，计算公式中，塑性发展系数γx取__1.05__62．实腹式压弯构件在弯矩平面内屈曲形式为弯曲。63.实腹式压弯构件在弯矩平面外屈曲形式为弯扭。1钢材代号Q235的含义为（屈服点强度为235Mpa）。

6钢材的设计强度等于钢材的屈服强度fy除以（分项系数）。8按（脱氧程度不同）之不同，钢材有镇静钢和沸腾钢之分。

9钢材的αk值与温度有关，在-20C或在-40C所测得的αk值称（低温冲击韧度(指标)。10通过标准试件的一次拉伸试验，可确定钢材的力学性能指标为：抗拉强度fu、屈服点强度和伸长率。

12韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，亦即钢材抵抗冲击或振动荷载的能力。

13钢材在250C左右时抗拉强度略有提高，塑性却降低的现象称为蓝脆现象。

14在疲劳设计时，经过统计分析，把各种构件和连接分为8类，相同应力循环次数下，类别越高，容许应力幅越低。

15当钢材厚度较大时或承受沿板厚方向的拉力作用时，应附加要求板厚方向的截面收缩率ψ满足一定要求。

17钢材受三向同号拉应力作用时，即使三向应力绝对值很大，甚至大大超过屈服点，但两两应力差值不大时，材料不易进入塑性状态，发生的破坏为脆性破坏。

19应力集中易导致钢材脆性破坏的原因在于应力集中处塑性变形受到约束。

20影响构件疲劳强度的主要因素有重复荷载的循环次数、应力集中和应力幅。21随着温度下降，钢材的脆性破坏倾向增加。

1.钢结构计算的两种极限状态是承载能力极限状态和正常使用极限状态。

2.钢结构具有轻质高强、材质均匀，韧性和塑性良好、装配程度高，施工周期短、密闭性好、耐热不耐火和易锈蚀等特点。

3.钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏。

4.影响钢材性能的主要因素有化学成分、冶炼，浇注，轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残余应力、重复荷载作用和钢材缺陷。

5.影响钢材疲劳的主要因素有应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）、应力循环次数

6.建筑钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、和冷弯性能。7.钢结构的连接方法有焊接连接、铆钉连接和螺栓连接。

8.角焊缝的计算长度不得小于8hf，也不得小于40mm。侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于60hf。

9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏和螺栓弯曲破坏。

10.高强度螺栓预拉力设计值与螺栓材质和螺栓有效面积有关。11.轴心压杆可能的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。

12.轴心受压构件的稳定系数与残余应力、初弯曲和初偏心和长细比有关。13.提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘和增加侧向支承点。

14.影响钢梁整体稳定的主要因素有荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、侧向支承点的位置和距离和梁端支承条件。

15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用限制宽厚比的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用设置加劲肋的方法来解决。二、问答题

1.钢结构对材料性能有哪些要求？答：钢结构对材料性能的要求：○1较高的抗拉强度fu和屈服点fy○2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能○3良好的加工性能

2.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？

答：钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到；冷弯性能是由冷弯试验显示出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。

3.影响钢材性能的主要因素是什么？答：影响钢材性能的主要因素有：○1化学成分○2钢材缺陷○3冶炼，浇注，轧制○4钢材硬化○5温度○6应力集中○7残余应力○8重复荷载作用

4.什么是钢材的疲劳？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。

5.选用钢材通常应考虑哪些因素？答：选用钢材通常考虑的因素有：○1结构的重要性○2荷载特征○3连接方法○4结构的工作环境温度○5结构的受力性质

6.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？

答：钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。焊接的优点：○1不需打孔，省工省时；○2任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；○3气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好

7.焊缝可能存在的缺陷有哪些？

答：焊缝可能存在的缺陷有裂纹、气孔、夹碴、烧穿、咬边、未焊透、弧坑和焊瘤。8.对接焊缝的构造要求有哪些？答：对接焊缝的构造要求有：

1一般的对接焊多采用焊透缝，只有当板件较厚，内力较小，且受静载作用时，可采用未焊透的对接○缝。

2为保证对接焊缝的质量，可按焊件厚度不同，将焊口边缘加工成不同形式的坡口。○

3起落弧处易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工复杂，因此除承受动力荷载外，一般○

不用引弧板，而是计算时为对接焊缝将焊缝长度减2t（t为较小焊件厚度）。

4对于变厚度（或变宽度）板的对接，在板的一面（一侧）或两面（两侧）切成坡度不大于1:2.5的○

斜面，避免应力集中。○5当钢板在纵横两方向进行对接焊时，焊缝可采用十字形或T形交叉对接，当用T形交叉时，交叉点的间距不得小于200mm。

9.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：变形若超出了施工验收规范所容许的范围，将会影响结构的安装、正常使用和安全承载；所以，对过大的残余变形必须加以矫正。

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：在制造工艺上，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。

10.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？

答：级别代号中，小数点前的数字是螺栓材料经热处理后的最低抗拉强度，小数点后数字是材料的屈强比（fy/fu）。

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

11.轴心压杆有哪些屈曲形式？

答：受轴心压力作用的直杆或柱，当压力达到临界值时，会发生有直线平衡状态转变为弯曲平衡状态变形分枝现象，这种现象称为压杆屈曲或整体稳定，发生变形分枝的失稳问题称为第一类稳定问题。由于压杆截面形式和杆端支承条件不同，在轴心压力作用下可能发生的屈曲变形有三种形式，即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。

12.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？

答：在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑残余应力的影响、初弯曲和初偏心的影响、杆端约束的影

13.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？

答：格构式轴心受压构件一旦绕虚轴失稳，截面上的横向剪力必须通过缀材来传递。但因缀材本身比较柔细，传递剪力时所产生的变形较大，从而使构件产生较大的附加变形，并降低稳定临界力。所以在计算整体稳定时，对虚轴要采用换算长细比（通过加大长细比的方法来考虑缀材变形对降低稳定临界力的影响）

14.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效

措施是什么？

答：钢梁在弯矩较小时，梁的侧向保持平直而无侧向变形；即使受到偶然的侧向干扰力，其侧向变形也只是在一定的限度内，并随着干扰力的除去而消失。但当弯矩增加使受压翼缘的弯曲压应力达到某一数值时，钢梁在偶然的侧向干扰力作用下会突然离开最大刚度平面向侧向弯曲，并同时伴随着扭转。这时即使除去侧向干扰力，侧向弯扭变形也不再消失，如弯矩再稍许增大，则侧向弯扭变形迅速增大，产生弯扭屈曲，梁失去继续承受荷载的能力，这种现象称为钢梁丧失整体稳定。

影响钢梁整体稳定的主要因素有：荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、侧向支承点的位置和距离、梁端支承条件。

提高钢梁整体稳定性的有效措施是加强受压翼缘、增加侧向支承点

15.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？

答：在钢梁中，当腹板或翼缘的高厚比或宽厚比过大时，就有可能在梁发生强度破坏或丧失整体稳定之前，组成梁的腹板或翼缘出现偏离其原来平面位置的波状屈曲，这种现象称为钢梁的局部失稳。8.简述焊接残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：残余应力使构件的变形增大，刚度降低；

（3）对压杆稳定的影响：焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小，从而必定降低其稳定承载能力；（4）对低温冷脆的影响：在低温下使裂纹容易发生和发展，加速构件的脆性破坏；

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钢结构基本原理复习总结

一．填空题

1、影响结构疲劳寿命的最主要因素是构造状态、循环荷载和循环次数。2、钢材的机械性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、Z向收缩率和冲击韧性。

3、荷载作用点的位置对梁的整体稳定有影响，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性将降低。4、某工字形组合截面简支梁，若腹板的高厚比为100，应设置横向加劲肋，若腹板高厚比为210，应设置纵向加劲肋。

5．钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中N、O为有害的杂质元素。

6、在轴心受压构件中，确定箱形截面板件满足局部稳定的宽（高）厚比限值的原则是构件应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不低于屈服应力，或不先于屈服），确定工字形截面确定板件宽（高）厚比限值的原则是构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不低于整体屈曲临界应力或等稳定或不先于整体失稳）。7．衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。8.钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。9.钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。

10．对于缀板式格构柱，单肢不失稳的条件是单肢稳定承载力不小于整体稳定承载力，且不大于容许长细比。11．缀条式格构柱的缀条设计时按轴心受力构件计算。12．对于缀条式格构柱，单肢不失稳的条件是单肢稳定承载力不小于整体稳定承载力。

13.薄板的强度比厚板略高。14．角焊缝的最小计算长度不得小于和焊件厚度。15．承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是16．在螺栓连接中，最小端距是2d0。17．在螺栓连接中，最小栓距是3d0。。18．普通螺栓连接,当板叠厚度∑t〉5d时(d－螺栓直径),连接可能产生栓杆受弯破坏。19．单个普通螺栓承压承载力设计值，式中表示受力方向承压构件总厚度的较小值。20．普通螺栓连接靠螺栓杆传递剪力；摩擦型高强度螺栓连接靠摩擦力传递剪力。21.手工焊焊接Q235钢，一般采用E43型焊条。22.焊接结构在焊缝附近形成热影响区,该区材质存在缺陷。23.侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜。24.承压型高强度螺栓仅用于承受非动力荷载结构的连接中。25.采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用E50焊条。26．格构式轴心受压构件的等稳定性的条件绕虚轴与绕实轴的长细比相同。27．双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是弯曲屈曲。28.单轴对称截面的轴心受压构件，当构件绕对称轴失稳时发生弯扭屈曲。29．轴心受压构件的缺陷有残余应力、初始偏心、初始曲率。30．轴心受压构件的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭曲屈曲。31．钢材含硫量过多，高温下会发生热脆，含磷量过多，低温下会发生冷脆。32．时效硬化会改变钢材的性能，将使钢材的强度提高，塑性、韧性降低。

33．钢材在250C度附近有强度提高塑性、韧性降低现象，称之为蓝脆现象。

二．简答题

1．简述哪些因素对钢材性能有影响？

化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。2．钢结构用钢材机械性能指标有哪几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？

钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性；承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点。3．钢材两种破坏现象和后果是什么？

钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。

4．选择钢材屈服强度作为静力强度标准值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么？

选择屈服强度fy作为钢材静力强度的标准值的依据是：①他是钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变开很大（2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较大（Q235的fu/fy≈1.6~1.9）,这二点一起赋予构件以fy作为强度极限的可靠安全储备。

将钢材看作是理想弹性塑性材料的依据是：①对于没有缺陷和残余应力影响的试件，比较极限和屈服强度是比较接近（fp=(0.7~0.8)fy），又因为钢材开始屈服时应变小（εy≈0.15%）因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长（即ε从0.15%到2%~3%），而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。

5．什么叫做冲击韧性？什么情况下需要保证该项指标？

韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量，韧性是钢材强度和塑性的综合指标。在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(

)冲击韧性指标。

6．为什么薄钢板的强度比厚钢板的强度高(或钢材的强度按其厚度或直径分组)？

钢材的轧制能使金属的晶粒弯细，并消除显微组织的缺陷，也可使浇注时形成的气孔，裂纹和疏松，在高温和压力作用下焊合。因而经过热轧后，钢材组织密实，改善了钢材的力学性能。薄板因辊轧次数多，其强度比厚板略高。7．同一种钢材的伸长率指标为什么δ5>δ10

若圆形段原标距长度l0=10d0(d0为圆柱试件直径)，所得的伸长率用δ10；若圆柱段原标距长度l0=5d0，所得的伸长率用δ5。试件拉断时的绝对变形值l内有两部分，其一是整个工作段的均匀伸长，其二是“颈缩”部分的局部伸长；由于均匀伸长与原标距长度有关，而局部伸长仅与原标距长度的横截面尺寸有关，因此，伸长率δ的大小同试件原标距长度与横截面尺寸的比值有关，所以δ5≠δ10；又因为局部伸长在原标距长度小的试件中所占变形的比例大，故δ5>δ10。8．对于重要的受拉或受弯的焊接结构，需要具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷、碳含量，冷弯试验的合格保证，为什么还需要具有常温冲击韧性的合格保证。

重要的受拉或受弯焊接结构由于焊接残余应力δr的存在，往往出现多向拉应力场，因而有发生脆性破坏的较大危险。同时对受拉、受弯的焊接构件与受压（含压弯）构件的受力状态不同，导致对缺陷反映速度不同，受拉，受弯构件反映速度快，对钢材质量要求较高。因此对这类构件要求有常温冲击韧性的合格保证。9．为什么要规定角焊缝的最小计算长度和侧面角焊缝的最大计算长度？角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时，焊件的局部加热严重，焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近，以及焊缝中可能产生的其他缺陷(气孔、非金属夹杂等)，使焊缝不够可靠，规定了侧面角焊缝或正面角焊缝的最小计算长度。

侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大中间小，故规定了侧面角焊缝的最大计算长度。

)冲击韧性指标，还要求具有负温(

、或

10．对接焊缝在哪种情况下才需要进行计算？

焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，故可认为受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等，但受拉的对接焊缝对缺陷甚为敏感。由于一、二级检验的焊缝与母材强度相等，故只有三级检验的焊缝才需进行抗拉强度验算。

11．在抗剪连接中,普通螺栓连接与摩擦型高强度螺栓连接的工作性能有何不同？

普通螺栓受剪时，从受力直至破坏经历四个阶段，由于它允许接触面滑动，以连接达到破坏的极限状态作为设计准则；高强度螺栓在拧紧时，螺杆中产生了很大的预拉力，而被连接板件间则产生很大的预压力。连接受力后，由于接触面上产生的摩擦力，能在相当大的荷载情况下阻止板件间的相对滑移，因而弹性工作阶段较长。当外力超过了板间摩擦力后，板件间即产生相对滑动。高强度螺栓摩擦型连接是以板件间出现滑动为抗剪承载力极限状态，12．螺栓在钢板上应怎样排列合理？

螺栓在钢板上的排列有两种形式：并列和错列。并列布置紧凑，整齐简单，所用连接板尺寸小，但螺栓对构件截面削弱较大；错列布置松散，连接板尺寸较大，但可减少螺栓孔对截面的削弱。螺栓在钢板上的排列应满足三方面要求：①受力要求②施工要求③构造要求，并且应满足规范规定的最大最小容许距离：最小的栓距为3d0，最小的端距为2d013．在选用钢材时应考虑哪些因素？

结构的重要性、荷载情况、连接方法、结构所处的温度和环境、钢材厚度14．轴心受压构件的稳定承载力与哪些因素有关?

构件的几何形状与尺寸；杆端约束程度；钢材的强度；焊接残余应力；初弯曲；初偏心

15．普通受剪螺栓的破坏形式有哪些？在设计中应如何避免这些破坏（用计算方法还是构造方法）？

破坏形式有：栓杆被剪断；板件被挤坏；板件被拉断；板件冲剪破坏；栓杆受弯破坏。前三种是通过计算避免破坏，最后两种通过构造方法避免破坏。16．焊接残余应力对结构有哪些影响？

对结构的静力强度不影响，降低结构的刚度，增加钢材在低温下的脆断倾向。对结构的疲劳强度有明显的不利影响。

17．与其他建筑材料的结构相比,钢结构有哪些特点？

（1）建筑钢材强度高，塑性、韧性好钢结构的重量轻（2）钢结构的重量轻（3）材质均匀，与力学计算假定比较符合4）钢结构制作简便，施工工期短（5）钢结构密闭性较好（6）钢结构耐腐蚀性差（7）钢材耐热但不耐火（8）钢结构低温或其他条件下脆性断裂

18．格构柱绕虚轴的稳定设计为什么要采用换算长细比？

格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时，剪力主要由缀材分担，柱的剪切变形较大，剪力造成的附加挠曲影响不能忽略，故对虚轴的失稳计算，常以加大长细比的办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。19．高强螺栓连接有几种类型？其性能等级分哪几级？

高强螺栓连接有两种类型：摩擦型连接和承压型连接。高强螺栓性能等级分8.8级和10.9级。

20．梁整体稳定的保证条件有那些？

（1）有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时；

（2）工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度与其宽度值时；

之比不超过规定的数

（3）箱形截面简支梁，其截面尺寸满足，且时。

29．什么叫做组合梁丧失局部稳定？如何避免局部失稳？

组合梁一般由翼缘和腹板等板件组成，如果将这些板件不适当地减薄加宽，板中压应力或剪应力达到某一数值后，腹板或受压翼缘有可能偏离其平面位置，出现波形鼓曲，这种现象称为梁局部失稳。采用限制宽厚比的办法来保证梁受压翼缘板的稳定性，采用设置加劲肋的方法来保证腹板的局部稳定性。

30．荷载作用在上翼缘的梁与荷载作用在下翼缘的梁,其临界应力何者高？为什么？

荷载作用在下翼缘发生侧向扭转时对剪切中心产生的附加力矩将约束梁的扭转；荷载作用在上翼缘发生侧向扭转时对剪切中心产生的附加力矩将促使梁的扭转。

三．选择题

1、最易产生脆性破坏的应力状态是B。

(A)单向压应力状态(B)三向拉应力状态(C)单向拉应力状态

(D)二向拉一向压的应力状态

2、采用摩擦型高强螺栓连接的两块钢板，如图所示，I－I危险截面所受的力

为B。

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

3、如图所示，两块钢板焊接，根据手工焊构造要求，焊角高度hf应满足A要求。

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

hf10mm16mm4、受弯构件考虑屈曲后强度时，下列说法正确的为B。(A)腹板抗弯承载力提高

(B)腹板抗剪承载力提高(C)腹板抗弯、抗剪承载力均提高(D)腹板抗弯承载力提高，抗剪承载力降低

I6010060100100INN

5、单向受弯构件的抗弯强度Mx/(xWnx)f其中x1.0时,为使翼缘不先失去局部稳定,翼缘外伸部分的最大宽厚比b`/t为C。

(A)9235fy(B)13235fy(C)15235fy(D)40235fy6、弯矩矢量作用在工字形偏压柱的弱轴平面内，屈曲时会发生A屈曲。

(A)平面内(B)平面外(C)不一定

(D)可能平面内，也可能平面外

7．实腹式偏心受压构件强度计算公式中，为（C）

A.受压较大纤维的毛截面抵抗矩B.受压较小纤维的毛截面抵抗矩C.受压较大纤维的净截面抵抗矩D.受压较小纤维的净截面抵抗矩8．板件的宽厚比加大,其临界应力(D).A提高B降低C不变D关系不定9.计算格构式压弯构件的缀件时，剪力应取（C）。

A构件实际剪力设计值B由公式计算的剪力

C上述两者取大值D由计算值

10.工形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据（B）确定的。A介于轴压杆腹板和梁腹板高厚比之间

B与腹板的应力梯度a0、构件的长细比的关系

C腹板的应力梯度a0D构件的长细比

11.单轴对称实腹式压弯构件整体稳定计算公式

中的gx、W1x、W2x取值为（B）

和

AW1x和W2x为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值亦不同

BW1x和W2x为较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值亦不同CW1x和W2x为较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值相同

DW1x和W2x为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值相同

12.某焊接工字形截面梁，翼缘板宽250，厚18，腹板高600，厚10，钢材Q235，受弯计算时钢材的强度应为（C）A、

B、

C、

D、

13.一焊接工字形截面简支梁，材料为Q235，fy=235N/mm2梁上为均布荷载作用，并在支座处已设置支承加劲肋，梁的腹板高度和厚度分别为900mm和12mm，若考虑腹板稳定性，则（B）。

A布置纵向和横向加劲肋B无需布置加劲肋C按构造要求布置加劲肋D按计算布置横向加劲肋14.下列简支梁整体稳定性最差的是（A）

A．两端纯弯作用B．满跨均布荷载作用

C．跨中集中荷载作用D．跨内集中荷载作用在三分点处

15.梁的横向加劲肋应设置在（C）

A.弯曲应力较大的区段B.剪应力较大的区段C.有较大固定集中力的部位D.有吊车轮压的部位16.当梁整体稳定系数

时，用

代替

，主要是因为（B）。

A梁的局部稳定有影响B梁已进入弹塑性阶段C梁发生了弯扭变形D梁的强度降低了

17.双轴对称截面梁，其强度刚好满足要求，而腹板在弯曲应力下有发生局部失稳的可能，下列方案比较，应采用（C）。

A在梁腹板处设置纵、横向加劲肋B在梁腹板处设置横向加劲肋

C在梁腹板处设置纵向加劲肋D沿梁长度方向在腹板处设置横向水平支撑18.当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应（B）。A设置纵向加劲肋B设置横向加劲肋C减少腹板宽度D增加翼缘的厚度19.钢梁腹板局部稳定采用（D）准则。A腹板局部屈曲应力与构件整体屈曲应力相等B腹板实际应力不超过腹板屈曲应力C腹板实际应力不小于板的屈服应力D腹板局部临界应力不小于钢材屈服应力20.梁的支承加劲肋应设在（C）

A．弯矩较大的区段B．剪力较大的区段C．有固定集中荷载的部位D．有吊车轮压的部位

21．支承加劲肋进行稳定计算时，计算面积应包括加劲肋两端一定范围内的腹板面积，该范围是（A）。

A15B13C13D15

22．由二槽钢组成的格构式轴压缀条柱，为提高虚轴方向的稳定承载力应（D）A．加大槽钢强度B．加大槽钢间距

C．减小缀条截面积D．增大缀条与分肢的夹角23．与轴心受压构件的稳定系数φ有关的因素是（A）

A．截面类别、钢号、长细比B．截面类别、计算长度系数、长细比C．截面类别、两端连接构造、长细比D．截面类别、两个方向的长度、长细比

24．与轴压杆稳定承载力无关的因素是（A）A.杆端的约束状况B.残余应力

C.构件的初始偏心D.钢材中有益金属元素的含量25．轴压构件丧失整体稳定是由（A）

A．个别截面的承载力不足造成的B．个别截面的刚度不足造成的C．整个构件承载力不足造成的D．整个构件刚度不足造成的

26.工字型截面受压构件的腹板高度与厚度之比不能满足按全腹板进行计算的要求时，（A）。

A可在计算时仅考虑腹板两边缘各的部分截面参加承受荷载

B必须加厚腹板C必须设置纵向加劲肋D必须设置横向加劲肋27.实腹式轴压杆绕x,y轴的长细比分别为λx、λy，对应的稳定的系数分别为fx、fy，若λx=λy，则（D）。

Afx>fyBfx=fyCfx

A、钢板被剪断B、螺栓杆弯曲C、螺栓杆被拉D、C级螺栓连接滑移36.某角焊缝连接的两块钢板厚度分别是8mm和10mm，合适的焊脚尺寸为（B）A．4mmB．6mmC．10mmD．12mm

37.某角焊缝的焊脚尺寸为8mm，该焊缝的最小长度应为下列哪项数值（A）A、40mmB、64mmC、80mmD、90mm38．可不进行验算对接焊缝是（D）。

AI级焊缝B当焊缝与作用力间的夹角满足CII级焊缝DA、B、C都正确

39.热轧型钢冷却后产生的残余应力（C）。A以拉应力为主B以压应力为主C包括拉、压应力D拉、压应力都很小

40.产生纵向焊接残余应力的主要原因是（D）。

A冷却速度太快B焊件各纤维能自由变形C钢材弹性模量太大，使构件刚度很大D施焊时焊件上出现冷塑和热塑区

41.角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，（C）。

A角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等B角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝C角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝

D由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用42.对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时（C）。A要考虑正面角焊缝强度的提高

1.5时的焊缝

B要考虑焊缝刚度影响C与侧面角焊缝的计算式相同D取

43．下列螺栓破坏属于构造破坏的是（B）。

A钢板被拉坏B钢板被剪坏C螺栓被剪坏D螺栓被拉坏44．在承担静力荷载时，正面角焊缝强度比侧面角焊缝强度（A）。A高B低C相等D无法判断45．对于对接焊缝，当焊缝与作用力间的夹角满足该对接焊缝的可不进行验算。A1B1.5C2D0.5

（B）时，

四．计算题

3、如图所示一双肢槽钢格构式轴心受压缀板柱，轴心压力设计值N=1450kN（包括柱身等构造自重），所有钢材均选用Q345，f=310N/mm2，计算长度

l0x=6000mm，l0y=3000mm，柱截面无削弱。

已知：2[18b的截面面积A=2×29.3=5860mm2，iy=68.4mm；满足同一截面缀板线刚度大于较大柱肢线刚度6倍的要求；分肢对自身1-1轴的惯性矩I1=1110000mm4，回转半径i1=19.5mm；h=320mm，b=180mm，c=283.2mm；其他相关参数见图。

验算该柱的整体稳定（包括分肢稳定）是否满足要求（可不进行缀材验算）。（12分）

fy2353035404550556065707580850.850.830.800.780.750.720.680.650.9360.9180.8990.87863701085（1）绕实轴（y轴）的整体稳定

yl0yiy300068.443.86（1分）

查表得=0.842

N1450103293.9Nmm2f310Nmm2（1分）

A0.8425860（2）绕虚轴（x轴）的整体稳定

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）分肢稳定

（2分）122.050.5max23.72和40，故满足规范要求。

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